談封閉儲煤場設(shè)計

張 源 野

(中煤天津設(shè)計工程有限責任公司，天津 300120)

1 概述

國內(nèi)大型煤礦、電力企業(yè)儲煤場較多采用露天式儲存，雖然有一些企業(yè)采用擋風抑塵網(wǎng)防止煤塵污染，但實際效果并不理想。隨著國務(wù)院發(fā)布的《打贏藍天保衛(wèi)戰(zhàn)三年行動計劃》[1]，中華人民共和國第十三屆全國人民代表大會常務(wù)委員會發(fā)布的《中華人民共和國大氣污染防治法》[2]，進一步嚴格要求了煤炭儲存企業(yè)的環(huán)保責任。隨著環(huán)保政策日益嚴格，封閉式儲存煤炭迫在眉睫。

目前，設(shè)計工作者提出了一些較可行的封閉式儲煤場設(shè)計方案[4]，取得了較好的應(yīng)用效果。筆者根據(jù)自身的設(shè)計以及施工總承包經(jīng)驗，以中煤昔陽能源有限責任公司安平發(fā)電廠封閉式儲煤場EPC工程為例，介紹封閉式儲煤場設(shè)計，為類似封閉式儲煤場設(shè)計提供參考。

2 工程概況

中煤昔陽能源有限責任公司安平發(fā)電廠(以下簡稱安平電廠)位于山西省晉中市昔陽縣城安坪村，規(guī)模為2×480 t/h超高壓循環(huán)流化床鍋爐，配置2臺150 MW直接空冷汽輪發(fā)電機組。工程配套建設(shè)一座134 m×102 m的條形儲煤場，內(nèi)設(shè)一臺斗輪機及配套設(shè)備，四周設(shè)置有擋風抑塵網(wǎng)。

為減少污染，需對安平電廠儲煤場地進行封閉改造，儲煤場封閉范圍長134 m，寬102 m，內(nèi)設(shè)自動消防水炮滅火系統(tǒng)，噴霧降塵系統(tǒng)，火災(zāi)報警系統(tǒng)，煤溫監(jiān)測系統(tǒng)，可燃氣體監(jiān)測系統(tǒng)，工業(yè)電視系統(tǒng)等。

3 設(shè)計內(nèi)容

3.1 工藝方案

安平電廠現(xiàn)有儲煤場為條形儲煤場，根據(jù)封閉結(jié)構(gòu)形式的不同，可分為三種工藝方案：即方案一條形儲煤場鋼網(wǎng)殼方案；方案二條形儲煤場骨架膜方案；方案三條形儲煤場充氣膜方案。

3.1.1方案比選

三種封閉儲煤場方案主要技術(shù)對比見表1，優(yōu)缺點對比見表2。

通過三種方案詳細技術(shù)比較發(fā)現(xiàn)，方案三(條形儲煤場充氣膜方案)雖然投資省，但其不滿足GB 50016—2014建筑設(shè)計防火規(guī)范(2018年版)第3.2.16條：“一、二級耐火等級廠房(倉庫)的屋面板應(yīng)采用不燃材料?！狈桨敢?鋼網(wǎng)殼方案)和方案二(骨架膜方案)比較，二者結(jié)構(gòu)骨架基本相同，僅外圍護材料不同，從外形美觀程度、日間采光條件與節(jié)約用電、密閉程度、后期維護成本、耐久性等方面考慮，新型膜材料有明顯優(yōu)勢，但從投資成本方面考慮，壓型鋼板具有優(yōu)勢。

表1 儲煤場方案主要技術(shù)比較表

表2 儲煤場方案優(yōu)缺點比較表

3.1.2確定方案

綜上所述，從工程投資、安全可靠、滿足規(guī)范、使用要求等方面綜合考慮，設(shè)計采用方案一，即條形儲煤場鋼網(wǎng)殼方案、外圍護采用壓型鋼板。封閉儲煤場方案平面布置示意圖見圖1，剖面布置示意圖見圖2。

3.2 輔助系統(tǒng)

3.2.1消防設(shè)計

封閉后的儲煤場需設(shè)計消防炮消防給水系統(tǒng)。封閉儲煤場一旦發(fā)生火災(zāi)，消防炮自動巡檢、定位、探測系統(tǒng)以及火災(zāi)報警系統(tǒng)會發(fā)出指令，輸煤綜合樓控制室顯示火災(zāi)地點并發(fā)出滅火信號，啟動綜合泵房消防水泵，將消防用水加壓供至消防炮用水點。

3.2.2降塵設(shè)計

1)射霧器降塵。封閉煤場設(shè)有定點射霧器除塵設(shè)備，單臺霧炮覆蓋面積可達6 000 m2，最大射程55 m，采用浮球閥自動補水。水箱采用保溫水箱，配套設(shè)置加熱棒和溫度計，冬季時水箱溫度低于5 ℃自動啟動加熱棒，溫度達到15 ℃時，關(guān)閉加熱棒加熱功能，有效保證了冬季時降塵需要。

2)洗車機降塵。在封閉儲煤場兩個主要出入口出車方向分別設(shè)置全自動洗車機，采用自動/光電感應(yīng)兩種控制方式。運煤車輛從封閉儲煤場外出時，洗車機底噴孔和側(cè)向霧化噴頭自動打開沖洗車輛底盤和側(cè)面。沖洗后廢水通過地溝收集至循環(huán)水池，經(jīng)三級沉淀后循環(huán)使用。

3.2.3監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計

1)煤溫監(jiān)測。

設(shè)計采用紅外熱象儀巡檢對煤堆倉儲的現(xiàn)場實時采集紅外熱圖，當煤堆表面溫度達到預設(shè)溫度閾值時，系統(tǒng)自動報警。在現(xiàn)場設(shè)置4套雙視紅外熱成像儀，4套熱像場探頭同樣安裝在封閉式煤場頂部框架上向下俯視，4個監(jiān)測點相互配合補充，可以方便監(jiān)測整個煤場。

2)可燃氣體監(jiān)測。

設(shè)計采用可燃氣體監(jiān)測儀監(jiān)控封閉儲煤場可燃氣體含量，達到設(shè)計限制時，發(fā)出報警信號給輸煤控制室?？扇細怏w監(jiān)測儀具有可調(diào)諧半導體激光吸收光譜技術(shù)(TDLAS)，結(jié)合先進的光機設(shè)計、微弱信號檢測技術(shù)、計算機軟硬件技術(shù)，具有高選擇性、測量精度高、可靠性好、響應(yīng)速度快等諸多優(yōu)勢，可實現(xiàn)開放大空間長光程的氣體在線檢測，當氣體濃度達到預設(shè)閾值時，系統(tǒng)自動報警。

3)工業(yè)電視。

封閉儲煤場內(nèi)部及主要出入口設(shè)置8臺超低照度槍式攝像機，用來監(jiān)控封閉儲煤場內(nèi)部和外圍情況。系統(tǒng)配套硬盤錄像機，顯示等設(shè)備，其中顯示器設(shè)置在輸煤綜合樓，24 h有人值守。

4 結(jié)語

安平電廠封閉式儲煤場EPC項目采用“條形儲煤場鋼網(wǎng)殼、外圍護采用壓型鋼板，輔以自動消防炮、遠程射霧器、全自動洗車機”設(shè)計方案，通過將近一年的運行實踐結(jié)果表明：儲煤場采用鋼網(wǎng)殼+壓型鋼板封閉后，有效減少了煤塵對外界環(huán)境的污染；配套設(shè)計的射霧器，將儲煤場內(nèi)大量煤塵通過射霧器的高壓霧化水珠降解到煤堆表面，減少了揚塵，將煤塵含量控制在可以接受的范圍之內(nèi)；封閉后儲煤場出口設(shè)置的全自動洗車機，對運煤車輛輪胎、底盤進行沖洗，進一步減少了煤塵對外界環(huán)境的污染。以上措施有效降低了煤塵對外界環(huán)境的污染，達到了當?shù)丨h(huán)保部門的要求。根據(jù)第三方檢測機構(gòu)對儲煤場外圍大氣監(jiān)測數(shù)據(jù)可知，封閉儲煤場四周大氣污染物含量均滿足國家規(guī)范要求。此項目成功實施后達到了預定目標，有效化解了企、地矛盾，用實際行動踐行了“綠水青山就是金山銀山”的重要思想，為其他類似工程提供了借鑒經(jīng)驗。