浅析传统结构型式的储煤场如何改造为新型环保型储煤场

(华电四川广安发电有限责任公司 四川 广安 638000)

前言

目前，火电厂储煤普遍采用露天煤场、干煤棚以及半封闭等传统结构型式的方式储煤，普遍存在着物料损失大、占地面积广、煤质劣化严重等弊端，而且还严重污染环境，越来越引起人们及社会的广泛关注，随着国家对环境管理工作的逐步加强以及相关法律法规的实施，粉尘飞扬大，环境污染重，这些传统结构型式的储煤场普遍存在着的环境污染必将得到强力整治。

本文以某燃煤电厂传统结构形式的储煤场为实例，通过分析与研究，提出一套切合实际、既经济实惠又行之有效的升级改造方案，改造为多功能新型环保型储煤场，能有效治理粉尘飞扬引起的环境污染，适应企业可持续发展的需要，达到国家对环境治理严格要求。

一、常用的几种抑尘方式

(一)煤场抑尘网抑尘

近年来，一些电厂采用抑尘网抑尘的办法来减少煤场粉尘的排放，如右图所示。

但抑尘网抑尘工作量大、危险性大、材料耗损大，也容易影响输卸煤设备掺配煤以及上煤工作的安全进行，而且抑尘网也极易风化破损，抑尘网孔也易飞出粉尘，顶部及四周也无法得到有效抑尘，不能从根本上解决粉尘污染问题，无法适应国家对环境治理的严格要求。

(二)环保型储煤筒储煤

将传统结构型式的储煤场改为环保型的自存自卸储煤的储煤筒，抑尘效果不错，储煤筒储煤有很好的抑尘效果，具有以下优势：扬尘污染零排放，水质污染零排放，周边环境零污染，煤质稳定不流失，煤场占地面积小，能自动存储煤，能自动卸煤供煤，能实现全员无人值守，自动化程度高，维护工作量较低等。如贵州纳雍电厂4×300MW机组采用这种结构储煤。

不过，储煤筒储煤也存在一些不足，如受煤种限制，对煤种要求比较高，造价也较高，安全监测要求高，安全评价难度大。因此，采用储煤筒储煤，应有针对性地选择煤种，做好安全监测，确保既环保，又安全，还要满足生产需要。

(三)环保型圆形煤场储煤

采用全封闭的环保型圆形煤场储煤，也是一种很好的抑尘方式。采用全封闭的环保型圆形煤场储煤，抑尘效果好，优势明显，具有储煤量大、占地面积小、场地利用率高、自动化程度高、外形美观大方、环保效益好等优点，能很好地解决常规敞开式条形煤场粉尘外逸对周边环境造成的污染。如福建漳州后石电厂6×600MW机组，采用的就是5个直径为120米的圆形储煤仓。

不过，全封闭环保型圆形煤场也存在一定的不足：如造价高，仅一个直径120米的圆形储煤仓，顶盖造价就达5000万元，总造价上亿元；仓内通风较差，夏季温度较高时，煤炭易自燃，仓内粉尘达到一定浓度有爆炸危险；仓内粉尘污染重，作业环境差，工作人员会受到较大程度的粉尘污染；储存的煤种也比较单一；堆取料机布置在环形煤堆中间，人员进出极不方便；煤堆有垮塌危险，一旦顶棚漏雨，极易引起煤堆垮塌伤人或掩埋堆取料机设备；仓内粉尘呈环状飞扬，不利于排出仓外；设备安全可靠性较差，一旦堆取料机故障，则无法进行作业。

因此，选用全封闭的环保型圆形煤场储煤时，应根据用煤实际，合理选择最为有效的储煤方式。

(四)新型环保型风幕式全封闭型散煤仓储煤

风幕式全封闭型散煤仓储煤也是一种新型的环保型储煤方式，除具有储煤筒储煤扬尘污染零排放，水质污染零排放，周边环境零污染，煤质相对稳定等优点外，还具有以下诸多优势：如造价相对较低，比储煤筒造价低30%左右；仓内通风良好，粉尘飞扬较少，可采取纵向水雾式通风引风以及向棚外引风等多种方式抑尘；粉尘爆炸和作业人员职业健康风险降低80%；不受煤种限制；环保及消防测评更为容易。如右图所示。

同样，风幕式全封闭型环保散煤仓储煤也存在一些局限性，如：煤场占地面积大；需要推煤机、斗轮机等卸料机械配合作业；煤质虽不受雨水浸蚀，不受日光烘烤，但也有一定程度的风化；风幕式棚架设施易诱蚀，需定期进行防腐维护，基座部分的支撑钢架也会受到一定的腐蚀。

综上所述，单一选用某种储煤方式，不一定适合对传统结构形式储煤场的改造，故应根据机组大小、负荷高低、煤种情况、煤质特点、场地空间等具体情况，结合企业自身发展需要，选取最合理、最有效、最经济的环境治理改造方案。

二、实例分析储煤场的改造方案

某大型燃煤电厂传统结构形式的储煤场升级改造为多功能新型环保型储煤场的影响因素。

(一)耗煤量分析

该电厂总装机容量2400MW，是少有的百万级大型燃煤火电厂，有四个460m*40m大小的露天煤场，煤场占地面积8万平方米，一次性可储煤60万吨，其中有一部分露天煤场采用的是半封闭式的干煤棚储煤。该电厂主要起调峰环网支撑作用，机组负荷极不稳定，迎峰度夏、年末冲刺等高峰负荷情况下，按标煤折算，日耗煤量可达1.5万吨，月耗煤量约45万吨；但由于机组受负荷调配影响，实际负荷不足满负荷的30%，日耗煤量不足7000吨，月耗煤量大至在20万吨左右；机组处于低负荷运行时，实际日耗煤量不足4000吨，月耗煤量不过12万吨。

(二)负荷因素

如果按高负荷配置储煤场，则过于浪费用；如果按低负荷配置，又可能满足不了煤场储煤量在高负荷下的用煤需求，因此，可根据机组负荷情况选用合适的储煤方式，如图所示。

(三)煤种及煤质

该厂来煤种类较多，煤质多样，有比较稳定的优质煤，有挥发分较高的易燃煤，有热质较差的煤矸石，多达十来种，存煤方式多样化。

(四)进煤及卸煤方式

该厂进煤及卸煤方式灵活多样，有自卸式的煤场煤斗卸煤，有通过卸车机拨卸后的缝隙式煤槽卸煤，有火车来煤通过翻车机倾卸的方式卸煤，也有汽车直接翻卸在煤场，再经过推煤机和斗轮堆取料机配合作业进行存卸。

(五)煤场布置情况

该厂四个460m*40m大小的露天煤场，存煤量大，布置集中，相邻的1号和2号煤场以及3号和4号煤场均有三分之一长段布置有干煤棚，4号煤场离锅炉机组最近，因此，可将干煤棚段改造为新型环保型风幕式全封闭型散煤仓，并将露天煤场侧改造为环保型储煤筒。

(六)改造方案优选项

由于该厂机组负荷不稳定，煤种复杂，来煤及卸煤方式多样，煤场存煤量大，布置集中，故选用单一结构形式的储煤方式，不能很好地满足电厂对来煤的需要。因此，可选用多种储煤方式相结合的多功能新型环保型储煤场，即采用环保型自存自卸式储煤筒与风幕式全封闭型环保散煤仓相结合的方式储煤，则更为合理。

三、实例分析多功能新型环保型储煤场的布置方式

根据分析，该厂采用的是多功能新型环保型储煤场，即采用自存自卸式储煤筒与风幕式全封闭型环保散煤仓相结合的方式储煤。

(一)新建2个储煤筒

1.储煤筒的布置

首期在原4号煤场一期侧露天段新建2个3万吨级的储煤筒，后期可以根据负荷情况再扩建2个3万吨级或2个2万吨级亦或是2个5万吨级的储煤筒。

2.储煤筒的储煤量

储煤筒储煤量可采用以下公司进行估算，计算方法为：M=1000AρV=1000AρSh=1000Aρπr2h。

M为该单位体积质量，单位吨；A为堆积系数，取0.8；ρ为煤的堆积密度，取(1.1-1.3)*103千克/米3；V为煤的堆积体积，单位米3；S为筒仓的横截面积，单位米2；r为筒仓的半径，单位米；h为筒仓的储煤高度，单位米。例如：

一个3万吨级储煤筒的储煤量：0.8*3.14*15*15*50*(1.1～1.3)*103=(31086～36738)吨。

3.储煤筒的储煤需求

2个3万吨级的储煤筒，能存储煤质较好、挥发分较低的煤，能充分保证较好煤质的各项性能指标相对稳定，而且，还能与一定比例的劣质煤进行掺配上煤，确保10-15天的用煤需求。如建四个3万吨级的储煤筒，储存的煤量则可满足机组在较低负荷情况下近1个月的用煤量，如果机组发电负荷较高，也可扩建储煤筒，还可利用风幕式全封闭型环保型散煤仓所储存的煤进行有效补充。

4.储煤筒的进煤方式

可通过翻车机、斗轮堆取料机卸煤，然后通过皮带机直接转运至储煤筒；也可通过缝隙式煤沟卸煤后，再通过皮带机转运至储煤筒。

5.储煤筒的保护装置

根据检修及安全需要，储煤筒内设置有相应的激光探测仪、温度监测装置、喷淋冲洗装置、数据采集装置、报警装置及相应的灭火装置，外面设有相应的照明设施等。

(二)改建一个风幕式全封闭型环保型的散煤仓

1.散煤仓的布置及储煤量

在3号和4号露天煤场干煤棚段利用原干煤棚设施进行改建，中间保留原斗轮堆取料机，建造一个210m*85m的长方形风幕式全封闭型环保型散煤仓，四周基座可浇注10米的水泥挡墙，储煤高度高达15米以上，总储煤量达16万吨。

2.散煤仓的储煤需求

通过改建，能有效地利用原干煤棚场地，并充分利用原3号斗轮堆取料机进行作业，而不再新增堆取料机，从而节省一大笔建设费用。后期根据负荷情况还可以在1号和2号煤场处预留的场地进行扩建。通过改建，能有效地根据来煤情况，合理进行掺配煤，也可通过皮带机直接向锅炉机组上煤，也可转运至储煤筒进行存储备用。

3.散煤仓的进煤方式

可通过翻车机、斗轮堆取料机直接向煤场卸煤；也可通过缝隙式煤沟卸煤，再通过皮带机转运至储煤筒。

4.散煤仓的保护装置

根据检修及安全需要，散煤仓内设置有相应的抑尘喷雾装置、送风引风装置、温度监测装置、喷淋冲洗装置、数据采集装置、照明设施、报警装置以及相应的灭火装置等。

四、改造后储煤场储煤的特点

(一)选用储煤筒的优势

利用原4号煤场场地，建2个3万吨级的储煤筒，能充分利用了露天煤场空余场地，节省了一大笔基建费用，而且剩余的场地还能为后期增设储煤筒预留足够的空间，也便于更多个的储煤筒并排布置，方便筒仓顶部同一皮带机卸料。储煤筒还节省了场地空间，也便于储存较好的煤种，或是储存掺配好的煤质，向机组适时进行上煤运输。由于最大限度地控制了建造储煤筒的数量，既节约了资金，还能存储挥发分较低的煤种。

(二)选用散煤仓的优势

利用原有场地改建一个风幕式全封闭型环保型散煤仓，既充分合理地利用了原有剩余场地，又最大限度地降低了散煤仓需占用较大的场地空间，也有效地节省了新建散煤仓所需要的资金，降低了成本；还能利用散煤仓进行掺配煤和储存各种不同煤质特性的煤种。

结论

1.两种储煤方式结合使用，互补性强，性价比高。能充分利用原有场地，节省资金，能很好地满足不同煤质、煤量情况下的储煤需求，不用担心只建单一的储煤筒或是散煤仓而不能满足储煤需求时，又得重新改建扩建，耗费人力、物力和财力；也不用花巨资建设成本更高昂、仓内污染更严重的圆形煤场，因而，性价比更高。

2.两种储煤方式结合使用，既能有效地克服各自存在的不足，又能充分发挥出各自的优势。储煤筒可储存挥发分较低的煤种，消防测评化繁为简，化难为易；维护也很方便，克服了散煤仓棚顶设施维护工作量大的不足；采用风幕式全封闭型的散煤仓储煤，也便于存储多种煤种及进行掺配煤工作，既便于安全性评价和验收，降低了安全风险，又弥补了储煤筒储存煤种受限的不足，还有效地降低了建造储煤筒的成本，节省了资金。