大型燃煤电厂贮煤设施的选择

文/刘海波

1. 前言

随着我国经济的快速发展，国家对环境保护的要求越来越高，特别对能源行业控制环境污染的条件更加严格。为更有效地治理燃煤电厂煤场的运行条件，抑制煤尘飞扬，以免对周围环境造成污染，全封闭条形煤场、圆形煤场、筒仓等贮煤方式应运而生，构成了当今我国火力发电厂企业的多种贮煤方式。

山东沿海某大型百万机组燃煤电厂规划容量6×1000MW火电机组，一期工程已建成2×1000MW超超临界机组，一期贮煤采用了两座直径120m圆形煤场，单座贮煤量为16万吨，总贮煤32万吨。本文将结合该电厂二期2×1000MW超超临界机组扩建工程，对条形全封闭煤场、圆形煤场及筒仓等不同贮煤设施进行技术经济比较，从厂区总平面布置方案、厂区用地及投资等方面提出大型燃煤电厂贮煤设施选择时应考虑的因素。

2. 条形全封闭煤场

传统的条形煤场是利用斗轮堆取料机等设备堆积而成的，煤堆形状为条形棱台的煤场。条形煤场由于设备简单、可靠性好、国产化程度高、造价相对低廉，所以在国内外得到了广泛应用，具有丰富的运行经验。目前随着国家环保要求的不断提高，传统条形煤场开始采用全封闭形式。

2．1 条形全封闭煤场的特点

条形全封闭煤场的主要优点是应用广泛，设备简单，可靠性高；扩展性好，可延长度方向加长；土建结构简单，施工方便。缺点是环保性一般。为保证运行人员作业环境，煤棚需做通风，网架与基础之间通长设一定宽度的进风带，此进风带亦带来煤尘外溢；需工作人员机上操作，自动化程度较低；占地面积大。

2．2 采用条形全封闭煤场的厂区总平面布置方案

本方案采用了两座并列布置的折返式悬臂斗轮机条形煤场，煤场沿斗轮机基础两侧成条形布置。每个煤场，宽112m，长308m，堆高16m，贮煤总量约36万吨，可供本期2×1000MW机组燃用20天。由于设计煤种属于易自燃煤种，煤场设监测、保护系统，四周摄像头对自燃进行实时监测。该方案厂区围墙内用地面积为27.75公顷。

图3 -1 采用圆形煤场厂区总平面布置图

3. 圆形全封闭煤场

圆形全封闭式煤场是近十多年来在大型燃煤电厂逐步推广使用并快速发展的新型煤场布置形式。

圆形煤场是利用圆形斗轮堆取料机等设备堆积而成的，煤堆形状为环锥形的封闭型煤场。与传统条形煤场比较，在运行、环保、节省场地等方面具有明显优势。

3．1 圆形煤场的特点

圆形煤场的主要优点是占地少，场地利用率高；堆、取料机独立作业，堆、取料机检修时互不影响。缺点是自动化程度一般，一般需人员机上操作；为保证运行人员作业环境，煤场内需做通风，网架与挡煤墙之间通常设一定宽度的进风带，煤场顶部设置自然通风口，使含尘空气外溢；燃煤“先进后出”，增加了贮煤自燃风险。

3．2 采用圆形煤场的厂区总平面布置方案

本方案设两座直径120m圆形堆取料机煤场，每座圆形煤场贮煤量约18万吨，两座煤场可供本期工程2×1000MW机组燃用约20天。煤场设备采用绕中心柱回转堆取料机，堆取料作业可同时进行。设计煤种属于易自燃煤种，煤场设可燃气体监测和保护系统。该方案厂区围墙内用地面积23.40公顷，厂区总平面详见图3-1。

4. 筒仓全封闭煤场

筒仓也是火力发电厂运用较为广泛的一种封闭的贮煤设施，筒仓上部给料机采用环形布料机向筒仓贮煤。这种贮煤方式根据来煤煤种的不同，用皮带直接输送至若干个排列在一起的圆柱形筒仓内储存。用该煤种时从筒仓底部的放料口放出，再到配煤盘进行配煤作业。

4．1 筒仓的特点

筒仓的主要优点是占地少，配煤灵活，可实现精确混煤；智能化自动运行，减人增效，提升了管理水平；燃煤“先进先出”，存煤时间短，减少筒仓内煤的自燃风险和热值损失；完全封闭，环保性更高。缺点是对地基要求较高；不宜储存大粒度燃煤，当燃煤粒度200mm以上，底部给料口出料困难；筒仓高度较高，带式输送机需一定距离爬升。

图4 -1：采用筒仓煤场厂区总平面布置图

4．2 采用筒仓煤场的厂区总平面布置方案

拟建场地地质条件好，地基持力层为强风化花岗岩，地基承载力特征值为fak=500kPa～800kPa，具备建设大筒仓的天然条件。

本期工程设置了6个筒仓煤场，两列布置，每列布置3个筒仓，直径45m，每个筒仓存煤6万吨，筒仓总储煤量可供本期工程2×1000MW机组燃用约20天。筒仓上部卸料设备拟采用固定式卸料小车，同时还配置监测、惰化等辅助系统。该方案厂区围墙内用地面积22.1公顷，厂区总平面详见图4-1。

5. 贮煤方案的技术经济比较

不同形式全封闭煤场方案的技术经济比较详见下表5-1。

通过上表比较可以看出，条形封闭煤场贮煤量大、煤种适应性强、投资最小，能够满足电厂环保要求，投资最低；圆形全封闭煤场在占地较小的前提下存煤量大，煤场设备自动化程度高，环保指标比条形煤场好，投资适中；而筒仓自动化程度高，可实现无人值守、智能化运行，同时通过不同煤质的精确掺配，节省大量燃煤采购费用并具有占地小、环保优、人性化等特点，但投资最高。

表5 -1： 不同形式全封闭煤场方案的技术经济比较

表5 -1： 不同形式全封闭煤场方案的技术经济比较

6. 结论

从上面的分析可以看出，不同的贮煤设施直接影响了厂区总平面布置方案和厂区用地，从厂区用地及投资等综合考虑，对于地处偏僻、环保要求低、资金有限、土地成本低、来煤差异性大的电厂，可以选择条形煤场；对于环保要求较高、考虑厂区布局美观、占地面积小、运行管理便利的因素，在资金充足的条件下可以采用圆形煤场方案；对于建设场地紧张、环保要求较高、同时还需要精确混煤，可选择筒仓煤场方案。

随着技术的日益成熟、设备的日益国产化、土建设计经验的积累及运煤系统的设计优化，圆形煤场和筒仓的工程造价也在进一步降低，在环保要求越来越高的今天，圆形煤场和筒仓的应用将会越来越广泛。