0 引言

贮煤场是燃煤电厂燃料储存、供应的重要设施。目前，随着国内燃煤机组容量及建设规模的不断扩大，以及越来越严格的环保要求，对贮煤场的设计要求也越来越高^{[ 1, 2, 3 ]}。近年来由于国内煤炭行业的市场化，导致大部分燃煤电厂燃料来源及供应情况不够稳定；同时，北方地区许多燃煤电厂还承担着冬季城市供热的任务，这就要求电厂厂内要设有运行可靠、贮量合适的贮煤场，以保障燃煤电厂的连续稳定运行。另外，随着环保要求的日益提高，采用封闭煤场的项目会越来越多。根据建厂厂址条件的差异，以及厂外燃煤运输方式的不同，全封闭贮煤场的设计形式也各有不同，本文结合北方某燃煤电厂的工程设计实例，对国内较常采用的全封闭条形煤场和全封闭圆形煤场进行综合技术经济比较，结论可供贮煤场的设计和选型进行参考。

1 国内大型燃煤电厂贮煤场形式简介

目前国内大型燃煤电厂贮煤场主要有条形煤场、全封闭圆形煤场、全封闭方形煤场、圆筒仓并列群仓等4种形式^{[ 4 ]}。

1.1 条形煤场

条形煤场在国内大型燃煤发电厂应用较为普遍，煤堆堆高一般在10~15 m。煤场配有1—2台斗轮堆取料机，斗轮堆取料机有悬臂式和门式2种，其中悬臂式斗轮堆取料机具有堆取料作业范围大、作业效率高等优点，在大型燃煤电厂中得到广泛应用。条形煤场配斗轮堆取料机的形式在国内、外大型燃煤电厂广为采用，并积累了丰富的运行经验。根据环境要求，条形煤场又分为全封闭和露天布置2种形式。

1.2 全封闭圆形煤场

全封闭圆形煤场是近年来在国内大型燃煤电厂逐步推广使用的新型煤场，煤场直径通常设计为80～120 m，下部设有挡煤墙，上部采用球冠状或半球状钢结构网架封闭。圆形煤场内部设有1台堆取料设备，堆、取料作业可同时进行。圆形煤场内一般设有事故应急煤斗，在取料机故障或维修期间配合推煤机进行上煤作业。

1.3 全封闭方形煤场

全封闭方形煤场在国外燃煤电厂较为常用，煤场内为条形煤堆，堆煤机械一般采用卸料车在高位沿煤场纵向行走卸煤；取料机采用主副刮板取料机配合作业，可沿煤堆纵向行走并沿煤堆面俯仰取煤。每座方形全封闭煤场根据煤场长度配有1台或几台卸料车及1—2台取料机，堆、取料作业可同时进行。目前国内很少电厂采用全封闭方形煤场，其设计、运行经验尚不够成熟。

1.4 圆筒仓并列群仓

圆筒仓并列群仓为多个筒仓并列布置的贮煤形式，其造价过高，仅适用于场地极其狭窄的场合，且贮煤天数不宜过长，一般电厂很少采用。

2 北方某电厂拟采用的贮煤场设计方案

根据北方某大型燃煤电厂厂址所在地的环保要求，其贮煤场宜采用全封闭贮煤形式。综合考虑目前国内大型燃煤电厂贮煤场的形式及其适用条件，结合工程实际情况，其贮煤场可设计为全封闭条形煤场或全封闭圆形煤场。

2.1 全封闭条形煤场设计方案

贮煤场设计为悬臂式斗轮堆取料机条型煤场。为了便于厂外汽车到贮煤场卸煤，煤场堆煤高度设计为10 m，总贮煤量约为105 kt。贮煤场堆取料设备设置1台臂长为35 m的悬臂式斗轮堆取料机，有效行程215 m，其堆、取料能力为800 t/h，轨距8 m，折返式运行。电厂远期贮煤场扩建可增设1台斗轮堆取料机。

2.2 全封闭圆形煤场设计方案

厂内设计1座直径为100 m的全封闭圆形煤场作为贮煤设施，其内设置1台圆形堆取料机，堆煤半径33 m，堆煤高度30 m，周边挡煤墙高度15.7 m，总贮煤量105 kt。圆形煤场堆取料机堆、取料能力设计为800 t/h。同时，在圆形煤场内设有1个事故煤斗，以实现在取料机故障时进行上煤作业。

3 全封闭条形、圆形贮煤场技术经济比较3.1 煤场堆取料设备运行方式3.1.1 条形煤场堆取料机

悬臂式斗轮堆取料机由斗轮机构、悬臂俯仰机构、回转机构、行走机构、悬臂带式输送机、尾车、电控系统、喷雾除尘装置等辅助设施组成。煤场带式输送机来煤通过悬臂带式输送机堆入贮煤场，完成堆料作业，并借助回转机构和行走机构实现煤场贮煤的长条形堆放；取料时，通过斗轮机构的旋转从煤堆取煤，经悬臂带式输送机落入煤场带式输送机，完成取料作业，同时可配合悬臂俯仰机构、回转机构及行走机构实现定点取料或移动分层取料。

悬臂式斗轮堆取料机的堆料和取料作业共用1部煤场带式输送机，通过尾车切换进行堆料、取料的分别作业。

3.1.2 圆形煤场堆取料机

圆形煤场堆取料机主要由中心柱、悬臂带式输送机、堆料回转机构、堆料俯仰机构、刮板机、取料俯仰机构、取料行走（回转）机构、下部圆锥料斗、给料设备及电控系统、喷雾除尘装置等设施组成。悬臂式堆料带式输送机位于中心立柱上部，其作业方式与斗轮堆取料机的堆料作业相近，圆形煤场堆料带式输送机来煤通过悬臂带式输送机堆入贮煤场，并可配合堆料回转机构及堆料俯仰机构进行煤堆的圆弧形堆放。取料时，由刮板取料机及其俯仰、行走（回转）机构来完成圆形煤场内的移动取料。

刮板取料机主要有门架式和悬臂式2种，门架式刮板取料机是将刮板取料机设在1个门形构架上，由于挡煤墙承担了其一部分重量，改善了中心柱的结构受力^{[ 5 ]}，适用于大出力、大直径圆形煤场的取料作业；悬臂式刮板取料机结构简单，适用于小出力、小直径圆形煤场的取料作业。

圆形煤场堆取料机的堆、取料作业通过悬臂式堆料机和刮板取料机来完成，分别对应于进圆形煤场的堆料带式输送机及出圆形煤场的取料带式输送机，可实现堆取料作业的同时进行。

3.2 技术特点

根据采用上述贮煤场方案的已投运工程现场实际运行情况，针对全封闭条形煤场与全封闭圆形煤场进行了技术特点总结，如表1所示。

表1(Table 1)

表1 全封闭条形煤场与全封闭圆形煤场特点比较[ 4, 5, 6, 7 ]

表1 全封闭条形煤场与全封闭圆形煤场特点比较[ 4, 5, 6, 7 ]

通过对以上技术特点进行分析可以看出，在不考虑造价因素的情况下，影响全封闭条形煤场和全封闭圆形煤场选型的关键因素在于建设场地是否开阔、厂外来煤运输方式和贮煤场远期是否扩建等。全封闭条形煤场有利于接卸汽车来煤和远期贮煤场扩建，但需要较为开阔的建设场地；而全封闭圆形煤场适合建设场地狭小、厂外无汽车来煤或不以汽车来煤为主以及远期贮煤场扩建可能性较小的情况。

3.3 造价分析

针对以上总贮煤量100 kt左右的全封闭条形煤场和全封闭圆形煤场进行了造价估算（见表2），估算范围从贮煤场对应转运站开始（含转运站）至贮煤场内的全部设备及土建投资造价，其中因转运站高度差异导致的差额也计在内。通过对以上2种贮煤方案的投资估算进行分析可以看出，2种贮煤场总投资约70%为土建及地基处理部分投资，而土建部分投资中全封闭条形煤场以网架费用为主，全封闭圆形煤场以四周挡墙及其基础费用为主。

表2(Table 2)

表2 全封闭条形煤场与全封闭圆形煤场造价比较1） 万元 注：1） 所列费用均为技术经济估算价格。

表2 全封闭条形煤场与全封闭圆形煤场造价比较1）

总体来看，总贮煤量100 kt左右的贮煤场在地基处理只需进行强夯的情况下，全封闭条形煤场土建部分造价相对较高，是影响储煤场形式选择的主要因素，而其设备部分造价低于全封闭圆形煤场。虽然设备费用对于圆形煤场来讲所占投资比例仍然较高，相对于条形煤场设备费增加50%。但由于其在总造价中所占比例较小，因此是影响储煤场形式选择的次要因素。结合本工程，表2中全封闭条形煤场总体投资比全封闭圆形煤场高315.30万元，此相对差额占条形煤场总投资的5.66%，占圆形煤场总投资的6.00%，其相对差额所占比例低于正常情况下工程可行性研究阶段投资估算精度±10%的要求^{[ 8 ]}，因此可认为上述2种贮煤方案投资相当。

另外，由于该电厂地质条件较好，2种贮煤方案的地基处理均只需进行强夯。如果在地质条件较差的情况下，全封闭圆形煤场由于煤堆高度较高，对地面的压力较大，需要对煤场基础进行打桩处理。初步估算100 kt级圆形煤场的打桩处理费用约为2000万。因此在地质情况较差、圆形煤场地基处理需要进行打桩的情况下，全封闭圆形煤场总体投资要高于全封闭条形煤场。

4 结语

由以上2种贮煤方案技术特点和造价分析可知，对于该电厂总贮煤量100 kt左右的贮煤场，全封闭条形煤场和全封闭圆形煤场的总体投资相当。在同样需要建设全封闭贮煤场的前提下，应根据建厂的厂址条件、厂外来煤运输方式和远期扩建情况进行综合比选。当电厂采用汽车来煤，建设场地较为开阔，且存在扩建的可能性时，应首选条形煤场方案；当电厂采用厂外皮带或铁路等来煤方式，建设场地较为狭小，且电厂厂址位于南方地区时，选用圆形煤场的贮煤方案比较合适。在建设投资相当的情况下，该北方电厂由于全部采用汽车来煤且建设场地较为开阔，最终选用全封闭条形煤场。