煤電一體化項目廠址選擇及總平面布置的探討

王武君

(河北省電力勘測設計研究院，河北 石家莊 050031)

根據國家相關政策，煤電聯營是能源工業發展的新趨勢，這樣既可以解決煤電矛盾又可以多創造效益，從而實現煤、電行業由相互博弈轉向聯合雙贏。近年來，煤電聯營的優勢愈發明顯，煤電一體化項目逐步呈現出快速發展的勢頭。目前，煤電一體化項目基本運作模式為煤礦洗選出來的末煤通過輸煤皮帶直接輸送到電廠發電，洗選后的精煤采用鐵路運送到產品需求地，電廠產生的電能通過輸電線路送至電網。結合近幾年本人參與設計的煤電一體化項目，針對其廠址選擇及總平面布置談談自己的一些經驗和體會，供業內同行參考。

1 煤電一體化項目特點

作為煤電聯營的有效載體，煤電一體化項目主要呈現出以下特點：

(1)投資主體的相同性：煤礦與電廠往往為同一個投資主體，從根本上解決了煤電之間利益分配的難題，為兩者相互融合奠定了基礎。

(2)廠址位置的相關性：煤電一體項目的廠址(煤礦工業廣場和電廠的廠址位置，下同)需同時考慮煤礦與電廠兩者的相關要求，尋求兩者廠址位置的最佳結合點。

(3)煤炭運輸的簡化性：最大可能的縮短和簡化了燃煤運輸環節，實現了從燃煤出井至電廠發電的運輸成本最低化。

(4)生產設施的協同性：煤礦與電廠的水、暖、電、附屬設施等可以統籌考慮，減少了重復建設，降低了工程投資及運行費用。

2 廠址選擇

根據煤電一體化項目自身所具有的特點，其廠址的選擇是尋求煤礦與電廠廠址位置的最佳結合，從而實現煤電一體化項目經濟效益的綜合最優化。

對于煤礦工業廣場位置已經確定的煤電一體化項目，電廠與煤礦的關系無外乎兩種：毗鄰布置和脫開布置，具體采用哪種方式，需經綜合比較后確定。這類煤電一體化項目，重點是根據煤礦工業廣場的位置確定電廠的位置，相對來講比較簡單。

對于煤礦工業廣場的位置沒有確定的煤電一體化項目，要求電廠所選的廠址能夠滿足煤礦的要求，往往比較困難，甚至會發生電廠需重新選址。目前越來越多電力企業參與煤礦的開發，由于各種原因，電廠的選址往往早于煤礦選址，這就給電力設計院提出了更高的要求，要求電廠廠址能適應煤礦的要求，從而達到煤電一體化項目廠址整體的合理性和經濟性。基于這種選址的不同步性，提出煤電一體化項目電廠選址的一些原則供大家參考。

2.1 選址基本原則

原則一：廠址盡量不壓礦或少壓礦；

原則二：廠址壓覆礦藏不可避免時，電廠與煤礦毗鄰布置。廠址位置可以根據礦區總體規劃的井田范圍，在其取得探礦權范圍的內進行選址，否則不具備作為煤礦井口的條件；

原則三：廠址盡量位于井田儲量中心，可以降低井下生產期間的通風、運輸、排水、供電等運營費；

原則四：廠址盡量靠近鐵路接軌站，縮短燃煤外運的鐵路專用線長度、運輸費用及減少壓煤量；

原則五：廠址不占用基本農田或林地。

電廠前期選廠時可根據這些原則選出具有代表性的廠址，例如可以在井田范圍內選出位于井田中央廠址、井田邊緣廠址和接近接軌站廠址等，通過對電廠和煤礦主要技術經濟條件的綜合比較，提出廠址排序，然后根據煤礦的設計進展情況做出適當的調整和完善，保證電廠擬選的廠址能滿足煤礦的要求，避免出現重新選廠的情況發生。

2.2 廠址比選的主要技術條件

煤電一體化項目廠址位置的選擇，除了考慮電廠建設的經濟性外，還應考慮煤田開拓、開采因素、煤電一體化因素、煤炭流向因素和勘探程度等因素。通過對煤電一體化項目廠址的主要技術條件進行綜合論證，提出最終推薦廠址。廠址比選主要考慮的技術條件見表1。

表1 廠址比選主要技術條件

根據上述技術條件，電力設計院與煤礦設計院緊密配合，對廠址進行全面科學的評價，最終優選出符合煤電一體化要求的最優廠址。

2.3 廠址選擇重要的依據性資料

(1)礦區總體規劃

根據《中華人民共和國煤炭法》等有關法律法規的規定，煤炭資源勘查開發必須先編制礦區總體規劃。經批準的礦區總體規劃，是礦區內煤炭勘查開發和生產經營活動的基本依據。據此，可以了解整個礦區的井田劃分、礦區建設規模、井口大致位置、礦井生產能力、開發順序和煤炭外運規劃等情況。

(2)井口及工業廣場位置

煤礦在取得探礦權后，將在允許探礦的范圍內進行精查勘探工作，其成果是確定井田開拓方式及工業廣場位置的重要依據，對電廠廠址位置的確定將起到決定性的作用。

(3)基本農田及保護性的林地分布

在進行選廠工作時，要收集井田范圍及其區域基本農田及保護性的林地分布情況，為廠址選擇提供重要依據。

3 總平面布置優化重點

3.1 電廠與煤礦工業廣場相對關系

電廠與煤礦工業廣場的相對關系無外乎兩種：毗鄰布置和脫開布置；采用哪種方式需結合多種技術條件綜合比較后確定。對于煤礦工業廣場與電廠毗鄰布置的煤電一體化項目，注意兩者相對位置關系，處理好煤礦鐵路專用線和進廠道路的引接，做到人流、煤流分流，避免交叉。比較典型的模塊組合見圖1，具體采用哪種模塊組合可根據工程實際情況進行合理比選確定。

圖1 電廠與煤礦工業廣場相對關系示意圖

3.2 輸煤系統的布置優化

輸煤系統的布置優化要解決好兩個問題：一是做到本期輸煤系統最為短捷經濟；二是對下期及遠期輸煤通道要做合理規劃。對于煤電一體化項目來講，兩者同等重要。

(1)本期輸煤系統的優化：

貯煤設施：電廠利用煤礦的貯煤設施，不設貯煤場；

篩碎設施：對于配套建設選煤廠的煤電一體化電廠，可不設篩分和破碎設備；

輸送系統：煤礦輸送的末煤直接進入主廠房煤倉間，盡量縮短輸煤棧橋長度，減少轉運次數，降低能耗。例如內蒙某煤電一體化項目，優化后電廠主廠房煤倉間正對煤礦末煤倉，取消了“老虎頭”轉運站，節省費用約350萬元。

(2)下期及遠期輸煤通道的合理規劃：

對于常規電廠而言，輸煤通道通常是根據電廠的規劃容量進行統一規劃；對于煤電一體化項目電廠，除了規劃容量之外，還應考慮煤礦規劃產量的變化引起的電廠規劃容量的變化，在總平面布置時考慮在廠區內合適的區域為遠期預留輸煤通道，避免出現當電廠遠期擴建時，輸煤系統引接困難的情況發生。如西北地區某煤電一體化項目，煤礦原規劃容量為1.0×107t/年，配套的電廠容量為6×600MW，后期隨著國家產業政策的變化及煤礦產能的提高，電廠規劃容量由原來的6×600MW調整為4×600MW+4×1000MW，但由于廠區內沒有考慮遠期的輸煤通道，造成遠期電廠輸煤系統引接困難。

3.3 電廠與煤礦公用設施優化

為了體現煤電一體的優勢，電廠與煤礦的公用設施盡量統籌考慮，應針對以下內容進行了優化：

(1)水

煤礦與電廠的生活給水、生活污水、消防用水及煤泥水處理宜合并設置，同時可以將煤礦產生的疏干水作為電廠部分補充水源。

對于消防系統，由于電廠消防系統的水量及水壓可以滿足煤礦地面消防的要求，因此通常是將電廠消防管網與煤礦地面消防管線統一考慮；煤礦井下消防用水可從電廠綜合泵房工業給水管網引接。電廠主廠房及棧橋沖洗水，可直接送到洗煤廠復用，取消電廠的煤泥水處理設施。

(2)電

①將煤礦110kV變電站作為電廠啟/備電源及施工電源。

②電廠投運后，可考慮電廠向煤礦供電。

③通訊及MIS系統可以合并設置，統一考慮。

(3)汽： 電廠與煤礦采暖系統統一考慮。

電廠與煤礦共設一個熱交換站，電廠負責向煤礦提供滿足其參數要求的蒸汽和熱水。

(4)路：選煤廠選出的矸石可輸送到電廠灰場。

①電廠進廠道路、施工進廠道路與煤礦公用。

②電廠運灰道路與煤礦運矸石道路合并設置，將電廠灰渣及煤礦矸石運至電廠灰場。

(5)附屬設施：辦公樓、廠前生活設施、材料庫及檢修樓等統一規劃；

3.4 合理預留電廠廠區主要通道寬度

為了節約用地，通常采取壓縮主要通道的寬度來解決。為了增強廠區總平面布置對各工藝專業方案不斷調整及遠期規劃的適應性，保證廠區總體規劃的合理性，在不太增加本期廠區用地面積的基礎上，對廠區主要通道寬度進行了合理的規劃，應重點關注以下兩個走廊通道：

(1)主廠房(含空冷島)與升壓站通道間距的控制

例如內蒙某煤電一體化項目，電廠規劃容量為6×600MW燃煤空冷機組，考慮到國家的產業政策，二期擴建百萬空冷機組是很有可能的。據此，在該通道寬度的預留上格外慎重，除了滿足本期管廊的布置要求外，還要考慮到二期擴建百萬機組空冷島及主廠房尺寸增大所需的空間尺寸，經對合理比選最終確定空冷島外邊緣至升壓站圍欄距離為40m，為二期擴建百萬機組主廠房及空冷島的布置預留了較好的場地條件。

(2)主廠房固定端與煤礦工業廣場間距的控制

該通道的寬度主要根據輸煤系統接口位置及輸煤棧橋的爬坡角度來確定。例如內蒙某煤電一體化項目該通道寬約170m，由于依據充分且輸煤系統做到了最大程度的優化，雖經各種審查，該通道寬度基本沒有做任何調整，這樣保證了固定端輔助設施布置位置的相對確定。

4 值得注意的問題

(1)坐標系及高程系一致性問題

煤電一體化項目參與設計的單位多、相應的設計接口也多，為了保證各設計單位能統一協調的展開設計，項目籌建單位要組織電力設計院和煤炭設計院就坐標系統和高程系統的問題進行溝通，達成一致意見，確保所有設計接口的準確無誤。

(2)考慮煤礦在事故停產情況下，電廠煤源的保證問題。可以在煤礦工業廣場設置事故煤場，當煤礦出現事故停產時，緊急啟用，保證電廠的正常運行。

(3)出線走廊的規劃

根據《建筑物、水體、鐵路、及主要井巷煤柱留設與壓煤開采規程》要求，500kV高壓出線壓覆煤礦時，需預留安全煤柱。因此，如果電廠位于煤田范圍內時，電廠高壓出線走廊最好沿煤礦大巷走向布置，以充分利用了大巷的預留煤柱，減少壓煤量。

(4)對于壓覆煤炭資源的煤電一體化項目，廠區布置宜規整，避免出現三角地，以減少壓覆煤炭量。

(5)電廠與煤礦生產輔助設施盡量合并統一設置且宜集中布置，但同時最好保證煤礦區域與電廠區域的相對獨立，避免出現布置上的“你中有我，我中有你”，為日后施工圖設計邊界的劃分和設計的協調配合帶來不必要的麻煩。

5 結語

(1)對于煤礦工業廣場的位置沒有確定的煤電一體化項目，電廠前期擬選的廠址需具有代表性，保證電廠擬選的廠址能滿足煤礦的要求，避免出現重新選廠的情況發生。

(2)煤電一體化項目廠址比選，要結合電廠與煤礦的主要技術條件進行綜合比較確定最優廠址。

(3)煤電一體化項目總平面布置優化，建議圍繞煤、電、水、汽、路、附屬設施等內容進行優化，體現一體化的優勢。

(4)煤電一體化項目在坐標及高程系統的選擇、出線走廊規劃、廠區的規整性及設計分界等方面要引起足夠的重視。

[1]DL 5000-2000，火力發電廠設計技術規程[S].

[2]DL/T 5001-2004，火力發電廠工程測量技術規程[S].

[3]GB 50026-2007，煤礦測量規程[S].

[4]煤行管局字[2000]第81號，建筑物、水體、鐵路及主要井巷煤柱留設與壓煤開采規程[S].