王 軍,李朝進,唐 遙,江 靜
(馬鞍山鋼鐵股份有限公司,安徽馬鞍山243000)
目前,國內常見的封閉式儲煤場主要有圓形煤場、封閉式條形煤場、矩形封閉煤場、圓形筒倉等,且都已在港口、電廠、鋼鐵、焦化等行業(yè)得到廣泛的推廣應用[1-4]。以筒倉代替露天煤場存儲煤炭,可以有效改善周邊空氣和水環(huán)境,減少露天煤場因風損、雨損造成的煤炭流失,同時節(jié)約土地資源,實現節(jié)能減排[5]。馬鋼地處長三角地區(qū),新建封閉式儲煤筒倉是助力打贏藍天保衛(wèi)戰(zhàn),滿足鋼鐵行業(yè)超低排放要求的重要環(huán)保舉措。
馬鋼南區(qū)新建筒倉工程總投資約4.2 億元,利用現有露天儲煤場地,按300 萬噸/年的焦炭產能需求,新建20 個直徑約21 m 的大型全封閉貯配一體筒倉,同時對原備煤生產設施進行相應的升級配套改造,提升備煤生產的安全和智能化運行水平。為確?,F有焦爐的正常生產,南區(qū)筒倉工程分步實施,每期工程建設10個筒倉。筒倉工程不僅具有良好的環(huán)保效益,而且具有顯著的經濟效益和社會效益,對實現馬鋼跨越式發(fā)展和轉型升級具有重大意義。
備煤系統(tǒng)的主要生產任務是充分合理使用煉焦煤資源,為煉焦生產提供數量充足、質量合格且穩(wěn)定的配合煤。馬鋼南區(qū)煉焦用煤主要通過火車運輸方式進入煤場,年輸入量約400 萬噸;另有一部分通過汽車運輸方式,年輸入量約35 萬噸。馬鋼南區(qū)擁有1 座總庫容約20 萬噸的露天儲煤場,備煤車間擁有包括翻車機、螺旋卸車機組成的兩套鐵路卸煤裝置,用于接卸洗精煤;2 個配煤系統(tǒng)(一系統(tǒng)、二系統(tǒng))每日生產約1 萬噸配合煤,分別供南區(qū)6 座焦爐使用。
露天儲煤場在雨季生產組織較為困難,一是影響洗精煤的接卸、堆?。欢怯绊憟A盤配煤系統(tǒng)的穩(wěn)定運行,造成單種煤配量波動;三是裝爐煤水分升高,造成裝煤困難,危及焦爐生產秩序。此外,馬鋼南區(qū)煤場現有的堆取料機投入運行年代久,維修難度大;備煤系統(tǒng)現有的皮帶運輸機運行年限長,設備老舊,而且部分料線仍是單線皮帶,安全生產和保供壓力較大。
筒倉工程為在線不停產項目,必須在確保焦爐安全保供的前提下進行建設施工。筒倉建設存在施工與生產交叉、作業(yè)環(huán)境復雜、內外部影響因素多等困難,主要難點集中在煤場庫容下降、保供壓力大、受煤系統(tǒng)改造施工難度大、汛期生產保供要求高等。
根據筒倉工程總圖規(guī)劃,筒倉建設占用現有煤場的北側場地(以下簡稱“北煤場”),造成煤場總庫容下降較大,煤場緩沖、保產能力明顯下降,直接影響到來煤的接卸和堆存,造成整個備煤系統(tǒng)的生產可操作性下降。為最大限度降低煤場庫容降低所帶來的焦爐生產保供風險,制定以下具體措施:
(1)調整煤場場地布局,擴大庫容,確保建設場地有序退出,做好底層煤的外運處置。
(2)制定筒倉建設期間備煤生產、質量應急預案,應對來煤質量波動、配煤比變動等帶來的影響。
(3)制定采購和物流應急處置預案,應對來煤到達不均衡和鐵路物流運輸組織困難帶來的影響。
(4)筒倉施工期跨度較大,選擇外部臨時貯煤場地,做好煤炭的內部再平衡,以降低汛期、春節(jié)期間的保供風險。
(5)精準預判外部煤炭市場變化,充分平衡現有資源供應和備用資源的使用,及時對單一煤種或多煤種配比調整進行優(yōu)化。
表1 筒倉建設期間的煤場庫容變化情況
馬鋼南區(qū)受煤系統(tǒng)現有翻車機、螺旋卸車機兩套鐵路卸煤裝置,卸出的煤料均經同一條帶式輸送機輸送至現有煤場,因其為單線皮帶且運力僅有600 噸/小時,生產運行時間長,保產風險較高。為更好地適配新建筒倉的儲配要求,充分利用現有設施能力,需對受煤系統(tǒng)進行相應的升級改造。由于是在用生產線的升級改造,為確保備煤系統(tǒng)的正常生產組織,采取如下方案以確保受煤系統(tǒng)升級改造的順利實施:
(1)一期筒倉建設占用北煤場,原堆取料機的輸煤皮帶線路將無法保留,筒倉施工前搭接一條臨時皮帶線路,確保能夠將煤場南側場地(以下簡稱“南煤場”)堆存的各煤種輸送到配煤二系統(tǒng),確保其正常生產;同時,筒倉建設初期充分利用北煤場可用場地繼續(xù)儲煤。
(2)在線不停產狀態(tài)下,分步改造螺旋卸車機和翻車機受煤系統(tǒng),確保一期筒倉建成后,受煤系統(tǒng)既可以保證向原有露天煤場輸煤,同時又可以通過新建筒倉的皮帶輸入系統(tǒng)向筒倉輸煤。受煤系統(tǒng)改造的具體實施步驟如下:
①螺旋卸車間改造:一期筒倉建設期間,實施螺旋卸車間的改造,期間來煤卸車任務全部由翻車機完成。由于涉及危險性較大的深基坑轉運站施工,且開挖靠近在用的地下皮帶通廊及鐵路線,施工環(huán)境復雜,因此制定了專項施工方案,在確保原生產系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行前提下完成施工;②翻車機系統(tǒng)改造:在螺旋卸車間改造完成、一期筒倉具備儲煤保供能力的前提條件下,二期筒倉建設期間實施翻車機系統(tǒng)的升級改造,期間所有卸車任務由改造后的新螺旋卸車受煤系統(tǒng)完成。因螺旋卸車系統(tǒng)的卸煤能力和效率相對較低,為有效確保焦爐的正常生產,必須讓南煤場和一期筒倉處于高庫容狀態(tài)下,再實施翻車機系統(tǒng)的升級改造。
馬鋼地處長江下游地區(qū),每年雨季較長,汛期降雨量大,由于筒倉建設占用北煤場,筒倉建設期間主要依靠擴容南煤場和提高堆煤高度來提升庫存,以確保達到焦爐生產保供的庫容要求。露天煤場極易受降雨影響,連續(xù)暴雨時,甚至造成煤堆塌方,進而影響到備煤生產。為做好汛期保供組織,提高煤場安全系數,采取以下具體措施:
(1)加大設備檢修維護力度。筒倉建設工期長,煤炭主要堆存在南煤場,其堆存取用全部依靠現有的2臺堆取料機,由于作業(yè)時間延長近1 倍,加之設備老舊,必須加大日常點檢維護力度,準備好備品備件,一旦發(fā)生設備故障可以立即組織搶修,避免造成配煤系統(tǒng)斷料和影響焦爐生產。
(2)制定汛期應急保產預案。充分準備防汛資材 (如強排泵等) ,并放置在可能會發(fā)生積水內澇的低洼生產崗位,隨時備用;汛期來臨前,加強煤場操作,對煤堆進行打頂、拉溝處理,控制好煤堆高度,保持合適的煤堆間距,給部分易塌方的煤堆加蓋防雨布,防止暴雨沖擊和降低煤炭水分;加強煤場巡查,及時整理煤場場地,清理沉淀池,疏通外部雨排溝渠,確保暢通。
通過分析馬鋼儲煤筒倉建設過程中備煤生產組織存在的困難和影響因素,在充分考慮各類生產保供風險后,研究制定了相關保產對策和方案,消除了煤場庫容下降和筒倉同步建設對備煤生產帶來的不利影響,確保了在線不停產狀態(tài)下筒倉的建設施工。