袁春靜，柴永生

(1.煙臺(tái)理工學(xué)院，山東 煙臺(tái)264005;2.煙臺(tái)大學(xué)，山東 煙臺(tái)264005)

目前煤炭作為一種常見的基礎(chǔ)燃料，在我國(guó)工業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮著重要作用。據(jù)煤炭消耗行業(yè)分析報(bào)告統(tǒng)計(jì)，我國(guó)全國(guó)煤炭消費(fèi)總量的40%左右都跟電廠有直接關(guān)系。目前煤炭的運(yùn)輸及存儲(chǔ)都存在著高污染的問(wèn)題，如果不限制煤塵的飛揚(yáng)擴(kuò)散，必將給周邊的環(huán)境造成嚴(yán)重的危害[1]。

現(xiàn)在國(guó)內(nèi)外電廠的儲(chǔ)煤方式主要有露天煤場(chǎng)、筒倉(cāng)貯煤場(chǎng)、封閉式條形煤場(chǎng)和球型煤場(chǎng)等。其中露天堆放作為一種經(jīng)濟(jì)的儲(chǔ)存方式，企業(yè)從節(jié)約成本考慮，在煤塵防治方面一般采取的措施不多，對(duì)周圍環(huán)境的污染是不容忽視的嚴(yán)重問(wèn)題。近些年來(lái)，隨著經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，國(guó)家在環(huán)境治理方面采取的措施不斷增強(qiáng)，懲治力度不斷加大以及大眾的環(huán)保意識(shí)持續(xù)增強(qiáng)，燃煤電廠在設(shè)計(jì)中越來(lái)越注重環(huán)保的設(shè)計(jì)。為了更有效地利用資源、改善燃煤電廠煤場(chǎng)運(yùn)行條件，國(guó)內(nèi)燃煤電廠在建設(shè)中更多采用的是封閉式煤場(chǎng)[2]。

燃煤儲(chǔ)存方式的優(yōu)劣主要應(yīng)該從以下幾個(gè)方面進(jìn)行考慮：(1)基建投資成本;(2)對(duì)環(huán)境的影響;(3)生產(chǎn)費(fèi)用與能耗;(4)占地面積的有效利用率。

近十年來(lái)，地面生產(chǎn)系統(tǒng)建筑的發(fā)展趨勢(shì)是大跨度、低高度的單層結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)在基建投資、能耗、生產(chǎn)費(fèi)用各個(gè)方面都有顯著的優(yōu)勢(shì)[3]。所以，大跨度、低高度的單層結(jié)構(gòu)是未來(lái)煤礦地面生產(chǎn)系統(tǒng)建筑結(jié)構(gòu)發(fā)展的必然趨勢(shì)。因此煤的儲(chǔ)存方式也應(yīng)該順應(yīng)這樣的發(fā)展趨勢(shì)。

通過(guò)綜合比較可以發(fā)現(xiàn)，方形儲(chǔ)存?zhèn)}最具有發(fā)展前景。主要優(yōu)點(diǎn)有：(1)有利于節(jié)約工業(yè)廣場(chǎng)占地;(2)有利于節(jié)約基建投資;(3)有利于節(jié)能減排;(4)有利于縮短建設(shè)周期。

圖1 露天堆煤

1 傳統(tǒng)煤倉(cāng)結(jié)構(gòu)形式分析

1.1 露天堆煤

這種儲(chǔ)存方式一般對(duì)堆場(chǎng)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(chǎng)地利用率比較低，而且對(duì)周邊環(huán)境影響較大[4]。為了減低煤塵對(duì)周圍環(huán)境的污染，部分企業(yè)在堆場(chǎng)的周圍安裝一些防風(fēng)抑塵網(wǎng)。抑塵網(wǎng)的高度一般是煤料高度的1～2 倍左右。這種方式安裝簡(jiǎn)單，成本比較低，在一些距離商業(yè)區(qū)和生活區(qū)比較遠(yuǎn)的大型煤堆場(chǎng)中使用相對(duì)比較多，但是效率比較低。

1.2 球形儲(chǔ)煤倉(cāng)

球形儲(chǔ)煤倉(cāng)，是近年來(lái)國(guó)內(nèi)外火電廠較多采用的儲(chǔ)煤方式之一。它是將煤炭?jī)?chǔ)存在直徑90～120m 的大型圓形物料倉(cāng)內(nèi)，這種方式可以將煤塵有效地控制在室內(nèi)，對(duì)環(huán)境保護(hù)比較有利。但是與長(zhǎng)條拱形堆場(chǎng)相比，堆料和取料設(shè)備復(fù)雜，價(jià)格高，而且對(duì)地基要求較高。在同樣的軟土地質(zhì)條件下，每萬(wàn)噸煤炭堆存量的圓形料場(chǎng)土建費(fèi)用大約是條形堆場(chǎng)的4 倍左右。

1.3 圓筒形儲(chǔ)煤倉(cāng)

圓筒形儲(chǔ)煤倉(cāng)采用倉(cāng)頂皮帶輸送機(jī)進(jìn)料、倉(cāng)底料口出料的方式，全方位實(shí)現(xiàn)封閉，因此能有效地防止煤塵外揚(yáng)，保護(hù)環(huán)境。筒倉(cāng)儲(chǔ)煤在進(jìn)出倉(cāng)的時(shí)候不需要大型的堆料和取料設(shè)備，設(shè)備投資比較少。同時(shí)占地面積小，同樣存儲(chǔ)容量占地面積僅為條形料場(chǎng)的40%左右。

一般筒倉(cāng)高度有幾十米，在這么大的落料高度背景下，塊煤在下落過(guò)程中很容易出現(xiàn)破碎的情況。而且筒倉(cāng)倉(cāng)壁的結(jié)構(gòu)一般都比較單薄，承受的載荷比較大，當(dāng)周圍地基發(fā)生一定程度的沉降時(shí)，可能對(duì)倉(cāng)壁形成傷害。因此這種結(jié)構(gòu)對(duì)地基的要求相對(duì)其他形式要高一些，同等面積的基建成本會(huì)提高很多。如果地質(zhì)狀況一樣的話，土建工程費(fèi)用大約是圓形料場(chǎng)的1.5 倍，條形料場(chǎng)的3～4 倍。這種方式適合儲(chǔ)存多煤種并需要混配煤的作業(yè)條件，應(yīng)用實(shí)例比較少。

1.4 長(zhǎng)條拱形儲(chǔ)煤倉(cāng)

長(zhǎng)條拱形儲(chǔ)煤倉(cāng)的單位面積儲(chǔ)煤量和圓形料場(chǎng)差不多，具有良好的防塵效果。但是由于其拱形網(wǎng)架結(jié)構(gòu)寬度和高度比較大，需要的輕型彩鋼板數(shù)量比較多，對(duì)地基要求高，因此主要應(yīng)用在對(duì)舊煤倉(cāng)的改造或者土地供應(yīng)充足的情況下。

圖2 球形儲(chǔ)煤倉(cāng)

圖3 圓筒形儲(chǔ)煤倉(cāng)

2 新型方形儲(chǔ)煤方案設(shè)計(jì)

通過(guò)對(duì)目前存在的幾種儲(chǔ)煤倉(cāng)的結(jié)構(gòu)分析，提出一種新型方形儲(chǔ)煤結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案。方形儲(chǔ)煤倉(cāng)的特點(diǎn)如下：

2.1 有利于節(jié)約工業(yè)廣場(chǎng)占地

本項(xiàng)目提出的方形儲(chǔ)煤倉(cāng)采用儲(chǔ)煤高度20m，建筑高度一般在35m 左右，其每萬(wàn)噸煤炭堆存量占地面積僅相當(dāng)于圓形料場(chǎng)的1/2 左右，條形料場(chǎng)的1/3 左右。

2.2 有利于節(jié)能減排

方形加蓋儲(chǔ)煤倉(cāng)由于其膠帶輸送機(jī)垂直提升和水平運(yùn)輸?shù)木嚯x都遠(yuǎn)小于筒倉(cāng)儲(chǔ)煤，因此其皮帶傳輸功率較小，非常有利于節(jié)能減排。

2.3 有利于節(jié)約基建投資

采用方形加蓋儲(chǔ)煤場(chǎng)，其投資約為筒倉(cāng)的1/2。所以，采用方形儲(chǔ)煤場(chǎng)有利于節(jié)約基建投資，對(duì)業(yè)主投資效益具有十分顯著的效果。

2.4 有利于縮短建設(shè)周期

單從施工速度看，單層結(jié)構(gòu)比高層結(jié)構(gòu)優(yōu)勢(shì)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?yōu)槭覂?nèi)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(jìn)度，縮短建設(shè)周期。

2.5 有利于原煤產(chǎn)品儲(chǔ)存合一與產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的調(diào)整

采用大容量筒倉(cāng)形式，不同煤產(chǎn)品倉(cāng)難以搭配。采用方形加蓋儲(chǔ)煤場(chǎng)將儲(chǔ)煤場(chǎng)合理地劃分為多個(gè)煤倉(cāng)，就可以很容易地實(shí)現(xiàn)不同種類煤的分儲(chǔ)。其結(jié)構(gòu)形式如圖5。

圖4 長(zhǎng)條拱形儲(chǔ)煤倉(cāng)

圖5 方形儲(chǔ)煤倉(cāng)結(jié)構(gòu)示意圖

3 結(jié)束語(yǔ)

(1)儲(chǔ)煤倉(cāng)結(jié)構(gòu)采用新型的高效環(huán)保全自動(dòng)封閉式方形群倉(cāng)結(jié)構(gòu)?？v觀目前國(guó)內(nèi)外電廠儲(chǔ)煤倉(cāng)發(fā)展?fàn)顩r，該種儲(chǔ)煤群倉(cāng)將會(huì)是未來(lái)5-10 年內(nèi)儲(chǔ)煤倉(cāng)的主要發(fā)展方向之一。

(2)該結(jié)構(gòu)與筒倉(cāng)相比有著更高的場(chǎng)地利用率，能有效地節(jié)約土地資源。大跨度單層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，不僅可以顯著降低建筑基礎(chǔ)成本，而且在堆取料時(shí)可以降低煤的提升高度，減少煤的氧化和板結(jié)對(duì)輸煤過(guò)程的影響，從而實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排。