以广东汕头市某改扩建热电联产工程煤场选形为例，对国内外采用主要采用的几种全封闭式煤场进行论述比较。阐述大型大型燃煤发电厂封闭贮煤设施如何进行方案比选
4006-054-001 立即咨询发布时间：2022-10-05 10:07 热度：
摘要：以广东汕头市某改扩建热电联产工程煤场选形为例，对国内外采用主要采用的几种全封闭式煤场进行论述比较。阐述大型大型燃煤发电厂封闭贮煤设施如何进行方案比选。
关键词：全封闭煤场;结构方案比选
随着国家对环境要求的提高，以及大众的环保意识加强，燃煤电厂设计中越来越注重环保设计。为了更有效的利用资源、治理燃煤电厂煤场运行条件，国内燃煤电厂建设中更多的采用封闭式煤场。现以广东汕头市某改扩建热电联产工程煤场选形为例，对国内外采用主要采用的几种全封闭式煤场进行论述比较。
1 工程概述
本工程位于汕头市濠江区，离汕头市中心约6km。本期工程是在拆除原有电厂的原厂址及附近场地进行建设。本期工程建设2台超临界燃煤抽汽凝汽式热电联产汽轮发电机组。
2 工程地质
厂址区地貌上属河流阶地与侵蚀丘陵的过渡地带。厂址范围内河岸边地形较平坦，阶地前缘地面高程为1.3m～4.9m，阶地后缘丘陵石山区，地面高程一般为10m~68m。现为采石场，开挖程度较高。
厂区与区域活动性断裂最近距离约1km，区域地质构造相对稳定，厂址区地震动峰值加速度为0.20g，相应地地震基本烈度为8度，地震动反应谱特征周期为0.35s。
从《可研阶段岩土工程勘察报告》来看，整个勘测场分为Ⅰ区、Ⅱ区。Ⅰ区中等风化岩面埋藏较浅，大部分基岩裸露。位于厂址的东南边，现为石山，部分已被开采，Ⅰ区属Ⅰ类建筑场地，为抗震有利地段。Ⅱ区中等风化岩面起伏较大，大部分基岩埋藏较深。主要位于厂址区西北边。厂址北侧有一条近东西向、宽60m～80m的风化深槽，中等风化岩面深度大于40m，Ⅱ区为Ⅱ类建筑场地，为抗震不利地段，需进行地基处理。根据场地布置需要，煤场布置于Ⅰ区内，可采用天然基础。
3 各类型封闭煤场比较、分析
国内外封闭煤场及各类储物库主要有筒仓贮煤场、封闭式条形煤场、圆型贮煤场、球型煤场。
3.1 筒仓贮煤场
筒仓贮煤场由多个钢筋混凝土封闭圆筒结构排列组合而成，顶部在直径较小时可采用钢筋混凝土梁板结构;直径较大时采用实腹钢梁、钢桁架等承重型楼面。筒仓顶部设转运站，上煤时通过皮带将来煤直接输送到筒仓内部，用煤时从筒仓底的放料口放出，通过底部设置的皮带进入下一步程序。目前国内最大的筒仓内直径达到45m。
3.2 全封闭式条形煤场
全封闭式条形煤场根据卸煤、取煤设备布置的不同，分为全封闭干煤棚煤场和新型方形封闭煤场。
全封闭干煤棚煤场可以延续原来露天条形煤场布置形式，设备采用斗轮堆(取)料机进行堆料或取料操作，在煤场四周挡煤墙上增加网架或网壳对煤场及设备进行封闭。新型方形封闭煤场的堆料机采用卸煤车在高位沿煤场纵向行走卸煤，取料机用主副刮板取料机配合，可沿煤堆纵向行走并沿煤堆面仰俯取煤。
3.3 圆形贮煤场
全封闭圆形煤场圆心处设一台圆形堆取料机，圆周处根据贮煤量的要求设置挡煤墙，最后在挡煤墙顶部安装半球形钢结构的网架屋面或网壳屋面。煤通过外部皮带进入堆取料机，通过旋转悬臂堆料机向煤场堆煤，由刮板取料机旋转取煤到中心柱下部的煤斗，通过煤斗下的给煤机和地下皮带机向外出料。
3.4 球形煤场
球形煤场为大直径半球形钢筋混凝土薄壳贮煤仓。顶部设转运站，通过皮带将煤运至煤仓内，地下部分设置多条钢筋混凝土煤槽通廊，由通廊内的叶轮给煤机通过皮带将煤运出。采用充气薄膜模板方式进行施工，方便快捷，节约模板，不瘦天气影响。
3.5各种封闭煤场技术比较
由于当地属于地震基本烈度8度区，筒仓结构的重心点高，不利于抗震，故不参与以下比选。根据本工程建设场地、地质情况以及火电厂布置方案，三种封闭煤场方案比较如下表
三种方案的技术比较表
比较项目方案一
(1个160×100m方形煤场)方案二
(1个直径120m圆形煤场)方案三
(1个直径85m球形仓)
总占地面积占地面积2.261hm²,方形煤场本体的占地面积大于圆形煤场本体，其进料和出料系统的占地小。占地面积1.797hm²,圆形煤场本体的占地面积小于方形煤场本体，但综合考虑圆形煤场的进料和出料系统的占地，两方案相当。占地面积1.54hm², 球仓煤场的综合占地面积最小。
煤的热值损失系统内部空间大，且直接与大气相通，长期储存燃煤发生氧化的概率较高，会产生一定的热值损失。系统内部空间大，且直接与大气相通，自燃长期储存燃煤发生氧化的概率较高，会产生一定的热值损失。球形仓为全密闭式，系统密封性好，同时仓内采用惰化保护系统，防氧化、防自燃能力强，煤质变化小，热值损失小。
系统可靠性方形全封闭煤场是国外电厂煤场常用的成熟技术方案, 其工艺特点与圆形煤场接近。方形煤场的进料采用卸料车、出料设备采用主副刮板取料机，设备简单可靠。煤场设2台取料机互为备用,上煤可靠性高。圆形煤场已在国内不少的电厂得到应用。圆形煤场的堆、取料设备相对于方形煤场要复杂些，实际运行表明可靠性高。煤场内设1台圆形堆取料机，设置紧急煤斗作为向原煤斗上煤的备用手段。大型球形仓国外有不少运行业绩，国内目前尚无运行和建造实例。球仓下设有多条缝式煤槽，可交替运行，且互为备用，自动化程度高，系统可靠性高。仓内需设置监测系统和氮气惰化保护系统，对运行管理水平要求高。
检修条件方形煤场内部空间大，检修环境比较好。圆形煤场内部空间大，检修环境比较好。出料系统设备多、且布置在地下，检修环境比较差。
环保条件密封性较好，基本不漏粉尘，环保条件好。球拱型罩壳，密封性较好，基本不漏粉尘，环保条件好。球形仓为高度密封结构，不漏粉尘，环保性能佳。
防自燃能力与大气相通，内部氧气含量高，煤可能发生氧化自燃。为了防止煤的自燃，煤场进出煤炭调度要求执行先进先出原则。 与大气相通，内部氧气含量高，煤可能发生氧化自燃。为了防止煤的自燃，煤场进出煤炭调度要求执行先进先出原则。仓内设置有监测系统和氮气惰化保护系统，密封性好，仓内氧气含量小，不易自燃。
煤场结构煤场卸料车位于煤场屋顶的中央，与进入煤场的带式输送机栈桥共用支撑结构。屋架承受较大的荷载。屋架为空间网格结构。受台风影响大，抗震性能一般。煤场由挡煤墙、护壁柱及其基础、穹顶组成。穹顶为空间网格结构。大跨度进仓栈桥结构复杂。抵御风暴、地震等自然灾害能力一般。薄壳球拱形，整体式结构。结构体安全性较高。有较强的抵御风暴、地震等自然灾害能力。
煤种适应能力对不同煤种的适应性强，不会产生棚煤问题。不同煤种的适应性强，不会产生棚煤问题。如果储存水分高、易粘结的煤种，可能产生棚煤、结拱等问题。
造筑周期建筑周期长，气候对施工有影响。建筑周期长，气候对施工有影响。建筑周期短，气候对施工没影响。
三个方案的经济比较表
项目方案一
(1个160×100m方形煤场)方案二
(1个直径120m圆形煤场)方案三
(1个直径85m球形仓)
建筑工程费656153235467
设备购置费22202623817
安装费957556
设计、施工、建设材料工程费(外商部分)001800(估)
合 计887680218340
比 较+8550+119
说明：(1)比较范围为各方案有差异部分的设备及土建。
(2)当方案一方形煤场内设1台主副刮板取料机，设置地下煤斗作为备用上煤手段，可降低投资约800万元。
(3)以上费用仅作为技术比较用。
综上所述，根据运煤系统三个方案技术上都是可行的。方形封闭煤场内设2台取料机互为备用，上煤的可靠性高，方形封闭煤场具备沿纵向扩建的条件，但该煤场方案目前国内应用较少, 运行经验较少;圆形封闭煤场内设1台取料机，利用地下煤斗做应急上煤的措施，存在出力低、可靠性低的问题，目前该煤场方案国内已有多家电厂采用，具备一定的运行经验;球形仓煤场，结构受力特性好，仓底设置多条浅缝式煤槽，负责球形仓的出料，多条浅缝式煤槽互为备用，系统可靠性高，但该方案国内尚未有应用。在经济方面，综合场地布置等多方面因素比较，方案二投资最低，方案三次之，方案一最高。综上所述，方案三投资居中，但技术先进，可靠性高，自然灾害性能好，并且费用较高部分为外商施工部分，如果施工设备及工艺本土化后，价格应该有明显降低，故本工程暂推荐方案三作为电厂贮煤场方案。
4 总结
随着国家对环境保护要求高度重视和严格要求，火电厂中开放式露天煤场必将被淘汰，各种全封闭式煤场将得到越来越多的应用。全封闭煤场较以往传统露天煤场造价有很大幅度的增长，因此在工程前期阶段，根据各种封闭煤场的特点以及场地要求，进行技术方案、经济性等全方面的比较，以达到结构安全、经济合理、节能环保的建设目标。
【参考文献】
[1] 罗宇东、谭卫国，燃煤电厂新型方形全封闭煤场与现有煤场形式的比较 广东电力 2007，(5)。
[2] 罗尧治，大跨度储煤结构——设计与施工 北京：电力出版社，2007年
