大型储配煤基地工程设计浅析

周念鑫，吴云长，吉 俊

（湖南第一工业设计研究院，湖南 长沙 410011）

1 概述

本储配煤基地拟建煤炭处理能力为10.0 Mt／a，其中一期工程处理能力5.0 Mt／a；场地静态储煤能力1.0 Mt，一期静态储煤能力0.5 Mt；预留1.2 Mt／a选煤厂。

项目采用铁路与公路运输方式，其中火车年来煤量6.0 Mt，外运装车量5.0 Mt；汽车年来煤量4.0 Mt，外运装车量5.0 Mt。拟建厂址地理位置优越，公路距离省道直线距离仅300m，同时将新建铁路专用线至项目用地范围内，交通运输条件优越。

项目产品以生产动力煤为主，化工用煤与炼焦用煤为辅。动力煤主要是高热值无烟煤、贫瘦煤和褐煤，主要用户为省内各大电厂；后期选煤厂建设投产后，将增加冶炼精煤客户，冶炼精煤主要考虑主焦、1／3焦煤以及肥煤。电煤（-50 mm 动力煤）产量8.1 Mt／a，化工用煤（30～80 mm 块煤）产量1.0 Mt／a，炼焦用煤（-50mm 洗精煤）产量0.9 Mt／a。

2 工艺流程和设计说明

储配煤基地工艺流程简介：火车、汽车来煤经受煤后进入穹形储煤仓储存，完成煤炭卸料与储煤任务；需要配煤时，穹形储煤仓内原煤转运至配煤筒仓上，经可逆带式输送机配仓，将煤炭分配至各筒仓内，不同煤质特性原煤分仓储存，便于配煤。配煤系统采用荷兰EMO 筒仓精确配煤技术，通过该系统可根据用户需求确定煤种配比方案，满足用户对煤质指标的要求；配煤产品经火车快速装车系统与汽车快速装车系统分别装车外运销售。

2.1 受煤系统

项目来煤分火车与汽车来煤。储配煤基地火车年来煤量6.0 Mt，则日平均来煤量约18181.81t，按单列火车静载重3000t计算，火车日到站5～6列，其中一期工程年来煤量约3.0 Mt。为此，根据工艺布置，火车受煤系统采用2台C型翻车机对称布置方式。2台C型翻车机相对独立，系统运行稳定可靠，既可同时运行，也可一用一备，降低备品备件量，其中一期工程安装C型翻车机一台。

汽车年来煤量4.0 Mt，则日平均汽车来煤量约12121.21t，按载重40t自卸汽车计算，每天进入基地的车辆为303辆次。按每天12h来煤计算，并考虑系统的不均衡系数，则汽车受煤系统平均每小时受煤量1212.12t，接卸汽车31辆次，其中一期工程年来煤量2.0 Mt。为此，根据工艺布置，汽车受煤系统采用叶轮给料机形式的深坑受煤槽。该受煤形式具有一定的缓冲量，可大幅减少推土机辅助工作量；同时可进行分隔，实现多品种煤同时卸载、回煤皮带分时运输功能，简化工艺系统。

2.2 储煤系统

目前常用的现代化储煤设施主要有穹形储煤仓、圆形筒仓、堆取料机储煤场、槽仓式储煤场和球形储煤仓等。

穹形储煤仓是在储煤场四周增加混凝土挡墙、护壁柱及其基础和屋顶钢网架穹顶等，屋顶钢网架穹顶面层采用彩色压型钢板，局部为阳光板采光带。该储煤仓通过带式输送机多点入料与返料，原煤由输送带走廊运至卸煤点，经卸料小车沿输送带走廊卸料。该储煤形式设备简单，维护方便，投资、运行与维护费用低，近年来在煤炭行业应用广泛。

圆形筒仓是传统成熟技术，在各大行业广泛使用。主要由卸料器、回转布料设备、给料机、钢筋混凝土筒仓土建结构及其他相关辅助设施构成。该工艺不设煤场，来料经带式输送机直接输送至圆形筒仓内储存，再经筒仓底部配煤盘进行配煤作业，实现储配合一。

堆取料机储煤场分两种〔1〕，分别为圆堆取料机储煤场〔2〕和条形堆取料机储煤场，近年来在我国的大型焦化厂、港口码头、火力发电厂均得到广泛应用。堆取料机系列主要有混匀堆取料机，悬臂式斗轮堆取料机，桥式斗轮取料机等。圆堆取料机储煤场主要采用可回转的悬臂堆取料机，条形堆取料机储煤场主要采用斗轮式堆取料机、桥式斗轮取料机等。通过上料系统及堆料机将煤卸入储煤场内堆储，返煤时通过取料机及出料带式输送机完成返煤作业。

槽仓式储煤场可分为半地下和全地下两种〔3〕，通常的布置形式为：槽仓的顶部为全封闭储煤棚及卸煤栈桥，上部采用带式输送机多点卸料，底部为返煤地道、给煤机及返煤带式输送机。该类型储煤方式由于地下基础部分较深，基坑开挖量大、投资高，因而较少使用。

球形仓煤场目前主要依耐国外技术和施工方案，使用极少。

根据本项目特点，对以上不同储煤设施进行技术经济比选后，设计采用穹形储煤仓。储配煤基地场地内共布置1号、2号、3号、4号共4个穹形储煤仓，可根据来煤情况实现分煤种分仓储存，同时每个储煤仓内又可分煤种储存，适应基地来煤的多样性与复杂性，其中一期工程先建设2个穹形储煤仓，单仓静态储煤能力约为0.25 Mt，一期静态储煤能力0.5 Mt，总静态储煤量1.0 Mt。

2.3 配煤系统

配煤是通过不同煤质原煤的混配来达到用户对煤质的要求，从而扩大煤炭使用来源，有效提高劣质煤利用率和燃煤热效率，同时有效降低有害气体排放量，实现煤炭利用的清洁化和高效化〔4〕。该技术在国内已有几十年的应用实践经验，较为常用的配煤方式大致为地面式、带式输送机混配式和筒仓混配式。

地面式配煤常见方式为堆场配煤，它是在煤场进行，将不同的煤种按一点方式分层均匀堆放在一起，然后由取煤机全断面纵向取煤。堆煤的层数决定了混煤的均匀性，层数越高，混煤均匀性越好。仅适用于来煤煤种少、品种固定，而用户对煤质要求也相对固定的配煤中心。

带式输送机混配式常见的配煤方式有取装配煤、混取配煤、卸车配煤、辅助皮带机配煤，其配煤过程是在运输带上进行，从两个或多个煤堆上按一定比例取出煤，置于一条输送带上，达到配煤目的。该方式适用于配煤规模大、来煤点多，用户要求煤质多变的配煤企业，缺点是占地面积大，基建投资高，配煤精度偏低。

筒仓混配式采取筒仓配煤与带混式配煤相结合的方案，以荷兰鹿特丹配煤中心的EMO 筒仓精确配煤技术为代表，处于世界领先地位〔5〕。该技术实现了煤炭的均匀与精细化混配，保证配煤产品质量稳定且易于控制，配煤效率高。同时整个配煤过程在封闭系统中运行，粉尘等污染排放得到有效控制。此外，由于筒仓具有一定量的存煤能力，可以实现储配合一。其缺点是一次性系统投资较高。

本储配煤基地项目煤源多样化且来煤量大，这必然导致供煤质量的波动及产品要求多样化。因此，为保证输出煤质的稳定性和均匀性，设计采用筒仓配煤与带混式配煤相结合的配煤方案。不同煤质特性的原煤经带式输送机转运至配煤筒仓内分仓单独存储，即筒仓配煤；再经各筒仓下计量给料机控制给料量至仓下输送机进行配煤，即带混式配煤。储配煤基地场地内共布置5个Φ22m 配煤筒仓和3个Φ15m 洗选产品配煤筒仓，配煤筒仓与洗选产品配煤筒仓并列布置在厂区中间，主要用于储配煤基地火车及汽车的数字化精确配煤，其中洗选产品配煤筒仓属于二期工程建设内容。2 组仓上均布置有2 条配仓带式输送机，用于将上仓煤炭转载至各个煤仓。每个煤仓可以储存1个煤种，因此，每组煤仓都可以存储多个煤种，以满足配煤作业要求。

2.4 装车系统

根据产品外运要求，场地内布置一套火车快速装车系统与一套汽车快速装车系统，两套系统既统一又独立，实现了火车和汽车同时装车的功能目标。

铁路年外运煤量5.0 Mt，将在工业场地内布置一条铁路专用装车线，火车快速装车站布置在该铁路专用装车线上。火车装车采用带式输送机配合火车快速定量装车站连续装车，其最大装车能力5400t／h，每列车装车时间约1.5 h。

汽车年外运煤量5.0 Mt，将在场地内布置1个汽车快速定量装车站，汽车装车采用带式输送机配合汽车定量装车站连续装车。单个定量装车站装车能力2000t／h，装车站下部设置可伸缩式装车溜槽，能够满足不同高度汽车的装车要求。

3 结语

1）项目建设工艺流程和方案的选择，应根据地形条件、自动化程度、设计规模及投资等综合考虑，选取适合企业自身需要的建设实施方案。此外，本储配煤基地项目的设计将为其它类似工程的建设提供理论依据与工程经验。

2）项目建设是保障战略煤炭储备、运输的重要手段，有利于构建合理煤炭物流网络，提高区域应对恶劣突发事件的灵活性。

3）有利于解决煤炭生产地域与需求地域分离的时间、空间矛盾，满足区域能源需求，缓解资源性缺电现状，优化煤炭资源供给。

4）有利于合理利用煤炭资源。通过合理配煤，扩大低质廉价煤的应用途径，并改善煤炭资源利用效率低下的局面。

5）满足用户的煤质要求。配煤技术应用已成为确保向用户供应质量稳定煤炭的重要手段。

6）满足环保要求，实现节能减排。以混配洁净煤取代原煤，在有效提高燃煤使用能效的同时，降低燃煤用户对环境的污染。

7）有利于物流资源的高效利用。利用煤炭流通服务商提供的高效管理、专业化煤炭加工和数字化配煤服务，使各种物流资源得到高效利用，获得最佳收益。

8）实现企业战略发展规划，提高企业经济效益。

〔1〕乔青山.储煤场类型及优缺点探讨〔J〕.煤炭加工与综合利用，2013（1）：32-33.

〔2〕曾先进，卓郑炜.全封闭圆形煤场在运煤系统中的应用〔J〕.福建建筑，2008（12）：13-14.

〔3〕胡成功，赵 奇.浅析几种储煤场储煤形式的优缺点〔J〕.露天采矿技术，2013（2）：88-90.

〔4〕张信龙.宁东煤化工基地配煤中心一期工程设计〔J〕.煤炭工程，2012（5）：21-23.

〔5〕周家海.筒仓配煤系统在港口的应用〔J〕.港口装卸，2011〔3〕：1-3.