生物質(zhì)電廠料場區(qū)排水問題探討

1、 生物質(zhì)電廠燃料堆場排水問題探討 潘大文 張東輝 (凱迪電力工程公司設(shè)計部 武漢市 郵編430223)摘要 生物質(zhì)發(fā)電廠廠內(nèi)燃料堆場的排水問題一直是生物質(zhì)發(fā)電廠的老大難問題。據(jù)此，本文通過對生物質(zhì)燃料堆場的特點、技術(shù)概念、運行現(xiàn)狀等多角度作了較為細(xì)致的分析與描述，提出了“ V”型帶狀硬化地面+連接井+總溝的排水系統(tǒng)的設(shè)想，既能解決燃料堆場的排水與車運的矛盾，又降低了排水的投資成本，具有獨到的排水概念。摘要不能與引言部分重復(fù)。請按以下要求修改。摘要須有目的、方法、結(jié)果、結(jié)論4要素，用第三人稱撰寫。其中：“目的”應(yīng)說明論文主要解決什么問題；“方法”應(yīng)說明什么方法（如基于什么方法的數(shù)學(xué)分析論證推導(dǎo)、

2、什么類型的模擬試驗或現(xiàn)場試驗或仿真試驗，包括所用原理、理論、條件、材料、結(jié)構(gòu)、裝備、程序等）；“結(jié)果”應(yīng)說明論證出的或試驗研究出的什么具體結(jié)果（如得出什么具體特性、規(guī)律、現(xiàn)象、數(shù)據(jù)、被確定的關(guān)系、效果、性能等）；“結(jié)論”應(yīng)是從結(jié)果中分析、歸納出的基本要點和評價，內(nèi)容具體。摘要舉例1：目的傳統(tǒng)Z源電壓源逆變器（Z-source voltage-type inverter，ZVSI）中，電容電壓高于輸入電壓，逆變器開關(guān)管電流應(yīng)力過大，升壓能力受到了限制，為此提出了新型雙Z源電壓源逆變器（novel double Z-source voltage source inverter，NDZVSI）拓?fù)浣Y(jié)

3、構(gòu)。方法分析了NDZVSI的各種工作狀態(tài)，推導(dǎo)了各元件電壓關(guān)系。NDZVSI中各功率開關(guān)管采用改進(jìn)脈寬調(diào)制（improved pulse-width modulation，IPWM）方式進(jìn)行調(diào)制，確定了逆變器功率開關(guān)管的電流應(yīng)力。結(jié)果仿真及試驗結(jié)果驗證了NDZVSI拓?fù)涞目尚行裕Y(jié)論與傳統(tǒng)ZVSI相比，NDZVSI能降低電容電壓，減小逆變器開關(guān)管的電流應(yīng)力，提高升壓能力，適于大功率應(yīng)用場合。關(guān)鍵詞 生物質(zhì)發(fā)電 燃料堆場 排水設(shè)想 生物質(zhì)發(fā)電是生物質(zhì)能利用的重要形式, 大力發(fā)展和利用生物能源, 加快培育生物質(zhì)發(fā)電和供熱，有利于減少我國對石油、煤炭等不可再生能源的依賴，又有利于推進(jìn)清潔生產(chǎn)，減少污

4、染物排放，是走新型工業(yè)化道路、實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的重要保障。以生物能源、生物基產(chǎn)品和生物質(zhì)原料為主要內(nèi)容的生物質(zhì)產(chǎn)業(yè)，是拓展農(nóng)業(yè)功能、促進(jìn)資源利用的朝陽產(chǎn)業(yè)。近年來，生物質(zhì)發(fā)電廠如雨后春筍，在全國各地發(fā)展起來，從目前已投運的生物質(zhì)發(fā)電廠來看，燃料堆場的排水問題一直是生物質(zhì)發(fā)電廠的老大難問題，對電廠的安全運行、投資成本、環(huán)境保護(hù)等都會帶來很大影響。究其原因，主要還是生物質(zhì)發(fā)電廠的燃料堆場不同于一般火力發(fā)電廠的燃煤堆場，生物質(zhì)燃料也不同于燃煤。生物質(zhì)發(fā)電廠的燃料一般為農(nóng)林廢棄物，如各類農(nóng)業(yè)秸稈、稻殼、木屑、樹皮、樹根等，以及人為培植的各種灌木林和熱值高的速生能源植物等。這些生物質(zhì)燃料的特點是體積大，重

5、量輕，隨風(fēng)飄，隨水流。如何處理好生物質(zhì)燃料堆場的車運與排水、環(huán)保與造價的矛盾？至今很少有專文論述，本文也只是在這方面作一些探討，希望能在該領(lǐng)域內(nèi)取到拋磚引玉的作用。 請按以下要求修改引言部分。引言的主要內(nèi)容為研究的意義、前人研究的進(jìn)展、本研究的切入點、擬解決的關(guān)鍵問題等。具體要求如下：1）簡單明了，突出重點，開門見山；2）如實評述前人成果，引用重要參考文獻(xiàn)（尤其注意引用漢語科技文獻(xiàn)，使文章簡練，分清自己和前人的工作，同時反映作者對該領(lǐng)域的了解和掌握程度；3）引言部分應(yīng)體現(xiàn)出你的文章與其他文獻(xiàn)相比的創(chuàng)新之處。在寫作上可采用如下結(jié)構(gòu)：1）研究的理由、目的和背景，注意引用參考文獻(xiàn)，將本文所做的工作與

6、參考文獻(xiàn)的內(nèi)容區(qū)別開來；2）理論依據(jù)和研究方法3）預(yù)期的結(jié)果及其地位、作用和意義，表明自己所做工作的意義。4）本文研究方法的簡單介紹。1.生物質(zhì)燃料堆場的特點1.1 目前，生物質(zhì)電廠占地（電廠容量按2×30MW汽輪發(fā)電機(jī)組和2×120t/h循環(huán)流化床鍋爐考慮）一般是200300畝，燃料堆場(包括干料棚區(qū))占地一般占電廠總占地的四分之三。再除掉堆場內(nèi)的消防道路、垛間道路等，真正堆放燃料的場地大約占電廠總占地的二分之一還多，約為10多公頃，形成了一個小電廠大堆場的格局,見圖1和圖2。圖1,為兩臺機(jī)組的常規(guī)布置,圖2,為一臺機(jī)組的常規(guī)布置。 圖1補(bǔ)充中文圖題和英文圖題。（2X30

7、MW)總平面布置 Ref No1補(bǔ)充中文圖題和英文圖題。 General Layout（2X30MW) 圖2補(bǔ)充中文圖題和英文圖題。（1X30MW)總平面布置 Ref No2補(bǔ)充中文圖題和英文圖題。 General Layout（1X30MW)1.2生物質(zhì)燃料堆場的燃料運輸多采用大型汽車運輸，燃料來源分散、時節(jié)性較強(qiáng)、運輸單調(diào)、多次轉(zhuǎn)運、忙閑不均。1.3為滿足防火分區(qū)的需要，堆場內(nèi)需按要求進(jìn)行場塊分割較多。1.4從實際運行情況看，由于燃料堆放周期短（一般滿堆可燃用一個月左右)，露天堆場內(nèi)燃料轉(zhuǎn)運頻繁，在管理不到位的情況下，散料無序堆放機(jī)率越來越多，使得堆場內(nèi)雜亂無章。1.5目前的生物質(zhì)燃料堆場

8、，為滿足安全生產(chǎn)運行及汽車滿場跑的需要，多采用全部硬化處理，并增加了干料棚的數(shù)量，為更好地解決散料無序堆放創(chuàng)造了條件。2 豎向設(shè)計是做好場地排水的關(guān)鍵2.1豎向設(shè)計任務(wù)生物質(zhì)電廠一般都選在山區(qū)。廠址較平的地段多被主廠區(qū)占據(jù)，剩余地段安排燃料堆場的位置，而燃料堆場與主廠區(qū)連接的大片地段安排了干料棚區(qū)，其余的才是露天堆場的位置。這三個地段的設(shè)計地面如何形成，是豎向設(shè)計的主要任務(wù)。根據(jù)這一任務(wù)要求，結(jié)合用地的地形特點和施工技術(shù)條件，研究建筑物、構(gòu)筑物、道路等相互之間的標(biāo)高關(guān)系，充分利用地形減少土石方方量，經(jīng)濟(jì)、合理地確定建筑物、道路、廣場、場地等的豎向位置。2.2設(shè)計地形將自然地面加以適當(dāng)改造，使其

9、能滿足使用要求的地形，稱作設(shè)計地形。設(shè)計地面形式設(shè)計地形按其整平連接形式，可分為三種形式：平坡式。把用地處理成一個或幾個坡向的整平面，坡度和標(biāo)高均無大的變化。臺階式。由幾個標(biāo)高差較大的不同整平面連接而成，連接處設(shè)擋土墻及護(hù)坡?；旌鲜健＜雌狡潞团_階混合使用。一般情況下，自然地形坡度小于3，宜選用平坡式，自然地形坡度較大時，則采用臺階式，但當(dāng)場地長度超過500m時，雖然自然地形坡度小于3，也可采用臺階式。.設(shè)計地面連接形式的選擇選擇設(shè)計地面連接形式，要綜合考慮以下因素：自然地形的坡度大?。唤ㄖ锏氖褂靡蠹斑\輸聯(lián)系；場地面積大小；土石方工程是多少等。設(shè)計標(biāo)高的確定影響設(shè)計標(biāo)高確定的主要因素有:用地

10、不被水淹，雨水能順利排除，設(shè)計標(biāo)高至少要高出設(shè)計洪水位05m?？紤]地下水位及地質(zhì)條件的影響?？紤]場地內(nèi)外道路連接的可能性。盡量減少土石方工程量和基礎(chǔ)工程量。建筑物之間的詳細(xì)豎向布置（主要指干料棚區(qū)）生物質(zhì)電廠的燃料堆場內(nèi),干料棚的數(shù)量不斷增加,現(xiàn)在一般為46座，每個干料棚的面積33X100m2,干料棚的進(jìn)車位置一般在料棚的兩端。棚與棚之間的詳細(xì)豎向布置要求是：避免室外雨水流人棚內(nèi)，并引導(dǎo)室外雨水順利排除；保證棚與棚之間交通運輸有良好的聯(lián)系。具體規(guī)定如下：建筑物至道路的地面排水坡度，最好在l3之間，一般允許在05一06范圍內(nèi)變動。建筑物室內(nèi)地坪應(yīng)略高于道路中心的標(biāo)高。建筑物有進(jìn)車道時，室內(nèi)外高差

11、一般為015m，當(dāng)無進(jìn)車道時，只考慮行人要求，一般室內(nèi)外高差可在045060m，允許在0309m范圍變動。一般情況，建筑物底層地面應(yīng)高出室外地面至少015m。3生物質(zhì)燃料堆場的排水現(xiàn)狀和設(shè)想3.1生物質(zhì)燃料堆場的排水現(xiàn)狀目前已運行或正在設(shè)計的生物質(zhì)電廠，其燃料堆場的排水方式不外乎以下幾種：采用傳統(tǒng)的組織排水（甲型），即利用城市型道路邊設(shè)雨水井+沿道路埋設(shè)的雨水管網(wǎng)，有組織的排除地表水。 這種傳統(tǒng)的排水方式，適應(yīng)任何設(shè)計地形。也是目前大型火力發(fā)電廠常用的排水手段，生物質(zhì)電廠的主廠區(qū)部分也是采用這種方式排水，但燃料堆場很少采用。其主要原因是生物質(zhì)料場的燃料重量輕，隨風(fēng)飄，隨水流，那些散料、碎料、谷

12、殼、木屑將會隨水進(jìn)入地下管網(wǎng)，無法清理而造成整個排水系統(tǒng)癱瘓。采用郊區(qū)型道路+路邊排水溝系統(tǒng)排除地表水（乙型）；溝道的結(jié)構(gòu)可采用磚砌、現(xiàn)澆素混凝土或鋼筋混凝土；溝道可為明溝或加蓋板溝。 這種排水方式，一般也適應(yīng)任何設(shè)計地形。但要將這種排水方式用于生物質(zhì)燃料堆場內(nèi)，同樣由于生物質(zhì)燃料的特點原因，加上堆場內(nèi)大型汽車來回作業(yè)頻繁，則這些溝道的結(jié)構(gòu)只能采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，并且溝道一定要加重型溝蓋板。如此一來，排水的造價急劇上升，且對溝道的排堵清理增加了很多困難。利用郊區(qū)型道路（路面匯水和排水）+周邊排水總溝（總溝設(shè)在圍墻和環(huán)形道之間，或汽車不能到達(dá)的地段）系統(tǒng)排除地表水（丙型）。溝道的結(jié)構(gòu)可采用磚砌、

13、現(xiàn)澆素混凝土或鋼筋混凝土；溝道可為明溝。這種排水方式，一般也適應(yīng)任何設(shè)計地形。但主要是用于生物質(zhì)燃料堆場內(nèi)，燃料堆場地坪一般高于道路0.30.5m，堆場地坪排水坡度保持在0.0030.005，因此，堆場上的水可以順利排到道路上，再利用道路的橫、縱坡將水匯入堆場周邊的環(huán)形道路上，環(huán)形道路橫斷面設(shè)計為單面坡，坡向設(shè)在此環(huán)形道路和圍墻之間的排水總溝，N條排水總溝在場內(nèi)最低點交匯，且交匯處設(shè)一定容積的雨水澄清池，以便于清理燃料殘流物。這種排水方式，主要是造價??；施工方便，理論上也完全可行。但由于要利用道路匯水和排水，在下雨天問題不大。平時，由于料堆中存有部分雨水+污水，這些污水會不經(jīng)時的流向道路，加上

14、道路施工質(zhì)量不好、坑坑洼洼、管理又不到位，則會在道路上流下若干處臭水洼，嚴(yán)重影響場區(qū)的環(huán)境質(zhì)量和交通運輸。上述三種排水方式技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件對比（見表3.1.4）： 表 補(bǔ)充中文表題和英文表題。 排水方式技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件對比 Tab 補(bǔ)充中文表題和英文表題。 Drainage Methods Comparison of Technical and Economic甲型乙型丙型排水效率高、理論效果最好高、理論效果也好高、理論效果也好適應(yīng)地段潔凈地段地面比較潔凈地段地面可用于不潔凈地段地面環(huán)境形象最好較好（但燃料易淤溝、堵塞）較差（路面易出現(xiàn)排水不暢、積水等現(xiàn)象）運行管理方便較方便，但生物質(zhì)料場對溝道的清污

15、很麻煩，且工作量大。最方便，生物質(zhì)料場只對排水總溝清污豎向設(shè)計要求較高較高最高交通影響無較大無目前實施情況有一個生物質(zhì)電廠的料場準(zhǔn)備實施有數(shù)個生物質(zhì)電廠的料場準(zhǔn)備實施有十多個生物質(zhì)電廠的料場已實施造 價最高（設(shè)為100%）較高（約為7080%）最低（約為2030%）結(jié)論意見生物質(zhì)料場不可能提供潔凈地面，故該方式在生物質(zhì)料場是不可取的?？扇。靸r高、維護(hù)工程量大?？扇。亲詈啽愕姆绞?，造價最低，但要求豎向設(shè)計非常到位，施工到位，管理到位。3.2 生物質(zhì)燃料堆場的排水設(shè)想 隨著人們對生物質(zhì)電廠燃料堆場在運行和改進(jìn)中不斷總結(jié)經(jīng)驗與教訓(xùn)，多數(shù)建設(shè)者已認(rèn)識到燃料堆場的重要性，在這里多投入一點會達(dá)到事半

16、功倍的效果。因此，目前不少生物質(zhì)電廠的建設(shè)者都打算將燃料堆場全部硬化處理并增加干料棚的面積，武漢凱迪在這方面走在了前頭。 基于此，筆者對如何利用這種條件，把燃料堆場的豎向和排水設(shè)計做得更好、更省、更具有生物質(zhì)電廠的特色也做了不少工作。采用“ V”型帶狀硬化地面+連接井+周邊排水總溝系統(tǒng)排除地表水的設(shè)想是其中之一。 “ V”型帶狀硬化地面設(shè)置（詳見圖3）： 圖3補(bǔ)充中文圖題和英文圖題。由于圖都需要重新編輯，這個圖是圖片，沒法編輯，請?zhí)峁┦噶繄D?！?V”型帶狀硬化地面設(shè)置 Ref No 3補(bǔ)充中文圖題和英文圖題。由于圖都需要重新編輯，這個圖是圖片，沒法編輯，請?zhí)峁┦噶繄D。 Arrangement

17、of “ V ”Tape Lengthways Hard Ground Finishing.1 “ V”型帶狀硬化地面，在豎向和排水設(shè)計中按料場消防分塊進(jìn)行單元并隨場地豎向設(shè)計坡度設(shè)置。.2 連接井布置在分塊單元內(nèi)幾條“ V”型帶狀硬化地面的交匯處（最低點），連接井（兼檢查井）與“ V”型帶狀硬化地面連接處要安置攔污柵，連接井與排水總溝用蓋板溝(或管道)連接（總溝設(shè)在圍墻和環(huán)形道之間，或汽車不能到達(dá)的地段）。.3“ V”型帶狀硬化地面-寬度可取3米，帶狀長度根據(jù)匯水地形需要確定?！癡”型底部深度0.30.5米（相對于兩邊設(shè)計地面）； “ V”型帶狀硬化地面+連接井+周邊排水總溝的排水系統(tǒng)的特點

18、：.1該系統(tǒng)由于采用按料場消防分塊進(jìn)行單元布置，即使某部分出現(xiàn)散料或料渣堵塞清理也很方便。.2 采用“ V”型帶狀硬化地面不需要任何多余結(jié)構(gòu)，只要在硬化料場地坪時與其它地坪同時硬化即可。.3 “ V”型帶狀硬化地面寬度3米，深度在0.30.5米之間隨地面坡度變化，既可匯集地表水，又不影響汽車通行。即使有碎料或散料帶進(jìn)溝內(nèi)，就地用鏟車即可清除。.4 排水總溝布置在圍墻和環(huán)形道之間，或汽車不能到達(dá)的地段，這樣總溝可以不加溝蓋板，便于隨時清理。即使要加蓋板也可用輕型溝蓋板，可大量節(jié)省投資。.5連接井可使用水工專業(yè)的檢查井，設(shè)計施工都很方便。.6 該系統(tǒng)實施與料場內(nèi)道路互不影響，運行中也避免上述丙型排水方式的弊端。造價與丙型排水方式的造價差不多，是料場排水造價最省的