ВСЕСОЮЗНЫЙ ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ИДРОТЕХНИКИ имени Б. Е. ВЕДЕНЕЕВА

РУКОВОДСТВО ПО ПРОЕКТИРОВАНИЮ 30Л00ТВАЛ0В ТЕПЛОВЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СТАНЦИЙ

П 20-74 ВНИИГ

ВСЕСОЮЗНЫЙ ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ГИДРОТЕХНИКИ имени Б. Е. ВЕДЕНЕЕВА

РУКОВОДСТВО ПО ПРОЕКТИРОВАНИЮ ЗОЛООТВАЛОВ ТЕПЛОВЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СТАНЦИЙ

П 20-74 ВНИИГ

«ЭНЕРГИЯ» Ленинградское отделение 1974

1.6.    В зависимости от характера рельефа местности и гидрографической сети района различают следующие виды золоотва-лов (рис. 1):

равнинные, пойменные, косогорные (склоновые), овражные, подводные (в пределах водоемов).

1.7.    По конструкции золоотвалы делятся на следующие основные типы (рис. 2):

дренированный золоотвал, тип I;

золоотвал с поярусным обвалованием из золошлакового материала, тип II;

золоотвал с поярусным обвалованием из грунта, тип III;

золоотвал с ограждающей дамбой из грунта, возводимой на проектную (конечную) высоту отвала, тип IV.

Примечание. Разрешается применять на одном отвале разные типы конструкций. Например, в пределах отстойного пруда, где невозможно накопление шлакового материала, может быть запроектирована ограждающая дамба из грунта на проектную высоту отвала, а на участке прокладки разводящих пульпопроводов— поярусное обвалование из золошлакового материала.

1.8. Заполнение золоотвала может производиться по двум схемам (рис. 3):

„от дамбы к пруду", „от берега к дамбе".

Примечание. Заполнение по схеме „от берега к дамбе" может быть применено в исключительных случаях только на золоотвале с ограждающей дамбой из грунта на проектную высоту отвала и когда не предполагается его дальнейшее наращивание.

1.9.    Различают рассредоточенный и сосредоточенный способы намыва. При рассредоточенном способе сброс пульпы производится из выпусков на разводящем пульпопроводе, при сосредоточенном — из одного—двух ответвлений от разводящего пульпопровода, либо из торца пульпопровода.

1.10.    Пропуск поверхностного стока осуществляется в обход золоотвала или через него следующими способами:

1)    по обводному каналу, трассируемому в обход отвала,

2)    по трубопроводному коллектору, укладываемому по ложу отвала;

10

3)    свободным течением по территории золоотвала с предварительным подтоплением отложений золошлакового материала для обеспечения пропуска расхода воды со скоростями меньше неразмывающей скорости для таких отложений *;

4)    с аккумуляцией всего паводка в пределах золоотвала.

Примечание. Пропуск паводковых вод через территорию золоотвала свободным течением или с аккумуляцией паводка в пределах золоотвала может применяться при соблюдении правил охраны поверхностных вод и положения об охране рыбных запасов в водоемах, а также согласовании в каждом отдельном случае с органами государственного санитарного надзора, рыбоохраны, Минмелиоводхоза и другими заинтересованными организациями.

2. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ЗОЛООТВАЛЬНОГО ХОЗЯЙСТВА Основные положения проектирования

2.1.    Под золоотвал следует использовать земли, малопригодные для другого хозяйственного использования. В проекте необходимо предусмотреть наиболее полное использование отведенной территории путем возведения золоотвала на максимально возможную по техническим соображениям высоту и устройства карьеров грунта в чаше золоотвала.

2.2.    Выбор технологии намыва должен быть подчинен условию заполнения золоотвала по схеме «от дамбы к пруду», что обеспечивает отложение шлаковых фракций в зоне обвалования у наружного откоса золоотвала. При такой схеме заполнения создаются наиболее благоприятные условия для возведения обвалования из золошлакового материала и для образования надежного основания для дамб наращивания.

2.3.    Обезвоживание золошлаковых отложений путем снижения кривой депрессии обеспечивает увеличение несущей способности отложений, а также повышает статическую устойчивость откоса золоотвала. Это положение проектирования золоотвала должно лежать в основе выбора конструкции и размещения дренажных устройств.

2.4.    Золоотвал, как правило, рекомендуется назначать только для складирования золошлаковых материалов ТЭС. Стоки других промышленных предприятий разрешается направлять на золоотвал только в том случае, если они не изменят строительных свойств золошлакового материала (что затруднит его использование в народном хозяйстве), не повлияют на нормальную рабо-

¹ Мелентьев В. А., Пантелеев В. Г. О неразмывающих скоростях зольных отложений на золоотвалах тепловых электрических станций. Труды ГГИ, вып. 183. Л., Гидрометеоиздат, 1970, с. 166—179.

Пантелеев В. Г. Методика расчета и экономическое обоснование пропуска паводковых вод через территорию отвалов (хвостохранилищ, гидроотвалов и золоотвалов). — «Известия ВНИИГ», т. 99, 1972, с. 74—88.

Добкин Э. Л., Пантелеев В. Г. Методика расчета пропуска паводковых вод через отвалы при намыве «от дамбы к пруду». — «Известия ВНИИГ», т. 103, 1973, с. 58—71.

11

ту системы ГЗУ и не создадут избытка воды в системе (что приведет к необходимости периодического сброса воды из системы ГЗУ).

2.5.    При составлении проекта золоотвала необходимо учитывать возможность использования намытого золошлакового материала в народном хозяйстве. В случае наличия потребителей намытого золошлакового материала должны быть намечены конкретные мероприятия по организации разработки этого материала при условии непрерывной эксплуатации золоотвала, что достигается специальным секционированием.

2.6.    Возможные варианты расположения золоотвала проектируемой станции (или варианты наращивания существующего золоотвала действующей станции) с основными техническими и экономическими характеристиками сооружений внешнего ГЗУ и золоотвального хозяйства рассматриваются на стадии ТЭО. В результате этого рассмотрения обосновывается рекомендуемый вариант, а также необходимость выполнения научно-исследовательских работ. ТЭО согласовывается со всеми заинтересованными организациями.

2.7.    Золоотвалы проектируются в соответствии с «Временной инструкцией по разработке проектов и смет для промышленного строительства» (СН 202-69), как правило, в две стадии — технический проект и рабочие чертежи, а в некоторых случаях в одну стадию — технорабочий проект. Проект организации эксплуатации золоотвала разрабатывается в соответствии с «Типовой инструкцией по эксплуатации пульпопроводов внешнего гидрозолоудаления и золоотвалов» (ОРГРЭС, 1971 п).

Исходные данные для проектирования

2.8.    Для разработки технического (технорабочего) проекта составляется задание на проектирование комплекса внешнего ГЗУ и золоотвального хозяйства, в котором приводятся решение об утверждении ТЭО, акт выбора площадки золоотвала, трассы пульпопроводов и трубопроводов осветленной воды, а также дорог, перечисляются потребители золы, шлака и золошлаковой смеси. В задании на проектирование приводится перечень научно-исследовательских работ, необходимых для обоснования проекта.

2.9.    Разработка технического (технорабочего) проекта производится на основании следующих исходных материалов:

1) технологических данных, характеризующих род топлива, выход золы и шлака по годам и по сезонам, систему котлов и золоуловителей, характеристику системы внутристанционного золо-и шлакоудаления, типы багерных насосов и их размещение; для проектирования нового золоотвала действующей электрической станции, кроме того, приводятся данные об опыте эксплуатации ГЗУ и уже работающего золоотвала, абразивном износе пульпо-

12

проводов, обрастаний труб оборотного водоснабжения и пульпопроводов минеральными отложениями, данные об особенностях намыва золошлакового материала в летнее и зимнее время, о цементации отложений на золоотвале, об использовании золы и шлака для возведения дамб и др.;

2)    топографических, инженерно-геологических, гидрогеологических и гидрологических материалов, представляемых в соответствии с «Временным руководством по инженерным изысканиям для теплоэнергетического строительства» (Теплоэлектропро-ект, М., 1972 г.);

3)    сведений о грунтах полезных выемок и о возможности использования этих грунтов для возведения дамб золоотвала;

4)    требований о выполнении работ, вызванных изъятием земли под золоотвалы и карьеры (в соответствии с основами земельного законодательства),

2.10, Расчет выхода золошлакового материала выполняется по количеству сжигаемого топлива, его зольности, теплотворной способности и наличию недожога.

Для определения часового выхода золошлакового материала рекомендуется пользоваться следующей формулой:

*4р I ?hQh^P 100 ■ 7000 *100 J*

где Л°_зш — выход золошлакового материала, т'ч: В — расход топлива, тЫ; Ар—зольность топлива, %:    д_и    —    недожог    (доля    горючей массы топлива,

остающаяся в шлаке и золе), %\ Q_HР — низшая теплотворная способность топлива, ккал кг.

Выход золошлакового материала за год определяется по следующей формуле:

А_зт — г_{1пА_зш,

где Л_зш — выход золошлакового материала, mjzod; ir], — коэффициент полезного действия золоуловителей; п — число часов работы в год агрегатов станции.

Определение расчетных показателей физико-механических свойств намытого золошлакового материала

2.11.    Для расчетов золоотвала на фильтрацию, устойчивость откоса и осадку, а также для определения полезной емкости золоотвала должны быть известны следующие показатели физико-механических свойств намытого золошлакового материала: удельный вес и агрегатный у дельный вес, объемный вес скелета, объемный вес в состоянии естественной влажности, в водонасыщенном и во взвешенном состоянии, коэффициент фильтрации, угол внутреннего трения и сцепление, коэффициент сжимаемости или модуль деформации.

2.12.    Показатели гранулометрического состава намытого зо-лощлакового материала определяются на основе данных о гра-

13

нулометрическом составе исходных золы и шлака на станции (приложение 1) с учетом:

а)    измельчения шлаковых фракций в дробилках, багерных насосах и в пульпопроводе;

б)    фракционирования в пределах надводного откоса намыва от выпуска пульпы до уреза воды отстойного пруда и от уреза до водосброса осветленной воды.

Примечание. Метод расчета фракционирования золошлакового материала не разработан, поэтому для определения расчетных показателей гранулометрического состава намытого материала рекомендуется пользоваться золо-отвалами-аналогами.

2.13.    В сечении золоотвала рекомендуется выделить следующие зоны, различающиеся по гранулометрическому составу намытого материала: шлаковую зону, зольную зону, зону отстойного пруда. Границы зон определяются расчетом (п. 4.5).

2.14.    На стадии ТЭО при отсутствии данных лабораторных и полевых исследований расчетные, осредненные по зонам золоотвала показатели физико-механических свойств намытого золошлакового материала допускается определять с помощью формул, графиков и таблиц, приведенных в приложении 2.

2.15.    На стадии технического (технорабочего) проекта выбор осредненных по зонам расчетных показателей физико-механических свойств намытого золошлакового материала для золоот-валов первого, второго и третьего, а в особых случаях и четвертого классов капитальности рекомендуется выполнять на основании полевых и лабораторных исследований на золоотвале-аналоге или данном золоотвале (при разработке проекта его расширения или наращивания).

Расчет необходимой емкости золоотвала

2.16.    В соответствии с нормами технологического проектирования вновь вводимая в эксплуатацию электрическая станция должна располагать емкостью золоотвала, рассчитанной на срок не менее 5 лет работы (после ввода станции на полную проектную мощность). Емкость нового золоотвала действующей станции проектируется также на 5 лет работы станции.

В особых случаях, при неблагоприятных топографических, гидрологических и других местных условиях, разрешается с соответствующим обоснованием проектировать золоотвал исходя из десятилетнего срока его заполнения.

В проекте должны быть приведены технические соображения о складировании золошлакового материала в течение 25 лет.

Примечания:    1.    В    районах перспективной застройки рекомендуется

резервирование площадей для золоотвалов на весь срок возможной амортизации основного оборудования ТЭС (до 50 лет).

2. При определенных условиях, например при наличии потребителей золошлакового материала и при соответствующем обосновании, допускается уменьшение емкости проектируемого золоотвала.

2.17.    Необходимая емкость золоотвала для заполнения в течение каждого года эксплуатации станции вычисляется по формуле:

_{W =} J2SL_t

Ыск

где W—емкость золоотвала, .и³; Л_зш —годовой выход золошлакового материала, т\ тг]₃ — коэффициент заполнения золоотвала; для небольших (менее 5 млн. м³) золоотвалов т₍₃ = 0,75—0,80, для золоотвалов большей емкости r_i3 = 0,85—0,90; y_ck — осредненный объемный вес скелета золошлакового материала, намытого в отвал, т м³.

Назначение класса капитальности золоотвала

2.18.    Классификацию золоотвалов по капитальности следует определять по конечной проектной высоте золоотвала согласно табл. 1.

2.19.    Класс капитальности золоотвалов может быть повышен или понижен в связи с особенностями района расположения золоотвала, ответственностью сооружений и. их значением для нормальной эксплуатации станции.

Повышение класса капитальности золоотвалов допускается:

если авария золоотвала влечет за собой катастрофические последствия для населенных пунктов, крупных предприятий, железнодорожных магистралей, каналов.

если в системе оборотного водоснабжения ГЗУ при аварии сооружения нельзя быстро восполнить недостаток воды из другого источника и предупредить простой электрической станции.

Снижение классов капитальности золоотвалов разрешается: если золоотвал располагается в малонаселенном, неосвоенном в хозяйственном отношении районе;

если вблизи золоотвала нет населенных мест, промышленных предприятий и других объектов, которые могли бы пострадать в результате аварии сооружения на золоотвале;

если имеется резервная емкость для укладки золошлакового материала, которая может быть быстро включена в эксплуатацию при аварии сооружения на золоотвале.

Рекомендации по выбору вида золоотвалов в зависимости от рельефа местности

2.20.    Равнинные золоотвалы устраиваются в районах с малопересеченным рельефом, поэтому такие золоотвалы требуют прокладки разводящих пульпопроводов значительной длины для равномерного намыва золошлакового материала по периметру. Вы-

15

сота золоотвала (конечная) и его площадь определяются технико-экономическим сравнением вариантов. Особенность равнинного золоотвала — малый приток к водосбросным сооружениям поверхностных вод, поэтому пропускная способность этих сооружений определяется в основном расходом осветленной воды.

2.21. Пойменные золоотвалы устраиваются в поймах рек. Их отличие от равнинных заключается в необходимости защиты наружного откоса от воздействия течения реки. Расчетный расход реки для определения высоты крепления принимается в зависимости от класса капитальности золоотвала по данным табл. 2¹.

Таблица 2    ²-²²‘    Косогорные    (скло-

новые) золоотвалы устраиваются на склонах возвышенностей выше уровня затопления паводковыми водами.

2.23. Овр ажные золоотвалы создаются путем перегораживания оврагов, балок и других естественных углублений местности с относительно небольшими уклонами дна (менее 0,10). Овражные золоотвалы обычно имеют большую высоту, поэтому их инженерно-геологическому обоснованию должно быть уделено особое внимание. Для замыва овражных золоотвалов, требуется сравнительно небольшая длина разводящих пульпопроводов. Как правило, проектирование овражных золоотвалов оказывается целесообразным, поскольку используется естественная емкость, созданная природой, а ограждение требуется лишь с одной (низовой) стороны отвала.

2.24.    Выбор схем сбора и отвода поверхностного стока при создании золоотвала должен основываться на технико-экономическом сопоставлении вариантов с учетом местных топографических, гидрологических и других условий.

2.25.    Подводными золоотвалами в ряде случаев могут служить естественные водоемы, непригодные для рыбохозяйственного, питьевого и культурно-бытового водопользования, а также заливы озер, водохранилищ и староречья. Для избежания загрязнения всего водоема необходимо устройство дамбы по водной границе золоотвала.

2.26.    При проектировании равнинных, косогорных и пойменных золоотвалов рекомендуется предусматривать деление золоотвала, как минимум, на две секции — рабочую и резервную, путем устройства межсекционной дамбы. Площадь и емкость каждой

секции следует принимать приблизительно равными. Межсекци-онную дамбу рекомендуется возводить из золошлакового материала.

На овражных золоотвалах деление на секции производится только при наличии особых требований (п. 2.5).

Выбор площадки для золоотвала

2.27.    Выбор площадки для золоотвала ТЭС выполняется на стадии ТЭО одновременно с выбором места строительства станции.

2.28.    При выборе площадки под золоотвалы необходимо руководствоваться следующими требованиями.

1.    Образование необходимой емкости золоотвала при минимальных капитальных затратах на сооружение всей системы ГЗУ в установленные сроки, а также минимальных эксплуатационных затратах включая эксплуатацию системы внешнего ГЗУ.

2.    Максимально возможное сохранение гидрологических, гидрогеологических, экологических и других условий в районе расположения золоотвала во время его эксплуатации.

3.    Расположение золоотвала с подветренной стороны к направлению доминирующих ветров (по розе ветров) от электрической станции, промышленных предприятий, населенных пунктов и охранной зоны источников водоснабжения во избежание последствий пыления.

4.    Использование непригодных или малопригодных для сельского хозяйства угодий, заболачиваемых понижений рельефа с небольшой площадью водосбора, выработанных карьеров и шахт. Кроме того, при выборе площадки под золоотвал следует учитывать возможность строительства на прилегающей территории жилых поселков, промышленных предприятий, дорог, линий электропередачи, а также расширения электрической станции.

2.29.    Если в районе расположения золоотвала залегают грунтовые воды, которые используются или могут быть использованы для водоснабжения населенных пунктов, то в проекте должен быть рассмотрен вопрос о возможности влияния фильтрующейся из золоотвала воды на качество грунтовых вод. В случае особых требований должны быть разработаны мероприятия по предотвращению утечки фильтрационной воды путем устройства противофильтрационных завес, сплошного экранирования ложа золоотвала и др.

Разработка подобных мероприятий должна быть предусмотрена и при проектировании золоотвалов, расположенных в непосредственной близости от водоемов для рыбохозяйственного, питьевого и культурно-бытового водопользования.

2.30.    В случае отсутствия вблизи ТЭС подходящей площадки для золоотвала и при необходимости перекачки золошлаковой пульпы на большие расстояния, следует рассмотреть возмож- ³

ность (взамен установки багерных насосов второго и третьего подъема) устройства промежуточного отвала ограниченной емкости (например, на годичный выход золы и шлака), куда транспортируется золошлаковый материал насосами ГЗУ из здания станции. Перекачка золошлакового материала из промежуточного отвала в дальний отвал может производиться с помощью плавучего земснаряда.

2.31.    При раздельной системе ГЗУ, в случае наличия реальных потребителей золошлакового материала, должны быть запроектированы два отвала: один — для золы, второй — для шлака. В зависимости от местных условий отвалы для золы и для шлака могут располагаться или рядом, примыкая друг к другу в виде секций, или раздельно (на разных площадках).

Примечание. Вследствие больших гидравлических потерь при гидротранспорте шлака целесообразно размещать отвал для шлака ближе к станции, а золу транспортировать в дальний отвал.

2.32.    Золоотвал должен быть соединен автомобильной дорогой с ближайшими дорогами или с территорией электрической станции. Дорогу рекомендуется прокладывать вдоль трассы магистральных пульпопроводов «электрическая станция — золоотвал».

3. ПРОЕКТИРОВАНИЕ КОНСТРУКЦИИ ЗОЛООТВАЛА Выбор типа конструкции

3.1.    Золоотвалы — намывные гидротехнические сооружения, поэтому при выборе типа их конструкции должны быть обеспечены:

устойчивость наружных откосов на всех этапах возведения зо-лоотвала;

фильтрационная прочность тела дамб и намытого материала;

надежность работы дренажных устройств в разные времена года и на разных этапах возведения золоотвала;

надежность защиты наружного откоса от воздействия атмосферных осадков;

достаточность превышения гребня дамб над эксплуатационным уровнем отстойного пруда (учитывая при этом и нормативную для данного района глубину промерзания).

3.2.    Из рассмотренных настоящим «Руководством» конструкций золоотвалов (и. 1.7) кроме дренированных — тип I наиболее рациональной и экономичной является конструкция золоотвала с поярусным обвалованием из золошлакового материала (тип II), поэтому при выборе типа конструкции необходимо прежде всего оценить физико-механические свойства и химико-минералогический состав намываемого золошлакового материала и установить возможность и целесообразность осуществления в конкретных условиях соответствующих дренажных устройств.

18

Примечание. Надежность этой конструкции обеспечивается отдалением отстойного пруда от дамбы наращивания на расстояние, при котором образуется защитный пляж из намытого золошлакового материала (п. 3.25).

3.3.    Предварительная оценка пригодности исходного на ТЭС золошлакового материала для возведения золоотвала II типа дается по одной из следующих характеристик:

1.    По химико-минералогическому составу с учетом того, что для поярусного обвалования и в качестве основания для дамб наращивания пригоден золошлаковый материал с достаточно высокой цементирующей способностью, характеризующийся наличием кальций- и магнийсодержащих минералов (свободная окись кальция и магния, двухкальциевый силикат, гипс), суммарное содержание CaO + MgO в которых в пересчете на окисную форму составляет 25% и более.

Этими свойствами обладают золошлаковые материалы сланцев, углей канско-ачинских, ангренских и других, а также торфа некоторых месторождений.

2.    По гранулометрическому составу с учетом того, что пригодность золошлакового материала для возведения дамб наращивания (без специальных мер по защите откоса дамб наращивания от размыва потоками пульпы) и в качестве основания для дамб определяется содержанием шлаковых фракций в исходном составе золошлакового материала в количестве более 20%. При намыве такого материала вблизи пульпопровода откладывается золошлаковый материал с преобладающим содержанием шлака.

Примечания:    1.    Указанный    гранулометрический    состав    имеют золо

шлаковые материалы, образующиеся от сжигания топлив с низкой температурой плавления минеральной части — угли донецкие, кузнецкие и некоторые другие.

2.    Для обоснования проекта золоотвалов II типа необходимо пользоваться данными полевых и лабораторных исследований намытого золошлакового материала на золоотвале-аналоге или на данном золоотвале при его наращивании.

3.    Вопрос применения золоотвала II типа при недостаточном количестве крупных фракций исходного золошлакового материала может быть рассмотрен с учетом возможности использования классификаторов различных конструкций, разработанных, например, ВНИИНеруд, ВНИИ ГС и др., с тем, чтобы обеспечить подачу в зону обвалования золошлакового материала требуемого гранулометрического состава. Целесообразно применить также способ раздельного намыва с отбором шлаковых фракций через донные выпуски на разводящем пульпопроводе и отводом зольных фракций в торец разводящего пульпопровода (п. 7.17).

3.4.    При отсутствии цементирующих свойств золошлакового материала и недостаточном содержании шлаковых фракций рекомендуется возводить золоотвалы III типа с поярусным обвалованием из песчаного или крупнообломочного грунта отсыпкой или намывом его на отложения золошлакового материала. Разрешается использовать для поярусного обвалования глинистый грунт при обязательном применении дренажных устройств (примечание к п. 3.2),

2*

УДК 621.182.9

«Руководство по проектированию золоотвалов ТЭС» является уточненным и существенно расширенным переизданием аналогичных «Указаний», разработанных и выпущенных в 1965 г. ВНИИГом им. Б. Е. Веденеева.

«Руководство» составлено с учетом современных требований к намывным гидротехническим сооружениям и дополнено рядом разделов, освещающих основные положения проектирования, выбор конструкций золоотвалов, использование золо-шлаковых материалов для возведения дамб наращивания, расчеты отстойных прудов и водного баланса при оборотном водоснабжении систем ГЗУ, а также вопросы эксплуатации золоотвалов.

Значительно расширены приложения, в которых отражены результаты изучения физико-механических свойств и химико-мииералогического состава золошлаковых материалов, выполненного ВНИИГом, Теплоэлектропроектом и УФТИ. Приведена методика фильтрационных расчетов золоотвала, расчета устойчивости откосов золоотвала и др. «Руководство» разработано во ВНИИГе им. Б. Е. Веденеева при участии Тепло-электропроекта.

(6) Всесоюзный научно-исследовательский институт гидротехники имени Б. Е. Веденеева (ВНИИГ), 1974

3.5.    Высота дамб наращивания из золошлакового материала или грунта и способ производства работ устанавливаются в результате технико-экономического сопоставления вариантов с'уче-том продолжительности возведения дамб для образования нормативной емкости золоотвала.

3.6.    Не рекомендуется возводить дамбы наращивания золоот-валов II и III типа на отложениях золошлакового материала, образовавшихся в пределах отстойного пруда (в зоне подводного намыва). Такие отложения будучи в водонасыщенном состоянии характеризуются высокой пористостью и низкими прочностными свойствами, поэтому их использование в качестве основания для дамб наращивания может быть разрешено лишь после проведения соответствующих инженерно-геологических работ и геотехнических исследований для назначения мероприятий по упрочнению этих отложений.

3.7.    Для упрочнения отложений нецементирующейся мелкой золы в зоне отстойного пруда с целью использования этих отложений как основания для дамб наращивания могут применяться различные методы искусственного химического закрепления, песчаные сваи большого сечения, уплотнение отложений камуфлет-ными взрывами и др. Выбор способа упрочнения отложений золы производится на основании технико-экономического сопоставления с обоснованием соответствующими исследовательскими работами.

3.8.    На золоотвалах II и III типов (с поярусным обвалованием из золошлакового материала и из грунта) в пределах низового клина золоотвала возводится до начала эксплуатации первичная дамба, которая предназначена:

1)    для образования начальной емкости отвала;

2)    для создания отстойного пруда, достаточного по размерам, чтобы осветлить воду в первый период эксплуатации.

Высоту первичной дамбы и образуемую ею емкость золоотвала назначают на основании технико-экономических расчетов с учетом условий производства работ по возведению дамбы, местоположения карьеров грунта и схемы заполнения отвала.

3.9.    При выборе материала для первичной дамбы необходимо учитывать последующие эксплуатационные условия работы золоотвала как напорного гидротехнического сооружения.

Для обеспечения нормальных условий эксплуатации золоотвала первичная дамба должна выполнять роль дренажной призмы, поэтому в качестве материала для нее рекомендуется использовать хорошо фильтрующий материал (горная масса, крупнообломочный грунт, песок), коэффициент фильтрации которого, во всяком случае, выше коэффициента фильтрации намытого золошлакового материала. При отсутствии фильтрующего материала для возведения первичной дамбы может быть использован глинистый

20

ПРЕДИСЛОВИЕ

В «Указаниях по проектированию золоотвалов тепловых электрических станций» (Л., «Энергия», 1965) рассматривались основные вопросы проектирования золоотвалов с учетом научно-исследовательских работ, опыта проектирования, строительства и эксплуатации золоотвалов до 1961 г.

За десятилетний период со времени ввода в действие «Указаний» значительно возросли мощности тепловых электрических станций и соответственно увеличился выход золошлакового материала на станциях, использующих твердое топливо. К настоящему времени объем уложенного золошлакового материала на отвалах некоторых станций составляет десятки миллионов кубических метров, а высота отвалов достигает 40 м.

Современные золоотвалы тепловых электрических станций являются ответственными гидротехническими сооружениями, авария которых может привести к тяжелым последствиям не только для станции, но и для многих объектов народного хозяйства и населенных пунктов, расположенных вблизи отвала.

В 1970—1973 гг. ВНИИГом и Теплоэлектропроектом на 58 электрических станциях и золоотвалах изучены физико-механические свойства золошлаковых материалов многих твердых топлив, выполнены исследования отстойных прудов, обобщен накопленный опыт проектирования, строительства и эксплуатации золоотвалов.

Кроме того, в связи с опубликованием в 1971 г. Основ водного законодательства СССР и в 1972 г. Постановления ЦК КПСС и Совета Министров СССР об усилении охраны природы и улучшении использования природных ресурсов, особенно остро встали вопросы оборотного водоснабжения систем гидрозолоудаления и осветления воды на золоотвалах.

Все это послужило основанием для пересмотра «Указаний по проектированию золоотвалов» и переработки их с учетом современных требований к проектированию этих специфических объектов энергетического строительства.

В настоящее время известны четыре типа конструкции золоотвалов ТЭС:

I. Дренированные золоотвалы.

И. Золоотвалы с поярусным обвалованием из золошлакового материала.

3

III.    Золоотвалы с поярусным обвалованием из грунта.

IV.    Золоотвалы с ограждающей дамбой из грунта, возводимой на проектную высоту отвала.

Идея дренированного золоотвала заключается в том, что намыв золошлакового материала производится на основание с развитой дренажной сетью, служащей для сбора водной составляющей пульпы, которая профильтровывается через намытые отложения. Таким образом, на дренированном золоотвале осветление воды происходит за счет фильтрации в отложениях золошлакового материала. На таком золоотвале не требуется возведения обвалования, поскольку формирование откоса намыва обусловлено инфильтрацией водной составляющей пульпы.

Вопросы проектирования и расчета дренированных золоот-валов настоящим «Руководством» не регламентируются, ввиду незавершенности соответствующих исследований в 1973 г. Предполагается, что «Руководство по проектированию дренированных золоотвалов» будет разработано после окончания полного комплекса исследований.

В целях повышения качества проектирования золоотвалов и усиления авторского надзора за их строительством, особенно в случае использования золошлакового материала для поярусного обвалования, настоящим «Руководством» золоотвалу присвоено следующее определение:    «золоотвал    —    гидротехническое    соору

жение, намываемое из золошлакового материала в процессе его складирования». На основе этого определения в «Руководстве» введена новая терминология для отдельных элементов отвала. Исключен термин «ограждающая дамба золоотвала», который имел в виду условный объем намытого золошлакового материала в пределах низового клина золоотвала. Вместо этого в «Руководстве» введены следующие термины для отдельных элементов золоотвала с поярусным обвалованием: «первичная дамба» и «дамба наращивания». Термин «ограждающая дамба» оставлен лишь для золоотвала IV типа, на котором дамба из грунта возводится на проектную' высоту отвала и служит как бы подпорной стенкой для намытого золошлакового материала.

При составлении «Руководства» использованы «Временные указания по применению в проектах золоотвалов рассредоточенного выпуска пульпы из золопроводов и устройству дрен внутри золоотвалов» (Теплоэлектропроект, 1971 г.) и «Типовая инструкция по эксплуатации пульпопроводов внешнего гидрозолоудаления и золоотвалов» (ОРГРЭС, 1971 г.).

«Руководство» разработано с учетом отзывов и замечаний следующих организаций:    Среднеазиатского    отделения    ТЭП,

Львовского отделения ТЭП, Рижского отделения ТЭП, Киевского отделения ТЭП, Союзводоканалпроекта. Промэнергопроекта, НИИ гигиены имени Ф. Ф. Эрисмана, ОРГРЭСа, Южного отделения ОРГРЭСа, Управления по водным проблемам и очистке сточных вод Минмелиоводхоза РСФСР, ЦУРЭНа Минрыбхоза

4

СССР, заместителя Главного государственного санитарного врача СССР. Кроме того, в окончательный текст «Руководства» внесены замечания и пожелания комиссии ученого совета ВНИИГа и специалистов Теплоэлектропроекта.

«Руководство» разработано в лабораториях земляных гидросооружений и гидропневмотранспорта ВНИИГа им. Б. Е. Веденеева ст. научн. сотр., доктором техн. наук В. А. Мелентьевым и ст. инженером Э. Л. Добкиным.

Приложения составили сотрудники Института: мл. научн. сотр., канд. техн. наук В. Г. Пантелеев (приложения 1 и 2), ст. инженер Т. М. Гольдина (приложение 3) и мл. научн. сотр., канд. техн. наук Т. В. Матрошилина (приложение 5). Рекомендации по борьбе с пылением разработаны ст, инженером лаборатории гидроизоляции ВНИИГа В. Н. Яковлевым.

От Института «Теплоэлектропроект» в составлении «Руководства» приняли участие — зам. гл. инженера Г. С. Агеев, гл. гидротехник Р. Г. Минасян, гл. специалист по гидрозолоудалению Т. Н. Булычев и гр. инженер Д. С. Седлович.

Настоящее «Руководство» согласовано с заместителем Главного государственого санитарного врача СССР, с Главрыбводом Минрыбхоза СССР и с Управлением по водным проблемам и очистке сточных вод Минмелиоводхоза РСФСР.

«Руководство» утверждено решением Главниипроекта Минэнерго СССР № 41 от 15 марта 1974 г. С выходом в свет «Руководства» аннулируются «Указания по проектированию золоотва-лов тепловых электрических станций», МЭиЭ-63, переведенные решением Главниипроекта № 132 от 8/IV 1972 г. в разряд пособий.

Министерство Руководство П 20-74 энергетики по проектированию внииг и электрификации золоотвалов тепловых СССР электрических станций взамен МЭиЭ-63

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ Область применения

1.1.    Настоящее «Руководство» регламентирует вопросы проектирования золоотвалов, предназначенных для складирования золошлаковых материалов, удаляемых с тепловых электрических станций гидравлическим транспортом.

1.2.    При проектировании золоотвалов, расположенных в сейсмических областях (более 6 балл), в районах распространения вечной мерзлоты, на участках с просадочнымн грунтами, в горных районах, подверженных действию селевых потоков и т. д., кроме настоящего «Руководства» следует применять соответствующие специальные нормативные документы, а также учитывать имеющийся опыт строительства в аналогичных условиях.

Терминология

1.3.    При проектировании золоотвалов надлежит придерживаться следующей терминологии.

Золошлаковый материал — смесь негорючих веществ, оставшихся после полного сгорания топлива.

Зола (летучая зола)—частицы золошлакового материала, которые выносятся дымовыми газами из топки и улавливаются золоуловителями.

Шлак — частицы золошлакового материала крупностью более 0,25 мм по строительной классификаций. По теплотехнической классификации шлак — материал, который образуется в топке котла и скапливается по мере сгорания топлива в шлакосборни-ках.

Золошлаковая, золовая, шлаковая пульпа — смесь золошлакового материала или золы, шлака с водой.

Пульпопровод (золошлакопровод, золопровод, шлакопро-вод) —трубопровод, по которому транспортируется золошлаковая, золовая, шлаковая пульпа.

Внесено Всесоюзным научно-исследовательским Утверждено Срок введения институтом гидротехники Гла вни ипроектом им. Ё>. Е. Веденеева и Всесоюзным Минэнерго СССР IV кв. государственным проектным решением № 41 1974 г. институтом Теплоэлектропроект от 15 марта 1974 г.

6

Золоотвал, шлакоотвал — гидротехническое сооружение, намываемое из золошлаковых материалов в процессе их складирования.

Шлаковая зона золоотвала — зона отложения шлаковых частиц, пространство между которыми заполнено золой, образующаяся в результате фракционирования материала при намыве.

Зольная зона — зона отложения зольных частиц.

Первичная дамба — дамба, возводимая до начала заполнения золоотвала и предназначенная для образования начальной емкости отвала. Конструктивно первичная дамба является частью низового клина золоотвала. Низовым клином именуется часть сечения золоотвала от оси дамбы, примыкающая к наружному откосу.

Дамба наращивания (дамба обвалования, обвалование) — дамба из золошлакового материала или из грунта, возводимая на поверхности намытого золошлакового материала и предназначенная для предотвращения растекания пульпы на наружный откос золоотвала.

Ограждающая дамба — дамба из грунта, возводимая на проектную или конечную высоту отвала и служащая как бы подпорной стенкой для намытого золошлакового материала.

Откос намыва (пляж) —поверхность отложений золошлакового материала выше уровня воды отстойного пруда, в пределах которой происходит осаждение из потока пульпы частиц золы и шлака.

Отстойный пруд (золоогстойник) —водоем в пределах золоотвала, предназначенный для осаждения наиболее мелких частиц золы, т. е. для осветления воды.

Подводный откос намыва — поверхность зольных отложений ниже уровня воды.

Осветленная вода (сбросная вода) —вода, отводимая из отстойного пруда.

Водосброс осветленной воды — сооружение для приема осветленной воды из отстойного пруда и для регулирования уровня воды в отстойном пруде. В качестве водосбросов, как правило, применяются водосбросные колодцы.

Коллектор осветленной воды (водоотводящий коллектор) — трубопровод, предназначенный для отвода осветленной воды от водосброса.

Примечание. В скобках приведены не рекомендованные, но имеющие распространение термины.

Классификация систем гидрозолоудаления и золоотвалов

1.4. Различают следующие системы гидрозолоудаления (ГЗУ):

совместную, когда при удалении золы и шлака осуществляется смешение золовой и шлаковой пульпы, которая

7

транспортируется по общим пульпопроводам и поступает в один отвал, и

раздельную, когда удаление золы и шлака осуществляется без смешения, транспортирование золовой и шлаковой пульпы производится по отдельным пульпопроводам, а складирование— на разных отвалах.

Примечание. Раздельная система ГЗУ применяется при соответствующем технико-экономическом обосновании или при наличии реальных потребителей золы или шлака ТЭС.

Рис. 1. Виды золоотвалов а—равнинный золоотвал; б—пойменный золоотвал; 0-овражный-золоотвал; 1—пульпопровод; 2—выпуски; 3—водосбросной колодец; 4—коллектор осветленной воды; 5—водоотводной'канал.

1.5. Системы водоснабжения ГЗУ могут быть: оборотными, когда отводимая из отстойного пруда осветлен-

8

ная вода возвращается на ТЭС и повторно используется для ГЗУ или других нужд станции,

прямоточными, когда осветленная вода сбрасывается из золо-отвала в прилегающие водоемы, а подача воды для ГЗУ производится из системы водоснабжения ТЭС.

/-дренированный золоотвал; //—золоотвал с поярусным обвалованием из золо-шлакового материала; ///-золоотвал с поярусным обвалованием из грунта; IV—золоотвал с ограждающей дамбой из грунта; а-первичная дамба; 6—дамба наращивания из золошлакового материала; б^г — то же, из грунта; в—проектный

откос.

Примечание. Прямоточная система водоснабжения может применяться лишь в исключительных случаях при соответствующем технико-экономическом обосновании и соблюдении правил охраны поверхностных вод и положения об охране рыбных запасов в водоемах, а также согласовании с органами санитарного надзора, рыбоохраны, Минмелиоводхоза и других заинтересованных организаций.

9

1

«Указания по определению расчетных гидрологических характеристик», СН 435-72. Гидрометеоиздат, 1972, 19 с.

2

16

3

   17