某火力发电厂贮灰场的设计

【摘 要】 首先对某火力发电厂贮灰场条件进行介绍，然后提出了贮灰场设计方案——灰场平面布置、坝型选择、环保措施、灰场运行管理。

【关键词】 贮灰场 设计 环保 运行

1 场条件

1.1 灰场地形地貌

灰场地貌由丘陵及U形丘谷组成，距电厂北约600m，交通运输较为方便。灰场南、西面为山地丘陵，东面为进厂道路，北面有一个开口建灰坝。灰坝坝址左岸山体顶高25.58m，右岸进厂道路路面高20.0m，西、北面山体顶高76.8m。将灰堆至20m标高后按1：3.5的坡度将灰堆至49.0m标高，当堆灰标高为49.0m时，灰场容积约107.3hm3。按2×600MW机组计算，在不考虑综合利用的情况下，贮灰年限约 2.5年。灰场内无拆迁。

1.2 灰场的岩土工程条件

1.2.1 地层岩性

根据《广东省区域地质图》及勘测成果，灰场的主要地层岩石为上覆第四系人工堆积的填土、冲洪积沉积层和下伏早白垩纪中细粒二长花岗岩（γ52（3））。上覆第四系的地层主要以人工填土、淤泥质粘土、砂土层及粘性土为主，其下为风化土层；下伏基岩为早白垩纪中细粒二长花岗岩（γ52（3））。场地岩土分层见表1：

1.2.2 坝肩稳定性分析

根据钻孔资料，在坝址上部覆盖土层自上而下为冲洪积松散状的粗砂层②、冲淤积淤泥质土③、冲洪积稍密状的粗砂④、可塑状粉质粘土⑤、中密状粗砂⑥、坡积粉质粘土⑦、残积砾质粘性土⑧，下伏为全风化～强风化花岗岩⑨。

坝址上部覆盖土层中的松散状的粗砂层②和稍密状的粗砂④层，在地震效应作用下，存在严重的砂土液化现象。冲淤积淤泥质土③为软弱土层，属可发生震陷的土层；这些土层在外部条件（附加应力、地震效应等）发生改变时，会发生严重砂土液化、软土挤出而塌陷等情况，因此这些土层为不稳定的软弱土层，对坝基的稳定性影响较大，坝基的稳定性较差。

因上部软弱土层对坝基的稳定性带来威胁，建议筑坝时应将其清除或人工处理，以确保坝基稳定。

坝址下部的中密状粗砂、坡积粉质粘土、残积土层以及全风化、强风化花岗岩，其物理力学性能良好，可作为坝基基础的主要持力层。

1.2.3 坝基渗漏分析

根据注水试验结果，坝址地段上覆地层中的坡积粉质粘土层⑦属弱透水层，残积砾质粘性土层⑧属微透水～弱透水层，全风化花岗岩层⑨1属中等透水～微透水层，强风化花岗岩层⑨2属弱透水层。

由现场注水试验及其土层特征，淤泥质土层③、冲洪积粉质粘土层⑤均属弱透水～微透水层，冲洪积松散状粗砂层、稍密状的粗砂层、中密状的粗砂层，没有进行注水试验，根据其土层特征及室内渗透试验数据（水平渗透系数为1.58E-03，属中等透水层），该层属中等透水～强透水层。

当库区灰水壅高之后，将导致坝址上下游的渗透坡降增大，会产生坝基渗漏与绕坝渗漏等问题，而坝址上部覆盖土层的松散状～中密状的粗砂层属中等～强透水层，因此建坝时需采取适当的防渗漏处理措施。如帷幕化学灌浆处理等等，使坝基及坝肩两侧下伏地层的渗透性满足有关的规程规范要求。

2 灰场设计方案

2.1 灰场平面布置

灰场南、西面为山地丘陵，东面为进厂道路，北面有一个开口，根据贮灰场山谷地形，灰坝建在此处。由于本期工程采用气力干除灰，汽车运输方式，因此考虑用干灰辗压筑坝。灰场内设排水管沟，由排水管沟引至灰水池，进行沉淀澄清后，供灰场洒水抑尘用。灰水池溢水由道路箱涵排出。

灰场征地东西向长约240m，南北向宽约500m，征地面积约 8.3hm2。坝顶标高20m，当堆灰标高为20.0m时，占地约7.1hm2，灰场容积约68.8hm3。按2×600MW机组计算，年灰渣量约45.46ht，灰渣比按0.9t/m3，年灰渣量约50.5hm3，在不考虑综合利用的情况下，贮灰年限约1.4年。将灰堆至20m标高后按1：3.5的坡度将灰堆至49.0m标高，当堆灰标高为49.0m时，灰场容积约127.3hm3。按2×600MW机组计算，在不考虑综合利用的情况下，贮灰年限约2.5年。

灰坝采用碾压堆石坝，坝顶标高20m，坝长约270m，内外边坡采用1：1.5，坝高10m，坝顶宽4m。筑坝材料可以取厂区平整的石料。灰场喷洒水考虑利用雨水回收。

灰场投入使用后，应设灰场管理站，站内配有推土机，压路机、洒水车、淋喷设施等，由于离厂区较远，站内设机具库，在主坝下游设一座300m3的蓄水及灰水回收池。

灰场周围山坡洪水通过灰库上游截洪沟进行截流排入附近水沟；灰场内渗入的雨水通过排水沟贮存在水池中过滤澄清后做灰场喷洒水使用。

2.2 灰场的坝型选择

灰场坝型采用碾压堆石坝，不考虑坝顶通车，坝长约270m，内外边坡采用1：1.5，坝高10m，坝顶宽4m；筑坝材料，可以取厂区平整的石料。为防止灰渣流出坝体，在堆石坝上游敷设一层土工膜。当灰面达到标高20.0m时，用干灰辗压到标高49.0m。见“灰场纵剖面图”。

2.3 灰场的环保措施

库区作防渗铺盖处理，即对灰场库区范围内地表层平整后，铺一层土工膜（二布一膜），其上覆盖0.3m厚的碾压粘土。

运至灰场的调湿干灰应按分块的原则堆置，已调湿的灰要及时铺平碾压，达到设计干密度要求，并使得碾压后的作业面形成一层固结的硬壳，减少大风扬尘。汽车卸灰后，先用推土机将灰推平，再用振动碾压机将灰逐层压实，边角部位用手扶式振动压路机压实。灰面定期洒水防止二次扬尘，洒水时应少洒、勤洒，应注意对灰场边角和陡坎处的碾压，并适时洒水防止飞灰。灰场堆灰到设计标高后，应立即覆土并种植草皮（如图1）。

2.4 灰场运行管理

电厂采用干除灰系统，灰、渣除了综合利用外，剩余部分经用水调湿后直接运至灰场，灰场内修建简易运灰道路随灰面升高在灰场内也逐渐升高。

在灰场运行初期，为防止坡面雨水对填筑作业区的影响，需在堆灰作业中靠岸坡处，随灰面的升高始终形成一边沟，将区内的雨水导入排水溢流竖井，排出灰场。

干灰的堆放必须从灰场的北侧开始分区、分块辗压，逐渐向南侧的方向推进，辗压的灰面坡度为1：10.0，坡向灰场斜槽排水口方向。为了提高干灰的密实度，每层辗压干灰的厚度小于30cm，并按最优含水量洒水辗压。堆灰外边坡为1：3.5，每隔8m高设一宽3m的马道。卸下的灰渣应即时摊铺，即时洒水辗压，灰场形成的永久边坡采用草皮护坡，当最终灰面堆至标高49.0m时，灰场不再加高，在最终灰面上覆耕土50cm厚以还田或植树绿化。

调湿干灰用自卸载重汽车（密封式运灰专用车）运到灰场，灰场附近设一个管理站。灰场管理站配备经专门培训的管理人员，对灰场的运行进行管理，确保灰场安全、经济运行。

灰场管理机械设备见表2。

参考文献：

[1]GB50660-2011大中型火力发电厂设计规范.北京：中国计划出版社，2011.

[2]火力发电厂干式贮灰场设计导则[K].中国电力工程顾问集团公司.

[3]涂光灿.粉煤灰固结填筑灰坝的试验研究及应用[J].电力勘测设计，2003（3）.