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1、火力发电厂山谷型干贮灰场设计简介：对火力发电厂山谷型干贮灰场进行不同布置方案的技术经济比较，选择最优的布置方案，并对布灰、排水、防渗等进行设计。关键字：火力发电厂干贮灰场排洪系统堆灰作业 1概述 火力发电厂工程除灰渣系统采用灰、渣分除，粗、细灰分排方式。其中，除渣方式采用刮板捞渣机机械输送，由汽车外运供综合利用或运到灰场堆放；除灰方式采用正压浓相气力除灰系统，干灰集中至灰库，干灰调湿后由汽车运至灰场贮放。 电厂初期灰场征地按能贮放电厂本期机组容量10年左右灰渣量征地，灰场规划按能贮放电厂规划容量20年左右灰渣量设计。 为方便运灰，电厂至灰场需改、扩建一条运灰道路。 2灰场布置设计方案技术经济比
2、较 根据山谷型干贮灰场特点，从布灰及排水系统出发设计考虑了以下两种灰场设计方案： 方案一：在灰场运行初期在灰场出口修建初期堆石棱体，并在灰场运行之前修建石膏隔离堤、场外截洪沟和场内排水系统（石膏隔离堤位于灰场尾部）。场内排水系统设计为在灰场运行初期时灰渣场内积水通过灰渣场内排水竖井排向场外；石膏场内积水通过石膏场内排水竖井排向场外。场外排水系统设计为在灰场东面最终堆灰标高以上沿设置截洪沟。在灰场投入运行后利用干灰场作业机具合理布灰、碾压，以初期堆石棱体为坡脚，形成边坡约1：4的干灰场灰渣永久坝坡并分期逐级加高至灰场最终堆灰标高；灰渣和石膏分开堆入，在运行时在石膏隔离堤处用灰渣碾压放坡成坝，保证
3、隔离堤处灰渣和石膏同步上升堆放。 方案二：灰场运行初期在灰场出口修建初期堆石棱体，并在灰场运行之前修建石膏隔离堤、场外截洪沟和场内排水系统。灰场运行为从灰场尾部分层分块碾压堆灰，逐步向灰场坝前推进，堆放顺序为从下至上，从后向前（即从灰场南面向北面堆石棱体逐步推进堆放），碾压边坡为1：4，运行至终期时在灰场初期堆石堆体处形成永久坡面。初期灰场堆放顶标高为至10年堆放标高（为保证10年堆放标高堆灰平台形成后灰场有一定的调洪能力，应适时加高灰渣子坝高度）。在运行堆灰过程中应保证初期灰场堆灰10年堆放标高的灰面坡向灰场尾部的排水斜槽，使灰面上雨水通过排水斜槽排向场外；碾压堆灰坡面上来水顺坡面流至棱体前
4、通过场内排水竖井排向场外；当初期灰场运行至尾期时，封闭场内排水竖井，此时10年堆放标高灰面平台上汇水流向排水斜槽排向场外，碾压堆灰坡面上汇水流至澄清池后排向场外。初期灰场使用完后，应在10年堆放标高灰面与山坡脚相交处设置排水沟，并使10年堆放标高灰面平台从中间坡向两侧山坡脚排水沟，使灰面汇水通过排水沟排向澄清池然后排向场外；然后再从灰场尾部按前面所述堆方式分层分块、逐步向灰场坝前推进堆入灰渣。石膏场内汇水通过石膏场内排水竖井排出场外。 2.1两个方案经济比较 三个方案初期主要建设工程量比较如下表（只比较不同项）： 方案 项目 方案一方案二排水竖井C30钢筋砼1537m31057m3连接井C30
5、钢筋砼/78m3排水斜槽C30钢筋砼/210m3排水卧管C30钢筋砼4520m37030m3排水系统C15素砼量2951615排水系统开挖量25800m341410所列项初期投资费用570万元842万元 注：本表初期投资费用仅为直接费用，只作方案经济比较，不作技经依据 从以上比较可以得出：从初期建（构）筑物投资来说方案一最省，方案二次之，且方案二由于排水复杂，碾压要求高，因此后期运行维护费用高，所以从经济角度出发方案一最优。 2.2三个方案技术性比较 方案一具有布灰设计合理、排水顺暢，石膏和灰渣分开堆放容易，灰场运行时不会对周围环境造成影响，整个灰场布置清晰明了。 方案三由于山谷灰场洪水来量大
6、，实施难度较高，主要存在以下缺点：其一：排水系统复杂，灰渣运行碾压要求高；其二：由于灰场洪峰流量及洪水总量均较大，因此有可能产生洪水冲击灰面时造成大量灰渣流失，不利于环保及灰场本身的安全；其三：当初期灰场运行完毕后，由于要考虑10年堆放标高灰面平台的排水等，因此后期堆灰实施难度增加，运行维护费用较高；其四：该方案不利于灰渣和石膏分开堆放，不利于灰渣和石膏的综合利用。 综合两个方案的技术经济比较，方案一具有投资较省、运行管理方便、环保、安全等优势，因此设计推荐采取方案一进行灰场设计。 3灰场布灰设计 为使用灰场能安全、稳定运行，在灰场初期应建成初期堤及场内外排水系统。 灰场运行初期从初期堤前开始
7、堆灰，并从初期堤向灰场内部逐步推进，施工坡度1:20，直至灰场堆灰达排水竖井的排水口高程。由于在灰场运行初期时，石膏场堆放高度要高于灰渣场堆放高度，为使石膏场内积水能通过排水竖井和排水卧管排向场外，使石膏不会随水流入灰渣库与灰渣混合，利于灰渣和石膏的分开堆放和满足环保要求，为保证在灰场运行初期时石膏隔离堤处灰渣面高于石膏堆放高度，因此设计考虑在粘土隔离堤处用灰渣碾压成坝，以便石膏堆放：在粘土隔离堤处灰渣应采用分层碾压方式逐渐堆高形成坝体，并始终保持粘土隔离堤处灰渣坝体高于石膏堆放高度在2m以上，灰渣碾压边坡按1：4放坡；在粘土隔离堤处石膏堆放和灰渣堆放同步，当灰渣和石膏堆放高度距石膏隔离堤顶小
8、于1.0m以后，在石膏隔离堤处，用灰渣编织袋筑12m高的临时隔离堤，继续堆放石膏和灰渣，这样循环堆至设计高度。当灰渣堆放在保证粘土隔离堤处灰渣坝体高于石膏堆放高度以后，灰渣又从棱体前按1：20的坡度坡向排水竖井堆灰。灰渣堆放按上面的两种方式反复分别从灰渣堆放区的尾部和初期堤前，以施工坡度1:20的坡度坡向排水竖井排水口运行堆灰。灰场堆灰分为压实灰体区和一般碾压灰体区，应分别按照设计要求进行碾压。由电厂来的脱水石膏，用汽车经场内运灰公路运至石膏堆放区，按布灰设计要求的倾倒点倾倒，在前期从石膏堆放区的尾部向粘土隔离堤逐步推进堆放，在后期则从粘土隔离堤向石膏堆放的尾部逐步推进堆放（为了保证石膏场内积
9、水能及时排出库外）。在整个灰渣和石膏堆放过程中，均应保证灰渣场（或石膏场）的排水竖井排水口为灰渣场内（或石膏场内）的最低点，使库内积水能从及时从排水点排走。 当初期堤前堆灰高度达到一定标高时应在堤前形成100m宽左右的灰面平台，然后开始筑灰渣子坝；同理在一级灰渣子坝坝前灰面标高到坝顶以下2.0m时也在坝前形成100m宽的灰面平台，然后筑下一级灰渣子坝，这样循环加高灰渣子坝至最终堆灰标高。 灰库内堆灰区分为压实灰体区和一般碾压区，压实灰体区为灰渣坝体及坝基部分，一般碾压区系库灰堆放区，压密主要是为了防止飞灰。一般碾压区和子坝填筑压实灰体区的碾压参数包括摊铺厚度、碾压遍数、含水量、干密度等，均应结
10、合火力发电厂工程实际通过试验研究确定。 4灰场排洪水系统设计 灰场排洪水系统设场外和场内两套系统。 灰场场外排洪采用截洪沟方式。根据灰场地形和灰场最终堆灰标高，在灰场四周设截洪沟，截洪沟断面过流能力按P=10的洪峰流量设计，分段设计、分段布置。洪水经跌水消能后再排向灰场外。 为保证灰场排水通畅，使库内积水能及时排走，保证灰场安全运行，灰场设场内排水系统：场内排水采用排水竖井和卧管排水方式，排水系统排水能力按P=1的洪水通过调洪演算设计，P=0.2的洪水进行校核。卧管下穿初期棱体经消力池将库内洪水排向下游。为降低灰渣永久坝坡前灰体中的地下水位，提高灰渣坝坡稳定的安全性，在初期堤前沿沟谷设置排水盲
11、沟接入初期堤里的排水褥垫，在灰场运行初期，初期堤前的临时积水，通过排水盲沟引至改造的堆石坝体下的排水褥垫，然后流入场外沟道内。设计考虑在排水竖井排水孔周围设反滤层，堆石坝体的上游面和排水盲沟均设400g/m2土工布过滤层，因此灰场排出的水为澄清水，满足环保要求。 5灰场运行管理 为实现设计意图及方便灰场运行管理，灰场设置了灰场喷洒水系统，灰场运行管理站，配置了相应的布灰、喷水、碾压机具以及通讯设施。 5.1灰场喷洒水系统 在灰场合适位置布置洒水干管，并在干管上每隔一定距离设一个可拆卸短管，装上阀门、留出接口，以便直接接管喷洒和洒水车接管喷洒防尘。运行作业时应注意喷洒均匀，严禁集中冲刷，具体灰场
12、喷洒方法与强度根据现场作业后，摸索确定，必要时可进行试验确定。 5.2灰场运行管理站 为方便管理运行，在场外运灰公路旁，灰场附近设灰场运行管理站一座，包括机具库、检修间、值班室、卫生间、露天停车场、洗车场等，面积约2100m2，所有建筑物均采用砖混结构，建筑总面积约750m2。 5.3灰场主要机具设备配置 根据对各电厂的调研，以及灰场机具设备使用情况，本期工程干灰场运行的主要机具设备配置见表四： 表四平顶山灰场机具设备 序号名称型号数量单位1推土机TY2203台2振动式压路机YZ14(155-TT)2台3手扶式振动式压路机YSZ06B2台4轮式装载机ZL50F2台5料场喷洒水枪8把6洒水车WS
13、D-10B2辆75t油罐车1辆8工具车1.5t1辆 机具应注意检修，保持良好状态。 5.4灰场运行管理 干贮灰场是“三分设计，七分管理，重在管理”，各电厂贮灰场的条件和粉煤灰的物理力学特性不同，因此应根据设计提供灰场运行总说明及相关图纸，结合灰场实际运行情况，进行必要的试验研究，制订合理的灰场运行管理细则，建立灰场运行、布灰档案，并严格执行，做到有计划地布灰。根据本电厂的实际情况，我们提出以下几点建议： （1）由于干贮灰场成功与否很大程度取决于电厂的运行管理，所以建议电厂成立一个专门的干贮灰运行分场，以便对运灰、堆灰、碾压、筑坝、洒水、护坡等实行一体化管理。 （2）需编制出干式贮灰场试验研究大
14、纲，等电厂投产运行后，应立即开展工作，试验完成后，应提出试验研究报告，确定合理的设计及灰渣碾压作业的运行参数。加强对运行管理人员的技术培训，熟悉、了解干贮灰场的设计意图和运行方式，参照试验研究成果编制出可行的干式贮灰场运行管理条例和操作规范，并严格贯彻执行。 （3）按设计要求配备干贮灰运行管理机具设备，这是搞好灰场运行管理的必要条件。 （4）为减少电厂运行成本，提高效益，建议电厂探索将灰场部分的运行管理承包给一个有经验和熟悉电力行业灰坝设计、施工、运行的企业，由该企业全面管理运行灰场，并对电厂负责，设备由电厂配备齐全。 （5）建议电厂加强对灰渣和石膏的综合利用，变废为宝，有利于增加效益和延长灰
15、场的使用年限。 （6）对消力池、截洪沟、排水沟等进行定期巡视，发现淤堵，应及时清除，保证灰场排水系统的畅通。 6灰场环保措施 灰场对环境的污染主要为灰和灰水下泄渗漏，以及粉尘飞扬，因此设计考虑以下几点措施： （1）注意控制好调湿灰渣的含水量，以尽量减少运输途中的污染，含水量过大，运输时将渗水污染环境，过小将飞灰同样污染环境。灰场场内和场外的运灰道路，用洒水车洒水灭尘。 （2）由于灰场位于电厂的上游风向，在灰场西侧山坡种植防风林带，起到降低风速，减少飞灰的作用。 （3）运到灰场的调湿灰应及时摊铺和碾压，灰渣的摊铺和碾压应实行流水作业，以减少对灰面的扰动。碾压后的灰面应光滑平整。同时注意对灰场内陡
16、坎及边角处的碾压，并适时用喷洒水枪进行洒水，润湿灰体表面，防止风吹扬灰。压实的灰面洒水后，灰体内的氧化钙、氧化铝在水解胶结作用下，在灰表面形成一层保护薄壳，抗风能力增强，飞灰减少。压实喷洒后的灰面，应避免人为扰动以防止飞灰，保护环境。灰场灰体一旦形成永久边坡，及时用干砌块石护坡。 （4）运行作业时应注意喷洒均匀，严禁集中冲刷，具体灰场喷洒方法与强度根据现场作业后，摸索确定，必要时可进行试验确定。 （5）对灰场区域普通压密区，应进行有计划、有组织的分区布灰，布灰完成后应及时复土种植，减少裸露的灰面，并使其尽快发挥环境、社会及经济效益。 （6）在灰场底表面平铺一层厚约500mm的粘土层，并碾压密实，力使渗漏系数达到10-7以下(由于灰场内粘土丰富，可直接在灰场内取用粘土)。同时在灰场运行期间注意进行灰场范围内及附近地下水质监测，若发现有害物质超标
