鐵路煤炭抑塵劑及噴灑裝置的現狀分析

　　摘要：通過鐵路運輸的煤炭占鐵路貨運總量的近50%，占全國總煤炭運量的近80%。在鐵路運輸過程中煤粉的飛揚既造成了嚴重的經濟損失又對鐵路沿線造成了嚴重的污染。為了解決這一問題，在鐵道部的統一領導和要求下，全路正在全面推廣“鐵路煤炭運輸抑塵技術”。本文對在“鐵路煤炭運輸抑塵技術”的推廣中，從抑塵劑到噴灑裝置，從抑塵站點建設規模到投資做了比較深刻且具體的分析。
　　關鍵詞：鐵路 煤炭運輸 抑塵劑 噴灑裝置
　　中圖分類號：TD714文獻標識碼：A文章編號：1672-3791(2011)02(a)-0000-00
　　
　　1 鐵路運輸中煤炭污染的現狀
　　我國煤炭的儲量相對比較豐富，占世界儲量的11.6%，成為世界上第一產煤大國。煤炭作為中國的主要一次性能源，是國民經濟的重要支柱。但是，不可否認煤炭在開發、利用、運輸等過程中產生的污染，對環境造成的嚴重影響，早已引起了國際社會的關注。為此，分析煤炭污染產生的原因，尋求有效的對策，減輕煤炭污染，加強環境保護，勢在必行。
　　通過鐵路運輸的煤炭占鐵路貨運總量的近50%，占全國總煤炭運量的近80%。在鐵路運輸過程中煤粉的飛揚對鐵路沿線造成了嚴重的污染，線路兩側的房屋建筑、鐵路設施、農作物及民用設施均受到了煤粉不同程度的污染。對鐵路運輸安全和沿線居民的身體健康及生產生活造成了很大的影響。同時，煤粉和小煤塊的飛揚不僅造成了煤炭運輸中的煤炭流失嚴重，造成了運輸成本的增加，經濟損失嚴重，而且，對鐵路行車安全也構成了嚴重威脅。為此，鐵道部曾多次召開會議，討論研究解決辦法。
　　
　　2 抑塵劑及噴灑裝置的現狀
　　針對煤炭運輸揚塵污染的問題，目前已經研制出了鐵路煤炭運輸抑塵劑。同時，在2009年5月鐵道部下發了《鐵路煤炭運輸抑塵技術條件 第一部分：抑塵劑》（TB/T 3210.1-2009）和《鐵路煤炭運輸抑塵技術條件 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條件和噴灑裝置的標準都做了相應的規定，同年6月，下發了鐵運[2009]818號文件，對鐵路煤炭運輸抑塵作業技術條件又做了相應的規定。
　　2.1 抑塵劑及使用
　　目前的抑塵劑為固體粉末狀，無毒、無味、符合環保要求、對煤粘結力強、不改變煤的原有質量，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）、煤粉和粘合劑結合在一起的固化層。列車行駛時該固化層不會被刮離車體，而且對機械化卸車沒有影響，達到了防止揚塵污染的目的。
　　各鐵路局為了響應鐵道部的號召，到2011年鐵路煤炭運輸實現抑塵劑全覆蓋。今年以來均將此項目作為一個重點，放在了工作的首要位置，搶抓機遇，不斷地推進煤炭鐵路運輸抑塵工作。
　　2.2 噴灑裝置及使用
　　為了實現抑塵劑的噴灑，噴灑裝置是必不可少的重要設備。目前，噴灑裝置根據形式主要分為兩類，固定式噴灑裝置和移動式噴灑裝置。其中，固定式噴灑裝置包括：懸臂式、龍門式、對噴式和側噴式四種形式；移動式噴灑裝置主要是移動噴灑車和小型移動噴灑車（包括輕型移動噴灑車和微型移動噴灑車）。
　　固定式噴灑裝置適用于年發運量大，列車運行速度高的站點。四種形式的固定式噴灑裝置從噴灑應用效果及效益分析如下：
　　(1)懸臂式和龍門式噴灑裝置。
　　優點是：結構簡單，噴灑比較均勻，噴灑流量便于實現控制。其缺點：一是作業時需要侵入機車車輛限界，所以無論是人工控制還是自動控制都必然存在行車安全隱患。二是這兩種裝置需要旋轉或升降過程才能使用，而旋轉或升降裝置都是機械組件，因此不可避免的存在著機械故障幾率，一旦設備發生故障必然會危及行車安全。三是這兩種裝置旋轉或升降過程需要8秒左右時間，車速如果超過20km／h時，機車次位3輛左右噴灑不到，即實現不了全覆蓋，在收費方面也存在異議。此外，龍門式只能應用于非電氣化區段。
　　(2)對噴式和側噴式噴灑裝置。
　　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，并能實現機車次位列車全覆蓋。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用。最新研制的側噴式裝置是在分析和總結其它三種裝置存在的缺陷和安全隱患的基礎上經過反復的研究和試驗，推出的一款全新的裝置。該設備適用于電氣化和非電氣化線路區間，安全性能高，穩定性強，土建施工難度小，但噴灑不夠均勻，安裝環境要求比較高。
　　移動式噴灑裝置適用于年發運量小，列車行駛速度低（一般要求≤8km／h）的站點。移動噴灑裝置需要配建相應的攪拌站，資金投入相對少。
　　
　　3 抑塵站建設及投資分析
　　落實鐵道部頒布的有關技術標準、技術條件和相關規定，根據作業量、場地條件、運輸組織要求、自然環境等各種因素，合理選擇噴灑裝置型式和規格，完善抑塵設備設施建設，確保抑塵設備設施建設質量。[1]
　　根據不同站點的年發運量、車速及周邊環境等情況，合理的選擇噴灑裝置，將會節省成本，提高效率及效益。在總結各鐵路局推廣實施的經驗基礎上，結合本人在參與這一過程中直接掌握的情況，對抑塵站建設的資金投入及建設規模分析如下：
　　(1)若抑塵站的年發運量在120萬噸（平均日裝車65車）以上，應選擇固定式噴灑裝置。抑塵站建設投資在130萬元左右。
　　(2)若抑塵站的年發運量在50-120萬噸之間，條件允許應首先選擇固定式噴灑裝置。
　　如果距離抑塵站25公里范圍內有固定式噴灑站，該抑塵站可采用簡易固定式噴灑裝置（僅有噴灑裝置和儲液罐及基本的動力系統），藥液由附近的抑塵站通過運輸罐車運到儲液罐內。抑塵站建設投資在80萬元左右（含一臺運輸罐車）。
　　(3)若抑塵站的年發運量在20-50萬噸之間，且在半徑為30公里范圍內有3個以上同規模抑塵站時，應選擇固定式和移動式噴灑車相結合的方式。把一個抑塵站建成具有固定式噴灑設備和集中攪拌站的綜合性站點，配備2臺以上移動式噴灑車。固定噴灑設備加抑塵攪拌站建設投資在100萬元左右，一臺移動式噴灑車45萬元左右。
　　(4)若抑塵站的年發運量在20-50萬噸之間，且抑塵攪拌站不能多點共用情況下，應選擇輕型移動噴灑車（小汽車式），輕型移動噴灑車（小汽車式）和攪拌設備投資款約為18萬元左右。
　　若抑塵站的日發車量不足5車的，應選擇微型移動噴灑車（三輪摩托車式），噴灑裝置投資約為8萬元左右。
　　輕型移動噴灑車（小汽車式）和微型移動噴灑車（三輪摩托車式）其優點是：管理、使用方便靈活，投資少。
　　根據各局實際情況的不同，可以選擇不同的方案，如果以固定抑塵站為中心，在周圍25公里的范圍內有年發運量在50萬噸以下的建設移動噴灑裝置站，可以適當的加大固定抑塵站相應的設備，而不需另建攪拌站。如果幾個移動抑塵站距離在30公里以內，可以選擇一個合適的地點將幾個移動噴灑車的攪拌站合并成一個。有效合理的規劃，可以大大減少投資建設成本。
　　另外，抑塵站被噴灑的煤車的狀態（靜、動態，動態的車速高低）也對設備選型起到決定性的作用。目前的移動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噴式裝置。
　　輕型移動噴灑車（小汽車式）和微型移動噴灑車（三輪摩托車式）主要是由人工進行車上作業，最好是在車輛靜止狀態下進行，由于其作業量及作業方式與平車頂作業相近，因此，也可與平車頂作業同時進行或相繼進行。
　　
　　4 提升抑塵劑質量亟待解決的問題
　　我國煤炭的分布廣泛但不均勻，全國除上海外，其他省(區)、市均有探明儲量。從地區分布看，儲量主要集中分布在山西、內蒙古、陜西、云南、貴州、河南和安徽，七省儲量占全國儲量的81.8%，分布呈現出“北多南少”、“西多東少”的特點。存儲地域的不同決定了煤質的差異，抑塵劑的噴灑對不同的煤質效果有所不同，需要針對不同煤質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，目前的抑塵劑經過研制和改進，從液體到固體，更加利于存儲和運輸。然而，在使用時攪拌時間過長，不易溶解給實際工作帶來了不便，也會造成抑塵劑的一定浪費，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，同時還能節省一部分成本。
　　
　　5 效益分析
　　作為鐵道部力推的重點項目，“鐵路煤炭運輸抑塵技術”項目的實施將會給社會和鐵路帶來巨大的效益。
　　有效地控制煤炭在運輸途中的飛揚散落問題，減少了礦企在煤炭運輸中的損失。以2009年為例，全國鐵路煤炭運輸量為17.5億噸。據不完全統計，在運輸中每車煤炭損失0.7-1.5噸，以每車損失1噸計算，那么，2009年全國鐵路煤炭運輸損失約2917萬噸，直接經濟損失約為145億元（平均噸煤價格按500元計算）。而如果全國鐵路能使抑塵劑全覆蓋，收費可以控制在35億元（2元/噸煤），全國鐵路煤炭運輸可以減少約110億元的經濟損失。
　　鐵路煤炭運輸抑塵項目的實施給鐵路帶來的社會效益和經濟效益都是巨大的。首先是在安全方面，消除了因煤炭運輸帶來的安全隱患。其中有：煤粒（塊）擊打列車前風擋、車窗玻璃而引發的事故時有發生，隧道內煤粉積淀造成的火災、爆炸事故以及工、電、信號設備受其影響的各類安全隱患等。二是極大的減少了運輸線路上各類行車設備（工務、電務、供電）的維修和養護成本，提高設備的使用壽命。三是全路投入煤炭抑塵項目的人員大約需要近萬人，可有效促進鐵路運輸主業產業升級，富裕人員分流。
　　
　　參考文獻：
　　[1] 蘇順虎.煤炭鐵路運輸抑塵技術應用和質量控制對策研究.北京:中國鐵道科學研究院.