中国能源建设集团广东省电力设计研究院有限公司 王丽花

1 煤仓间优化设计的输入条件

煤仓间的布置优化，与制粉系统配置和设备选型密不可分。在确定系统配置和设备选型的前提下，布置优化才更具有针对性和适用性。本文在按照招标书中提供的技术条件的前提下，结合相关系统、设备选型的结果和推荐意见，作为本文的设计优化输入条件。主要设计优化输入条件如下。

2 制粉系统的选择

根据招标文件的煤质资料及系统配置要求，选定采用中速磨煤机正压冷一次风机制粉系统。

磨煤机。本工程布置方案设计中暂按ZGM113N-Ⅱ型磨煤机进行优化。

3 侧煤仓和顺煤仓的布置优化

3.1 侧煤仓的布置优化

单跨式：单跨式煤仓间跨距较大，同样等级前提下，计算出来的框架梁、柱的截面较大，因此侧向抗震能力以及抗风载能力等不及三跨式结构。本次工程的地震基本烈度为7度，经过土建结构专业的核算，完全能优化为大跨度单框架结构，煤仓间跨度仅为17.5m[1]。

双跨式和三跨式结构即在两台炉的磨煤机中间设置共用的检修通道（海门电厂1-4号机组、丰盛电厂1-2号机组），也可以相应的减小煤仓间跨距和容积。虽然可以减小梁的截面，但同样存在中间由于有支撑柱而无法继续优化煤仓间的问题。

从图1与图2可以看出，优化后的单跨式侧煤仓布置更加紧凑，大大减小了煤仓间的总容积，进一步节省了土建造价。

图1 单框架式侧煤仓

图2 三跨式侧煤仓方案

3.1.1 检修通道优化

单垮式煤仓间的外侧布置了6台磨煤机，磨煤机中心线与柱中心的间距为3.75m。两台炉共用一条检修通道，公用检修空间位于中间，中间的净空为6.0m以上，满足磨煤机的检修维护要求。根据土建计算的柱截面尺寸以及检修空间要求，总体考虑，优化柱距为10.0m，煤仓间共6跨，进一步优化煤仓间体积。

3.1.2 给煤层标高的优化

以往的工程给煤机层以下预留了较大的空间，布置管道比较方便，本工程为了减少煤仓间容积，降低造价，借助计算机辅助设计软件，精确放样，在满足管道布置净空的前提下合理压缩煤机层以下空间[2]。

3.1.3 原煤仓的优化设计

本工程除备用磨外的5个原煤仓的总储煤量满足锅炉最大连续蒸发量时10h的燃煤消耗量。经过计算，单个原煤仓的有效容积约为703m3时能满足上述储煤量的要求。为满足5个原煤仓的总储煤量满足锅炉最大连续蒸发量燃用设计煤种10h的耗煤量，综合土建结构尺寸，侧煤仓模块中煤仓上部矩形部分的尺寸为14000mm×9500mm×6300mm（长×宽×高），下方接棱台体，分叉口下分别接方圆节及双曲线小煤斗。经过计算，该形式煤仓的几何容积为703m3，煤仓总的高度为19.0m。

3.1.4 输煤皮带层标高优化

给煤机上方是两个矩形煤斗，输煤皮带只设3路，就可满足一用一备的规程要求。根据优化后的给煤机、原煤仓设计方案，确定侧煤仓皮带层的标高为：37.70m。

3.1.5 优化结果

采用单跨式结构比三跨式结构的煤仓间容积小很多，因此本工程侧煤仓采用的是较为经济的单跨式结构。

3.2 顺煤仓的布置优化

相对于侧煤仓而言，顺煤仓的整体结构受到汽机房结构的限制，因此优化的范围一些。但本公司以布置紧凑，合理降低造价，方便运行检修为宗旨，结合中速磨煤机结构特点，同样对顺煤仓进行了优化设计。顺列煤仓间采用10m柱距，优化磨煤机和煤斗的布置，充分利用平面空间，使煤斗的横截面更大，相同容积下可以减少输煤皮带层高度，有效减少煤仓间的厂房容积。煤仓间C列至D列的跨度为13.0m，磨煤机电机纵向布置。给煤机运转层标高优化为13.7m，与侧煤仓给煤机运转层相同，运行维护条件良好[3]。

输煤皮带层的标高由原煤斗的高度决定，根据燃烧计算的结果，每个原煤斗的有效容积为674m3，满足设计煤种B-MCR工况下10h以上燃量，综合考虑了煤堆的安息角对储煤量的影响和双曲线煤斗的斜度要求，确定输煤皮带层的标高为37.70m。

顺煤仓中速磨煤机的检修维护通道布置在煤仓间靠C排柱侧，D排与锅炉之间的距离（炉前通道）仅需满足通行要求，尽量减少炉前通道可以节省昂贵的四大管道材料的费用。煤仓间和锅炉之间的最小距离由炉前的四大管与送粉管布置的要求决定，经反复比较，最后确定煤仓间和锅炉之间柱中心的距离为6.5m。

4 侧煤仓与顺煤仓的经济性比较

侧煤仓与顺煤仓布置各具特点，下文对两者的经济性进行综合比较，以便选出符合本工程实际、合理的、最经济的优化方案[4]。

4.1 煤仓间总容积造价比较

为横向比较两者的容积造价，煤仓间总容积均采用如前所述的优化方案中的数据。结果见表1，优化后的侧煤仓布置方案与优化的顺煤仓方案相比，煤仓间总容积可以减小约43446m3，工程造价节省约1863万元，具有较好的经济性。

表1 侧煤仓与顺煤仓总容积造价比较表（两台机组）

4.2 四/六大管道费用比较

采用侧煤仓间的布置方案，由于缩短了汽机与锅炉之间的距离，因此两者之间的管道、电缆等也缩短了，一定程度上节省了昂贵的四/六大管道材料费用。由于普通钢管及电缆造价较四大管道低得多，因此此处仅拿节省的四/六大管道材料费用来作比较（见表2）。侧煤仓间比顺煤仓布置方案，两台机组可节省四/六大管道材料总费用为790.3万元，其安装工程量及支吊架费用也相应地减少，相应降低了工程造价。

表2 可节省的四/六大管道材料费用 （两台机组，每根管省约13m长度）

4.3 输煤转运站及栈桥、设备造价的比较

根据本工程的总图布置方案及地理位置特点，若采用侧煤仓布置，总图规划的主厂房：汽机房A列朝向北，扩建端朝西，并采用穿烟囱上煤的方案，共需布置3个转运站，输煤栈桥约440m。若采用顺煤仓间布置方案，则总图规划的主厂房是南北走向布置，汽机房A列朝向北，扩建端朝东，输煤栈桥共需布置3个转运站，输煤栈桥长约572.5m，因此采用侧煤仓方案与顺煤仓方案相比，转运站数量一样，栈桥长度较顺煤仓短132.5m。土建、设备费用节省了约620万元。

4.4 侧煤仓与顺煤仓间之间的经济比较汇总

侧煤仓间比常规炉前顺煤仓间方案共节省约3140万元（见表3）。

表3 顺煤仓间与侧煤仓间经济比较汇总表（两台机组）

5 侧煤仓与顺煤仓的其他因素对比

5.1 对全厂总平面布置的影响

从厂区总体规划考虑，主厂房均为呈南北向布置，汽机房A列向北格局为佳，扩建端朝西。因此无论采用顺煤仓还是侧煤仓布置，对厂区格局的影响不大，厂区输煤栈桥长度侧煤仓方案较顺煤仓方案减小主要是由于T1转运站的位置在东南角，节省了部分东西向的栈桥长度。而将T1转运站西移至煤场西南角，亦可实现栈桥长度的减少。故对全厂总平面布置的影响较小[5]。

5.2 对安装和检修的影响

顺煤仓是常规布置，安装和检修条件比较成熟，不存在任何问题。侧煤仓安装条件比常规顺煤仓间布置紧凑，会给土建施工组织带来了一定的困难，部分区域土建和安装需交叉施工，如磨煤机运输、侧煤仓与炉架吊装的施工、除尘器的安装施工交叉等。因此业主在施工阶段应严格控制各施工节点，才能保证，交叉施工得以高效有序安全地进行。

6 结论

一是侧煤仓及炉前顺煤仓在经过设计优化后，可减小煤仓间的容积，从而有效地降低工程建设造价。二是相比较炉前顺煤仓的布置，侧煤仓方案可以节省较多的容积造价和四/六大管道费用，因此经济效益更好。三是相对于侧煤仓的布置，顺煤仓的安装条件成熟，可以分期建设施工。四是根据本工程厂区用地实际出发，主厂房布置推荐采用了较为紧凑、经济的侧煤仓布置方案。