生物质电厂料场区排水问题探讨.docx

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生物质电厂料场区排水问题探讨

生物质电厂燃料堆场排水问题探讨

潘大文张东辉

（凯迪电力工程公司设计部武汉市邮编430223）

[摘要]生物质发电厂厂内燃料堆场的排水问题一直是生物质发电厂的老大难问题。

据此，本文通过对生物质燃料堆场的特点、技术概念、运行现状等多角度作了较为细致的分析与描述，提出了“V”型带状硬化地面+连接井+总沟的排水系统的设想，既能解决燃料堆场的排水与车运的矛盾，又降低了排水的投资成本，具有独到的排水概念。

[关键词]生物质发电燃料堆场排水设想

生物质发电是生物质能利用的重要形式,大力发展和利用生物能源,加快培育生物质发电和供热，有利于减少我国对石油、煤炭等不可再生能源的依赖，又有利于推进清洁生产，减少污染物排放，是走新型工业化道路、实现可持续发展的重要保障。

以生物能源、生物基产品和生物质原料为主要内容的生物质产业，是拓展农业功能、促进资源利用的朝阳产业。

近年来，生物质发电厂如雨后春笋，在全国各地发展起来，从目前已投运的生物质发电厂来看，燃料堆场的排水问题一直是生物质发电厂的老大难问题，对电厂的安全运行、投资成本、环境保护等都会带来很大影响。

究其原因，主要还是生物质发电厂的燃料堆场不同于一般火力发电厂的燃煤堆场，生物质燃料也不同于燃煤。

生物质发电厂的燃料一般为农林废弃物，如各类农业秸秆、稻壳、木屑、树皮、树根等，以及人为培植的各种灌木林和热值高的速生能源植物等。

这些生物质燃料的特点是体积大，重量轻，随风飘，随水流。

如何处理好生物质燃料堆场的车运与排水、环保与造价的矛盾？

至今很少有专文论述，本文也只是在这方面作一些探讨，希望能在该领域内取到抛砖引玉的作用。

1.生物质燃料堆场的特点

1.1目前，生物质电厂占地（电厂容量按2×30MW汽轮发电机组和2×120t/h循环流化床锅炉考虑）一般是200~300亩，燃料堆场（包括干料棚区）占地一般占电厂总占地的四分之三。

再除掉堆场内的消防道路、垛间道路等，真正堆放燃料的场地大约占电厂总占地的二分之一还多，约为10多公顷，形成了一个小电厂大堆场的格局,见图1和图2。

图1,为两台机组的常规布置,图2,为一台机组的常规布置。

图1（2X30MW）总平面布置

RefNo1GeneralLayout（2X30MW）

图2（1X30MW）总平面布置

RefNo2GeneralLayout（1X30MW）

1.2生物质燃料堆场的燃料运输多采用大型汽车运输，燃料来源分散、时节性较强、运输单调、多次转运、忙闲不均。

1.3为满足防火分区的需要，堆场内需按要求进行场块分割较多。

1.4从实际运行情况看，由于燃料堆放周期短（一般满堆可燃用一个月左右），露天堆场内燃料转运频繁，在管理不到位的情况下，散料无序堆放机率越来越多，使得堆场内杂乱无章。

1.5目前的生物质燃料堆场，为满足安全生产运行及汽车满场跑的需要，多采用全部硬化处理，并增加了干料棚的数量，为更好地解决散料无序堆放创造了条件。

2．竖向设计是做好场地排水的关键

2.1竖向设计任务

生物质电厂一般都选在山区。

厂址较平的地段多被主厂区占据，剩余地段安排燃料堆场的位置，而燃料堆场与主厂区连接的大片地段安排了干料棚区，其余的才是露天堆场的位置。

这三个地段的设计地面如何形成，是竖向设计的主要任务。

根据这一任务要求，结合用地的地形特点和施工技术条件，研究建筑物、构筑物、道路等相互之间的标高关系，充分利用地形减少土石方方量，经济、合理地确定建筑物、道路、广场、场地等的竖向位置。

2.2设计地形

将自然地面加以适当改造，使其能满足使用要求的地形，称作设计地形。

2.2.1设计地面形式

设计地形按其整平连接形式，可分为三种形式：

平坡式。

把用地处理成一个或几个坡向的整平面，坡度和标高均无大的变化。

台阶式。

由几个标高差较大的不同整平面连接而成，连接处设挡土墙及护坡。

混合式。

即平坡和台阶混合使用。

一般情况下，自然地形坡度小于3％，宜选用平坡式，自然地形坡度较大时，则采用台阶式，但当场地长度超过500m时，虽然自然地形坡度小于3％，也可采用台阶式。

2.2.2.设计地面连接形式的选择

选择设计地面连接形式，要综合考虑以下因素：

自然地形的坡度大小；

建筑物的使用要求及运输联系；

场地面积大小；

土石方工程是多少等。

2.2.3设计标高的确定

影响设计标高确定的主要因素有:

用地不被水淹，雨水能顺利排除，设计标高至少要高出设计洪水位0．5m。

考虑地下水位及地质条件的影响。

考虑场地内外道路连接的可能性。

尽量减少土石方工程量和基础工程量。

2.2.4建筑物之间的详细竖向布置（主要指干料棚区）

生物质电厂的燃料堆场内,干料棚的数量不断增加,现在一般为4~6座，每个干料棚的面积33X100m2,干料棚的进车位置一般在料棚的两端。

棚与棚之间的详细竖向布置要求是：

避免室外雨水流人棚内，并引导室外雨水顺利排除；保证棚与棚之间交通运输有良好的联系。

具体规定如下：

建筑物至道路的地面排水坡度，最好在l％～3％之间，一般允许在0．5％一0．6％范围内变动。

建筑物室内地坪应略高于道路中心的标高。

建筑物有进车道时，室内外高差一般为0．15m，当无进车道时，只考虑行人要求，一般室内外高差可在0．45～0．60m，允许在0．3～0．9m范围变动。

一般情况，建筑物底层地面应高出室外地面至少0．15m。

3．生物质燃料堆场的排水现状和设想

3.1生物质燃料堆场的排水现状

目前已运行或正在设计的生物质电厂，其燃料堆场的排水方式不外乎以下几种：

3.1.1采用传统的组织排水（甲型），即利用城市型道路边设雨水井+沿道路埋设的雨水管网，有组织的排除地表水。

这种传统的排水方式，适应任何设计地形。

也是目前大型火力发电厂常用的排水手段，生物质电厂的主厂区部分也是采用这种方式排水，但燃料堆场很少采用。

其主要原因是生物质料场的燃料重量轻，随风飘，随水流，那些散料、碎料、谷壳、木屑将会随水进入地下管网，无法清理而造成整个排水系统瘫痪。

3.1.2采用郊区型道路+路边排水沟系统排除地表水（乙型）；沟道的结构可采用砖砌、现浇素混凝土或钢筋混凝土；沟道可为明沟或加盖板沟。

这种排水方式，一般也适应任何设计地形。

但要将这种排水方式用于生物质燃料堆场内，同样由于生物质燃料的特点原因，加上堆场内大型汽车来回作业频繁，则这些沟道的结构只能采用钢筋混凝土结构，并且沟道一定要加重型沟盖板。

如此一来，排水的造价急剧上升，且对沟道的排堵清理增加了很多困难。

3.1.3利用郊区型道路（路面汇水和排水）+周边排水总沟（总沟设在围墙和环形道之间，或汽车不能到达的地段）系统排除地表水（丙型）。

沟道的结构可采用砖砌、现浇素混凝土或钢筋混凝土；沟道可为明沟。

这种排水方式，一般也适应任何设计地形。

但主要是用于生物质燃料堆场内，燃料堆场地坪一般高于道路0.3~0.5m，堆场地坪排水坡度保持在0.003~0.005，因此，堆场上的水可以顺利排到道路上，再利用道路的横、纵坡将水汇入堆场周边的环形道路上，环形道路横断面设计为单面坡，坡向设在此环形道路和围墙之间的排水总沟，N条排水总沟在场内最低点交汇，且交汇处设一定容积的雨水澄清池，以便于清理燃料残流物。

这种排水方式，主要是造价省；施工方便，理论上也完全可行。

但由于要利用道路汇水和排水，在下雨天问题不大。

平时，由于料堆中存有部分雨水+污水，这些污水会不经时的流向道路，加上道路施工质量不好、坑坑洼洼、管理又不到位，则会在道路上流下若干处臭水洼，严重影响场区的环境质量和交通运输。

3.1.4上述三种排水方式技术经济条件对比（见表3.1.4）：

表3.1.4排水方式技术经济条件对比

Tab3.1.4DrainageMethodsComparisonofTechnicalandEconomic

甲型

乙型

丙型

排水效率

高、理论效果最好

高、理论效果也好

高、理论效果也好

适应地段

洁净地段地面

比较洁净地段地面

可用于不洁净地段地面

环境形象

最好

较好（但燃料易淤沟、堵塞）

较差（路面易出现排水不畅、积水等现象）

运行管理

方便

较方便，但生物质料场对沟道的清污很麻烦，且工作量大。

最方便，生物质料场只对排水总沟清污

竖向设计要求

较高

较高

最高

交通影响

无

较大

无

目前实施情况

有一个生物质电厂的料场准备实施

有数个生物质电厂的料场准备实施

有十多个生物质电厂的料场已实施

造价

最高（设为100%）

较高（约为70~80%）

最低（约为20~30%）

结论意见

生物质料场不可能提供洁净地面，故该方式在生物质料场是不可取的。

可取，但造价高、维护工程量大。

可取，是最简便的方式，造价最低，但要求竖向设计非常到位，施工到位，管理到位。

3.2生物质燃料堆场的排水设想

随着人们对生物质电厂燃料堆场在运行和改进中不断总结经验与教训，多数建设者已认识到燃料堆场的重要性，在这里多投入一点会达到事半功倍的效果。

因此，目前不少生物质电厂的建设者都打算将燃料堆场全部硬化处理并增加干料棚的面积，武汉凯迪在这方面走在了前头。

基于此，笔者对如何利用这种条件，把燃料堆场的竖向和排水设计做得更好、更省、更具有生物质电厂的特色也做了不少工作。

采用“V”型带状硬化地面+连接井+周边排水总沟系统排除地表水的设想是其中之一。

3.2.1“V”型带状硬化地面设置（详见图3）：

图3“V”型带状硬化地面设置

RefNo3Arrangementof“V”TapeLengthwaysHardGroundFinishing

3.2.1.1“V”型带状硬化地面，在竖向和排水设计中按料场消防分块进行单元并随场地竖向设计坡度设置。

3.2.1.2连接井布置在分块单元内几条“V”型带状硬化地面的交汇处（最低点），连接井（兼检查井）与“V”型带状硬化地面连接处要安置拦污栅，连接井与排水总沟用盖板沟（或管道）连接（总沟设在围墙和环形道之间，或汽车不能到达的地段）。

3.2.1.3“V”型带状硬化地面----宽度可取3米，带状长度根据汇水地形需要确定。

“V”型底部深度0.3~0.5米（相对于两边设计地面）；

3.2.2“V”型带状硬化地面+连接井+周边排水总沟的排水系统的特点：

3.2.2.1该系统由于采用按料场消防分块进行单元布置，即使某部分出现散料或料渣堵塞清理也很方便。

3.2.2.2采用“V”型带状硬化地面不需要任何多余结构，只要在硬化料场地坪时与其它地坪同时硬化即可。

3.2.2.3“V”型带状硬化地面宽度3米，深度在0.3~0.5米之间随地面坡度变化，既可汇集地表水，又不影响汽车通行。

即使有碎料或散料带进沟内，就地用铲车即可清除。

3.2.2.4排水总沟布置在围墙和环形道之间，或汽车不能到达的地段，这样总沟可以不加沟盖板，便于随时清理。

即使要加盖板也可用轻型沟盖板，可大量节省投资。

3.2.2.5连接井可使用水工专业的检查井，设计施工都很方便。

3.2.2.6该系统实施与料场内道路互不影响，运行中也避免上述丙型排水方式的弊端。

造价与丙型排水方式的造价差不多，是料场排水造价最省的。

结论意见是：

该排水系统设想原则上只能用于新建燃料堆场的地坪，并与硬化地坪同时浇筑，才能达到节省成本的目的。

如用于在原有硬化地面改建，则开挖和重浇工程量较大，可能达不到节省成本的目的。

目前，武汉凯迪第二批部分生物质电厂的燃料堆场正准备采用该排水方式。

参考文献：

1.武一琦主编，火力发电厂厂址选择与总图运输设计[M]。

北京：

中国电力出版社，2005ISBN7-5803-3382-9。

2.杨旭中、梁玉兰著，火电厂综合设计技术[M]。

北京：

中国电力出版社，1999。