露天煤場在運(yùn)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(dá)標(biāo)等問題。近年來,隨著環(huán)保意識(shí)和環(huán)保要求的日益提高以及企業(yè)社會(huì)責(zé)任感的逐步增強(qiáng),對煤場進(jìn)行封閉改造已經(jīng)成為火電廠迫在眉睫的問題。本文將結(jié)合2018年山東某電廠煤場封閉改造的實(shí)例,對大跨度煤場封閉進(jìn)行方案比選及造價(jià)分析。
隨著我國經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展,煤炭、礦粉、砂灰等散料的貨物貯運(yùn)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(jìn)一步嚴(yán)格,煤場的揚(yáng)塵污染問題也已經(jīng)成為各地政府管理的重點(diǎn)。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(jiān)行動(dòng)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(qiáng)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(yīng)當(dāng)采取防燃措施,防止大氣污染。同時(shí),有關(guān)省市及各個(gè)發(fā)電集團(tuán)也都下發(fā)文件,要求對煤場進(jìn)行封閉改造。
根據(jù)有關(guān)部門估計(jì),我國煤炭儲(chǔ)存過程中,因風(fēng)損、雨損、自燃損失及管理不善導(dǎo)致的損失每年達(dá)到3000萬噸以上,直接經(jīng)濟(jì)損失達(dá)幾十億元。即便是總儲(chǔ)量較小的電廠煤場因雨水沖刷和大風(fēng)引起的煤塵飛揚(yáng)造成的損失也十分巨大。對煤場進(jìn)行封閉改造,可減少自燃損失,杜絕煤塵飛揚(yáng)和雨水沖刷損失。
火電廠運(yùn)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(fēng)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(jì)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。
露天煤場受氣候條件影響大,在雨季,濕煤易造成篩碎設(shè)備、落煤管的堵塞,導(dǎo)致設(shè)備出力降低,上煤作業(yè)時(shí)間延長。煤場進(jìn)行全封閉改造,有利于系統(tǒng)的安全運(yùn)行,比如,存放在煤棚內(nèi)的燃煤不受氣候條件影響,工作時(shí)給料均勻,能有效減少篩碎設(shè)備、落煤管的堵煤現(xiàn)象,故廠內(nèi)運(yùn)煤系統(tǒng)能長時(shí)間在額定工況下運(yùn)行;可有效地避免煤倉的結(jié)倉,結(jié)倉后清理工作難度大,發(fā)電負(fù)荷需降低,甚至引起停機(jī);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(jìn)行封閉改造,符合國家法律法規(guī)及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的要求,符合建設(shè)和諧社會(huì),增加企業(yè)社會(huì)責(zé)任感的要求,符合企業(yè)的經(jīng)濟(jì)利益,改造工程必要且迫切。
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(jìn)廠運(yùn)輸采用汽運(yùn)進(jìn)入煤場,同時(shí)該煤場進(jìn)煤接卸采用人工卸入煤場的方式。目前,煤場四周設(shè)有防風(fēng)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(yán),需要對整個(gè)煤場進(jìn)行封閉。
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(jié)構(gòu)形式主要有三心圓螺栓球網(wǎng)架結(jié)構(gòu)、拱形鋼網(wǎng)架結(jié)構(gòu)、空間預(yù)應(yīng)力管桁架結(jié)構(gòu)等。
1.三心圓螺栓球網(wǎng)架結(jié)構(gòu)
三心圓螺栓球網(wǎng)架方案采用斷面為三心圓拱形結(jié)構(gòu)的網(wǎng)殼,煤棚橫向跨距為76米,縱向分2個(gè)標(biāo)準(zhǔn)段,每個(gè)標(biāo)準(zhǔn)段130米,縱向柱間距為8米。擋煤墻及網(wǎng)架基礎(chǔ)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(chǔ)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(jìn)行封閉,預(yù)留帶式輸送機(jī)及推煤機(jī)等設(shè)備進(jìn)出的孔洞。煤棚縱向支柱基礎(chǔ)采用筏形承臺(tái)板,山墻支柱基礎(chǔ)采用柱下獨(dú)立樁基承臺(tái)。
2. 拱形鋼網(wǎng)架結(jié)構(gòu)
拱形鋼網(wǎng)架采用圓鋼管構(gòu)件和實(shí)心螺栓球組成,支柱能承擔(dān)較大水平向荷載,采用格構(gòu)式雙肢柱,煤棚橫向跨距為80米,縱向分2個(gè)標(biāo)準(zhǔn)段,每個(gè)標(biāo)準(zhǔn)段130米,縱向柱間距為8米。擋煤墻及網(wǎng)架基礎(chǔ)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(chǔ)和擋煤墻設(shè)計(jì)同三心圓螺栓球網(wǎng)架方案。
3. 空間預(yù)應(yīng)力管桁架結(jié)構(gòu)
空間預(yù)應(yīng)力管桁架結(jié)構(gòu)采用預(yù)應(yīng)力三心圓管桁架結(jié)構(gòu),主桁架采用三角錐三心圓柱面結(jié)構(gòu)網(wǎng)架,為保證桁架穩(wěn)定,在桁架頂面設(shè)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(jié)構(gòu)整體需求,在滿足設(shè)備操作空間的前提下,設(shè)置預(yù)應(yīng)力鋼索平衡結(jié)構(gòu)體系本身產(chǎn)生的水平力。預(yù)應(yīng)力拉索采用雙層PE護(hù)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(gè)標(biāo)準(zhǔn)段,每個(gè)標(biāo)準(zhǔn)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(chǔ)和擋煤墻等組成。擋煤墻及網(wǎng)架基礎(chǔ)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(jìn)行封閉,預(yù)留帶式輸送機(jī)及推煤機(jī)等設(shè)備進(jìn)出的孔洞。煤棚縱向支柱基礎(chǔ)采用獨(dú)立樁承臺(tái),山墻支柱基礎(chǔ)采用柱下獨(dú)立樁基承臺(tái)。
以上三種結(jié)構(gòu)形式的優(yōu)缺點(diǎn)及工程量指標(biāo),對比見表1。
表1 各式結(jié)構(gòu)優(yōu)缺點(diǎn)及工程量參數(shù)比較表
表1 各式結(jié)構(gòu)優(yōu)缺點(diǎn)及工程量參數(shù)比較表
管桁架結(jié)構(gòu)現(xiàn)場焊接量大,變壓器裝機(jī)容量和電流的穩(wěn)定要求高,現(xiàn)場施工條件復(fù)雜,焊接質(zhì)量難保證;預(yù)應(yīng)力拉索施工時(shí)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(fèi)較高。三心圓螺栓球結(jié)構(gòu)綜合指標(biāo)均優(yōu)于拱形鋼網(wǎng)架和空間預(yù)應(yīng)力管桁架結(jié)構(gòu),因此本工程封閉煤場推薦采用三心圓螺栓球網(wǎng)架結(jié)構(gòu)。
本文分別對該工程計(jì)算出三個(gè)方案的建筑工程費(fèi)用,以更直觀地對三個(gè)方案進(jìn)行造價(jià)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(fèi)上比拱形鋼網(wǎng)架方案降低677萬元,比空間預(yù)應(yīng)力管桁架方案降低721萬元。
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(jié)構(gòu),如何選用技術(shù)性和經(jīng)濟(jì)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(shí)例,對大跨度煤場封閉進(jìn)行方案比選及造價(jià)分析,得出三心圓螺栓球網(wǎng)架方案最為適宜的結(jié)論,對今后大跨度煤場封閉的設(shè)計(jì)有一定的借鑒意義。
表2 煤場封閉結(jié)構(gòu)方案建筑工程費(fèi)對比表