談封閉儲(chǔ)煤場(chǎng)設(shè)計(jì)

張 源 野

(中煤天津設(shè)計(jì)工程有限責(zé)任公司，天津 300120)

1 概述

國(guó)內(nèi)大型煤礦、電力企業(yè)儲(chǔ)煤場(chǎng)較多采用露天式儲(chǔ)存，雖然有一些企業(yè)采用擋風(fēng)抑塵網(wǎng)防止煤塵污染，但實(shí)際效果并不理想。隨著國(guó)務(wù)院發(fā)布的《打贏藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)三年行動(dòng)計(jì)劃》[1]，中華人民共和國(guó)第十三屆全國(guó)人民代表大會(huì)常務(wù)委員會(huì)發(fā)布的《中華人民共和國(guó)大氣污染防治法》[2]，進(jìn)一步嚴(yán)格要求了煤炭?jī)?chǔ)存企業(yè)的環(huán)保責(zé)任。隨著環(huán)保政策日益嚴(yán)格，封閉式儲(chǔ)存煤炭迫在眉睫。

目前，設(shè)計(jì)工作者提出了一些較可行的封閉式儲(chǔ)煤場(chǎng)設(shè)計(jì)方案[4]，取得了較好的應(yīng)用效果。筆者根據(jù)自身的設(shè)計(jì)以及施工總承包經(jīng)驗(yàn)，以中煤昔陽(yáng)能源有限責(zé)任公司安平發(fā)電廠封閉式儲(chǔ)煤場(chǎng)EPC工程為例，介紹封閉式儲(chǔ)煤場(chǎng)設(shè)計(jì)，為類似封閉式儲(chǔ)煤場(chǎng)設(shè)計(jì)提供參考。

2 工程概況

中煤昔陽(yáng)能源有限責(zé)任公司安平發(fā)電廠(以下簡(jiǎn)稱安平電廠)位于山西省晉中市昔陽(yáng)縣城安坪村，規(guī)模為2×480 t/h超高壓循環(huán)流化床鍋爐，配置2臺(tái)150 MW直接空冷汽輪發(fā)電機(jī)組。工程配套建設(shè)一座134 m×102 m的條形儲(chǔ)煤場(chǎng)，內(nèi)設(shè)一臺(tái)斗輪機(jī)及配套設(shè)備，四周設(shè)置有擋風(fēng)抑塵網(wǎng)。

為減少污染，需對(duì)安平電廠儲(chǔ)煤場(chǎng)地進(jìn)行封閉改造，儲(chǔ)煤場(chǎng)封閉范圍長(zhǎng)134 m，寬102 m，內(nèi)設(shè)自動(dòng)消防水炮滅火系統(tǒng)，噴霧降塵系統(tǒng)，火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)，煤溫監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，可燃?xì)怏w監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，工業(yè)電視系統(tǒng)等。

3 設(shè)計(jì)內(nèi)容

3.1 工藝方案

安平電廠現(xiàn)有儲(chǔ)煤場(chǎng)為條形儲(chǔ)煤場(chǎng)，根據(jù)封閉結(jié)構(gòu)形式的不同，可分為三種工藝方案：即方案一條形儲(chǔ)煤場(chǎng)鋼網(wǎng)殼方案；方案二條形儲(chǔ)煤場(chǎng)骨架膜方案；方案三條形儲(chǔ)煤場(chǎng)充氣膜方案。

3.1.1方案比選

三種封閉儲(chǔ)煤場(chǎng)方案主要技術(shù)對(duì)比見表1，優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)比見表2。

通過(guò)三種方案詳細(xì)技術(shù)比較發(fā)現(xiàn)，方案三(條形儲(chǔ)煤場(chǎng)充氣膜方案)雖然投資省，但其不滿足GB 50016—2014建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范(2018年版)第3.2.16條：“一、二級(jí)耐火等級(jí)廠房(倉(cāng)庫(kù))的屋面板應(yīng)采用不燃材料。”方案一(鋼網(wǎng)殼方案)和方案二(骨架膜方案)比較，二者結(jié)構(gòu)骨架基本相同，僅外圍護(hù)材料不同，從外形美觀程度、日間采光條件與節(jié)約用電、密閉程度、后期維護(hù)成本、耐久性等方面考慮，新型膜材料有明顯優(yōu)勢(shì)，但從投資成本方面考慮，壓型鋼板具有優(yōu)勢(shì)。

表1 儲(chǔ)煤場(chǎng)方案主要技術(shù)比較表

表2 儲(chǔ)煤場(chǎng)方案優(yōu)缺點(diǎn)比較表

3.1.2確定方案

綜上所述，從工程投資、安全可靠、滿足規(guī)范、使用要求等方面綜合考慮，設(shè)計(jì)采用方案一，即條形儲(chǔ)煤場(chǎng)鋼網(wǎng)殼方案、外圍護(hù)采用壓型鋼板。封閉儲(chǔ)煤場(chǎng)方案平面布置示意圖見圖1，剖面布置示意圖見圖2。

3.2 輔助系統(tǒng)

3.2.1消防設(shè)計(jì)

封閉后的儲(chǔ)煤場(chǎng)需設(shè)計(jì)消防炮消防給水系統(tǒng)。封閉儲(chǔ)煤場(chǎng)一旦發(fā)生火災(zāi)，消防炮自動(dòng)巡檢、定位、探測(cè)系統(tǒng)以及火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)會(huì)發(fā)出指令，輸煤綜合樓控制室顯示火災(zāi)地點(diǎn)并發(fā)出滅火信號(hào)，啟動(dòng)綜合泵房消防水泵，將消防用水加壓供至消防炮用水點(diǎn)。

3.2.2降塵設(shè)計(jì)

1)射霧器降塵。封閉煤場(chǎng)設(shè)有定點(diǎn)射霧器除塵設(shè)備，單臺(tái)霧炮覆蓋面積可達(dá)6 000 m2，最大射程55 m，采用浮球閥自動(dòng)補(bǔ)水。水箱采用保溫水箱，配套設(shè)置加熱棒和溫度計(jì)，冬季時(shí)水箱溫度低于5 ℃自動(dòng)啟動(dòng)加熱棒，溫度達(dá)到15 ℃時(shí)，關(guān)閉加熱棒加熱功能，有效保證了冬季時(shí)降塵需要。

2)洗車機(jī)降塵。在封閉儲(chǔ)煤場(chǎng)兩個(gè)主要出入口出車方向分別設(shè)置全自動(dòng)洗車機(jī)，采用自動(dòng)/光電感應(yīng)兩種控制方式。運(yùn)煤車輛從封閉儲(chǔ)煤場(chǎng)外出時(shí)，洗車機(jī)底噴孔和側(cè)向霧化噴頭自動(dòng)打開沖洗車輛底盤和側(cè)面。沖洗后廢水通過(guò)地溝收集至循環(huán)水池，經(jīng)三級(jí)沉淀后循環(huán)使用。

3.2.3監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1)煤溫監(jiān)測(cè)。

設(shè)計(jì)采用紅外熱象儀巡檢對(duì)煤堆倉(cāng)儲(chǔ)的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)采集紅外熱圖，當(dāng)煤堆表面溫度達(dá)到預(yù)設(shè)溫度閾值時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)報(bào)警。在現(xiàn)場(chǎng)設(shè)置4套雙視紅外熱成像儀，4套熱像場(chǎng)探頭同樣安裝在封閉式煤場(chǎng)頂部框架上向下俯視，4個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)相互配合補(bǔ)充，可以方便監(jiān)測(cè)整個(gè)煤場(chǎng)。

2)可燃?xì)怏w監(jiān)測(cè)。

設(shè)計(jì)采用可燃?xì)怏w監(jiān)測(cè)儀監(jiān)控封閉儲(chǔ)煤場(chǎng)可燃?xì)怏w含量，達(dá)到設(shè)計(jì)限制時(shí)，發(fā)出報(bào)警信號(hào)給輸煤控制室。可燃?xì)怏w監(jiān)測(cè)儀具有可調(diào)諧半導(dǎo)體激光吸收光譜技術(shù)(TDLAS)，結(jié)合先進(jìn)的光機(jī)設(shè)計(jì)、微弱信號(hào)檢測(cè)技術(shù)、計(jì)算機(jī)軟硬件技術(shù)，具有高選擇性、測(cè)量精度高、可靠性好、響應(yīng)速度快等諸多優(yōu)勢(shì)，可實(shí)現(xiàn)開放大空間長(zhǎng)光程的氣體在線檢測(cè)，當(dāng)氣體濃度達(dá)到預(yù)設(shè)閾值時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)報(bào)警。

3)工業(yè)電視。

封閉儲(chǔ)煤場(chǎng)內(nèi)部及主要出入口設(shè)置8臺(tái)超低照度槍式攝像機(jī)，用來(lái)監(jiān)控封閉儲(chǔ)煤場(chǎng)內(nèi)部和外圍情況。系統(tǒng)配套硬盤錄像機(jī)，顯示等設(shè)備，其中顯示器設(shè)置在輸煤綜合樓，24 h有人值守。

4 結(jié)語(yǔ)

安平電廠封閉式儲(chǔ)煤場(chǎng)EPC項(xiàng)目采用“條形儲(chǔ)煤場(chǎng)鋼網(wǎng)殼、外圍護(hù)采用壓型鋼板，輔以自動(dòng)消防炮、遠(yuǎn)程射霧器、全自動(dòng)洗車機(jī)”設(shè)計(jì)方案，通過(guò)將近一年的運(yùn)行實(shí)踐結(jié)果表明：儲(chǔ)煤場(chǎng)采用鋼網(wǎng)殼+壓型鋼板封閉后，有效減少了煤塵對(duì)外界環(huán)境的污染；配套設(shè)計(jì)的射霧器，將儲(chǔ)煤場(chǎng)內(nèi)大量煤塵通過(guò)射霧器的高壓霧化水珠降解到煤堆表面，減少了揚(yáng)塵，將煤塵含量控制在可以接受的范圍之內(nèi)；封閉后儲(chǔ)煤場(chǎng)出口設(shè)置的全自動(dòng)洗車機(jī)，對(duì)運(yùn)煤車輛輪胎、底盤進(jìn)行沖洗，進(jìn)一步減少了煤塵對(duì)外界環(huán)境的污染。以上措施有效降低了煤塵對(duì)外界環(huán)境的污染，達(dá)到了當(dāng)?shù)丨h(huán)保部門的要求。根據(jù)第三方檢測(cè)機(jī)構(gòu)對(duì)儲(chǔ)煤場(chǎng)外圍大氣監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)可知，封閉儲(chǔ)煤場(chǎng)四周大氣污染物含量均滿足國(guó)家規(guī)范要求。此項(xiàng)目成功實(shí)施后達(dá)到了預(yù)定目標(biāo)，有效化解了企、地矛盾，用實(shí)際行動(dòng)踐行了“綠水青山就是金山銀山”的重要思想，為其他類似工程提供了借鑒經(jīng)驗(yàn)。