葛 海 軍

(中天合創(chuàng)能源有限責(zé)任公司煤炭分公司，內(nèi)蒙古 鄂爾多斯 017000)

1 項目概況

葫蘆素選煤廠產(chǎn)品倉距煤制烯烴項目圓形料場直線距離約2.5 km，距圖克大化肥圓形料場直線距離約5.1 km。若采用汽車運輸方式，則和國家及地方對環(huán)保、節(jié)能減排要求相悖，且13.0 Mt/年的運輸量將對當(dāng)?shù)芈肪W(wǎng)產(chǎn)生巨大壓力，幾乎是不可能實現(xiàn)的。而采用帶式輸送機運輸具有環(huán)保、運行可靠、運行費用低的特點，故需建設(shè)長距離帶式輸送機輸煤棧橋。

葫蘆素選煤廠至圖克工業(yè)園區(qū)輸煤系統(tǒng)工程全長4.371 km，項目投資2.1億元，是中天合創(chuàng)鄂爾多斯煤炭深加工示范項目建設(shè)中最重要的控制性工程之一，是中天合創(chuàng)煤制烯烴項目、中煤大化肥項目的原料煤炭輸送通道，同時擔(dān)負著葫蘆素煤礦礦井水輸送、生活水供應(yīng)、氮氣供應(yīng)、采暖供應(yīng)等重要任務(wù)。

包括1號帶式輸送機棧橋、1號轉(zhuǎn)載點、2號帶式輸送機棧橋、2號驅(qū)動機房及配電室、2號轉(zhuǎn)載點、3號帶式輸送機棧橋、4號轉(zhuǎn)載點。棧橋地面以上為鋼桁架結(jié)構(gòu)，每隔30 m左右設(shè)置混凝土支架；轉(zhuǎn)載點采用樁基礎(chǔ)，鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，填充墻為陶?？招钠鰤K。其中1號棧橋2次跨越葫蘆素鐵路專用線；2號機棧橋跨越省道313線、新恩陶鐵路與尿素鐵路專用線，穿越110 kV忽新線、葫門線、大臺線高壓輸電線路等。

輸煤系統(tǒng)內(nèi)部包含3條寬為1.6 m、小時帶量2 900 t的帶式輸送機和7趟管道(3趟采暖管道、2趟生活水管道、1趟礦井復(fù)用水管道、1趟氮氣管道)。3條帶式輸送機擔(dān)負著向圖克工業(yè)園區(qū)2個煤炭深加工項目(中天合創(chuàng)煤制烯烴項目、圖克大化肥項目)生產(chǎn)用煤的輸送任務(wù)；3趟采暖管道擔(dān)負著葫蘆素礦冬季取暖任務(wù)；2趟生活水管道承擔(dān)后期葫蘆素礦生活用水供給的任務(wù)；礦井復(fù)用水管道為葫蘆素礦井水經(jīng)處理合格后供給中天合創(chuàng)煤制烯烴項目使用；氮氣管道為葫蘆素礦井井下注氮使用。輸煤棧橋外觀圖如圖1所示。

葫蘆素礦井選煤廠設(shè)計生產(chǎn)能力為13 Mt/年，其產(chǎn)品目標(biāo)用戶主要為中天合創(chuàng)鄂爾多斯煤炭深加工示范項目(簡稱煤制烯烴項目)，多余產(chǎn)品也可供給中煤圖克大化肥項目，同時考慮產(chǎn)品可通過汽車外運。

輸送產(chǎn)品的用途、用戶及要求：葫蘆素礦井出井原煤以不粘煤為主，具有低～中水分、低中灰、中高揮發(fā)分、低硫分、高～特高熱值等特點，是良好的民用、動力用煤、加壓氣化及液化用煤等，也可在建材工業(yè)、化學(xué)工業(yè)中作焙燒材料等。煤的焦油產(chǎn)率較高，屬富油及高油煤，可作低溫干餾原料煤。

2 優(yōu)化設(shè)計及實踐應(yīng)用方面成果

2.1 設(shè)計優(yōu)化方面

1)對輸煤線路采用單路系統(tǒng)還是雙路系統(tǒng)進行了優(yōu)化論證，本輸煤系統(tǒng)供給的對象是兩個化工項目，按照化工常規(guī)設(shè)計理念，每個化工項目均需要雙路系統(tǒng)保證供煤，通過優(yōu)化供煤方式、保證倉容、優(yōu)化設(shè)備布置、簡化環(huán)節(jié)，采用先進的設(shè)計理念，確保單路系統(tǒng)完全可以滿足兩個化工項目的運輸要求，大大減少了投資成本。

2)由于煤制烯烴園區(qū)向葫蘆素工業(yè)場地供暖、供生活水以及氮氣，葫蘆素礦井水供給煤制烯烴園區(qū)，這些管道也需通過合理方式架設(shè)。通過對單獨埋設(shè)、吊在輸煤棧橋下方、放置在棧橋頂面、與輸煤棧橋平行布置在棧橋內(nèi)等多種方式進行優(yōu)化比較，綜合考慮施工難度、造價、檢修便利程度、施工速度、安全性等因素，最終選擇了與輸煤棧橋平行布置的綜合管廊方式。

2.2 應(yīng)用實踐方面

棧橋是工業(yè)建筑中常用的結(jié)構(gòu)形式，作為工廠運輸系統(tǒng)的重要組成部分，承擔(dān)著運送原料和成品的任務(wù)。近年來，隨著我國現(xiàn)代化建設(shè)的發(fā)展，工礦企業(yè)規(guī)模急速增大，鋼結(jié)構(gòu)棧橋以其結(jié)構(gòu)自重輕，材料強度高，整體性好，施工周期短，在長距離輸送大跨度棧橋建設(shè)中得到廣泛應(yīng)用。

輸煤系統(tǒng)內(nèi)部包含3條寬為1.6 m、小時帶量2 900 t的帶式輸送機和7趟管道。類似輸煤棧橋內(nèi)包含皮帶布置及輸水、供暖、供氮氣管道布置在國內(nèi)較為罕見。棧橋內(nèi)部布置如圖2所示。

3 創(chuàng)新點

1)從葫蘆素選煤廠產(chǎn)品倉引出后，全程架空布置，不影響區(qū)域內(nèi)交通，抗干擾能力強。

2)該輸煤棧橋跨公路、跨鐵路段和一般常用棧橋相比，除承受輸煤荷載外還有較大的管道荷載，這種情況在我們國內(nèi)是比較少見的，目前國內(nèi)尚無類似案例可參考，在國內(nèi)應(yīng)用較為罕見。

3)輸煤系統(tǒng)運輸方式采用單機棧橋分時段分煤種方式進行物料的運輸，這種運輸方式可以更大限度的節(jié)省投資。其中主要在棧橋建筑面積降低、棧橋設(shè)備投資降低、系統(tǒng)運輸能力不降低、系統(tǒng)運行穩(wěn)定性不降低等方面體現(xiàn)此種運輸方式的創(chuàng)新性。

4)輸煤系統(tǒng)路徑選擇采用最經(jīng)濟路線，選擇目前建設(shè)路線進行建設(shè)，增強了項目建設(shè)的抗外界干擾能力、最大限度的避開了一切不利于建設(shè)的外界因素，項目建設(shè)周期有效縮短，確保了項目按計劃投用，為中天合創(chuàng)烯烴項目以及中煤圖克大化肥項目的生產(chǎn)用煤提供了有力保障。

4 與當(dāng)前國內(nèi)外同類研究、同類技術(shù)的綜合比較

1)輸煤系統(tǒng)采用大運量、高可靠性的帶式輸送機、變頻驅(qū)動取代原有汽車運輸方式，實現(xiàn)了運輸過程的連續(xù)化，系統(tǒng)運行安全高效，具有輸送能力大，自動化程度高，運行費用低，能耗低，生產(chǎn)效益好等優(yōu)異特性。

2)根據(jù)一年來的運行數(shù)據(jù)，噸煤電耗約0.95度/t。上述數(shù)據(jù)表明，輸煤系統(tǒng)維護量少，運輸成本及噸煤電耗低，其主要技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)已達到國內(nèi)外較好水平。

3)該輸煤棧橋跨公路、跨鐵路段和一般常用棧橋相比，除承受輸煤荷載外還有較大的管道荷載，這種情況在我們國內(nèi)是比較少見的，目前國內(nèi)尚無類似案例可參考。經(jīng)多種方案計算比較，最終確定跨公路、跨鐵路段棧橋結(jié)構(gòu)形式采用鋼管桁架結(jié)構(gòu)，跨度58 m，寬5.8 m，本方案能夠滿足鐵路、公路安全運行和遠期規(guī)劃要求。

4)該棧橋內(nèi)部布置有管廊，其中包含3趟采暖管道擔(dān)負著葫蘆素礦井冬季取暖任務(wù)；2趟生活水管道承擔(dān)后期葫蘆素礦生活用水供給的任務(wù)；2趟礦井復(fù)用水管道為葫蘆素礦井水經(jīng)處理合格后供給中天合創(chuàng)煤制烯烴項目使用；氮氣管道為葫蘆素礦井井下注氮使用，此種形式在國內(nèi)較為罕見。

5 應(yīng)用情況

葫蘆素選煤廠輸煤系統(tǒng)是在葫蘆素礦井不再新建鍋爐房，現(xiàn)有臨時鍋爐房不能滿足葫蘆素礦井冬季供暖需求及環(huán)保節(jié)能的背景下，于2015年5月18日開工建設(shè)，當(dāng)年11月份確保向葫蘆素礦井正常供暖；12月底前帶式輸送機設(shè)備安裝、調(diào)試完成具備向煤化工項目供煤的條件。

歷時167天，2015年10月底暖管路、輸水管線建設(shè)完成，具備供暖、輸水條件；歷時61天，2016年1月5日輸煤棧橋聯(lián)動調(diào)試成功，具備輸煤條件，于3月22日正式帶煤調(diào)試完成?，F(xiàn)已順利度過兩個采暖期，每天從葫蘆素礦井向化工分公司輸送礦井水1 000 t，截止2018年上半年已累計輸送煤炭941.36萬t。

建成投用后，各項指標(biāo)運行良好。

6 經(jīng)濟效益及社會效益

汽車公路運煤按照噸煤費用20元計算，皮帶棧橋運煤按照噸煤費用為2.25元。輸煤棧橋投用以來，截至2018年上半年運輸煤炭941.36萬t，汽運費用為18 827.2萬元，輸煤棧橋運費為2 118.06萬元。采用全壽命周期費用比較法，煤炭棧橋運輸費用將遠遠少于公路汽運費用，節(jié)支總額16 709.15萬元。

輸煤棧橋3趟熱力管道自2015年10月投入使用，順利度過兩個采暖期，管道運行情況良好，完全取代了葫蘆素礦井內(nèi)建設(shè)的2個臨時鍋爐房。節(jié)省了臨時鍋爐房運營、維護500萬元/年費用投入。

帶式輸送機運輸方式運營費低，技術(shù)成熟可靠、煤的倒裝環(huán)節(jié)少，運輸能力大，運輸連續(xù)性強，不易受氣候影響，運輸可靠性高，環(huán)境污染較少，占地面積較小，便于管理，缺點是工程投資稍高。而公路運輸方式易受天氣因素影響，連續(xù)運輸可靠性差，運輸成本較高，而且在耗能、污染、貨物損耗、事故率等方面較高。

綜上所述，建設(shè)該系統(tǒng)經(jīng)濟、社會效益較為顯著。

致謝：

本文參考了葫蘆素選煤廠初步設(shè)計、葫蘆素礦井選煤廠至圖克工業(yè)園區(qū)輸煤系統(tǒng)初步設(shè)計，在此感謝形成本文成果的所有相關(guān)單位及個人。