论国际燃煤电厂煤炭经济效益供应技术方案分析

马颖坤

（中国电建集团海外投资有限公司，北京 100089）

1 引言

在前期燃煤电厂设计中会根据建设期的平面布置、运营需求以及经济综合等方面整体考虑煤炭堆场的位置、大小以及输煤皮带【1】、斗轮机设备等设计，但通常因为气候、水文以及特殊的地理条件、天气或者运输、煤源产地的供应量等多种因素，无法在项目设计前期就把实际综合因素考虑在内，因此，出现了燃煤电厂在运营期寻找合适区域以便后期建设临时煤场的情况。

2 煤场设计

在进行煤场设计时，根据电站规模、装机容量、机组类型以及年均发电量，设计煤种的类型以及校核煤种的掺烧比例等情况，在不考虑检修和电网调度的前提下，设定机组运行工况下的运行小时数，从而计算得出装机容量下对应的设计煤种煤耗情况和校核煤种的煤耗情况。

3 临时煤场储量设置原则

在各电厂面临因气候、政策或者其他运输、道路等制约因素，尤其是“一带一路”沿线国家的电厂，更多的是由于季风等热带气旋等因素导致的不能满足电厂经营需求的阶段性储煤，在电厂的运营期无法完全按照经效计算煤场结果。因此，需要寻找合适的港口、堆场以及过驳平台进行临时储存，以满足和应对煤场储量阶段性不足的需求。

4 案例分析

以孟加拉湾的内河口电厂为例，通过收集环境因素，模拟计算需要均匀分布或集中分布的煤炭量来确定临时煤场的设计方案。

4.1 环境因素

1）作业位置条件。因孟加拉湾区域海域淤泥沉沙较多，区域分布不均匀，内河口位置地点大多吃水深度都比较浅，无法进行高吨位的船只卸船，采用过驳船只进行过驳在孟加拉湾区域是常见的方式。

2）天气因素。孟加拉地处印度洋北端，全年分为冬季（10～翌年 3 月），夏季（4～6 月）和雨季（7～9 月）。其中，夏季和雨季也被称为季风季节，强劲的西南季风推动着印度洋湾流直接涌入孟加拉湾【2】。

4.2 最大经效作业天数

由于孟加拉湾的内河口沿线位置和天气情况的制约，分析最大经效作业天数，应根据过驳区可过驳天数进行初步拟定。

1）过驳作业天数。过驳作业区域通常选择开敞最近可作业海域。根据过驳区海域风、浪资料统计分析可知，风速基本＜13.8m/s（6 级风），风速≥6 级出现频率为 3.22%，且 6 级以上风与大浪过程基本同时出现。过驳区海域波高＞1.5m 的年频率为22.16%～25.83%；波高＞1.8m 的年频率为10.08%～12.15%；波高＞2.0m 的年频率为5.78%～7.14%。

过驳作业波高如按1.5m 为控制标准，外海过驳点的年均可作业天数为255～270d；如按1.8m 为控制标准，外海过驳点的年均可作业天数为295～305d；如按2.0m 为控制标准，外海过驳点的年均可作业天数为310～315d。

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2）连续不可作业天数。孟加拉湾在季风期6～8 月波浪整体较大，波高＞1.5m 的月频率达到39.1%～86.43%；波高＞1.8m的月频率达到14.99%～48.12%；波高＞2.0m 的月频率达到16.27%～31.95%，而且大浪过程时间长，相邻2 次大浪过程间隔时间较短。

4.3 消耗分布因素

根据位置、气候区域等因素核算的最大经效工作天数，结合电厂的实际运行需求，能够计算出不可作业天数的煤炭需求量，该需求量为临时煤场的基本参数。依照案例中天气和位置情况分析，通常参照中国过驳作业的操作准则，波高如按1.5m 为控制标准，外海过驳点的年均可作业天数为255～270d，由此可统计出，该海域不能作业天数为95～110d。

由统计核算的不能作业时间，可推测出煤炭需求量的消耗分布。消耗分布以天气、高风险以及高成本等因素发起时间作为启动点，将不能作业时间段结合消耗分布因素，从资金占用、技术的可执行性以及市场供应风险多方面进行分析，以此确定煤炭消耗分布情况。

模拟分布按照运输方案，根据远洋船只、驳船的作业量数，综合项目自身的卸煤吞吐量，考虑是船只运输分布的单循环还是双循环系统，以满足最大程度的短时间存储量，呈现在技术可执行前提下的资金占用量最小。模拟分量以均匀分布和集中分布为主要模式进行：

1）均匀分布。均匀分布主要结合不可作业天数和生产用煤即时使用量进行技术执行下的分布，如采用均匀分布，以技术可行性下经济成本最低、风险最低的情况下进行分布。

2）集中分布。集中分布主要结合不可作业时间和生产用煤持续不能供应期间的使用量，进行技术执行下的非均匀分布，如采用集中分布，特点为在资金占用时间最短、风险较高情况下进行的分布。

4.4 物流因素

物流因素考虑项目卸煤的物流方案，如卡车内陆运输、船舶运输或者船舶倒驳驳船运输等方式。

在本案例中采用船舶运输煤炭的方式，因孟加拉湾的内河口流域河道淤泥较多，且吃水深度属阶梯型坡度，因此，通常大型船只根据船型吃水无法达到要求，为了技术性可行、经济上低成本，经常要通过过驳平台或者转驳小船进行运输。以下通过 5×104～15×104t 级散货船只（见表 1）参数进一步剖析使用策略。

表1 不同散货船参数 m

通过表1 数据可知，5×104t 级的满载吃水深度都在12m以上，而这样的吃水深度在孟加拉湾的内河口很少海域可以满足条件，因此类似于案例中的情况，通常只能采用在广阔海域进行减载或者通过驳船进行运输和卸船。

出现上述情况时，也有一些电厂的成功经验，如可以将煤码头一直延伸到海域深处，建设出一条深入海域的输煤系统，通过输煤系统直接将煤炭从码头卸船后直接通过皮带输送到煤场。

4.5 平面地域和交通因素

临时煤场的建设地点和区域对于电厂在运营期间的技术可行性、成本的控制来说非常重要。根据实际的地理位置可采用以下3 种平面地域的设置方式：

1）在电厂附近征收更多地域进行临时煤场的设置，该设置方式应在项目地域征地成本费用低的情况下使用。

2）在电厂附近租用地域进行临时煤场的设置，该设置方式在项目地域征地成本费用高，但租用费用低，且交通便利的情况下使用。

3）在码头或者港口以及过驳平台进行临时煤场储存设置，该设置方式在项目所在地无法征收或者租用地面区域，只能寻找港口区域临时储存，或者采用在区域无季节性影响供应的过驳平台的情况下使用。

4.6 临时煤场设备增设方案

电厂临时煤场的建设是根据电厂运营的客观需求而决定的，通常都是电厂发展战略性的措施，从而降低运维风险和成本。临时煤场的设置也根据实际情况有多种方式，如全物流方式、增设输煤系统方式等。

在此事例中，根据项目具体位置和平面地区使用成本的高低，评估采用全物流方式还是在场内或者附近增设平面和输煤转运系统方式的可行性进行方案确定。

4.7 临时煤场的设备机械配置情况

临时煤场建成后，根据其不同的增设方案，设备机械配置方案不同，临时煤场的运维方式也有所不同。以下对场内增设平面和输煤转运系统方式和全物流方式进行对比阐述。

1）场内增设平面和输煤转运系统方式。场内增设输煤转运系统（皮带输送机等）的方式，将煤炭直接由卸煤码头通过输煤转运系统运至临时煤场；需要时，通过物流方式将临时煤场的储存煤向永久煤场输送。通过物流倒运的方式进行煤场间倒运，属于单向倒运，因此按需设置装载机、自卸车来进行倒运，其车辆配置准备相对较少，非自动化管理矛盾较小。

2）全物流方式。使用全物流的方式，不需要增设皮带输送，即不需要增设卸煤码头到临时煤场的输送系统，如不考虑过驳平台采用船只的二次运输方式，仅仅是车辆间倒运。通过物流倒运的方式，将煤炭从卸煤码头卸载到永久煤场，再通过车辆在临时煤场和永久煤场间的倒运方式，属于双向倒运，车辆配置设备相对较多；非自动化管理矛盾较突出。

5 结语

综上所述，临时煤场的设计方案应因地制宜、因时制宜、因市场制宜，在考虑经效供应方案的同时，应一并考虑资金流情况，可以做到无资金垫付，确定临时煤厂的平面位置、租金和服务的一体化，从而做到无压滞资金，节约出一定的运营管理成本。