一种变电站废铅蓄电池暂存仓库设计方法

赵玉才 郭阳 赵玉富

摘要：变电站到期退役后的废铅蓄电池已经被列入《国家危险废物名录（2021版）》，其废物类别及代码为HW31（900-052-31），对生态环境和人体健康具有毒性和腐蚀性。按照国家电网有限公司规定，危险废物需委托具有危险废物许可相关资质的企业进行处置。在其报废后和委托相关企业处置前有一段暂存时间，如暂存不规范，可能会对周围的环境造成污染。针对这种情况提出一种变电站废铅蓄电池暂存仓库设计方法，可有效规范变电站废铅蓄电池暂存管理工作，避免造成环境污染，实现变电站用铅蓄电池在电网领域内全生命周期环境无害化监督管理。

关键词：变电站；废铅蓄电池；暂存仓库；环境；无害化

中图分类号：X705文献标识码：A文章编号：1003-5168（2021）35-0101-04

A Storage Design Method for Waste Lead Batteries in Substations

ZHAO Yucai1GUO Yang1ZHAO Yufu2（1.Henan Jiuyu Enpai Electric Power Technology Co.， Ltd.， Zhengzhou Henan 450052；2.State Grid Henan Electric Power Company Marketing Service Center， Zhengzhou Henan 450052）

Abstract： The waste lead batteries after the substation expires and are decommissioned have been included in the National Hazardous Waste List （2021 edition）， and their waste category and code is HW31 （900-052-31）， which is toxic and corrosive to the ecological environment and human health. According to the State Grid Co.， Ltd.， the disposal of hazardous waste should be entrusted to enterprises with the relevant qualifications of hazardous waste permit， after its scrapping and before entrusting the relevant enterprises to dispose of， there is a period of staging time， such as temporary non-standard， may cause pollution to the surrounding environment. In this paper， a temporary storage method for waste lead batteries in substations is proposed， which can effectively standardize the temporary management of waste lead batteries in substations， avoid causing environmental pollution， and realize the environmentally sound supervision and management of lead batteries for substations throughout the life cycle in the field of power grid.

Keywords： substations；waste lead batteries；temporary storage；environment；innocuous

1設计背景

目前，变电站直流电源系统用的铅蓄电池主要为固定型阀控式密封铅蓄电池，使用寿命为10～12年，有密封性好、不用补充电解液和蒸馏水、大电流放电能力强等优点[1-2]。但是废铅蓄电池已经被列入《国家危险废物名录》，属于危险废物。按照《中华人民共和国固体废物污染环境防治法》规定，产生废铅蓄电池的单位需要委托具有废铅蓄电池相关资质的企业对废铅蓄电池进行处置。

一般情况下，变电站退役后的铅蓄电池状态较好，极少有破裂和漏液现象发生。变电站退役铅蓄电池状态较好，对暂存环境要求较低，且暂存时间较短，因此暂存点大多为小量暂存网点，而很少设计专业标准的废铅蓄电池暂存仓库。建设专业的废铅蓄电池贮存仓库，需要申报基础建设并评估对周围环境的影响。根据《中华人民共和国环境影响评价法》《建设项目环境影响评价分类管理名录（2021年）》的规定，含有有毒、有害危险品的仓储项目应编制环境影响报告表，还需要在当地生态环境部门备案，由专门培训的专业人员管理。按照《危险废物贮存污染控制标准》（GB 18597—2001）和《废铅蓄电池处理污染控制技术规范》（HJ 519—2020）相关要求，设计一种用于暂存变电站废铅蓄电池的仓库，具有重要的实际意义[3]。笔者只介绍变电站废铅蓄电池暂存仓库设计，不涉及规划、选址、环境评价以及运行管理等环节。

2总体设计布局

图1为变电站废铅蓄电池暂存仓库总体设计示意图，暂存仓库内共分为办公区、免维护暂存区、破损暂存区等3个大区。其中，办公区域做一般防渗漏，仓库内除办公区域外做重点防渗漏，并设有消防储水池、漏液收集池、消防通道等。地面、排水沟、应急池壁等均采用坚固的防渗防腐材料修建，地面满铺大于2 mm的高密度聚乙烯（High Density Polyethylene，HDPE）防渗层，渗透系数小于10-10cm/s，并采用环氧树脂进行防腐处理。废铅酸蓄电池分类放置于存放区内。

重点防渗区基础层为至少1 m厚的黏土层，在基础防渗层上铺设不小于20 mm的混凝土硬化防渗层。在混凝土硬化防渗层、应急池及消防废水收集池底面和壁面铺设厚度大于2 mm的HDPE防渗层，防渗结构层渗透系数小于10-10cm/s，并采用环氧树脂进行防腐处理。在地面重点防渗区周围设置导流槽，在导流槽周围设置消防排水沟，以保证一般事故工况下能够在此区域内废酸发生泄露时及时收集。

一般防渗区基础层为不小于20 mm厚的混凝土硬化防渗层，在混凝土硬化防渗层上边铺设厚度大于2 mm的HDPE防渗层，渗透系数小于10-10cm/s，并在HDPE防渗层上边涂刷2 mm厚的环氧树脂涂层。

3防渗漏设计

3.1地面防渗漏设计

地面基础层为至少1 m厚的黏土层，渗透系数小于10-7cm/s；在基础层上边铺一层约20 mm厚的混凝土硬化防渗层；在混凝土硬化防渗层上边铺设厚度大于2 mm的 HDPE防渗层，渗透系数小于10-10cm/s；在HDPE防渗层上边涂刷3遍2 mm厚的环氧树脂涂层，确保无裂缝。仓库地面防渗漏设计如图2所示。

3.2裙脚防渗漏设计

在1 m墙裙脚高涂刷约3 mm厚的混凝土硬化防渗层，在混凝土硬化防渗层上边铺设厚度大于2 mm的HDPE防渗层，渗透系数小于10-10cm/s，在HDPE防渗层上边涂刷2 mm厚的环氧树脂涂层，确保无裂缝。仓库裙脚防渗漏设计如图3所示。

3.3仓库顶部及办公区设计

顶部采用钢型岩面板封顶，并做防腐蚀处理。办公区采用40 mm×80 mm矩管结构，用石膏纸棉板隔断，屋顶用轻钢龙骨吊顶。

3.4导流槽及漏液收集池设计

仓库内导流槽设計规格为50 mm×50 mm，漏液收集池设计规格为2.0 m×1.8 m×1.0 m，约3.6 m3。槽内及池底池壁采用HDPE防渗层，并采用环氧树脂进行防腐处理。

4排风和除尘设计

根据《废铅蓄电池处理污染控制技术规范》（HJ 519—2020）“应具有空气收集、排气系统，用以过滤空气中的含铅灰尘和更新空气”的要求[4]，应设置引风机，用作免维护铅酸蓄电池贮存区、装卸区、办公区空气的更新，空气经过滤棉及布袋除尘器过滤后排放。

5除酸雾设计

暂存仓库收集暂存的电池，如果有破损的电池，就会有电解液泄露而产生酸雾。依据《危险废物贮存污染控制标准》（GB 18597—2001），暂存仓库硫酸雾排放浓度及排放速率满足二级标准限值（45 mg/m3、15 m高排气筒排放速率1.5 kg/h）[5]。《环境统计手册》中推荐的酸雾统计公式如下[6]：

Gz= M×（0.000 352 + 0.000 786×V ）×P×F（1）

式中：Gz为液体挥发量，kg/h；M为液体分子量，g/mol，硫酸取98 g/mol；V为蒸发液体表面空气流速，m/s，一般取0.2～0.5 m/s，这里取0.3 m/s；P为相应于酸液温度下的空气中的蒸汽分压，mmHg，电解液浓度约40%，温度为20℃，经查P=9.84 mmHg；F为液体蒸发面表面积，m2，取1.0。

计算可知，液体挥发量Gz约为0.567 kg/h，则硫酸雾挥发量为0.067 kg/h（G硫酸雾=Gz-G水，20℃时水蒸气的蒸发量为0.5 L/m2·h）。

6消防水池设计

暂存仓库内设计消防储水收集池并配有抽水设备，能收集当地25年一遇的暴雨24 h降水量。仓库内设计消防水沟与内消防储水池连接，消防水沟盖板尺寸为300 mm×500 mm×30 mm。

7物料框设计

免维护蓄电池暂存区采用单层铁质料框。如图4所示，每个料框底面积的为1.5 m2，长为1.26 m，宽为1.26 m，高为0.7 m。单个废铅酸蓄电池25～30 kg。根据变电站废铅酸蓄电池尺寸，每个铁料框可放置约50个废铅酸蓄电池，每个料框最大贮存质量约2 t。

图5为破损废铅酸蓄电池存放区，采用带盖塑料筐放置。每个塑料筐底面积为0.48 m2，长为0.8 m，宽为0.6 m，高为0.4 m。根据变电站废铅酸蓄电池尺寸，每个塑料筐放置约10个破损废铅酸蓄电池。

8危废警示标志设计

2020年最新修订的《中华人民共和国固体废物污染环境防治法》第七十七条规定对危险废物的容器和包装物以及收集、贮存、运输、利用、处置危险废物的设施、场所，应当按照规定设置危险废物识别标志。依据《环境保护图形标志固体废物贮存（处置）场》（GB 15562.2—1995）第4部分固体废物贮存、处置场图形标志[7]，变电站废铅蓄电池暂存仓库需要设计的危废警示标志主要包括如图6所示的仓库门口悬挂或粘贴的危废警示标志牌、如图7所示废铅蓄电池表面粘贴的危险废物识别标志及如图8所示的废铅蓄电池暂存容器粘贴的危险废物识别标志，尺寸分别为40 cm×48 cm、10 cm×10 cm、15 cm×30 cm。

9照明设计

按照《危险废物贮存污染控制标准》（GB 18597—2001）要求，暂存仓库应设置照明设备。照明设备采用防爆灯，如果要走明线，需要用防爆金属线管并增加阻燃措施。

10消防设计

按照《危险废物贮存污染控制标准》（GB 18597—2001）要求，暂存仓库应配备有消防设备。消防设备包括灭火器、灭火毯、防毒面具、消防沙箱、铁锹以及石灰等，按照总体设计图分散放置。

11结语

随着人们对美好生活的向往，人们对生态环境的要求也越来越高，国家提出了“绿水青山就是金山银山”理念，也提出了建设美丽中国的相关战略，并出台了相关政策和法律文件。

2020年4月1日，国务院安全生产委员会关于印发《全国安全生产专项整治三年行动计划》的通知（安委【2020】3号文），其中有一项危险废物等安全专项整治三年行动实施方案。实施方案要求对危险废物要严格按照危险废物特性进行分类分区贮存，贮存場所设置危险废物识别标志，严格按照国家法律规定，严厉打击违规堆存、随意倾倒、私自填埋，确保危险废物的贮存安全。产生危险废物的单位应当按照国家有关规定和环境保护标准要求贮存危险废物，不得擅自倾倒、堆放。贮存危险废物应当采取符合国家环境保护标准的防护措施。

本研究提出一种变电站废铅蓄电池暂存仓库设计方法，依据国家环境保护现行法律法规、技术标准规范等文件要求设计，确保了变电站废铅蓄电池暂存仓库的必要性和可行性，有利于打造绿色环保电网、建设美丽中国，具有重要的环境效益和社会意义。

参考文献：

[1]中华人民共和国环境生态部.国家危险废物名录（2021年版）[EB/OL].（2020-11-27）[2021-11-13].https：//www.mee.gov. cn/xxgk2018/xxgk/xxgk02/202011/t20201127_810202.html.

[2]钟国彬.铅酸蓄电池寿命评估及延寿技术[M].北京：中国电力出版社，2018：1-4.

[3]国家环境保护总局.危险废物贮存污染控制标准：GB 18597—2001[S].北京：中国环境出版社，2021.

[4]中华人民共和国生态环境部.废铅蓄电池处理污染控制技术规范：HJ 519—2020[S].北京：中国环境科学出版社，2020.

[5]国家环境保护总局.大气污染物综合排放标准：GB 18597—2001[S].北京：中国环境出版社，2021.

[6]方品贤，江欣，奚元福，等.环境统计手册[M].成都：四川科学技术出版社，1985：72-73.

[7]国家环境保护局.环境保护图形标志固体废物贮存（处置）场：GB 15562.2—1995[S].北京：中国标准出版社，1995.