铁路煤炭抑尘剂及喷洒装置的现状分析

铁路煤炭抑尘剂及喷洒装置的现状分析
作者：邵宏
来源：《科技资讯》 2011年第4期
邵宏
(济南铁路经营集团有限公司济南 250001)
摘要:通过铁路运输的煤炭占铁路货运总量的近50%,占全国总煤炭运量的近80%。

在铁路运输过程中煤粉的飞扬既造成了严重的经济损失又对铁路沿线造成了严重的污染。

为了解决这一问题,在铁道部的统一领导和要求下,全路正在全面推广“铁路煤炭运输抑尘技术”。

本文对在“铁路煤炭运输抑尘技术”的推广中,从抑尘剂到喷洒装置,从抑尘站点建设规模到投资做了比较深刻且具体的分析。

关键词:铁路煤炭运输抑尘剂喷洒装置
中图分类号:TD714 文献标识码:A 文章编号:1672-
3791(2011)02(a)-0123-02
1 铁路运输中煤炭污染的现状
我国煤炭的储量相对比较丰富,占世界储量的11.6%,成为世界上第一产煤大国。

煤炭作为中国的主要一次性能源,是国民经济的重要支柱。

但是,不可否认煤炭在开发、利用、运输等过程中产生的污染,对环境造成的严重影响,早已引起了国际社会的关注。

为此,分析煤炭污染产生的原因,寻求有效的对策,减轻煤炭污染,加强环境保护,势在必行。

通过铁路运输的煤炭占铁路货运总量的近50%,占全国总煤炭运量的近80%。

在铁路运输过程中煤粉的飞扬对铁路沿线造成了严重的污染,线路两侧的房屋建筑、铁路设施、农作物及民用设施均受到了煤粉不同程度的污染。

对铁路运输安全和沿线居民的身体健康及生产生活造成了很大的影响。

同时,煤粉和小煤块的飞扬不仅造成了煤炭运输中的煤炭流失严重,造成了运输成本的增加,经济损失严重,而且,对铁路行车安全也构成了严重威胁。

为此,铁道部曾多次召开会议,讨论研究解决办法。

2 抑尘剂及喷洒装置的现状
针对煤炭运输扬尘污染的问题,目前已经研制出了铁路煤炭运输抑尘剂。

同时,在2009年5月铁道部下发了《铁路煤炭运输抑尘技术条件第一部分:抑尘剂》(TB/T 3210.1-2009)和《铁路煤炭运输抑尘技术条件第二部分:喷洒装置及方法》(TB/T 3210.2-2009)文件,文件中对煤炭抑尘剂的技术条件和喷洒装置的标准都做了相应的规定,同年6月,下发了铁运[2009]818号文件,对铁路煤炭运输抑尘作业技术条件又做了相应的规定。

2.1 抑尘剂及使用
目前的抑尘剂为固体粉末状,无毒、无味、符合环保要求、对煤粘结力强、不改变煤的原有质量,与水以一定的比例混合后喷洒于列车煤层表面,使煤层表面形成一层由煤块(直径较大煤粒)、煤粒(直径较小煤粒)、煤粉和粘合剂结合在一起的固化层。

列车行驶时该固化层不会被刮离车体,而且对机械化卸车没有影响,达到了防止扬尘污染的目的。

各铁路局为了响应铁道部的号召,到2011年铁路煤炭运输实现抑尘剂全覆盖。

今年以来均将此项目作为一个重点,放在了工作的首要位置,抢抓机遇,不断地推进煤炭铁路运输抑尘工作。

2.2 喷洒装置及使用
为了实现抑尘剂的喷洒,喷洒装置是必不可少的重要设备。

目前,喷洒装置根据形式主要分为两类,固定式喷洒装置和移动式喷洒装置。

其中,固定式喷洒装置包括:悬臂式、龙门式、对喷式和侧喷式四种形式;移动式喷洒装置主要是移动喷洒车和小型移动喷洒车(包括轻型移动喷洒车和微型移动喷洒车)。

固定式喷洒装置适用于年发运量大,列车运行速度高的站点。

四种形式的固定式喷洒装置从喷洒应用效果及效益分析如下。

(1)悬臂式和龙门式喷洒装置。

优点是:结构简单,喷洒比较均匀,喷洒流量便于实现控制。

其缺点:一是作业时需要侵入机车车辆限界,所以无论是人工控制还是自动控制都必然存在行车安全隐患。

二是这两种装置需要旋转或升降过程才能使用,而旋转或升降装置都是机械组件,因此不可避免的存在着机械故障几率,一旦设备发生故障必然会危及行车安全。

三是这两种装置旋转或升降过程需要8s左右时间,车速如果超过20km/h时,机车次位3辆左右喷洒不到,即实现不了全覆盖,在收费方面也存在异议。

此外,龙门式只能应用于非电气化区段。

(2)对喷式和侧喷式喷洒装置。

使用安全可靠,不存在行车安全隐患,能满足列车行驶速度≤30km/h的任何线路使用,并能实现机车次位列车全覆盖。

但是,对喷式装置由于需要过轨施工,增加了施工难度和工程费用。

最新研制的侧喷式装置是在分析和总结其它三种装置存在的缺陷和安全隐患的基础上经过反复的研究和试验,推出的一款全新的装置。

该设备适用于电气化和非电气化线路区间,安全性能高,稳定性强,土建施工难度小,但喷洒不够均匀,安装环境要求比较高。

移动式喷洒装置适用于年发运量小,列车行驶速度低(一般要求≤8km/h)的站点。

移动喷洒装置需要配建相应的搅拌站,资金投入相对少。

3 抑尘站建设及投资分析
落实铁道部颁布的有关技术标准、技术条件和相关规定,根据作业量、场地条件、运输组织要求、自然环境等各种因素,合理选择喷洒装置型式和规格,完善抑尘设备设施建设,确保抑尘设备设施建设质量[1]。

根据不同站点的年发运量、车速及周边环境等情况,合理的选择喷洒装置,将会节省成本,提高效率及效益。

在总结各铁路局推广实施的经验基础上,结合本人在参与这一过程中直接掌握的情况,对抑尘站建设的资金投入及建设规模分析如下。

(1)若抑尘站的年发运量在120万吨(平均日装车65车)以上,应选择固定式喷洒装置。

抑尘站建设投资在130万元左右。

(2)若抑尘站的年发运量在50～120万吨之间,条件允许应首先选择固定式喷洒装置。

如果距离抑尘站25km范围内有固定式喷洒站,该抑尘站可采用简易固定式喷洒装置(仅有喷洒装置和储液罐及基本的动力系统),药液由附近的抑尘站通过运输罐车运到储液罐内。

抑尘站建设投资在80万元左右(含一台运输罐车)。

(3)若抑尘站的年发运量在20～50万吨之间,且在半径为30km范围内有3个以上同规模抑尘站时,应选择固定式和移动式喷洒车相结合的方式。

把一个抑尘站建成具有固定式喷洒设备和集中搅拌站的综合性站点,配备2台以上移动式喷洒车。

固定喷洒设备加抑尘搅拌站建设投资在100万元左右,一台移动式喷洒车45万元左右。

(4)若抑尘站的年发运量在20～50万吨之间,且抑尘搅拌站不能多点共用情况下,应选择轻型移动喷洒车(小汽车式),轻型移动喷洒车(小汽车式)和搅拌设备投资款约为18万元左右。

若抑尘站的日发车量不足5车的,应选择微型移动喷洒车(三轮摩托车式),喷洒装置投资约为8万元左右。

轻型移动喷洒车(小汽车式)和微型移动喷洒车(三轮摩托车式)其优点是:管理、使用方便灵活,投资少。

根据各局实际情况的不同,可以选择不同的方案,如果以固定抑尘站为中心,在周围25km的范围内有年发运量在50万吨以下的建设移动喷洒装置站,可以适当的加大固定抑尘站相应的设备,而不需另建搅拌站。

如果几个移动抑尘站距离在30km以内,可以选择一个合适的地点将几个移动喷洒车的搅拌站合并成一个。

有效合理的规划,可以大大减少投资建设成本。

另外,抑尘站被喷洒的煤车的状态(静、动态,动态的车速高低)也对设备选型起到决定性的作用。

目前的移动式喷洒车一般情况下只能满足5km/h,最高也不能超过8km/h。

超过这个速度只能采用固定喷洒装置,从安全角度考虑,最好是选用对喷式或侧喷式装置。

轻型移动喷洒车(小汽车式)和微型移动喷洒车(三轮摩托车式)主要是由人工进行车上作业,最好是在车辆静止状态下进行,由于其作业量及作业方式与平车顶作业相近,因此,也可与平车顶作业同时进行或相继进行。

4 提升抑尘剂质量亟待解决的问题
我国煤炭的分布广泛但不均匀,全国除上海外,其他省(区)、市均有探明储量。

从地区分布看,储量主要集中分布在山西、内蒙古、陕西、云南、贵州、河南和安徽,七省储量占全国储量的81.8%,分布呈现出“北多南少”、“西多东少”的特点。

存储地域的不同决定了煤质的差异,抑尘剂的喷洒对不同的煤质效果有所不同,需要针对不同煤质改变抑尘剂不同组份,使抑尘剂的使用更加具有针对性,从而使喷洒效果更加完善。

另一方面,目前的抑尘剂经过研制和改进,从液体到固体,更加利于存储和运输。

然而,在使用时搅拌时间过长,不易溶解给实际工作带来了不便,也会造成抑尘剂的一定浪费,增加了成本。

如果能使药剂易于搅拌,迅速溶解,将大大提高操作人员的工作效率,同时还能节省一部分成本。

5 效益分析
作为铁道部力推的重点项目,“铁路煤炭运输抑尘技术”项目的实施将会给社会和铁路带来巨大的效益。

有效地控制煤炭在运输途中的飞扬散落问题,减少了矿企在煤炭运输中的损失。

以2009年为例,全国铁路煤炭运输量为17.5亿吨。

据不完全统计,在运输中每车煤炭损失0.7～1.5吨,以
每车损失1吨计算,那么,2009年全国铁路煤炭运输损失约2917万吨,直接经济损失约为145亿元(平均吨煤价格按500元计算)。

而如果全国铁路能使抑尘剂全覆盖,收费可以控制在35亿元(2元/吨煤),全国铁路煤炭运输可以减少约110亿元的经济损失。

铁路煤炭运输抑尘项目的实施给铁路带来的社会效益和经济效益都是巨大的。

首先是在安全方面,消除了因煤炭运输带来的安全隐患。

其中有:煤粒(块)击打列车前风挡、车窗玻璃而引发的事故时有发生,隧道内煤粉积淀造成的火灾、爆炸事故以及工、电、信号设备受其影响的各类安全隐患等。

二是极大的减少了运输线路上各类行车设备(工务、电务、供电)的维修和养护成本,提高设备的使用寿命。

三是全路投入煤炭抑尘项目的人员大约需要近万人,可有效促进铁路运输主业产业升级,富裕人员分流。

参考文献
[1] 苏顺虎.煤炭铁路运输抑尘技术应用和质量控制对策研究[M].北京:中国铁道科学研究院.。