一、引言

露天煤場在運行使用的過程中，暴露出來一些污染環(huán)境、影響安全生產(chǎn)、環(huán)評不達標等問題。近年來，隨著環(huán)保意識和環(huán)保要求的日益提高以及企業(yè)社會責任感的逐步增強，對煤場進行封閉改造已經(jīng)成為火電廠迫在眉睫的問題。本文將結合2018年山東某電廠煤場封閉改造的實例，對大跨度煤場封閉進行方案比選及造價分析。

二、煤場封閉的必要性

（一）法律法規(guī)及行業(yè)標準要求煤場封閉

隨著我國經(jīng)濟的迅猛發(fā)展，煤炭、礦粉、砂灰等散料的貨物貯運量不斷增加，由此帶來的粉塵污染問題越來越引起人們的重視。隨著國家節(jié)能環(huán)保法律法規(guī)的進一步嚴格，煤場的揚塵污染問題也已經(jīng)成為各地政府管理的重點。根據(jù)《京津冀及周邊地區(qū)2017-2018年秋冬季大氣污染綜合治理攻堅行動方案》，對位于京津冀大氣污染傳輸通道城市（簡稱“2+26城市”）要求加強無組織排放治理改造?！吨腥A人民共和國大氣污染防治法（修訂草案）》中明確要求，單位存放煤炭、煤矸石、煤渣、煤灰等物料，應當采取防燃措施，防止大氣污染。同時，有關省市及各個發(fā)電集團也都下發(fā)文件，要求對煤場進行封閉改造。

（二）有利于減少燃煤損失

根據(jù)有關部門估計，我國煤炭儲存過程中，因風損、雨損、自燃損失及管理不善導致的損失每年達到3000萬噸以上，直接經(jīng)濟損失達幾十億元。即便是總儲量較小的電廠煤場因雨水沖刷和大風引起的煤塵飛揚造成的損失也十分巨大。對煤場進行封閉改造，可減少自燃損失，杜絕煤塵飛揚和雨水沖刷損失。

（三）有利于減少排煙損失

火電廠運行中，燃料中水分越高，煙氣量增加，煙氣中的水蒸氣帶走的熱量越多，且為保證合格煤粉的正常輸送，需要的一次風壓越高，由此也造成了火焰中心上移，排煙量也越大，因此燃料中含水量大小對鍋爐經(jīng)濟影響非常大。煤場封閉后，可有效防止在雨季燃煤含水量的增加。

（四）有利于系統(tǒng)安全運行

露天煤場受氣候條件影響大，在雨季，濕煤易造成篩碎設備、落煤管的堵塞，導致設備出力降低，上煤作業(yè)時間延長。煤場進行全封閉改造，有利于系統(tǒng)的安全運行，比如，存放在煤棚內(nèi)的燃煤不受氣候條件影響，工作時給料均勻，能有效減少篩碎設備、落煤管的堵煤現(xiàn)象，故廠內(nèi)運煤系統(tǒng)能長時間在額定工況下運行；可有效地避免煤倉的結倉，結倉后清理工作難度大，發(fā)電負荷需降低，甚至引起停機；煤場封閉后有利于改善檢修人員在雨季、冬季及檢修工作或搶修的環(huán)境。

綜上可以看出，對煤場進行封閉改造，符合國家法律法規(guī)及行業(yè)標準的要求，符合建設和諧社會，增加企業(yè)社會責任感的要求，符合企業(yè)的經(jīng)濟利益，改造工程必要且迫切。

三、煤場封閉結構方案比選的實例分析

（一）項目概述

山東某燃煤電廠，位于京津冀大氣污染傳輸通道城市。廠內(nèi)現(xiàn)有露天條形煤場一座，長260米，寬76米，堆高11米。煤炭進廠運輸采用汽運進入煤場，同時該煤場進煤接卸采用人工卸入煤場的方式。目前，煤場四周設有防風抑塵網(wǎng)，煤場內(nèi)的存煤受環(huán)境氣候的影響較大；大片煤堆產(chǎn)生的煤塵對廠區(qū)及周邊環(huán)境污染較大，環(huán)保性能較差。由于環(huán)保要求的日益提高，環(huán)保監(jiān)管越來越嚴，需要對整個煤場進行封閉。

（二）方案比選

煤場封閉煤棚跨度為76米，長度230米。針對此跨度的封閉煤棚，煤棚結構形式主要有三心圓螺栓球網(wǎng)架結構、拱形鋼網(wǎng)架結構、空間預應力管桁架結構等。

1.三心圓螺栓球網(wǎng)架結構

三心圓螺栓球網(wǎng)架方案采用斷面為三心圓拱形結構的網(wǎng)殼，煤棚橫向跨距為76米，縱向分2個標準段，每個標準段130米，縱向柱間距為8米。擋煤墻及網(wǎng)架基礎高度2.0米，網(wǎng)架頂部內(nèi)沿距地面高度為29.96米。

封閉煤棚由混凝土支柱、彩色壓型鋼板及其基礎和擋煤墻等組成。煤場山墻均采用鋼網(wǎng)架加壓型鋼板外墻進行封閉，預留帶式輸送機及推煤機等設備進出的孔洞。煤棚縱向支柱基礎采用筏形承臺板，山墻支柱基礎采用柱下獨立樁基承臺。

2. 拱形鋼網(wǎng)架結構

拱形鋼網(wǎng)架采用圓鋼管構件和實心螺栓球組成，支柱能承擔較大水平向荷載，采用格構式雙肢柱，煤棚橫向跨距為80米，縱向分2個標準段，每個標準段130米，縱向柱間距為8米。擋煤墻及網(wǎng)架基礎高度2.0米，網(wǎng)架頂部內(nèi)沿距地面高度為29.96米。

封閉煤棚的混凝土支柱、彩色壓型鋼板及其基礎和擋煤墻設計同三心圓螺栓球網(wǎng)架方案。

3. 空間預應力管桁架結構

空間預應力管桁架結構采用預應力三心圓管桁架結構，主桁架采用三角錐三心圓柱面結構網(wǎng)架，為保證桁架穩(wěn)定，在桁架頂面設置了縱向聯(lián)系桁架及剛性系桿和面內(nèi)支撐系統(tǒng)。為滿足結構整體需求，在滿足設備操作空間的前提下，設置預應力鋼索平衡結構體系本身產(chǎn)生的水平力。預應力拉索采用雙層PE護套鋼絲束索體，拱腳支座采用球鉸支座。

煤棚橫向跨距為80米，縱向分2個標準段，每個標準段130米，縱向柱間距為8米。封閉煤棚由混凝土支柱、彩色壓型鋼板及其基礎和擋煤墻等組成。擋煤墻及網(wǎng)架基礎高度2.0米，網(wǎng)架頂部內(nèi)沿距地面高度為29.96米。煤場山墻均采用鋼網(wǎng)架加壓型鋼板外墻進行封閉，預留帶式輸送機及推煤機等設備進出的孔洞。煤棚縱向支柱基礎采用獨立樁承臺，山墻支柱基礎采用柱下獨立樁基承臺。

以上三種結構形式的優(yōu)缺點及工程量指標，對比見表1。

表1 各式結構優(yōu)缺點及工程量參數(shù)比較表

表1 各式結構優(yōu)缺點及工程量參數(shù)比較表

管桁架結構現(xiàn)場焊接量大，變壓器裝機容量和電流的穩(wěn)定要求高，現(xiàn)場施工條件復雜，焊接質(zhì)量難保證；預應力拉索施工時需要腳手架上作業(yè)，長度大于70米需要兩端分段作業(yè)，措施費較高。三心圓螺栓球結構綜合指標均優(yōu)于拱形鋼網(wǎng)架和空間預應力管桁架結構，因此本工程封閉煤場推薦采用三心圓螺栓球網(wǎng)架結構。

（三）造價分析

本文分別對該工程計算出三個方案的建筑工程費用，以更直觀地對三個方案進行造價分析，對比見表2。

通過表2可以看出，本工程煤場封閉方案采用三心圓螺栓球網(wǎng)架方案，在建筑工程費上比拱形鋼網(wǎng)架方案降低677萬元，比空間預應力管桁架方案降低721萬元。

四、結束語

針對目前國內(nèi)火電廠緊迫的煤場封閉問題，尤其是對于大跨度煤場結構，如何選用技術性和經(jīng)濟性更有優(yōu)勢的方案是亟待解決的重要問題。本文通過某電廠煤場封閉改造的實例，對大跨度煤場封閉進行方案比選及造價分析，得出三心圓螺栓球網(wǎng)架方案最為適宜的結論，對今后大跨度煤場封閉的設計有一定的借鑒意義。

表2 煤場封閉結構方案建筑工程費對比表