煤电一体化项目探讨

1、煤电一体化项目探讨Coal - Electricity Integrated Complex Projects张崇明(山东电力工程咨询院 ,山东 济南250013)摘 要 :结合我院设计的几个煤电一体化工程 (6 ×600MW ,4 ×600MW) 实例 ,主要介绍煤电一体化项目的特点 、优势 ,对于大型煤电项目的开发具有借鉴价值 。关键词 :大型发电厂 ;煤电一体化Abstract :On the base of Coal - electricity integrated complex projects designed by our institute , this

2、article mainly introduces the identity and dominance of Coal - electricity integrated complex projects. It may be used for reference to large - type Coal - electricity project .Key words :Large capacity coal fired power plant ; Coal - electricity integrated complex中图分类号 : TK282文献标识码 : C文章编号 :1007 -

3、9904 (2003) 04 - 0022 - 04×600MW 燃煤发电机组 , 并留有再扩建条件 。厂址四周均为煤矿 ,处于一大型矿区中心 。 按煤电一体化考虑 ,矿井工业场地与电厂统一规划布置 。煤矿矿井工业场地主 、副井口及其配套设施毗 邻电厂厂区布置 ,电厂贮煤场及相应的辅助设施与 煤矿工业场地及相应的辅助设施统一规划 ,电厂和矿井的污水处理 、检修设施 、材料库 、供水 、消防 、供 电 、采暖 、附属建筑 、通讯 、MIS 系统等统筹考虑 ,避免重复建设 。该煤电一体化项目布置格局 :矿井工业场地及 电厂煤场区 - 煤矿 、电厂生产辅助设施区 - 电厂生产区 - 电厂施

4、工区 。2. 2厂区用地煤电一体化设计后 ,一期工程厂区围墙内用地 面积 39 . 05 ×104m2 (包括煤矿矿井工业场地) ,如果矿井 、电厂分开建设 ,仅矿井工业场地围墙内用地面积即为 16 . 42 ×104m2 ,煤电一体化考虑一期工程 矿井工业场地节约厂区用地 11 . 42 ×104m2 。2. 3设置绿化防护带由于矿井工业场地毗邻电厂布置 ,受厂址地形 条件限制 ,厂区煤场及矿井工业场地位于全厂的最 高处 ,但处于主导风向的下风向 ,考虑到煤场飘尘 ,在电厂 生 产 区 与 煤 场 及 矿 井 工 业 场 地 之 间 设 置40m 宽的绿化防护林

5、带 ,种植乔木和灌木 ,形成立 体防护 。1前言煤电一体化项目是指煤矿和电厂由同一投资 方出资建设 ,在建设过程中统筹考虑煤矿和电厂的 有关设施 ,避免重复建设 。在建成之后 ,煤矿和电 厂统一管理 ,燃料价格稳定 ,发电成本低 ,有利于竟 价上网 ,电厂 、煤矿运行更加可靠 、高效 。煤电一体 化项目可以归结为“四统一”:即煤矿和电厂统一规 划 、统一建设 、统一管理 、统一经营 “; 两个不”:即煤 矿 、电厂建设不重复 、电厂供煤不经中间环节 ,由煤 矿直接供应 。“三个利于”: 即利于降低投资 、利于 降低成本 、利于竞价上网 。煤矿工业场地紧靠电厂 厂区 ,煤矿做为电厂的燃料车间 。

6、煤电辅助 、附属 、 生活福利设施合并统筹考虑 ,不重复建设 ,压缩占 地和建筑体积 ,如办公 、检修 、材料库 、生活福利 、用 水 、用 汽 、消 防 、采 暖 、通 讯 、MIS 等 由 电 厂 统 一 考 虑 。煤矿用电按厂用电考虑 ,设煤矿专用变 ,从发 电机出口引接 。全厂统一行政 、生产 、检修 、供应的统一调度管 理 。电厂投资的经济评价和运营方式设计按煤电 一体考虑 。2某煤电一体化项目实例2. 1概述某电厂规划容量 6 ×600MW ,一期工程建设 222山东电力技术SHANDONG DIANL I J ISHU2003 年第 4 期 (总第 132 期)2. 4

7、 厂区出入口设置统筹考虑厂区出入口 ,设置厂区主入口一处 。 自厂区出入口进厂 ,可以直接到达矿井工业场地 ,但考虑到交通运输的方便 ,又单独设置了矿井工业 场地出入口 ,作为其货流出入口 。2. 5 供水水源电厂 、矿井的生产 、生活用水合并考虑 ,矿井工 业场地用水由电厂供应 。2. 6 燃料运输本期工程年燃煤量约为 270 ×104t , 煤炭自矿 井运出经破碎后由皮带直接输送至电厂主厂房的 输煤层 。2. 7 厂区防排洪矿井工业场地和电厂排洪沟统一考虑 。 厂址地势较 低 , 为 防 止 洪 水 影 响 , 在 厂 区 北 、西 、东三侧设排洪沟 ,将外部洪水有组织的沿原有

8、自然排水方向排向厂址南侧 ,较矿井单独建设减少 排洪沟长度 900m 。政交换机和 MIS 由相互独立的两套合并为一套 。煤电一体化后 ,合并的附属 、辅助生产设施集中布 置在电厂主要生产建筑与矿井工业场地 ( 煤场) 之间 ,联系十分方便 。电厂厂区与矿井工业场地 ( 煤场) 在不同的标 高上 ,高差 10m ,但保证了交通联系的方便 ,有主干 道相连 。为避免矿井工业场地 ( 煤场) 对电厂生产 区的污 染 , 特 别 设 置 了 40m 宽 的 绿 化 防 护 林 带 。既有利于生产与管理 ,又保证了主厂区良好的工作 环境 ,使电厂和矿井成为一个有机整体 。4 厂区附属 、辅助建筑面积煤

9、电一体化后 ,煤矿的食堂并入电厂的招待所及检修公寓内 ,煤矿的办公楼及机修车间并入电厂 的输煤综合楼内 ,煤矿的汽车库 、材料库 、油脂库 、 消防车库与电厂的汽车库 、材料库 、消防车库统一 考虑 ,煤矿的浴室灯房联合建筑 、胶轮车库等单独 考虑 。3 总体布置按煤电一体化原则 ,电厂总布置采用二列式布 置格局 ,即 500kV 屋外配电装置 、冷却塔 - 主厂房 ; 矿井 、煤电总体布局 : 矿井工业场地及电厂煤场 - 矿井 、电厂生产辅助设施区 - 电厂生产区 - 电厂施 工区 。电厂输煤系统和矿井工业场地统一规划布置 , 统筹考虑电厂和煤矿的有关设施 ,对于功能 、性质 相近的辅助 、

10、附属建筑采用扩大联合 ; 矿井井口靠 近电厂 ,和电厂煤场有机结合布置 。矿井工业场地和电厂一体布置 ,主井 、副井位 置距 3 - 1 煤层集中煤仓约 3700m ; 如果矿井工业 场地和电厂分开布置 ,根据煤炭设计院设计报告 , 主井 、副井位置距 3 - 1 煤层集中煤仓约 2500m ; 一体布置比分开布置井巷长 1200m ,但可缩短煤炭管 带运输长度 2100m ,节省工程投资约 750 万元 。煤矿的污水处理 、消防 、供水 、供电 、采暖等和 电厂同功能设施结合 ,布置于电厂区域 ; 电厂输煤 综合楼 、检修间 、推煤机库等和矿井的办公楼及机修车间结合 ;布置于矿井工业场地区域

11、 。煤矿的汽 车库 、材料库 、油脂库 、消防车库与电厂的汽车库 、 材料库 、消防车库统一考虑 ,布置于电厂区域 。通讯 、MIS 系统由电厂统一考虑 , 通信系统行5 供电 、通讯及 MIS煤矿和电厂作为相互独立的工程进行建设 ,需 要在厂内设 110kV 配电装置 , 供电厂用起动备用 电源 , 110kV 配 电 装 置 电 源 由 电 厂 500kV 母 线 引 接 ,或者从地区电网引接 。在煤矿亦需另建一座110kV 变电站 。作为煤电一体化项目 ,煤矿和电厂供电系统可 以综合考虑 ,煤矿正常用电可以由电厂供给 ,在发 电机出口引接独立的煤矿变压器 ,这样可免除电网收取的基本电费等

12、费用 , 节省整个工程的运行费 用 ,提高电厂竞价上网的能力 。在不降低供电可靠 性的情况下 ,将煤矿 、电厂 110kV 变电站合并 ,可节 省工程的一次性投资 。煤电一体化建设 ,生产 、管理人员综合配置 ,最大程度的减少机构重复 , 通信系统行政交换机和MIS 可以由相互独立的两套合并为一套 。6供水及消防煤电一体化后 ,煤矿用水及消防设施不单独设置 ,由电厂统一考虑 。煤矿地面生活系统 :由电厂生活水管网接出一 条管道供矿井地面生活用水 。煤矿地面消防系统 :由电厂消防水管网接出一23© 1994-2014 China Academic Journal Electronic

13、Publishing House. All rights reserved. 山东电力技术SHANDONG DIANL I J ISHU2003 年第 4 期 (总第 132 期)条管道供矿井地面消防用水 ,经核算 ,电厂消防系统水量水压可满足矿井地面消防要求 。由于电厂 消防系统水压较高 ,可在供矿井消防管道上加减压阀满足其水压要求 。煤电一体化考虑 ,上述两系统 可核减原矿井设计生活消防水泵房一座 ,生活消防 水池两座 ,节省工程投资约 60 万元 。煤矿井下消防洒水系统 :由电厂工业水管网接 出一条管道供矿井井下消防洒水 ,电厂工业水管网水量水压水质满足井下洒水要求 。此系统可核减 原矿

14、井设计井下消防洒水水池一座 , 节省工程投 资 。本煤电一体化项目经济比较如下表 :煤矿生活污水系统 :通过矿井下水道收集后自流至电厂污水处理站 。煤矿井下排水系统 :井下排水全部回收至电厂 补充水系统 ,与补充水统一处理后回用于电厂及矿井生产用水 。此系统可核减原矿井设计进一步处理排水的设施 ,增加电厂补充水处理系统的容量 。 节约从水库取水的水量 ,经计算每年可节约水库水356 万 m3 。节约水资源费约 29 万元 ,由于减少了水库取水的水量 ,可降低整个补充水系统的造价和 运行费用 ,经济效益和社会效益明显 。表 7 - 1电厂矿井各自建设序号项目电厂矿井一体化考虑投资(万元)项目内容

15、电厂煤矿34. 05 万 m216. 42 万 m22500m39. 05 万 m23700m12厂区用地主 、副斜井巷道长度(距 3 - 1 煤层集中煤仓)运煤管带长度土石方工程量110kV 线路- 171. 30+ 24003452100m144. 740. 00175. 70- 3150- 89. 1040. 861. 5km4 个2110kV 间隔110kV 变压器10kV 变压器10kV 电缆4 个1 个厂用 电 系统- 775基241. 5km1 套1 座2 座2 台1 座16687. 8 m2行政 交 换 机 一 套 ,600 门减 少 服 务 器 及 网络电缆建污水 (废水)

16、处理671 套1 座2 座2 台1 座15062 m2 行 政 交 换 机 一 套 ,500 门1 套1 座2 座2 台1 座3056 m2行 政 交 换 机 一套 ,100 门- 50投消防泵房水池 消防水泵采暖消资- 60防8910- 15- 242. 52- 20生产附属 、辅助建筑通信系统11MIS 系统- 50基建投资合计- 2222. 92按厂用电计费0. 2 元kW. h80 元t按 电 网 价 计 费0. 313 元kW. h均按 厂 用 电 计 费 ,0. 2 元kW. h46 元t节约水库水 356 万吨年运 行费年运行费用合计12厂用电燃煤 用水- 101713- 918

17、014- 29- 10226注 : + 为煤电一体化后增加投资 , - 为煤电一体化后减少投资 。设一根蒸汽管 ,为矿区浴室敷设一根蒸汽管 ( 蒸汽采暖冬季运行 、浴室全年用汽) 。煤电一体化可将 本期所有热水采暖建筑统一考虑 , 在电厂主厂房9 . 0m 层设置热网加热站供本期所有热水采暖建筑 物采暖 (包括矿区附属生产建筑及生活福利热水采7采暖如煤电各自建设 ,需单独在矿区设置一个热网 加热站 ,供矿区附属生产建筑及生活福利建筑采 暖 ;另外为矿区输煤栈桥及转运站采用蒸汽采暖敷24© 1994-2014 China Academic Journal Electronic Publ

18、ishing House. All rights reserved. 山东电力技术SHANDONG DIANL I J ISHU2003 年第 4 期 (总第 132 期)暖建筑) ,其余蒸汽采暖和浴室用汽同上 。对以上二个方案进行经济比较 : 煤电一体化少花费 15 万 元左右的投资 。中 ,统筹考虑煤矿 、电厂的相关设施 , 避免重复建设 ,降低工程造价 ;建成后 ,煤矿 、电厂统一管理 ,燃 料价格稳定 ,发电成本低 ,年运行费用低 ,有利于竞价上网 ; 煤矿 、电厂统一管理 ,电厂 、煤矿运行更加 安全 、可靠 、高效 。在大型煤矿基地建设电厂 ,煤电一体化模式能 优化资源配置 ,减少

19、资源浪费 ,值得推荐 。 ( 收稿日期 :2003 - 02 - 24)8综合技术经济分析由上表可以得出 ,实施煤电一体化后 ,基建投资可降低 2222 . 92 万元 ,年运行费用可降低 10226万元 ,降低了工程造价和运行成本 ,经济效益显著 提高 。9 结束语煤电一体化模式优点主要表现在 :在建设过程(上接第 18 页)5. 1 操作培训该仿真机是高性能的全范围培训装置 ,拥有和 现场相同的操作环境 ,可进行电站运行人员的基本操作技能和应急能力的训练 ,使受训人员能熟练地掌握机组在各种工况下的启 、停和正常运行的全部 操作 ,增强受训人员对热力系统 、自动控制系统基 本原理的理解 。5

20、. 2 事故分析和处理通过教练员台可设置电厂常见事故 ,包括单个 故障和组合故障 。目前仿真机已设置了 400 多种 机炉电和控制设备方面的故障 ,这些故障能满足运 行人员技术培训 、事故分析的学习要求 ,提高他们准确分析 、判断 、处理各种事故的能力 ,还可进行反 事故演习 ,制定反事故策略 。另外现场分析出事故 原因后 ,可在仿真机上进行验证 ,如果仿真机事故 现象和现场一致 ,证明事故原因是正确的 。5. 3 DCS 培训开发与应用研究仿真机对控制系统全部功能进行了仿真 。热 控人员可进行 DCS 管理 、维护 、软件开发和备份 、 控制状态实时监测 、控制系统参数调整等多方面的 训练 ,可利用仿真机的计算和网络资源 ,研究 DCS 的有关问题 , 探讨新技术在电厂控制领域中的应用 ,不断开发和改进 DCS 的运行支撑体系 ,形成研 究 、开 发 试 验 和 应 用 的 良 性 互 动 , 为 开 发 先 进 的 DCS 创造理想的技术环境 。5. 4 机组运行方式研究通过