谈封闭储煤场设计

张 源 野

(中煤天津设计工程有限责任公司，天津 300120)

1 概述

国内大型煤矿、电力企业储煤场较多采用露天式储存，虽然有一些企业采用挡风抑尘网防止煤尘污染，但实际效果并不理想。随着国务院发布的《打赢蓝天保卫战三年行动计划》[1]，中华人民共和国第十三届全国人民代表大会常务委员会发布的《中华人民共和国大气污染防治法》[2]，进一步严格要求了煤炭储存企业的环保责任。随着环保政策日益严格，封闭式储存煤炭迫在眉睫。

目前，设计工作者提出了一些较可行的封闭式储煤场设计方案[4]，取得了较好的应用效果。笔者根据自身的设计以及施工总承包经验，以中煤昔阳能源有限责任公司安平发电厂封闭式储煤场EPC工程为例，介绍封闭式储煤场设计，为类似封闭式储煤场设计提供参考。

2 工程概况

中煤昔阳能源有限责任公司安平发电厂(以下简称安平电厂)位于山西省晋中市昔阳县城安坪村，规模为2×480 t/h超高压循环流化床锅炉，配置2台150 MW直接空冷汽轮发电机组。工程配套建设一座134 m×102 m的条形储煤场，内设一台斗轮机及配套设备，四周设置有挡风抑尘网。

为减少污染，需对安平电厂储煤场地进行封闭改造，储煤场封闭范围长134 m，宽102 m，内设自动消防水炮灭火系统，喷雾降尘系统，火灾报警系统，煤温监测系统，可燃气体监测系统，工业电视系统等。

3 设计内容

3.1 工艺方案

安平电厂现有储煤场为条形储煤场，根据封闭结构形式的不同，可分为三种工艺方案：即方案一条形储煤场钢网壳方案；方案二条形储煤场骨架膜方案；方案三条形储煤场充气膜方案。

3.1.1方案比选

三种封闭储煤场方案主要技术对比见表1，优缺点对比见表2。

通过三种方案详细技术比较发现，方案三(条形储煤场充气膜方案)虽然投资省，但其不满足GB 50016—2014建筑设计防火规范(2018年版)第3.2.16条：“一、二级耐火等级厂房(仓库)的屋面板应采用不燃材料。”方案一(钢网壳方案)和方案二(骨架膜方案)比较，二者结构骨架基本相同，仅外围护材料不同，从外形美观程度、日间采光条件与节约用电、密闭程度、后期维护成本、耐久性等方面考虑，新型膜材料有明显优势，但从投资成本方面考虑，压型钢板具有优势。

表1 储煤场方案主要技术比较表

表2 储煤场方案优缺点比较表

3.1.2确定方案

综上所述，从工程投资、安全可靠、满足规范、使用要求等方面综合考虑，设计采用方案一，即条形储煤场钢网壳方案、外围护采用压型钢板。封闭储煤场方案平面布置示意图见图1，剖面布置示意图见图2。

3.2 辅助系统

3.2.1消防设计

封闭后的储煤场需设计消防炮消防给水系统。封闭储煤场一旦发生火灾，消防炮自动巡检、定位、探测系统以及火灾报警系统会发出指令，输煤综合楼控制室显示火灾地点并发出灭火信号，启动综合泵房消防水泵，将消防用水加压供至消防炮用水点。

3.2.2降尘设计

1)射雾器降尘。封闭煤场设有定点射雾器除尘设备，单台雾炮覆盖面积可达6 000 m2，最大射程55 m，采用浮球阀自动补水。水箱采用保温水箱，配套设置加热棒和温度计，冬季时水箱温度低于5 ℃自动启动加热棒，温度达到15 ℃时，关闭加热棒加热功能，有效保证了冬季时降尘需要。

2)洗车机降尘。在封闭储煤场两个主要出入口出车方向分别设置全自动洗车机，采用自动/光电感应两种控制方式。运煤车辆从封闭储煤场外出时，洗车机底喷孔和侧向雾化喷头自动打开冲洗车辆底盘和侧面。冲洗后废水通过地沟收集至循环水池，经三级沉淀后循环使用。

3.2.3监测系统设计

1)煤温监测。

设计采用红外热象仪巡检对煤堆仓储的现场实时采集红外热图，当煤堆表面温度达到预设温度阈值时，系统自动报警。在现场设置4套双视红外热成像仪，4套热像场探头同样安装在封闭式煤场顶部框架上向下俯视，4个监测点相互配合补充，可以方便监测整个煤场。

2)可燃气体监测。

设计采用可燃气体监测仪监控封闭储煤场可燃气体含量，达到设计限制时，发出报警信号给输煤控制室。可燃气体监测仪具有可调谐半导体激光吸收光谱技术(TDLAS)，结合先进的光机设计、微弱信号检测技术、计算机软硬件技术，具有高选择性、测量精度高、可靠性好、响应速度快等诸多优势，可实现开放大空间长光程的气体在线检测，当气体浓度达到预设阈值时，系统自动报警。

3)工业电视。

封闭储煤场内部及主要出入口设置8台超低照度枪式摄像机，用来监控封闭储煤场内部和外围情况。系统配套硬盘录像机，显示等设备，其中显示器设置在输煤综合楼，24 h有人值守。

4 结语

安平电厂封闭式储煤场EPC项目采用“条形储煤场钢网壳、外围护采用压型钢板，辅以自动消防炮、远程射雾器、全自动洗车机”设计方案，通过将近一年的运行实践结果表明：储煤场采用钢网壳+压型钢板封闭后，有效减少了煤尘对外界环境的污染；配套设计的射雾器，将储煤场内大量煤尘通过射雾器的高压雾化水珠降解到煤堆表面，减少了扬尘，将煤尘含量控制在可以接受的范围之内；封闭后储煤场出口设置的全自动洗车机，对运煤车辆轮胎、底盘进行冲洗，进一步减少了煤尘对外界环境的污染。以上措施有效降低了煤尘对外界环境的污染，达到了当地环保部门的要求。根据第三方检测机构对储煤场外围大气监测数据可知，封闭储煤场四周大气污染物含量均满足国家规范要求。此项目成功实施后达到了预定目标，有效化解了企、地矛盾，用实际行动践行了“绿水青山就是金山银山”的重要思想，为其他类似工程提供了借鉴经验。