新建燃煤电厂粉煤灰钢板仓BOT模式研究

2018 No.5

Technology Frontier技术前沿

Electric Power System Equipment电力系统装备

新建燃煤电厂粉煤灰钢板仓BOT模式研究

祁俊鹏

（建投遵化热电有限责任公司，河北唐山 064200）

［摘 要］电力行业作为基础工业，为国民经济的快速发展创造了条件，但同时又是排放大量污染物的产业。一方面，燃煤电厂粉煤灰的及时清运是保证机组长周期安全稳定运行的必要条件；另一方面，随着我国火电行业全面进入绿色发电的新形势，粉煤灰处置所面临的环保压力越来越大，尤其新建燃煤电厂需要提前对粉煤灰的存储及利用方式进行合理规划。本文将以河北中东部地区某新建燃煤电厂为例，主要研究以粉煤灰钢板仓BOT模式解决粉煤灰淡季储存问题。［关键词］新建燃煤电厂；粉煤灰钢板仓；BOT模式［中图分类号］TK223 ［文献标志码］B ［文章编号］1001–523X（2018）05–0252–02

Study on BOT Mode of Fly Ash Silo in New Coal-fired Power Plant

Qi Jun-peng

［Abstract］as a basic industry, the electric power industry has created conditions for the rapid development of the national economy, but at the same time it is also a large pollutant emission industry. On the one hand, the timely clearing of coal ash in coal-fired power plants is a necessary condition for ensuring the safe and stable operation of the long cycle of the machine. On the other hand, with the new situation of green power generation in China’s thermal power industry, the environmental pressure of the fly ash disposal is becoming more and more serious, especially the new coal fired coal fired power plant needs to store the coal ash in advance. And use the way to make reasonable planning. Taking a new coal-fired power plant in the eastern part of Hebei as an example, this paper mainly studies the BOT storage mode of fly ash silo to solve the problem of storage of fly ash in low season. ［Keywords］New coal-fired power plant; Fly ash silo; BOT mode近年来，随着粉煤灰产品的不断开发，粉煤灰的综合利用率也在逐步提高，尤其是在实施京津冀协同发展和设立雄安新区后，区域性需求将会进一步扩大。但受北方气候影响，每年的11月初至次年的3月末为施工冬歇期，市场需求急剧萎缩，粉煤灰市场进入淡季，机组运行产生的大量粉煤灰需要场地堆放，由于国家环保政策的不断收紧，露天堆放以及湿排都将难以实现。

1 大型粉煤灰钢板仓的应用

目前，我国已运营多年的部分火电厂为适应新的环保政策及市场环境，大多通过技术改造方式建设粉煤灰钢板仓来解决淡季粉煤灰的储存问题。钢板仓是使用大面积钢材焊接、铆接的仓体，作为一种储存工具，具有储量大、成本低、占地面积小、节能环保、建设周期短、使用寿命长，出库率高、安全可靠、自动化程度高等特点。电厂粉煤灰可通过输灰管直接输送到粉煤灰钢板仓进行储存，仓内储存的粉煤灰可以再经过流化设备重新取出输送到计量仓，用干灰装车机直接装车外运综合

由此可见，利用，也可以实现长距离气力输送至综合利用用户，

大型粉煤灰钢板仓在粉煤灰的储存利用上具有较明显优势。

综合目前的政策背景及市场环境来考虑，新建燃煤电厂可将大型粉煤灰钢板仓建设工程作为电厂主体工程的配套设施同时设计、同时施工、同时投入生产和使用。随着火电行业市场竞争的不断加剧，新建燃煤电厂基建期首先面临着成本控制问题，如果能在基建初始阶段有效降低工程投资，必将大幅增强企业竞争力，具有良好经济效益。

2 新建电厂粉煤灰钢板仓BOT模式的设计

近年来，我国政府在基础设施项目融资中广泛采用国家产业政策重点支持、符合可持续要求的BOT模式，项目实施单位可通过公开招标确定项目合作单位，项目实施单位授权承包方在合作期限内对项目进行投融资、采购、建设、调试、运营维护等管理，同时承包方获得一定期限的项目特许经营权并取得相应收益，运营期满后承包方需将项目整体无偿移交项目实施单位，承包方承担项目投资、建设、运营期内的一切风险并自负盈亏。

为合理降低电厂建设投资，改善电厂资本结构和负债水平，降低企业负债，新建燃煤电厂粉煤灰钢板仓项目可采用BOT模式运作：基建期内，项目所需全部费用均由承包方负责落实，同时承包方负责按照电厂提供的技术规范要求建设，包含工程设计优化及施工图设计、采购、施工、调试、服务（包括竣工验收）等；项目运营期内，承包方行使本项目的运营、检修维护管理权，同时整体义务负责机组产生的所有粉煤灰、渣、石子煤及脱硫石膏等副产品的接卸、清运出厂及综合利用，承担机组安全稳定运行及相关环保等责任，双方通过合同约定的粉煤灰综合单价进行粉煤灰等发电副产品的结算，承包方后续在粉煤灰市场进行销售或进行综合利用而取得项目收益；运营期满后项目整体移交给电厂。3 新建电厂粉煤灰钢板仓BOT模式分析

3.1 新建电厂粉煤灰钢板仓BOT模式具有以下优势

（1）新建电厂可以零初始投资获得灰渣处置储存系统，

系统装置，并成功应用于云南电网有限责任公司红河供电局，实现了电网高空作业过程中安全绳的无人机遥控挂接，取代了传统的边攀爬边挂接或伸缩杆挂接的工作方式，提高了高空作业的安全性，取得良好的效果。

相较于现有文献提及的电网高空作业防坠方法和无人机相关应用技术，本文创新之处在于：在无人机上安装遥控操作机械手进行安全绳挂接，不仅改变了电网高空作业的模式，还拓展了无人机的应用领域和应用方式，带来技术、观念和

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作业模式上的革新，具有重大的创新意义与价值。

参考文献

[1] 彭向阳，刘正军，麦晓明，等.无人机电力线路安全巡检系统及关键技术[J].遥感信息，2015（2）：1-2.[2] 曹炯，汪从敏，何玉涛，等.基于无人机的电网实景建模研究[J].测绘工程，2017（9）：3-4.[3] 王振华，黄宵宁，梁焜，等.基于四旋翼无人机的输电线路巡检系统研究[J].中国电力，2010（10）：88-90.

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2018年第5期

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减少电厂建设资金投入，改善电厂资本结构，降低了企业负债水平。

（2）基础设施项目的建设投资高、规模大且运营周期长，电厂可将相应风险转移至项目的承包方。

（3）电厂与承包方实现互利互惠，由专业运营队伍承担灰渣系统运行、检修维护管理和资金投入，有效降低电厂运维成本，实现电厂低成本运行；承包方可以长期获得电厂粉煤灰等副产品经营权，享受价格优惠，实现双方利益最大化。（4）粉煤灰及灰渣等副产品如果不能妥善处置，会造成环境污染，承包方能充分发挥高效率的专业化管理和服务，既合法又经济地进行处置，充分满足安全生产和环保控制标准要求，能充分发挥“专业人做专业事”的优势，使电厂从环保被监管方提升为监管方，充分满足有关政府部门的安全生产和环保控制标准要求，杜绝电厂的环保违规风险。

（5）工程质保期通常为一年，难以暴露长期运行的缺陷，必定会出现一些为了获取最大盈利，设计偏保守，建设中选用低等级设备和材料的情况，造成项目在长期运行中质量得不到保证。一旦发生安全质量事件情况，会损害企业的社会声誉和经济利益。为确保灰渣系统长期安全稳定运行并适应严格的环保要求，承包方为保障自身设备设施的长期安全稳定运行，在设计裕量和设备工艺选型上会主动提高工程标准，合理加大建设投入，以确保系统性能优势，实现系统运营长治久安。

（6）目前，国内已运营电厂粉煤灰销售合同期限大多为1~3年，招标采购较为频繁。另外粉煤灰市场行情波动较大，销售价格存在不稳定及不确定性。而项目采取BOT模式后，可在较长周期内无需进行频繁招标，双方以协商价格进行结算，也可避免市场价格波动因素的影响。

3.2 新建电厂粉煤灰钢板仓BOT模式的劣势

承包方融资成本较高，由于BOT项目的总投资规模很大，除项目资本金外，绝大部分的建设资金要通过银行贷款等方式筹集，后期还包含项目运营成本，使得项目成本较高，因此承包方要求投资回报期望值必然较高。BOT项目一般应用于大型基础设施建设，项目总造价高，建设和运营周期长，期 间发生各种风险无法预测。同时受气候及环保政策等影响，粉煤灰市场需求波动大，收益并不稳定，可能会影响投资者信心。4 粉煤灰钢板仓的工程设计

4.1 工程设计原则

以某机组容量为2×350 MW热电联产工程为例，在主体工程总体规划保留设置原有小灰库的基础上，配套建设大型粉煤灰钢板仓系统替代灰场储存电厂粉煤灰。在粉煤灰综合利用淡季或小灰库故障情况下，可将电厂粉煤灰输送到大型粉煤灰钢板仓进行存储。在原电厂气力输送系统综合管架就近处，设置分路耐磨三通和管道切换阀，同时在灰库新增气力输送系统，将干灰经输灰管路输送至粉煤灰钢板仓储存，仓内储存的粉煤灰到旺季可以再经过流化设备重新取出输送到计量仓，用干灰装车机装车外运综合利用。

4.2 粉煤灰量及钢板仓储量

按2×350 MW机组年利用4500h保守估计，灰渣分配比按灰占90%，渣占10%，除尘效率99.96℅，石子煤量按耗煤量的0.5%计算，锅炉燃烧校核1煤种，预计每年产生粉煤灰量约45.39×104 t/a。粉煤灰淡季在每年的11月初至次年的3月末5个月期间，灰量约为45.39×99.96%÷12×5×104 t=18.9×104 t。

粉煤灰按100%综合利用，配套设施基本达到平衡原则进行考虑，可新建3座有效容积8x104 m3大型粉煤灰钢板仓，总有效容积为24×104 m3，粉煤灰干灰堆积密度按0.80 t/m3计算，可存储19.2×104 t粉煤灰，存储时间可达到19.2÷（18.9÷5）= 5.08个月，可以满足校核煤种1灰量存储5个月时间。

4.3 粉煤灰钢板仓系统设计

3座有效容积8×104 m3大型粉煤灰钢板仓主要由灰库至钢

板仓干灰气力输送系统、输送压缩空气系统、粉煤灰钢板仓系统、罗茨风机连续气力输送系统、气化风机系统、卸料和装车系统、消防系统、生产运行视频监视系统等组成。包括1套干灰气力输送系统、1座输送空压机房、3座有效容积8×104 m3大型粉煤灰钢板仓、1套粉煤灰出库气化风机系统及流化系统、3套胶带提升机和3座计量仓、3台钢板仓顶布袋除尘器、6套干灰装车机设备、9台卸料装车系统布袋除尘器、1座气化风机房（含配电间）等。5 项目成本及经济性指标

5.1 项目建设期投资

工程建设总投资估算7406万元（工程静态投资），其中设备购置费946万元，安装工程费493万元，建筑工程费5236万元，其他费用579万元，基本预备费153万元。

5.2 项目运营期成本

（1）项目经营期20年；

（2）达产年产灰量（机组利用小时数4500）45.39万t/年；（3）人力资源费用（人员编制计划20人）20万元/年；（4）设备设施运维及材料消耗费用150万元/年；（5）达产年用电量153万kWh/年；（6）耗水量0.42 m3/h；（7）管理费用20万元；

（8）其它不可预见费用30万元。

5.3 主要经济性指标

按照市场调研粉煤灰原灰综合单价40元/t进行计算，承包方实际每年销售收入为1815.6万元，经济收益如表1所示：

表1 经济收益

序号项目单位经济指标1年销售收入

万元1815.62项目投资内部收益率（所得税后）

％8.96 财务净现值万元1335.08 投资回收期年7.33项目资本金内部收益率

％19.36 财务净现值万元1824.39 投资回收期年8.314投资方内部收益率％10.64 财务净现值万元1553.28 投资回收期年8.55总投资收益率％7.876

资本金净利润率

％

23.47

6 结语

新建燃煤电厂粉煤灰钢板仓BOT模式具有零投资、低风险、高效率、效益好等优点，电厂可以零投资享有配套设施，有效降低基建期投资，减少企业负债，承包方为实现早日投产也能够自觉加快基建进度并提高工程质量；特许经营期内，电厂最大程度做到了风险的规避，承包方为收回成本也会积极提高项目运作效率；特许经营期满后，电厂可无偿收回钢板仓产权，承包方也将获得良好经济效益，实现互惠互利。

无论是从当前严峻的环保形势出发，还是从长远经营管理角度考虑，粉煤灰钢板仓BOT模式都具有良好的社会及经济效益，对今后新建燃煤电厂粉煤灰的妥善处置具有一定指导意义。

参考文献

[1] 刘栓金.我国大型粉煤灰钢板仓储存工艺与输送技术的应用[J].粉煤灰，2013（2）：4-5，7.[2] 柳建湘.大型粉煤灰钢板仓系统应用研究及设计优化[J].低碳世界，2015（36）：88-89.[3] 吴孝灵.基于有效运营期的BOT项目特许期权决策模型[J].系统工程学报，2011（6）：23-26.

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