燃煤发电厂贮灰场安全现状分析与对策

张新法，于立友，齐 磊，郝 崑

(辽宁省安全科学研究院，辽宁 沈阳 110004)

燃煤发电厂贮灰场安全现状分析与对策

张新法，于立友，齐 磊，郝 崑

(辽宁省安全科学研究院，辽宁 沈阳 110004)

通过综合分析燃煤发电厂贮灰场的安全风险和安全管理现状，指出了贮灰场目前存在的主要事故隐患和风险点，并针对现场实际提出了相应的安全对策，以指导燃煤发电企业贮灰场的安全管理工作，提高发电厂的安全水平。

贮灰场；灰渣；安全风险；安全对策

0 引言

2010年国际环保组织绿色和平发布的《煤炭的真实成本——2010中国粉煤灰调查报告》指出，发电供热产生和排放的灰渣、粉煤灰、炉渣、烟气脱硫石膏已经成为中国工业固体废物的最大单一污染源。目前，我国燃煤发电供热企业产生的灰渣主要用于建筑材料、结构回填与道路工程方面；但其综合利用率仍然较低，且在北方地区因冬季利用受限，大部分灰渣需要贮灰场来存放。由于贮灰场库容不断扩大、安全设施不齐全、安全和运行管理薄弱等问题，燃煤发电供热企业灰渣的安全贮存问题越来越突出。随着近年来公众安全环保意识和国家对安全生产的重视程度不断提高，确保燃煤发电企业贮灰场安全已成为不容回避的重要问题。

1 贮灰场类型

贮灰场是筑坝拦截谷口或围地形成的具有一定容积，用以贮存灰渣、水的专用场地。贮灰场按照发电厂除灰系统的不同类型可分为湿式贮灰场和干式贮灰场。

(1) 湿式贮灰场是贮存水力除灰沉积的灰渣及除灰水的场地。由于湿式除灰系统在我国应用较早，目前运行的贮灰场，尤其是北方地区，大多采用湿式贮灰场。部分湿式贮灰场可同时接受干灰贮存。湿式贮灰场的灰水比一般大于1:16，有的甚至达到1:24。因此，湿式贮灰场面临渣水处理难、环境污染严重等问题。

(2) 干式贮灰场是贮存干灰渣和脱硫副产品的场地。干式除灰及贮灰技术的设备于20世纪90年代从国外引进，通过消化、吸收逐步实现了国产化。新建灰场一般采用干式贮灰场，干式除灰系统除灰和输灰不需要水，无需配套渣水处理系统，可实现无污染水排放，且避免因渣水引起的管路结垢等问题；同时保留了灰渣所具有的优良水活性，为灰渣的综合利用创造了条件。

总体而言，干式贮灰场比湿式贮灰场更符合国家产业政策和安全环保要求，是未来贮灰场发展的主要方向。

2 贮灰场事故介绍

自上世纪80年代以来，国内外曾发生过多起社会影响极大的贮灰场事故。这些事故以垮(溃)坝事故为主，导致大量贮灰场灰水外泄，不仅造成了人员伤亡和财产损失，还带来了水源、土壤污染等环境问题。近几年的贮灰场事故介绍如下。

2006-06-02，贵州省黔桂发电有限责任公司大沙坝灰场发生灰水泄漏事故，泄漏灰水量约30万m3，造成2间平房冲毁、l间平房倒塌、l家乙炔厂损毁。

2006-06-05，吉林延边晨鸣纸业公司自备热电厂贮灰场在生产运行中进行废弃1号排水立井作业时，由于未使用设计材料，而是自行采用其他材料在排水立井顶部实施封堵，造成废弃排水井封堵井盖和弧形板破损，约11万m3灰渣泄漏，冲毁农田约12 000 m2，部分污水污染了图们江。

2008-12-22，美国田纳西州金斯顿火力发电厂粉煤灰池的灰坝崩塌，泄漏超过400万m3的煤灰，大量煤灰弥漫到空气里，数间民居被摧毁，土地和河流受污染，造成数亿美元损失。

3 贮灰场安全现状分析

3.1 贮灰场事故风险急剧增大

燃煤发电厂生产过程，每吨煤产生的粉煤灰一般在20 %—30 %，单机组单位时间的灰渣量可按式(1)计算。

式中：m灰渣为燃煤电厂单机组最大灰渣排除量，t/h；m煤为机组耗煤量，t/h；A为燃煤工作质灰分，%；q为机械不完全燃烧热损失，一般取1.5 %；Q为燃煤低位发热量，cal/kg。

实际上，燃煤发电厂贮灰场库容一般按10—15年储存量设计，1个中等装机容量燃煤电厂贮灰场设计贮量约500万m3。对于综合利用较好的贮灰场仅需设置一个临时用事故灰场，但因相当一部分企业灰渣利用情况不好或地理位置偏远，其贮灰场必须通过不断加筑子坝扩容以满足发电供热生产中不断产生的灰渣，难以综合利用。

近年来，随着国民经济的发展，燃煤发电厂规模和单机容量迅速增大，相应配套的贮灰场也同步扩大。分期筑坝、灰场加高子坝技术成为贮灰场扩容的主流技术和手段，灰坝(灰堤)平均高度从十几米增加到几十米。子坝加高是在原坝的基础之上进行的，由于坝顶标高增加，导致贮存灰渣(水)逐渐增多，且服役时间变得更长。当存在异常自然条件、安全防护和监测不到位、安全管理缺失等安全隐患时，可能发生漫顶、垮(溃)坝等事件。造成灰渣或灰水泄漏，冲毁坝下游(周边)的农田、工厂、村落等，带来更加严重的人员伤亡和经济损失。同时，还会造成严重的环境污染，如扬尘污染植被、重金属渗入地下水以及河流污染、河道阻塞等。不容忽视的是，原来设置在城郊等偏远地区的灰场，随着我国经济社会的发展，尤其是城镇化、工业化进程的加快，其附近的建筑物和公共设施增加，人口密度增大，一方面建设施工可能引发灰场建筑的破坏，另一个方面灰场发生事故产生的危害也会增加，事故影响更大。

3.2 湿式、干式贮灰场的安全特点不同

湿式和干式除灰系统的基本工艺分别如图1，2所示。干式和湿式贮灰场各项目的对比情况如表1所示。

从图1，2中可以看出，干式除灰工艺相对简单，生产设备和工艺环节较少，输灰过程中不采用水力。从表1可以看出，湿式灰场应用时间长、技术成熟；但是干式贮灰场具有节能、节水和环保优势，并且由于灰渣综合利用的潜在经济价值高而引起企业的兴趣。

湿式除灰系统和干式除灰系统工艺和设备设施的不同决定了它们的贮灰场具有各自的安全特点。其中，2种贮灰场的相同特点如下。

(1) 均存在垮坝、淹溺、高处坠落、车辆伤害、触电和电烧伤、粉尘等事故类型，其中垮坝事故均是危害最严重的事故。

(2) 贮灰场设计、建设和运行都必须有足够的防洪容积和安全加高。

图1 湿式除灰系统基本工艺流程

图2 干式除灰系统基本工艺流程

(3) 必须对水质进行定期监测，以防对地下水造成影响。

（4） 灰场操作人员应经过培训考核且合格。2种贮灰场的不同特点如下。

(1) 湿灰场运行贮灰标高不能超过限制贮灰标高，运行干滩长度必须符合设计要求，需要对浸润线进行监测。最有效的控制扬灰方式是合理排灰。

(2) 干式贮灰场必须对堆灰作业的碾压质量进行检测；灰渣运输过程中必须封闭；灰场需设喷洒设施，必须设置相应的防渗层防止对地下水的影响；灰渣永久边坡需要设防洪沟；灰场宜设置拦洪坝和截洪沟等。

在贮灰场设计、建设、运行和安全评估中必须注意湿式和干式贮灰场的不同安全特点。

表1 干式和湿式贮灰场各项目的对比

3.3 企业重视程度不足

(1) 在燃煤发电供热企业中，因除灰和贮灰系统不属于发电厂生产工艺的主体环节，其安全生产管理工作没有得到足够重视。如未设置专门的贮灰场安全管理人员、规章制度不完善、作业人员安全培训教育不到位、安全检查和巡视走过场、安全监测设施不齐全、安全防护不到位、防洪器具不完备、堆排灰作业和取灰作业不合理、安全巡视和检查不规范等。

(2) 贮灰场通常位于发电供热主厂区外，距离较远，且灰场范围较大，造成往返生产现场不便，削弱了对贮灰系统的安全管理。

(3) 相当一部分燃煤发电供热企业将贮灰场发包给了对灰渣综合利用的承包商，产生了以包代管的现象；并且相关方以追求利润为目标，对贮灰场安全管理存在失位或缺位现象。

3.4 贮灰场安全法制体系尚需建设和完善

2006年国家安监局和原国家电监会《关于两起电厂灰渣库事故的通报》要求，各电厂按照《尾矿库安全监视治理规定》(国家安全监管总局令第6号)和《尾矿库安全技术规程》的规定，严格灰渣库安全治理，落实安全生产主体责任，加强现场治理。然而，2011年国家安监总局重新修订并发布的《尾矿库安全监督管理规定》（安监总局令第38号），明确其适用范围不包括电厂贮灰场的监督管理工作，造成了贮灰场安全生产工作中原来遵循的尾矿库技术文件也无法适用。尽管原国家电监会于2013年印发了《燃煤发电厂贮灰场安全监督管理规定》（电监安全[2013]3号），但是相关配套的技术文件尚未进一步出台。现举例如下。

(1) 《燃煤发电厂贮灰场安全监督管理规定》第十九条规定，“发电企业应对运行及闭库后的贮灰场定期组织开展安全评估，并将安全评估报告报所在地电力监管机构。安全评估原则上每3年进行1次”。但是由于缺乏贮灰场安全评估的技术文件，造成全国不同电力监管区域及同一监管区域不同机构在进行贮灰场安全评价时工作程序不规范，安全评价报告格式不统一，安全评价报告质量良莠不齐，难以反映贮灰场安全生产实际状况。

(2) 东北、华中地区贮灰场安全评价的指导文件也以湿式贮灰场为主，难以突出干式灰场和湿式灰场安全特点的区别。

(3) 贮灰场作业人员操作资格培训和取证存在问题。在《尾矿库安全监督管理规定》（安监总局令第38号）出台前，贮灰场操作人员按特种作业人员管理，必须取得尾矿作业特种作业证。但目前对贮灰场排灰、筑坝、巡坝、抽洪和排渗设施的作业人员是否应取得特种作业证，以及如何取证等问题没有提出明确要求。

4 安全对策

4.1 落实企业主体责任

要建立完善的安全生产规章制度和操作规程，保证安全生产资金的投入。要监督企业贯彻《企业安全生产责任体系五落实五到位规定》，建立“横向到边，纵向到底”的安全生产责任体系，依法设置安全生产管理机构，配齐配足安全生产管理人员，全面开展从业人员安全教育培训工作。督促企业加强对外来施工单位和相关方的安全管理，加强对动火作业、断路作业、施工作业、检修维修作业等高风险作业的安全管理，开展隐患排查治理，制定事故应急预案，并定期组织应急演练。

4.2 进一步加强监管

将贮灰场的安全监管工作纳入重要议事日程，加强组织领导，明确责任分工。结合实际制定本区域加强贮灰场安全监管的工作方案。要按照“五级五覆盖”的要求，全面建立“党政同责、一岗双责、失职追责”的责任体系。切实按照“管行业必须管安全、管业务必须管安全、管生产经营必须管安全”的总体要求，划清负有安全监管职责部门的权责边界，理顺贮灰场各环节的安全监管责任，建立健全权责明晰的监管体系。深入贯彻落实安全生产法律、法规、规章和标准规程，制定出台相配套的规范性文件，支持燃煤发电企业及各类科研院所制定相应的标准、规程。要加强安全法制宣传力度，充分利用互联网、广播电视、报刊杂志和新媒体等，深入开展安全法制教育宣传，为改善执法环境创造良好氛围。

4.3 完善安全技术措施

依托大型燃煤发电企业、科研院所、安全技术服务机构等技术骨干力量，结合贮灰场安全生产关键性技术瓶颈，开展安全适用技术、装备及标准规范等的应用研究，推广应用重大危险源监测预警技术。完善专家库和专家工作机制，充分发挥专家的技术支撑作用，推进行业协会、安全技术服务机构及行业领域专家广泛参与隐患排查治理模式。组织企业之间开展互检互查，沟通交流隐患排查治理先进经验，建立健全行业自律与互检机制。加强企业之间的安全技术经验交流，推动企业广泛学习国内外先进经验，不断缩小安全管理上的差距等。

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2017-07-09。

张新法(1982—)，男，工程师，主要从事安全评价、职业卫生评价等工作，email：xinfazhang@163.com。

于立友(1975—)，男，教授级高级工程师，主要从事电力安全技术研究、安全培训、风险评估工作。

齐  磊(1984—)，男，高级工程师，主要从事电力安全技术研究、安全培训、风险评估工作。

郝  崑(1978—)，男，高级工程师，主要从事电力安全技术研究、安全培训、风险评估工作。