煤場儲煤結構設計研究

袁春靜，柴永生

(1.煙臺理工學院，山東 煙臺264005;2.煙臺大學，山東 煙臺264005)

目前煤炭作為一種常見的基礎燃料，在我國工業生產中發揮著重要作用。據煤炭消耗行業分析報告統計，我國全國煤炭消費總量的40%左右都跟電廠有直接關系。目前煤炭的運輸及存儲都存在著高污染的問題，如果不限制煤塵的飛揚擴散，必將給周邊的環境造成嚴重的危害[1]。

現在國內外電廠的儲煤方式主要有露天煤場、筒倉貯煤場、封閉式條形煤場和球型煤場等。其中露天堆放作為一種經濟的儲存方式，企業從節約成本考慮，在煤塵防治方面一般采取的措施不多，對周圍環境的污染是不容忽視的嚴重問題。近些年來，隨著經濟的飛速發展，國家在環境治理方面采取的措施不斷增強，懲治力度不斷加大以及大眾的環保意識持續增強，燃煤電廠在設計中越來越注重環保的設計。為了更有效地利用資源、改善燃煤電廠煤場運行條件，國內燃煤電廠在建設中更多采用的是封閉式煤場[2]。

燃煤儲存方式的優劣主要應該從以下幾個方面進行考慮：(1)基建投資成本;(2)對環境的影響;(3)生產費用與能耗;(4)占地面積的有效利用率。

近十年來，地面生產系統建筑的發展趨勢是大跨度、低高度的單層結構。這種結構在基建投資、能耗、生產費用各個方面都有顯著的優勢[3]。所以，大跨度、低高度的單層結構是未來煤礦地面生產系統建筑結構發展的必然趨勢。因此煤的儲存方式也應該順應這樣的發展趨勢。

通過綜合比較可以發現，方形儲存倉最具有發展前景。主要優點有：(1)有利于節約工業廣場占地;(2)有利于節約基建投資;(3)有利于節能減排;(4)有利于縮短建設周期。

圖1 露天堆煤

1 傳統煤倉結構形式分析

1.1 露天堆煤

這種儲存方式一般對堆場基建的要求不是特別高，煤料傳輸裝置按照正常布置就可以滿足要求，但是場地利用率比較低，而且對周邊環境影響較大[4]。為了減低煤塵對周圍環境的污染，部分企業在堆場的周圍安裝一些防風抑塵網。抑塵網的高度一般是煤料高度的1～2 倍左右。這種方式安裝簡單，成本比較低，在一些距離商業區和生活區比較遠的大型煤堆場中使用相對比較多，但是效率比較低。

1.2 球形儲煤倉

球形儲煤倉，是近年來國內外火電廠較多采用的儲煤方式之一。它是將煤炭儲存在直徑90～120m 的大型圓形物料倉內，這種方式可以將煤塵有效地控制在室內，對環境保護比較有利。但是與長條拱形堆場相比，堆料和取料設備復雜，價格高，而且對地基要求較高。在同樣的軟土地質條件下，每萬噸煤炭堆存量的圓形料場土建費用大約是條形堆場的4 倍左右。

1.3 圓筒形儲煤倉

圓筒形儲煤倉采用倉頂皮帶輸送機進料、倉底料口出料的方式，全方位實現封閉，因此能有效地防止煤塵外揚，保護環境。筒倉儲煤在進出倉的時候不需要大型的堆料和取料設備，設備投資比較少。同時占地面積小，同樣存儲容量占地面積僅為條形料場的40%左右。

一般筒倉高度有幾十米，在這么大的落料高度背景下，塊煤在下落過程中很容易出現破碎的情況。而且筒倉倉壁的結構一般都比較單薄，承受的載荷比較大，當周圍地基發生一定程度的沉降時，可能對倉壁形成傷害。因此這種結構對地基的要求相對其他形式要高一些，同等面積的基建成本會提高很多。如果地質狀況一樣的話，土建工程費用大約是圓形料場的1.5 倍，條形料場的3～4 倍。這種方式適合儲存多煤種并需要混配煤的作業條件，應用實例比較少。

1.4 長條拱形儲煤倉

長條拱形儲煤倉的單位面積儲煤量和圓形料場差不多，具有良好的防塵效果。但是由于其拱形網架結構寬度和高度比較大，需要的輕型彩鋼板數量比較多，對地基要求高，因此主要應用在對舊煤倉的改造或者土地供應充足的情況下。

圖2 球形儲煤倉

圖3 圓筒形儲煤倉

2 新型方形儲煤方案設計

通過對目前存在的幾種儲煤倉的結構分析，提出一種新型方形儲煤結構設計方案。方形儲煤倉的特點如下：

2.1 有利于節約工業廣場占地

本項目提出的方形儲煤倉采用儲煤高度20m，建筑高度一般在35m 左右，其每萬噸煤炭堆存量占地面積僅相當于圓形料場的1/2 左右，條形料場的1/3 左右。

2.2 有利于節能減排

方形加蓋儲煤倉由于其膠帶輸送機垂直提升和水平運輸的距離都遠小于筒倉儲煤，因此其皮帶傳輸功率較小，非常有利于節能減排。

2.3 有利于節約基建投資

采用方形加蓋儲煤場，其投資約為筒倉的1/2。所以，采用方形儲煤場有利于節約基建投資，對業主投資效益具有十分顯著的效果。

2.4 有利于縮短建設周期

單從施工速度看，單層結構比高層結構優勢更加顯著。如果施工順序安排合理，首先完成大跨度、單層整體工程的施工，就可以使其余的施工與安裝變為室內的施工與安裝。從而使其不受氣候與天氣的影響，加快整體工程施工進度，縮短建設周期。

2.5 有利于原煤產品儲存合一與產品結構的調整

采用大容量筒倉形式，不同煤產品倉難以搭配。采用方形加蓋儲煤場將儲煤場合理地劃分為多個煤倉，就可以很容易地實現不同種類煤的分儲。其結構形式如圖5。

圖4 長條拱形儲煤倉

圖5 方形儲煤倉結構示意圖

3 結束語

(1)儲煤倉結構采用新型的高效環保全自動封閉式方形群倉結構。縱觀目前國內外電廠儲煤倉發展狀況，該種儲煤群倉將會是未來5-10 年內儲煤倉的主要發展方向之一。

(2)該結構與筒倉相比有著更高的場地利用率，能有效地節約土地資源。大跨度單層結構設計，不僅可以顯著降低建筑基礎成本，而且在堆取料時可以降低煤的提升高度，減少煤的氧化和板結對輸煤過程的影響，從而實現節能減排。