燃煤發電廠貯灰場安全現狀分析與對策

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)

燃煤發電廠貯灰場安全現狀分析與對策

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電廠貯灰場的安全風險和安全管理現狀，指出了貯灰場目前存在的主要事故隱患和風險點，并針對現場實際提出了相應的安全對策，以指導燃煤發電企業貯灰場的安全管理工作，提高發電廠的安全水平。

貯灰場；灰渣；安全風險；安全對策

0 引言

2010年國際環保組織綠色和平發布的《煤炭的真實成本——2010中國粉煤灰調查報告》指出，發電供熱產生和排放的灰渣、粉煤灰、爐渣、煙氣脫硫石膏已經成為中國工業固體廢物的最大單一污染源。目前，我國燃煤發電供熱企業產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，燃煤發電供熱企業灰渣的安全貯存問題越來越突出。隨著近年來公眾安全環保意識和國家對安全生產的重視程度不斷提高，確保燃煤發電企業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。貯灰場按照發電廠除灰系統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。由于濕式除灰系統在我國應用較早，目前運行的貯灰場，尤其是北方地區，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、吸收逐步實現了國產化。新建灰場一般采用干式貯灰場，干式除灰系統除灰和輸灰不需要水，無需配套渣水處理系統，可實現無污染水排放，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良水活性，為灰渣的綜合利用創造了條件。

總體而言，干式貯灰場比濕式貯灰場更符合國家產業政策和安全環保要求，是未來貯灰場發展的主要方向。

2 貯灰場事故介紹

自上世紀80年代以來，國內外曾發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損失，還帶來了水源、土壤污染等環境問題。近幾年的貯灰場事故介紹如下。

2006-06-02，貴州省黔桂發電有限責任公司大沙壩灰場發生灰水泄漏事故，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，吉林延邊晨鳴紙業公司自備熱電廠貯灰場在生產運行中進行廢棄1號排水立井作業時，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，數間民居被摧毀，土地和河流受污染，造成數億美元損失。

3 貯灰場安全現狀分析

3.1 貯灰場事故風險急劇增大

燃煤發電廠生產過程，每噸煤產生的粉煤灰一般在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為燃煤低位發熱量，cal/kg。

實際上，燃煤發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電供熱生產中不斷產生的灰渣，難以綜合利用。

近年來，隨著國民經濟的發展，燃煤發電廠規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、安全防護和監測不到位、安全管理缺失等安全隱患時，可能發生漫頂、垮(潰)壩等事件。造成灰渣或灰水泄漏，沖毀壩下游(周邊)的農田、工廠、村落等，帶來更加嚴重的人員傷亡和經濟損失。同時，還會造成嚴重的環境污染，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的灰場，隨著我國經濟社會的發展，尤其是城鎮化、工業化進程的加快，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灰場建筑的破壞，另一個方面灰場發生事故產生的危害也會增加，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，生產設備和工藝環節較少，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能、節水和環保優勢，并且由于灰渣綜合利用的潛在經濟價值高而引起企業的興趣。

濕式除灰系統和干式除灰系統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 濕式除灰系統基本工藝流程

圖2 干式除灰系統基本工藝流程

(3)?必須對水質進行定期監測，以防對地下水造成影響。

（4）?灰場操作人員應經過培訓考核且合格。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的碾壓質量進行檢測；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 企業重視程度不足

(1)?在燃煤發電供熱企業中，因除灰和貯灰系統不屬于發電廠生產工藝的主體環節，其安全生產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、規章制度不完善、作業人員安全培訓教育不到位、安全檢查和巡視走過場、安全監測設施不齊全、安全防護不到位、防洪器具不完備、堆排灰作業和取灰作業不合理、安全巡視和檢查不規范等。

(2)?貯灰場通常位于發電供熱主廠區外，距離較遠，且灰場范圍較大，造成往返生產現場不便，削弱了對貯灰系統的安全管理。

(3)?相當一部分燃煤發電供熱企業將貯灰場發包給了對灰渣綜合利用的承包商，產生了以包代管的現象；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年國家安監局和原國家電監會《關于兩起電廠灰渣庫事故的通報》要求，各電廠按照《尾礦庫安全監視治理規定》(國家安全監管總局令第6號)和《尾礦庫安全技術規程》的規定，嚴格灰渣庫安全治理，落實安全生產主體責任，加強現場治理。然而，2011年國家安監總局重新修訂并發布的《尾礦庫安全監督管理規定》（安監總局令第38號），明確其適用范圍不包括電廠貯灰場的監督管理工作，造成了貯灰場安全生產工作中原來遵循的尾礦庫技術文件也無法適用。盡管原國家電監會于2013年印發了《燃煤發電廠貯灰場安全監督管理規定》（電監安全[2013]3號），但是相關配套的技術文件尚未進一步出臺?，F舉例如下。

(1)?《燃煤發電廠貯灰場安全監督管理規定》第十九條規定，“發電企業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管區域及同一監管區域不同機構在進行貯灰場安全評價時工作程序不規范，安全評價報告格式不統一，安全評價報告質量良莠不齊，難以反映貯灰場安全生產實際狀況。

(2)?東北、華中地區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別。

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

4 安全對策

4.1 落實企業主體責任

要建立完善的安全生產規章制度和操作規程，保證安全生產資金的投入。要監督企業貫徹《企業安全生產責任體系五落實五到位規定》，建立“橫向到邊，縱向到底”的安全生產責任體系，依法設置安全生產管理機構，配齊配足安全生產管理人員，全面開展從業人員安全教育培訓工作。督促企業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、斷路作業、施工作業、檢修維修作業等高風險作業的安全管理，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 進一步加強監管

將貯灰場的安全監管工作納入重要議事日程，加強組織領導，明確責任分工。結合實際制定本區域加強貯灰場安全監管的工作方案。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“管行業必須管安全、管業務必須管安全、管生產經營必須管安全”的總體要求，劃清負有安全監管職責部門的權責邊界，理順貯灰場各環節的安全監管責任，建立健全權責明晰的監管體系。深入貫徹落實安全生產法律、法規、規章和標準規程，制定出臺相配套的規范性文件，支持燃煤發電企業及各類科研院所制定相應的標準、規程。要加強安全法制宣傳力度，充分利用互聯網、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，為改善執法環境創造良好氛圍。

4.3 完善安全技術措施

依托大型燃煤發電企業、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關鍵性技術瓶頸，開展安全適用技術、裝備及標準規范等的應用研究，推廣應用重大危險源監測預警技術。完善專家庫和專家工作機制，充分發揮專家的技術支撐作用，推進行業協會、安全技術服務機構及行業領域專家廣泛參與隱患排查治理模式。組織企業之間開展互檢互查，溝通交流隱患排查治理先進經驗，建立健全行業自律與互檢機制。加強企業之間的安全技術經驗交流，推動企業廣泛學習國內外先進經驗，不斷縮小安全管理上的差距等。

1?鄭海峰，白建華，王??楠，等.我國主要煤炭產區燃煤??電廠建設規模及送出能力研究[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.火力發電廠貯灰場的安全監察[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、職業衛生評價等工作，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。