摘要：随着火力发电厂和煤化工的大规模建设和运行，用于储存原料煤的储煤场出现的扬尘问题日益凸显，严重污染了环境，危害了身体健康。文章结合作者多年的工作经验，就储煤场扬尘的成因及综合治理方法进行简单的探讨。
关键词：储煤场；粉尘；治理；措施
引言
储煤场由于物料流动、现场装卸作业、斗轮堆取料机堆取煤、风力扰动等因素影响，煤尘会在空气中弥漫。如果不实施强有力的管控措施，就会严重污染环境，影响身体健康。同时粉尘的飘逸也损失了大量的煤炭资源，给企业造成了不必要的经济损失。
尤其是燃用褐煤的企业，由于褐煤孔隙度大，煤质松软，机械强度低，化学反应性强，热稳定性差等特点。在运输、储存、翻卸、上煤等环节存在严重的粉碎成末现象，粉尘弥漫现象会更加严重。另外，个别地区干旱、少雨、多风，对粉尘的管控将尤为严峻。因此，应针对所处的环境、粉尘性质和飘逸机理，进行储煤场粉尘综合治理的技术研究是非常必要的。
1储储煤场作业特点及扬尘原因
各火力发电厂和煤化工的原料煤输送，一般都是先由翻车机将铁路来煤卸下后，一部分来煤经上煤系统直接输送至终端煤仓；另一部分经皮带系统，通过斗轮堆取料机将来煤堆放至储煤场；储煤场堆放的存煤再经斗轮堆取料机取煤运至终端煤仓。
根据储煤场作业特点，储煤场起尘的主要原因包括：煤堆受风力扰动起尘，斗轮机堆取料起尘，存煤变质起尘，储煤场车辆作业起尘等。
1.1煤堆受风力扰动起尘
煤堆表面的静态起尘主要与物料表面含水率、环境风速等关系密切。当外界风速达到一定的强度，使料堆表面颗粒产生向上迁移的动力足以克服颗粒自身重力和颗粒之间的摩擦力以及其他阻碍颗粒迁移的外力时，颗粒就会离开煤堆表面而扬起，给扬尘提供了条件。
储煤场起尘量计算较多采用日本三菱重工业公司长崎研究所的计算公式：
Qp=β（W/4）-6U5•Ap
式中：Qp—起尘量，mg/s；W—煤的含水率，％；U—储煤场平均风速，mg/s；Ap—储煤场的面积，m2；β—经验系数。
从上式可以看出，储煤场起尘量随风速的降低和含水率的升高而降低。当风速较大，煤堆表面含水率较小时，飘逸的粉尘每秒可达几十公斤，数量相当可观。
1.2斗轮机堆取料起尘
斗轮机堆取作业过程所产生的粉尘是储煤场作业粉尘污染的主要来源之一。当来煤通过斗轮机提升到一定的高度向储煤场堆煤时，产生的粉尘量由堆煤高度、堆煤速度、煤含水率和地面风速决定；当斗轮机抓取物料取煤时，由于旋转激起粉尘飞扬；现场观察可以发现斗轮机堆取时激起的煤粉弥漫整个斗轮机作业空间，污染极其严重。
1.3存煤变质起尘
原煤长期堆放，热值降低，煤质变化；煤堆自燃而使粉尘加大；风吹雨淋日晒也会使煤质发生变化；尤其褐煤水分含量高，孔隙度大，煤质松软，机械强度低，化学反应性强，热稳定性差，易风化变质。受这些因素的影响使煤质发生变化，是储煤场起尘的主要原因之一。
1.4储煤场车辆作业起尘
在储煤场作业的推煤机、装载机进行推煤整形作业，以及进入储煤场的运煤汽车，都会激起粉尘飞扬；各种作业车辆的排气筒、发动机冷却风排气也会造成扬尘；车辆超速行驶会使粉尘加剧。
2储煤场粉尘综合治理
2.1储煤场作业要求
斗轮机落料口应严密封闭，制止落料溢尘。斗轮机堆煤时，应采用定点回转堆料法，尽量减小落煤高度，以减少风损和环境污染。在储煤场库存允许的条件下，堆煤空间较多时，应减小斗轮机堆煤回转角度，并尽量控制好煤垛的标准形状，以减少工程车辆上垛整形。斗轮机取煤时，应采用斜坡层取料法，以保证煤垛的形状，减少煤垛风化、雨淋、日晒的面积。
储煤场设置明显的车辆限速标示牌，以避免工程车辆和运煤汽车超速行驶，从而出现的大面积扬尘。
2.2储煤场防尘管理
储煤场存煤必须保持合理形态，合理规划，有顺序地进行。根据来煤煤质特点、储煤场存煤情况和掺配煤要求，分类组堆存放，并根据实际情况采用推煤机分层压实、反复整形。并按标准整理成正截角锥体。并遵循先堆先用、烧旧存新、科学合理掺配的原则，以减少原煤的存放时间。
优质煤应首先选择存放在建有干煤棚的储煤场，以减小风化、日晒和扬尘。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆露天存放的原煤必要时在煤垛表面喷洒石灰乳或覆盖粘土等防止自燃。遇有大雨天气，应停止进煤，并做好储煤场的篷盖和凉晒工作。排水通道必须保持畅通，防止雨水侵蚀而造成的燃煤崩裂、变质和扬尘。储煤场应设立测温记录台帐，每天检测一次煤堆温度，并做好相关记录备查，以避免温度升高造成的煤质变化。
在生产现场水冲洗所产生的煤泥，必须制成煤饼后转运至储煤场，以防二次扬尘。
2.3建设和安装煤场抑尘设施和设备
2.3.1.装设挡风抑尘墙和干煤棚
挡风抑尘墙利用空气动力学原理，按照风洞实验结果建设的具有一定几何形状、开孔率和不同孔形的组合墙体，使流通的空气从外通过墙体时，在墙体内侧形成上、下干扰的气流以达到外侧强风，内侧弱风的效果，从而防止粉尘的飞扬。挡风抑尘墙后不但抑尘效果良好，而且一次投资多年受益，同时整齐美观的挡风抑尘墙也必将成为储煤场的一道亮丽风景线。
先进的干煤棚大都采用柱面网壳、空间结构形式，以防止煤炭下雨时受淋和刮风时污染环境，是一项节能和环保工程。可配合挡风抑尘墙形成又一道抑尘防线。
2.3.2.水雾抑尘治理
储煤场可配置固定式远程风送式射雾器。由风机将雾化的水珠颗粒抛射至60m以上，喷射的水雾颗粒直径＜150µm，雾滴与粉尘颗粒大小相似，极容易相互接近、聚合、沉降，能对悬浮粉尘颗粒进行有效地吸附，使粉尘受重力作用沉降，升空不到10m的距离就被有效地沉降在煤堆表面，从而达到抑尘作用。
储煤场也可配置若干台动力一体远程射雾车，当斗轮机取用粉尘较大、含水率低的原煤时，可将移动射雾车开至取料点下方，配合斗轮机作业，实现有效的水雾抑尘。
配置足够的喷雾降尘系统，可使整个储煤场都处于喷雾降尘范围之内，彻底阻止粉尘飘向厂外，能够大范围内防止储煤场扬尘对环境空气造成的有害影响。
2.3.3.斗轮机装设干雾抑尘系统
每台斗轮机配置干雾抑尘系统，在作业时同时开启。干雾抑尘系统是由压缩空气驱动的声波震荡器，通过高频声波将水高度雾化，“爆炸”成上千上万个1-10µm大小的水雾颗粒。压缩气流通过喷头共振室将水雾颗粒以柔软低速的雾状方式喷射到粉尘发生点，使粉尘颗粒相互粘结、聚结增大，并在自身重力作用下沉降，达到抑尘目的。
2.4绿化储煤场周边
为有效减少粉尘对周边环境的危害，最大限度地降低扬尘污染，各企业应在煤场周边加强绿化植树，营造优美场区环境，实现美化、靓化、绿化的目标。
绿化方式应选择三层密植树林：第一层以白杨、国槐作为骨干树种；第二层广泛种植油松、银杏、白蜡等耐旱大规格乔木；第三层以低矮的耐旱类植物为主。形成层次分明、鸟语花香的煤场周边景观效果。以此在储煤场外围建设一道防尘、抑尘的绿色屏风。
2.5建设数字化粉尘监测及管控一体化储煤场
随着社会对环保的要求越来越高，特别是对PM2.5的粉尘监控及治理的要求更加严格，燃煤粉尘在一定浓度和工况下本身具有易燃易爆的特点，且一氧化碳、二氧化硫、硫化氢对人体具有一定的毒性，由于储煤场四周建有挡风抑尘墙，新鲜外部气流进入煤场进行气流置换较困难，因此，建设含尘浓度、气体毒性浓度在线监测和自动喷雾降尘系统，建设数字化粉尘监测及管控一体化储煤场，是现代化储煤场管理的前进方向。
监控摄像仪实现对储煤场粉尘的24小时连续监测、监控，并可与监控平台进行数据传输。各辅助配套设备将现场各监测信号收集后传输到控制室集中处理、显示，报警并驱动射雾器及时抑尘。
通过粉尘浓度检测系统，可实时、准确监测储煤场内空气粉尘浓度值，当储煤场内粉尘浓度达到一定的危险值，雾化器便自动投入运行进行喷雾。通过智能气体探测系统，可实时、准确监测储煤场内毒性气体浓度值，可输出报警信号和开关信号。
结语
粉尘飘浮在空气中久久难以沉降，是导致全年大气质量不佳又难以控制的污染源，对人体也造成很大伤害，通过上述储煤场粉尘综合治理，可使储煤场粉尘不向周边扩散，有效解决储煤场粉尘污染问题，美化储煤场环境。扬尘防治也成为一件“举世瞩目”的问题，国内外对堆场防尘进行了很多项研究，在我国现阶段储煤场粉尘管控的研究工作也存在很多缺陷，仍需我们进一步深入研究和探讨。
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[4]李德文.炮掘工作面高压喷雾降尘技术的理论与实践[C].重庆煤炭学会，1995.
论文作者:李立强
论文发表刊物:《基层建设》2017年第20期
论文发表时间:2017/10/30
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