燃煤發(fā)電廠貯灰場安全現(xiàn)狀分析與對策

張新法，于立友，齊 磊，郝 崑

(遼寧省安全科學研究院，遼寧 沈陽 110004)

燃煤發(fā)電廠貯灰場安全現(xiàn)狀分析與對策

張新法，于立友，齊 磊，郝 崑

(遼寧省安全科學研究院，遼寧 沈陽 110004)

通過綜合分析燃煤發(fā)電廠貯灰場的安全風險和安全管理現(xiàn)狀，指出了貯灰場目前存在的主要事故隱患和風險點，并針對現(xiàn)場實際提出了相應的安全對策，以指導燃煤發(fā)電企業(yè)貯灰場的安全管理工作，提高發(fā)電廠的安全水平。

貯灰場；灰渣；安全風險；安全對策

0 引言

2010年國際環(huán)保組織綠色和平發(fā)布的《煤炭的真實成本——2010中國粉煤灰調(diào)查報告》指出，發(fā)電供熱產(chǎn)生和排放的灰渣、粉煤灰、爐渣、煙氣脫硫石膏已經(jīng)成為中國工業(yè)固體廢物的最大單一污染源。目前，我國燃煤發(fā)電供熱企業(yè)產(chǎn)生的灰渣主要用于建筑材料、結構回填與道路工程方面；但其綜合利用率仍然較低，且在北方地區(qū)因冬季利用受限，大部分灰渣需要貯灰場來存放。由于貯灰場庫容不斷擴大、安全設施不齊全、安全和運行管理薄弱等問題，燃煤發(fā)電供熱企業(yè)灰渣的安全貯存問題越來越突出。隨著近年來公眾安全環(huán)保意識和國家對安全生產(chǎn)的重視程度不斷提高，確保燃煤發(fā)電企業(yè)貯灰場安全已成為不容回避的重要問題。

1 貯灰場類型

貯灰場是筑壩攔截谷口或圍地形成的具有一定容積，用以貯存灰渣、水的專用場地。貯灰場按照發(fā)電廠除灰系統(tǒng)的不同類型可分為濕式貯灰場和干式貯灰場。

(1)?濕式貯灰場是貯存水力除灰沉積的灰渣及除灰水的場地。由于濕式除灰系統(tǒng)在我國應用較早，目前運行的貯灰場，尤其是北方地區(qū)，大多采用濕式貯灰場。部分濕式貯灰場可同時接受干灰貯存。濕式貯灰場的灰水比一般大于1:16，有的甚至達到1:24。因此，濕式貯灰場面臨渣水處理難、環(huán)境污染嚴重等問題。

(2)?干式貯灰場是貯存干灰渣和脫硫副產(chǎn)品的場地。干式除灰及貯灰技術的設備于20世紀90年代從國外引進，通過消化、吸收逐步實現(xiàn)了國產(chǎn)化。新建灰場一般采用干式貯灰場，干式除灰系統(tǒng)除灰和輸灰不需要水，無需配套渣水處理系統(tǒng)，可實現(xiàn)無污染水排放，且避免因渣水引起的管路結垢等問題；同時保留了灰渣所具有的優(yōu)良水活性，為灰渣的綜合利用創(chuàng)造了條件。

總體而言，干式貯灰場比濕式貯灰場更符合國家產(chǎn)業(yè)政策和安全環(huán)保要求，是未來貯灰場發(fā)展的主要方向。

2 貯灰場事故介紹

自上世紀80年代以來，國內(nèi)外曾發(fā)生過多起社會影響極大的貯灰場事故。這些事故以垮(潰)壩事故為主，導致大量貯灰場灰水外泄，不僅造成了人員傷亡和財產(chǎn)損失，還帶來了水源、土壤污染等環(huán)境問題。近幾年的貯灰場事故介紹如下。

2006-06-02，貴州省黔桂發(fā)電有限責任公司大沙壩灰場發(fā)生灰水泄漏事故，泄漏灰水量約30萬m3，造成2間平房沖毀、l間平房倒塌、l家乙炔廠損毀。

2006-06-05，吉林延邊晨鳴紙業(yè)公司自備熱電廠貯灰場在生產(chǎn)運行中進行廢棄1號排水立井作業(yè)時，由于未使用設計材料，而是自行采用其他材料在排水立井頂部實施封堵，造成廢棄排水井封堵井蓋和弧形板破損，約11萬m3灰渣泄漏，沖毀農(nóng)田約12?000?m2，部分污水污染了圖們江。

2008-12-22，美國田納西州金斯頓火力發(fā)電廠粉煤灰池的灰壩崩塌，泄漏超過400萬m3的煤灰，大量煤灰彌漫到空氣里，數(shù)間民居被摧毀，土地和河流受污染，造成數(shù)億美元損失。

3 貯灰場安全現(xiàn)狀分析

3.1 貯灰場事故風險急劇增大

燃煤發(fā)電廠生產(chǎn)過程，每噸煤產(chǎn)生的粉煤灰一般在20?%—30?%，單機組單位時間的灰渣量可按式(1)計算。

式中：m灰渣為燃煤電廠單機組最大灰渣排除量，t/h；m煤為機組耗煤量，t/h；A為燃煤工作質(zhì)灰分，%；q為機械不完全燃燒熱損失，一般取1.5?%；Q為燃煤低位發(fā)熱量，cal/kg。

實際上，燃煤發(fā)電廠貯灰場庫容一般按10—15年儲存量設計，1個中等裝機容量燃煤電廠貯灰場設計貯量約500萬m3。對于綜合利用較好的貯灰場僅需設置一個臨時用事故灰場，但因相當一部分企業(yè)灰渣利用情況不好或地理位置偏遠，其貯灰場必須通過不斷加筑子壩擴容以滿足發(fā)電供熱生產(chǎn)中不斷產(chǎn)生的灰渣，難以綜合利用。

近年來，隨著國民經(jīng)濟的發(fā)展，燃煤發(fā)電廠規(guī)模和單機容量迅速增大，相應配套的貯灰場也同步擴大。分期筑壩、灰場加高子壩技術成為貯灰場擴容的主流技術和手段，灰壩(灰堤)平均高度從十幾米增加到幾十米。子壩加高是在原壩的基礎之上進行的，由于壩頂標高增加，導致貯存灰渣(水)逐漸增多，且服役時間變得更長。當存在異常自然條件、安全防護和監(jiān)測不到位、安全管理缺失等安全隱患時，可能發(fā)生漫頂、垮(潰)壩等事件。造成灰渣或灰水泄漏，沖毀壩下游(周邊)的農(nóng)田、工廠、村落等，帶來更加嚴重的人員傷亡和經(jīng)濟損失。同時，還會造成嚴重的環(huán)境污染，如揚塵污染植被、重金屬滲入地下水以及河流污染、河道阻塞等。不容忽視的是，原來設置在城郊等偏遠地區(qū)的灰場，隨著我國經(jīng)濟社會的發(fā)展，尤其是城鎮(zhèn)化、工業(yè)化進程的加快，其附近的建筑物和公共設施增加，人口密度增大，一方面建設施工可能引發(fā)灰場建筑的破壞，另一個方面灰場發(fā)生事故產(chǎn)生的危害也會增加，事故影響更大。

3.2 濕式、干式貯灰場的安全特點不同

濕式和干式除灰系統(tǒng)的基本工藝分別如圖1，2所示。干式和濕式貯灰場各項目的對比情況如表1所示。

從圖1，2中可以看出，干式除灰工藝相對簡單，生產(chǎn)設備和工藝環(huán)節(jié)較少，輸灰過程中不采用水力。從表1可以看出，濕式灰場應用時間長、技術成熟；但是干式貯灰場具有節(jié)能、節(jié)水和環(huán)保優(yōu)勢，并且由于灰渣綜合利用的潛在經(jīng)濟價值高而引起企業(yè)的興趣。

濕式除灰系統(tǒng)和干式除灰系統(tǒng)工藝和設備設施的不同決定了它們的貯灰場具有各自的安全特點。其中，2種貯灰場的相同特點如下。

(1)?均存在垮壩、淹溺、高處墜落、車輛傷害、觸電和電燒傷、粉塵等事故類型，其中垮壩事故均是危害最嚴重的事故。

(2)?貯灰場設計、建設和運行都必須有足夠的防洪容積和安全加高。

圖1 濕式除灰系統(tǒng)基本工藝流程

圖2 干式除灰系統(tǒng)基本工藝流程

(3)?必須對水質(zhì)進行定期監(jiān)測，以防對地下水造成影響。

（4）?灰場操作人員應經(jīng)過培訓考核且合格。2種貯灰場的不同特點如下。

(1)?濕灰場運行貯灰標高不能超過限制貯灰標高，運行干灘長度必須符合設計要求，需要對浸潤線進行監(jiān)測。最有效的控制揚灰方式是合理排灰。

(2)?干式貯灰場必須對堆灰作業(yè)的碾壓質(zhì)量進行檢測；灰渣運輸過程中必須封閉；灰場需設噴灑設施，必須設置相應的防滲層防止對地下水的影響；灰渣永久邊坡需要設防洪溝；灰場宜設置攔洪壩和截洪溝等。

在貯灰場設計、建設、運行和安全評估中必須注意濕式和干式貯灰場的不同安全特點。

表1 干式和濕式貯灰場各項目的對比

3.3 企業(yè)重視程度不足

(1)?在燃煤發(fā)電供熱企業(yè)中，因除灰和貯灰系統(tǒng)不屬于發(fā)電廠生產(chǎn)工藝的主體環(huán)節(jié)，其安全生產(chǎn)管理工作沒有得到足夠重視。如未設置專門的貯灰場安全管理人員、規(guī)章制度不完善、作業(yè)人員安全培訓教育不到位、安全檢查和巡視走過場、安全監(jiān)測設施不齊全、安全防護不到位、防洪器具不完備、堆排灰作業(yè)和取灰作業(yè)不合理、安全巡視和檢查不規(guī)范等。

(2)?貯灰場通常位于發(fā)電供熱主廠區(qū)外，距離較遠，且灰場范圍較大，造成往返生產(chǎn)現(xiàn)場不便，削弱了對貯灰系統(tǒng)的安全管理。

(3)?相當一部分燃煤發(fā)電供熱企業(yè)將貯灰場發(fā)包給了對灰渣綜合利用的承包商，產(chǎn)生了以包代管的現(xiàn)象；并且相關方以追求利潤為目標，對貯灰場安全管理存在失位或缺位現(xiàn)象。

3.4 貯灰場安全法制體系尚需建設和完善

2006年國家安監(jiān)局和原國家電監(jiān)會《關于兩起電廠灰渣庫事故的通報》要求，各電廠按照《尾礦庫安全監(jiān)視治理規(guī)定》(國家安全監(jiān)管總局令第6號)和《尾礦庫安全技術規(guī)程》的規(guī)定，嚴格灰渣庫安全治理，落實安全生產(chǎn)主體責任，加強現(xiàn)場治理。然而，2011年國家安監(jiān)總局重新修訂并發(fā)布的《尾礦庫安全監(jiān)督管理規(guī)定》（安監(jiān)總局令第38號），明確其適用范圍不包括電廠貯灰場的監(jiān)督管理工作，造成了貯灰場安全生產(chǎn)工作中原來遵循的尾礦庫技術文件也無法適用。盡管原國家電監(jiān)會于2013年印發(fā)了《燃煤發(fā)電廠貯灰場安全監(jiān)督管理規(guī)定》（電監(jiān)安全[2013]3號），但是相關配套的技術文件尚未進一步出臺?，F(xiàn)舉例如下。

(1)?《燃煤發(fā)電廠貯灰場安全監(jiān)督管理規(guī)定》第十九條規(guī)定，“發(fā)電企業(yè)應對運行及閉庫后的貯灰場定期組織開展安全評估，并將安全評估報告報所在地電力監(jiān)管機構。安全評估原則上每3年進行1次”。但是由于缺乏貯灰場安全評估的技術文件，造成全國不同電力監(jiān)管區(qū)域及同一監(jiān)管區(qū)域不同機構在進行貯灰場安全評價時工作程序不規(guī)范，安全評價報告格式不統(tǒng)一，安全評價報告質(zhì)量良莠不齊，難以反映貯灰場安全生產(chǎn)實際狀況。

(2)?東北、華中地區(qū)貯灰場安全評價的指導文件也以濕式貯灰場為主，難以突出干式灰場和濕式灰場安全特點的區(qū)別。

(3)?貯灰場作業(yè)人員操作資格培訓和取證存在問題。在《尾礦庫安全監(jiān)督管理規(guī)定》（安監(jiān)總局令第38號）出臺前，貯灰場操作人員按特種作業(yè)人員管理，必須取得尾礦作業(yè)特種作業(yè)證。但目前對貯灰場排灰、筑壩、巡壩、抽洪和排滲設施的作業(yè)人員是否應取得特種作業(yè)證，以及如何取證等問題沒有提出明確要求。

4 安全對策

4.1 落實企業(yè)主體責任

要建立完善的安全生產(chǎn)規(guī)章制度和操作規(guī)程，保證安全生產(chǎn)資金的投入。要監(jiān)督企業(yè)貫徹《企業(yè)安全生產(chǎn)責任體系五落實五到位規(guī)定》，建立“橫向到邊，縱向到底”的安全生產(chǎn)責任體系，依法設置安全生產(chǎn)管理機構，配齊配足安全生產(chǎn)管理人員，全面開展從業(yè)人員安全教育培訓工作。督促企業(yè)加強對外來施工單位和相關方的安全管理，加強對動火作業(yè)、斷路作業(yè)、施工作業(yè)、檢修維修作業(yè)等高風險作業(yè)的安全管理，開展隱患排查治理，制定事故應急預案，并定期組織應急演練。

4.2 進一步加強監(jiān)管

將貯灰場的安全監(jiān)管工作納入重要議事日程，加強組織領導，明確責任分工。結合實際制定本區(qū)域加強貯灰場安全監(jiān)管的工作方案。要按照“五級五覆蓋”的要求，全面建立“黨政同責、一崗雙責、失職追責”的責任體系。切實按照“管行業(yè)必須管安全、管業(yè)務必須管安全、管生產(chǎn)經(jīng)營必須管安全”的總體要求，劃清負有安全監(jiān)管職責部門的權責邊界，理順貯灰場各環(huán)節(jié)的安全監(jiān)管責任，建立健全權責明晰的監(jiān)管體系。深入貫徹落實安全生產(chǎn)法律、法規(guī)、規(guī)章和標準規(guī)程，制定出臺相配套的規(guī)范性文件，支持燃煤發(fā)電企業(yè)及各類科研院所制定相應的標準、規(guī)程。要加強安全法制宣傳力度，充分利用互聯(lián)網(wǎng)、廣播電視、報刊雜志和新媒體等，深入開展安全法制教育宣傳，為改善執(zhí)法環(huán)境創(chuàng)造良好氛圍。

4.3 完善安全技術措施

依托大型燃煤發(fā)電企業(yè)、科研院所、安全技術服務機構等技術骨干力量，結合貯灰場安全生產(chǎn)關鍵性技術瓶頸，開展安全適用技術、裝備及標準規(guī)范等的應用研究，推廣應用重大危險源監(jiān)測預警技術。完善專家?guī)旌蛯＜夜ぷ鳈C制，充分發(fā)揮專家的技術支撐作用，推進行業(yè)協(xié)會、安全技術服務機構及行業(yè)領域?qū)＜覐V泛參與隱患排查治理模式。組織企業(yè)之間開展互檢互查，溝通交流隱患排查治理先進經(jīng)驗，建立健全行業(yè)自律與互檢機制。加強企業(yè)之間的安全技術經(jīng)驗交流，推動企業(yè)廣泛學習國內(nèi)外先進經(jīng)驗，不斷縮小安全管理上的差距等。

1?鄭海峰，白建華，王??楠，等.我國主要煤炭產(chǎn)區(qū)燃煤??電廠建設規(guī)模及送出能力研究[J].中國電力，2008，??41(1)：9-13.

2?魯曉勇，朱小燕.粉煤灰綜合利用的現(xiàn)狀與前景展望[J].??遼寧工程技術大學學報(自然科學版)，2005，24(2)：295-??298.

3?酈能惠.灰渣的貯放和利用[J].巖土工程學報，1988，??10(5)：17-32.

4?酈能惠.火電廠貯灰場關鍵技術研究[C].全國青年巖土??力學與工程會議，南京，1998.

5?苑??舜.燃煤發(fā)電廠貯灰場的安全評價工作[J].電力安??全技術，2010，12(9)：28-30.

6?馬妹英.貯灰壩滲流監(jiān)測模型與安全預警分析[D].大連：??大連理工大學，2005.

7?趙玲澤.火力發(fā)電廠貯灰場的安全監(jiān)察[J].中國電力，??1996，4(5)：62-64.

8?張學禪.燃煤電廠干式除渣與濕式除渣系統(tǒng)設計特點及??分析 [J].廣西電力，2008，31(5)：74-75.

2017-07-09。

張新法(1982—)，男，工程師，主要從事安全評價、職業(yè)衛(wèi)生評價等工作，email：xinfazhang@163.com。

于立友(1975—)，男，教授級高級工程師，主要從事電力安全技術研究、安全培訓、風險評估工作。

齊??磊(1984—)，男，高級工程師，主要從事電力安全技術研究、安全培訓、風險評估工作。

郝??崑(1978—)，男，高級工程師，主要從事電力安全技術研究、安全培訓、風險評估工作。