鐵路煤炭抑塵劑及噴灑裝置的現(xiàn)狀分析

　　摘要：通過鐵路運(yùn)輸?shù)拿禾空艰F路貨運(yùn)總量的近50%，占全國總煤炭運(yùn)量的近80%。在鐵路運(yùn)輸過程中煤粉的飛揚(yáng)既造成了嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失又對鐵路沿線造成了嚴(yán)重的污染。為了解決這一問題，在鐵道部的統(tǒng)一領(lǐng)導(dǎo)和要求下，全路正在全面推廣“鐵路煤炭運(yùn)輸抑塵技術(shù)”。本文對在“鐵路煤炭運(yùn)輸抑塵技術(shù)”的推廣中，從抑塵劑到噴灑裝置，從抑塵站點(diǎn)建設(shè)規(guī)模到投資做了比較深刻且具體的分析。
　　關(guān)鍵詞：鐵路 煤炭運(yùn)輸 抑塵劑 噴灑裝置
　　中圖分類號(hào)：TD714文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1672-3791(2011)02(a)-0000-00
　　
　　1 鐵路運(yùn)輸中煤炭污染的現(xiàn)狀
　　我國煤炭的儲(chǔ)量相對比較豐富，占世界儲(chǔ)量的11.6%，成為世界上第一產(chǎn)煤大國。煤炭作為中國的主要一次性能源，是國民經(jīng)濟(jì)的重要支柱。但是，不可否認(rèn)煤炭在開發(fā)、利用、運(yùn)輸?shù)冗^程中產(chǎn)生的污染，對環(huán)境造成的嚴(yán)重影響，早已引起了國際社會(huì)的關(guān)注。為此，分析煤炭污染產(chǎn)生的原因，尋求有效的對策，減輕煤炭污染，加強(qiáng)環(huán)境保護(hù)，勢在必行。
　　通過鐵路運(yùn)輸?shù)拿禾空艰F路貨運(yùn)總量的近50%，占全國總煤炭運(yùn)量的近80%。在鐵路運(yùn)輸過程中煤粉的飛揚(yáng)對鐵路沿線造成了嚴(yán)重的污染，線路兩側(cè)的房屋建筑、鐵路設(shè)施、農(nóng)作物及民用設(shè)施均受到了煤粉不同程度的污染。對鐵路運(yùn)輸安全和沿線居民的身體健康及生產(chǎn)生活造成了很大的影響。同時(shí)，煤粉和小煤塊的飛揚(yáng)不僅造成了煤炭運(yùn)輸中的煤炭流失嚴(yán)重，造成了運(yùn)輸成本的增加，經(jīng)濟(jì)損失嚴(yán)重，而且，對鐵路行車安全也構(gòu)成了嚴(yán)重威脅。為此，鐵道部曾多次召開會(huì)議，討論研究解決辦法。
　　
　　2 抑塵劑及噴灑裝置的現(xiàn)狀
　　針對煤炭運(yùn)輸揚(yáng)塵污染的問題，目前已經(jīng)研制出了鐵路煤炭運(yùn)輸抑塵劑。同時(shí)，在2009年5月鐵道部下發(fā)了《鐵路煤炭運(yùn)輸抑塵技術(shù)條件 第一部分：抑塵劑》（TB/T 3210.1-2009）和《鐵路煤炭運(yùn)輸抑塵技術(shù)條件 第二部分：噴灑裝置及方法》（TB/T 3210.2-2009）文件，文件中對煤炭抑塵劑的技術(shù)條件和噴灑裝置的標(biāo)準(zhǔn)都做了相應(yīng)的規(guī)定，同年6月，下發(fā)了鐵運(yùn)[2009]818號(hào)文件，對鐵路煤炭運(yùn)輸抑塵作業(yè)技術(shù)條件又做了相應(yīng)的規(guī)定。
　　2.1 抑塵劑及使用
　　目前的抑塵劑為固體粉末狀，無毒、無味、符合環(huán)保要求、對煤粘結(jié)力強(qiáng)、不改變煤的原有質(zhì)量，與水以一定的比例混合后噴灑于列車煤層表面，使煤層表面形成一層由煤塊（直徑較大煤粒）、煤粒（直徑較小煤粒）、煤粉和粘合劑結(jié)合在一起的固化層。列車行駛時(shí)該固化層不會(huì)被刮離車體，而且對機(jī)械化卸車沒有影響，達(dá)到了防止揚(yáng)塵污染的目的。
　　各鐵路局為了響應(yīng)鐵道部的號(hào)召，到2011年鐵路煤炭運(yùn)輸實(shí)現(xiàn)抑塵劑全覆蓋。今年以來均將此項(xiàng)目作為一個(gè)重點(diǎn)，放在了工作的首要位置，搶抓機(jī)遇，不斷地推進(jìn)煤炭鐵路運(yùn)輸抑塵工作。
　　2.2 噴灑裝置及使用
　　為了實(shí)現(xiàn)抑塵劑的噴灑，噴灑裝置是必不可少的重要設(shè)備。目前，噴灑裝置根據(jù)形式主要分為兩類，固定式噴灑裝置和移動(dòng)式噴灑裝置。其中，固定式噴灑裝置包括：懸臂式、龍門式、對噴式和側(cè)噴式四種形式；移動(dòng)式噴灑裝置主要是移動(dòng)噴灑車和小型移動(dòng)噴灑車（包括輕型移動(dòng)噴灑車和微型移動(dòng)噴灑車）。
　　固定式噴灑裝置適用于年發(fā)運(yùn)量大，列車運(yùn)行速度高的站點(diǎn)。四種形式的固定式噴灑裝置從噴灑應(yīng)用效果及效益分析如下：
　　(1)懸臂式和龍門式噴灑裝置。
　　優(yōu)點(diǎn)是：結(jié)構(gòu)簡單，噴灑比較均勻，噴灑流量便于實(shí)現(xiàn)控制。其缺點(diǎn)：一是作業(yè)時(shí)需要侵入機(jī)車車輛限界，所以無論是人工控制還是自動(dòng)控制都必然存在行車安全隱患。二是這兩種裝置需要旋轉(zhuǎn)或升降過程才能使用，而旋轉(zhuǎn)或升降裝置都是機(jī)械組件，因此不可避免的存在著機(jī)械故障幾率，一旦設(shè)備發(fā)生故障必然會(huì)危及行車安全。三是這兩種裝置旋轉(zhuǎn)或升降過程需要8秒左右時(shí)間，車速如果超過20km／h時(shí)，機(jī)車次位3輛左右噴灑不到，即實(shí)現(xiàn)不了全覆蓋，在收費(fèi)方面也存在異議。此外，龍門式只能應(yīng)用于非電氣化區(qū)段。
　　(2)對噴式和側(cè)噴式噴灑裝置。
　　使用安全可靠，不存在行車安全隱患，能滿足列車行駛速度≤30km／h的任何線路使用，并能實(shí)現(xiàn)機(jī)車次位列車全覆蓋。但是，對噴式裝置由于需要過軌施工，增加了施工難度和工程費(fèi)用。最新研制的側(cè)噴式裝置是在分析和總結(jié)其它三種裝置存在的缺陷和安全隱患的基礎(chǔ)上經(jīng)過反復(fù)的研究和試驗(yàn)，推出的一款全新的裝置。該設(shè)備適用于電氣化和非電氣化線路區(qū)間，安全性能高，穩(wěn)定性強(qiáng)，土建施工難度小，但噴灑不夠均勻，安裝環(huán)境要求比較高。
　　移動(dòng)式噴灑裝置適用于年發(fā)運(yùn)量小，列車行駛速度低（一般要求≤8km／h）的站點(diǎn)。移動(dòng)噴灑裝置需要配建相應(yīng)的攪拌站，資金投入相對少。
　　
　　3 抑塵站建設(shè)及投資分析
　　落實(shí)鐵道部頒布的有關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)條件和相關(guān)規(guī)定，根據(jù)作業(yè)量、場地條件、運(yùn)輸組織要求、自然環(huán)境等各種因素，合理選擇噴灑裝置型式和規(guī)格，完善抑塵設(shè)備設(shè)施建設(shè)，確保抑塵設(shè)備設(shè)施建設(shè)質(zhì)量。[1]
　　根據(jù)不同站點(diǎn)的年發(fā)運(yùn)量、車速及周邊環(huán)境等情況，合理的選擇噴灑裝置，將會(huì)節(jié)省成本，提高效率及效益。在總結(jié)各鐵路局推廣實(shí)施的經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上，結(jié)合本人在參與這一過程中直接掌握的情況，對抑塵站建設(shè)的資金投入及建設(shè)規(guī)模分析如下：
　　(1)若抑塵站的年發(fā)運(yùn)量在120萬噸（平均日裝車65車）以上，應(yīng)選擇固定式噴灑裝置。抑塵站建設(shè)投資在130萬元左右。
　　(2)若抑塵站的年發(fā)運(yùn)量在50-120萬噸之間，條件允許應(yīng)首先選擇固定式噴灑裝置。
　　如果距離抑塵站25公里范圍內(nèi)有固定式噴灑站，該抑塵站可采用簡易固定式噴灑裝置（僅有噴灑裝置和儲(chǔ)液罐及基本的動(dòng)力系統(tǒng)），藥液由附近的抑塵站通過運(yùn)輸罐車運(yùn)到儲(chǔ)液罐內(nèi)。抑塵站建設(shè)投資在80萬元左右（含一臺(tái)運(yùn)輸罐車）。
　　(3)若抑塵站的年發(fā)運(yùn)量在20-50萬噸之間，且在半徑為30公里范圍內(nèi)有3個(gè)以上同規(guī)模抑塵站時(shí)，應(yīng)選擇固定式和移動(dòng)式噴灑車相結(jié)合的方式。把一個(gè)抑塵站建成具有固定式噴灑設(shè)備和集中攪拌站的綜合性站點(diǎn)，配備2臺(tái)以上移動(dòng)式噴灑車。固定噴灑設(shè)備加抑塵攪拌站建設(shè)投資在100萬元左右，一臺(tái)移動(dòng)式噴灑車45萬元左右。
　　(4)若抑塵站的年發(fā)運(yùn)量在20-50萬噸之間，且抑塵攪拌站不能多點(diǎn)共用情況下，應(yīng)選擇輕型移動(dòng)噴灑車（小汽車式），輕型移動(dòng)噴灑車（小汽車式）和攪拌設(shè)備投資款約為18萬元左右。
　　若抑塵站的日發(fā)車量不足5車的，應(yīng)選擇微型移動(dòng)噴灑車（三輪摩托車式），噴灑裝置投資約為8萬元左右。
　　輕型移動(dòng)噴灑車（小汽車式）和微型移動(dòng)噴灑車（三輪摩托車式）其優(yōu)點(diǎn)是：管理、使用方便靈活，投資少。
　　根據(jù)各局實(shí)際情況的不同，可以選擇不同的方案，如果以固定抑塵站為中心，在周圍25公里的范圍內(nèi)有年發(fā)運(yùn)量在50萬噸以下的建設(shè)移動(dòng)噴灑裝置站，可以適當(dāng)?shù)募哟蠊潭ㄒ謮m站相應(yīng)的設(shè)備，而不需另建攪拌站。如果幾個(gè)移動(dòng)抑塵站距離在30公里以內(nèi)，可以選擇一個(gè)合適的地點(diǎn)將幾個(gè)移動(dòng)噴灑車的攪拌站合并成一個(gè)。有效合理的規(guī)劃，可以大大減少投資建設(shè)成本。
　　另外，抑塵站被噴灑的煤車的狀態(tài)（靜、動(dòng)態(tài)，動(dòng)態(tài)的車速高低）也對設(shè)備選型起到?jīng)Q定性的作用。目前的移動(dòng)式噴灑車一般情況下只能滿足5km／h，最高也不能超過8km／h。超過這個(gè)速度只能采用固定噴灑裝置，從安全角度考慮，最好是選用對噴式或側(cè)噴式裝置。
　　輕型移動(dòng)噴灑車（小汽車式）和微型移動(dòng)噴灑車（三輪摩托車式）主要是由人工進(jìn)行車上作業(yè)，最好是在車輛靜止?fàn)顟B(tài)下進(jìn)行，由于其作業(yè)量及作業(yè)方式與平車頂作業(yè)相近，因此，也可與平車頂作業(yè)同時(shí)進(jìn)行或相繼進(jìn)行。
　　
　　4 提升抑塵劑質(zhì)量亟待解決的問題
　　我國煤炭的分布廣泛但不均勻，全國除上海外，其他省(區(qū))、市均有探明儲(chǔ)量。從地區(qū)分布看，儲(chǔ)量主要集中分布在山西、內(nèi)蒙古、陜西、云南、貴州、河南和安徽，七省儲(chǔ)量占全國儲(chǔ)量的81.8%，分布呈現(xiàn)出“北多南少”、“西多東少”的特點(diǎn)。存儲(chǔ)地域的不同決定了煤質(zhì)的差異，抑塵劑的噴灑對不同的煤質(zhì)效果有所不同，需要針對不同煤質(zhì)改變抑塵劑不同組份，使抑塵劑的使用更加具有針對性，從而使噴灑效果更加完善。
　　另一方面，目前的抑塵劑經(jīng)過研制和改進(jìn)，從液體到固體，更加利于存儲(chǔ)和運(yùn)輸。然而，在使用時(shí)攪拌時(shí)間過長，不易溶解給實(shí)際工作帶來了不便，也會(huì)造成抑塵劑的一定浪費(fèi)，增加了成本。如果能使藥劑易于攪拌，迅速溶解，將大大提高操作人員的工作效率，同時(shí)還能節(jié)省一部分成本。
　　
　　5 效益分析
　　作為鐵道部力推的重點(diǎn)項(xiàng)目，“鐵路煤炭運(yùn)輸抑塵技術(shù)”項(xiàng)目的實(shí)施將會(huì)給社會(huì)和鐵路帶來巨大的效益。
　　有效地控制煤炭在運(yùn)輸途中的飛揚(yáng)散落問題，減少了礦企在煤炭運(yùn)輸中的損失。以2009年為例，全國鐵路煤炭運(yùn)輸量為17.5億噸。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，在運(yùn)輸中每車煤炭損失0.7-1.5噸，以每車損失1噸計(jì)算，那么，2009年全國鐵路煤炭運(yùn)輸損失約2917萬噸，直接經(jīng)濟(jì)損失約為145億元（平均噸煤價(jià)格按500元計(jì)算）。而如果全國鐵路能使抑塵劑全覆蓋，收費(fèi)可以控制在35億元（2元/噸煤），全國鐵路煤炭運(yùn)輸可以減少約110億元的經(jīng)濟(jì)損失。
　　鐵路煤炭運(yùn)輸抑塵項(xiàng)目的實(shí)施給鐵路帶來的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益都是巨大的。首先是在安全方面，消除了因煤炭運(yùn)輸帶來的安全隱患。其中有：煤粒（塊）擊打列車前風(fēng)擋、車窗玻璃而引發(fā)的事故時(shí)有發(fā)生，隧道內(nèi)煤粉積淀造成的火災(zāi)、爆炸事故以及工、電、信號(hào)設(shè)備受其影響的各類安全隱患等。二是極大的減少了運(yùn)輸線路上各類行車設(shè)備（工務(wù)、電務(wù)、供電）的維修和養(yǎng)護(hù)成本，提高設(shè)備的使用壽命。三是全路投入煤炭抑塵項(xiàng)目的人員大約需要近萬人，可有效促進(jìn)鐵路運(yùn)輸主業(yè)產(chǎn)業(yè)升級(jí)，富裕人員分流。
　　
　　參考文獻(xiàn)：
　　[1] 蘇順虎.煤炭鐵路運(yùn)輸抑塵技術(shù)應(yīng)用和質(zhì)量控制對策研究.北京:中國鐵道科學(xué)研究院.