煤电一体化项目厂址选择及总平面布置的探讨

王武君

(河北省电力勘测设计研究院，河北 石家庄 050031)

根据国家相关政策，煤电联营是能源工业发展的新趋势，这样既可以解决煤电矛盾又可以多创造效益，从而实现煤、电行业由相互博弈转向联合双赢。近年来，煤电联营的优势愈发明显，煤电一体化项目逐步呈现出快速发展的势头。目前，煤电一体化项目基本运作模式为煤矿洗选出来的末煤通过输煤皮带直接输送到电厂发电，洗选后的精煤采用铁路运送到产品需求地，电厂产生的电能通过输电线路送至电网。结合近几年本人参与设计的煤电一体化项目，针对其厂址选择及总平面布置谈谈自己的一些经验和体会，供业内同行参考。

1 煤电一体化项目特点

作为煤电联营的有效载体，煤电一体化项目主要呈现出以下特点：

(1)投资主体的相同性：煤矿与电厂往往为同一个投资主体，从根本上解决了煤电之间利益分配的难题，为两者相互融合奠定了基础。

(2)厂址位置的相关性：煤电一体项目的厂址(煤矿工业广场和电厂的厂址位置，下同)需同时考虑煤矿与电厂两者的相关要求，寻求两者厂址位置的最佳结合点。

(3)煤炭运输的简化性：最大可能的缩短和简化了燃煤运输环节，实现了从燃煤出井至电厂发电的运输成本最低化。

(4)生产设施的协同性：煤矿与电厂的水、暖、电、附属设施等可以统筹考虑，减少了重复建设，降低了工程投资及运行费用。

2 厂址选择

根据煤电一体化项目自身所具有的特点，其厂址的选择是寻求煤矿与电厂厂址位置的最佳结合，从而实现煤电一体化项目经济效益的综合最优化。

对于煤矿工业广场位置已经确定的煤电一体化项目，电厂与煤矿的关系无外乎两种：毗邻布置和脱开布置，具体采用哪种方式，需经综合比较后确定。这类煤电一体化项目，重点是根据煤矿工业广场的位置确定电厂的位置，相对来讲比较简单。

对于煤矿工业广场的位置没有确定的煤电一体化项目，要求电厂所选的厂址能够满足煤矿的要求，往往比较困难，甚至会发生电厂需重新选址。目前越来越多电力企业参与煤矿的开发，由于各种原因，电厂的选址往往早于煤矿选址，这就给电力设计院提出了更高的要求，要求电厂厂址能适应煤矿的要求，从而达到煤电一体化项目厂址整体的合理性和经济性。基于这种选址的不同步性，提出煤电一体化项目电厂选址的一些原则供大家参考。

2.1 选址基本原则

原则一：厂址尽量不压矿或少压矿；

原则二：厂址压覆矿藏不可避免时，电厂与煤矿毗邻布置。厂址位置可以根据矿区总体规划的井田范围，在其取得探矿权范围的内进行选址，否则不具备作为煤矿井口的条件；

原则三：厂址尽量位于井田储量中心，可以降低井下生产期间的通风、运输、排水、供电等运营费；

原则四：厂址尽量靠近铁路接轨站，缩短燃煤外运的铁路专用线长度、运输费用及减少压煤量；

原则五：厂址不占用基本农田或林地。

电厂前期选厂时可根据这些原则选出具有代表性的厂址，例如可以在井田范围内选出位于井田中央厂址、井田边缘厂址和接近接轨站厂址等，通过对电厂和煤矿主要技术经济条件的综合比较，提出厂址排序，然后根据煤矿的设计进展情况做出适当的调整和完善，保证电厂拟选的厂址能满足煤矿的要求，避免出现重新选厂的情况发生。

2.2 厂址比选的主要技术条件

煤电一体化项目厂址位置的选择，除了考虑电厂建设的经济性外，还应考虑煤田开拓、开采因素、煤电一体化因素、煤炭流向因素和勘探程度等因素。通过对煤电一体化项目厂址的主要技术条件进行综合论证，提出最终推荐厂址。厂址比选主要考虑的技术条件见表1。

表1 厂址比选主要技术条件

根据上述技术条件，电力设计院与煤矿设计院紧密配合，对厂址进行全面科学的评价，最终优选出符合煤电一体化要求的最优厂址。

2.3 厂址选择重要的依据性资料

(1)矿区总体规划

根据《中华人民共和国煤炭法》等有关法律法规的规定，煤炭资源勘查开发必须先编制矿区总体规划。经批准的矿区总体规划，是矿区内煤炭勘查开发和生产经营活动的基本依据。据此，可以了解整个矿区的井田划分、矿区建设规模、井口大致位置、矿井生产能力、开发顺序和煤炭外运规划等情况。

(2)井口及工业广场位置

煤矿在取得探矿权后，将在允许探矿的范围内进行精查勘探工作，其成果是确定井田开拓方式及工业广场位置的重要依据，对电厂厂址位置的确定将起到决定性的作用。

(3)基本农田及保护性的林地分布

在进行选厂工作时，要收集井田范围及其区域基本农田及保护性的林地分布情况，为厂址选择提供重要依据。

3 总平面布置优化重点

3.1 电厂与煤矿工业广场相对关系

电厂与煤矿工业广场的相对关系无外乎两种：毗邻布置和脱开布置；采用哪种方式需结合多种技术条件综合比较后确定。对于煤矿工业广场与电厂毗邻布置的煤电一体化项目，注意两者相对位置关系，处理好煤矿铁路专用线和进厂道路的引接，做到人流、煤流分流，避免交叉。比较典型的模块组合见图1，具体采用哪种模块组合可根据工程实际情况进行合理比选确定。

图1 电厂与煤矿工业广场相对关系示意图

3.2 输煤系统的布置优化

输煤系统的布置优化要解决好两个问题：一是做到本期输煤系统最为短捷经济；二是对下期及远期输煤通道要做合理规划。对于煤电一体化项目来讲，两者同等重要。

(1)本期输煤系统的优化：

贮煤设施：电厂利用煤矿的贮煤设施，不设贮煤场；

筛碎设施：对于配套建设选煤厂的煤电一体化电厂，可不设筛分和破碎设备；

输送系统：煤矿输送的末煤直接进入主厂房煤仓间，尽量缩短输煤栈桥长度，减少转运次数，降低能耗。例如内蒙某煤电一体化项目，优化后电厂主厂房煤仓间正对煤矿末煤仓，取消了“老虎头”转运站，节省费用约350万元。

(2)下期及远期输煤通道的合理规划：

对于常规电厂而言，输煤通道通常是根据电厂的规划容量进行统一规划；对于煤电一体化项目电厂，除了规划容量之外，还应考虑煤矿规划产量的变化引起的电厂规划容量的变化，在总平面布置时考虑在厂区内合适的区域为远期预留输煤通道，避免出现当电厂远期扩建时，输煤系统引接困难的情况发生。如西北地区某煤电一体化项目，煤矿原规划容量为1.0×107t/年，配套的电厂容量为6×600MW，后期随着国家产业政策的变化及煤矿产能的提高，电厂规划容量由原来的6×600MW调整为4×600MW+4×1000MW，但由于厂区内没有考虑远期的输煤通道，造成远期电厂输煤系统引接困难。

3.3 电厂与煤矿公用设施优化

为了体现煤电一体的优势，电厂与煤矿的公用设施尽量统筹考虑，应针对以下内容进行了优化：

(1)水

煤矿与电厂的生活给水、生活污水、消防用水及煤泥水处理宜合并设置，同时可以将煤矿产生的疏干水作为电厂部分补充水源。

对于消防系统，由于电厂消防系统的水量及水压可以满足煤矿地面消防的要求，因此通常是将电厂消防管网与煤矿地面消防管线统一考虑；煤矿井下消防用水可从电厂综合泵房工业给水管网引接。电厂主厂房及栈桥冲洗水，可直接送到洗煤厂复用，取消电厂的煤泥水处理设施。

(2)电

①将煤矿110kV变电站作为电厂启/备电源及施工电源。

②电厂投运后，可考虑电厂向煤矿供电。

③通讯及MIS系统可以合并设置，统一考虑。

(3)汽： 电厂与煤矿采暖系统统一考虑。

电厂与煤矿共设一个热交换站，电厂负责向煤矿提供满足其参数要求的蒸汽和热水。

(4)路：选煤厂选出的矸石可输送到电厂灰场。

①电厂进厂道路、施工进厂道路与煤矿公用。

②电厂运灰道路与煤矿运矸石道路合并设置，将电厂灰渣及煤矿矸石运至电厂灰场。

(5)附属设施：办公楼、厂前生活设施、材料库及检修楼等统一规划；

3.4 合理预留电厂厂区主要通道宽度

为了节约用地，通常采取压缩主要通道的宽度来解决。为了增强厂区总平面布置对各工艺专业方案不断调整及远期规划的适应性，保证厂区总体规划的合理性，在不太增加本期厂区用地面积的基础上，对厂区主要通道宽度进行了合理的规划，应重点关注以下两个走廊通道：

(1)主厂房(含空冷岛)与升压站通道间距的控制

例如内蒙某煤电一体化项目，电厂规划容量为6×600MW燃煤空冷机组，考虑到国家的产业政策，二期扩建百万空冷机组是很有可能的。据此，在该通道宽度的预留上格外慎重，除了满足本期管廊的布置要求外，还要考虑到二期扩建百万机组空冷岛及主厂房尺寸增大所需的空间尺寸，经对合理比选最终确定空冷岛外边缘至升压站围栏距离为40m，为二期扩建百万机组主厂房及空冷岛的布置预留了较好的场地条件。

(2)主厂房固定端与煤矿工业广场间距的控制

该通道的宽度主要根据输煤系统接口位置及输煤栈桥的爬坡角度来确定。例如内蒙某煤电一体化项目该通道宽约170m，由于依据充分且输煤系统做到了最大程度的优化，虽经各种审查，该通道宽度基本没有做任何调整，这样保证了固定端辅助设施布置位置的相对确定。

4 值得注意的问题

(1)坐标系及高程系一致性问题

煤电一体化项目参与设计的单位多、相应的设计接口也多，为了保证各设计单位能统一协调的展开设计，项目筹建单位要组织电力设计院和煤炭设计院就坐标系统和高程系统的问题进行沟通，达成一致意见，确保所有设计接口的准确无误。

(2)考虑煤矿在事故停产情况下，电厂煤源的保证问题。可以在煤矿工业广场设置事故煤场，当煤矿出现事故停产时，紧急启用，保证电厂的正常运行。

(3)出线走廊的规划

根据《建筑物、水体、铁路、及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程》要求，500kV高压出线压覆煤矿时，需预留安全煤柱。因此，如果电厂位于煤田范围内时，电厂高压出线走廊最好沿煤矿大巷走向布置，以充分利用了大巷的预留煤柱，减少压煤量。

(4)对于压覆煤炭资源的煤电一体化项目，厂区布置宜规整，避免出现三角地，以减少压覆煤炭量。

(5)电厂与煤矿生产辅助设施尽量合并统一设置且宜集中布置，但同时最好保证煤矿区域与电厂区域的相对独立，避免出现布置上的“你中有我，我中有你”，为日后施工图设计边界的划分和设计的协调配合带来不必要的麻烦。

5 结语

(1)对于煤矿工业广场的位置没有确定的煤电一体化项目，电厂前期拟选的厂址需具有代表性，保证电厂拟选的厂址能满足煤矿的要求，避免出现重新选厂的情况发生。

(2)煤电一体化项目厂址比选，要结合电厂与煤矿的主要技术条件进行综合比较确定最优厂址。

(3)煤电一体化项目总平面布置优化，建议围绕煤、电、水、汽、路、附属设施等内容进行优化，体现一体化的优势。

(4)煤电一体化项目在坐标及高程系统的选择、出线走廊规划、厂区的规整性及设计分界等方面要引起足够的重视。

[1]DL 5000-2000，火力发电厂设计技术规程[S].

[2]DL/T 5001-2004，火力发电厂工程测量技术规程[S].

[3]GB 50026-2007，煤矿测量规程[S].

[4]煤行管局字[2000]第81号，建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程[S].