裕溪口抑尘站作业流程及设备配置优化方案研究

王小乐，江文清，周震宇

(中国铁路上海局集团有限公司 合肥货运中心，安徽 合肥 230000)

0 引言

铁路煤炭运输抑尘是中国国家铁路集团有限公司(以下简称“国铁集团”)贯彻落实党中央、国务院坚决打赢蓝天保卫战的重要举措，也是营造良好的社会舆论环境，促进货运三年行动顺利开展的重要保障。近年来，国铁集团制定并出台一系列方针、政策来促进铁路煤炭运输抑尘的工作。2009年，我国第一个煤炭抑尘铁路行业标准《铁路煤炭运输抑尘条件》发布，并从当年12月起在全路范围内推行煤炭抑尘作业点建设。2017年8月1日起，铁路正式取消抑尘费，将抑尘作业成本纳入铁路运营成本支出。2018年，为贯彻落实党中央、国务院关于调整运输结构，增加铁路运输量的决策部署，铁路出台并实施《2018—2020年货运行动方案》，提出到2020年，全国铁路货运量较2017年增长30%。其中，铁路煤炭运输量占货运总量的近6成，因而煤炭抑尘质量被视为重中之重。2018年9月，我国铁路在开展煤炭抑尘达标活动与煤炭抑尘达标“回头看”的基础上，开展为期2个月的专项整治，对全路658个抑尘作业点实行全覆盖平推式检查。

芜湖港裕溪口煤码头位于市郊江北岸漕河入口处，主要担负着省内淮南、淮北、皖北、新集4大煤矿及山西、河南等部分省外煤矿的煤炭堆存、中转和运输，是安徽省最大的能源输出港。2019年，随着南京浦口港的关闭，裕溪口煤码头承接了近200万t的煤炭到达、中转，同时也加大了铁路煤炭的运输量。2019年前8个月，累计完成煤炭装车量63万t，较去年同期增长13%。裕溪口抑尘站是铁路相关单位在2015年重点打造的抑尘站，主要目的就是贯彻落实我国关于在作业量比较大的煤炭装车点实施抑尘工作，从源头上进行把控，防止煤炭在运输过程中产生扬尘现象，影响沿线线路居民生活和造成环境污染，同时有效的抑制煤炭在运输过程中亏吨现象的发生。裕溪口抑尘站紧邻港口煤码头煤炭装车点，设备启用至今，已累计完成192万t煤炭喷洒，形成较好的经济、社会和环境效益。

1 裕溪口抑尘站作业流程和设备配置分析

1.1 作业流程

裕溪口煤码头与裕溪口东站接轨，铁路专用线直达码头，列车通过抑尘站速度小于等于10 km/h，调车机取送。裕溪口抑尘站采用的是简易龙门式喷洒装置。龙门式喷洒装置主要包含2部分，一是喷洒液制作系统，二是喷洒作业系统。其中，喷洒液制作系统包含的主要设备有清水池、预溶加料机、搅拌罐、储液罐；喷洒作业系统包括潜污泵、电磁阀、喷淋装置和喷洒控制系统[1-2]。裕溪口抑尘站在喷洒液制作过程中，由于制作流程存在不合理，造成抑尘剂堵塞预溶加料机，无法充分搅拌抑尘剂，造成大量抑尘剂沉淀在搅拌罐；在喷洒作业环节，储液罐的抑尘剂溶液，由于没有浓度检测装置，只是通过人工计算抑尘剂浓度判断是否达标，无法保证抑尘剂溶液浓度在合理范围内。裕溪口抑尘站制液和喷洒设备流程图如图1所示。

（1）裕溪口抑尘站喷洒液制作流程。①向搅拌罐注水，储水量达到计划配液量的80%。②打开加料机进水阀，启动预溶加料机进水泵，预溶机进水量必须小于总制液量的20%。③打开加料机开关，开始送料。④待粉剂预溶完后，依次关闭加料机开关，预溶机水泵开关、预溶加料机电源、加料机进水阀。⑤开启搅拌电机开关，搅拌30 min左右，待粉剂完全溶解后，按搅拌停止按钮，搅拌完毕。⑥启动潜污泵开关，将液体抽入储液罐，液体抽送完毕按潜污泵停止按钮，即制液完成，填写制液记录。

图1 裕溪口抑尘站制液和喷洒设备流程图Fig.1 Flow chart of liquid preparation and spraying equipment at the Yuxikou dust suppression station

（2）裕溪口抑尘站喷洒作业流程。①喷洒操作人员接到车站来车预告通知，掌握来车时间、编组情况等有关信息，准确了解是否编有不准喷洒作业的车辆，确定是否进行喷洒作业。②依次打开电源开关、储液罐开关(电磁阀1)、龙门喷洒塔开关(电磁阀3、电磁阀4)。③待喷洒车进入喷洒点后，打开喷洒泵开关和自喷开关、实施喷洒作业。④喷洒作业中，操作员密切观察车辆运行情况，根据车辆编组情况，开启和关闭自喷开关；对照“速度与流量参照表”，调节喷洒流量(流量增大和流量减小)，确保喷洒质量。⑤作业完毕，关闭喷洒开关，关闭主管道阀门和电源。⑥喷洒结束后，打开回流开关(电磁阀5)实施回流作业。⑦依次打开电源开关、清洗罐开关(电磁阀2)喷洒塔开关(电磁阀3、电磁阀4)、喷洒泵开关，实施清洗作业(定期清洗)。清洗作业不少于2 min。⑧冬季作业时，若设备管道冻结需打开加热1空开(滚筒加热棒)和加热2空开(伴热带)对设备管道进行加热疏通。

1.2 存在问题

（1）抑尘设备老化和功能不齐全。裕溪口抑尘站是在2015年重点打造的抑尘站，距今已有4年有余，由于设备使用和保养不当，设备故障时有发生，功能不齐全，不符合煤炭抑尘新时期的发展要求。具体表现为：①没有车号识别系统、浓度检测和测速装置，数据采集还停留在手工记录阶段；②无钩挡检测和控制单元导致抑尘剂浪费，仅凭操作人员经验进行手动控制启动和停止喷洒装置，造成喷洒不均匀漏喷、少喷情况，钩头上有大量抑尘溶剂锈蚀装置，在冬天的情况下容易造成结冰，影响调车人员作业。

（2）搅拌罐溶液搅拌不均匀。造成搅拌罐溶液不均匀的问题主要体现在：①裕溪口抑尘站的搅拌罐采用的是上置式搅拌设备，搅拌机位置固定在搅拌罐底部高约0.3 m。一般情况下，裕溪口装一列车在50辆车左右，需要3.5 t水，抑尘剂通过预溶加料机和搅拌罐的预溶和搅拌已基本上溶解到水中。但是，在一些特殊情况下，运往六安的煤炭，一列一般在28辆车左右，用水量为2 t，水位线刚好没过搅拌机，由于搅拌机位置过高，致使搅拌不均匀，抑尘剂发生沉淀，喷洒抑尘质量不过关。预溶加料机对抑尘剂没有充分的预溶，造成在搅拌罐结块、沉淀，影响抑尘剂溶液质量。

（3）人员素质有待提高。裕溪口抑尘站使用单位为港口集团，由于港口作业人员文化水平低、年龄偏大，致使抑尘设备的使用操作不当、保养不到位。常见的操作不当问题主要有：①预溶加料机中的水未形成漩涡就加料或者送料过快，造成加料机堵塞；②手动起停操作喷洒，造成机后1至2位车辆漏喷；③没有定期清理储液罐过期的溶液，造成喷抑尘剂过期，达不到抑尘效果；④抑尘剂浓度配比、清水使用量、抑尘剂使用量，每车喷洒量计算不清楚。

（4）缺乏废液回收处理装置。抑尘剂在喷洒过程中，由于喷嘴位置和角度问题及未采用钩档识别系统造成溶液撒漏，洒漏的抑尘剂污染砟石后渗入道床，道床出现板结现象，造成环境污染。冬季喷洒区段道床不及时除冰，待积冰后，影响铁路行车安全。

2 裕溪口抑尘站作业流程及设备配置优化方案

2.1 作业流程优化方案

针对目前裕溪口抑尘站制液和喷洒流程上存在的问题进行优化，问题主要表现在预溶加料机容易造成抑尘剂的堵塞、搅拌罐里抑尘剂沉淀问题、浓度检测装置缺失造成抑尘剂质量不合格。其中，预溶加料机堵塞问题一直存在，主要原因在于操作人员设备使用不当，预溶加料机进水阀在注入水时，未等预溶加料机里的水形成漩涡时，就将抑尘剂加入到水中，造成抑尘剂预溶不彻底产生结块、堵塞现象。问题的关键在于一定要等到预溶加料机里的水形成漩涡再放入抑尘剂，这样抑尘剂在漩涡的带动下慢慢的溶解，避免结块现象的发生；搅拌罐里的抑尘剂沉淀问题造成原因主要是原先只是通过搅拌罐搅拌30 min，便开始下一道工序，搅拌是否充分不得而知。若搅拌罐有沉淀需要溶解和清理残渣，若无沉淀进行下一步操作。浓度检测装置的缺失直接导致无法判断浓度是否符合标准，因而需要借助浓度检测装置，对储液罐中的抑尘剂溶液浓度进行检查，判断是否符合标准，若不合格，需要根据计算进一步提升溶液浓度或降低浓度，若符合标准，则可以开始喷洒作业。因此，通过判断是否形成漩涡、搅拌罐是否有抑尘剂沉淀、浓度检测是否合格3个判断来加以优化，使得现场操作人员容易掌握和使用抑尘站设备，裕溪口抑尘站制液和喷洒作业流程优化图如图2所示。

2.2 作业设备配置优化方案

（1）补强设施设备短板。增设车号识别、浓度检测装置、测速装置和钩档识别装置。其中，车号识别系统是指通过放置在轨道中间的采集器读取每节车皮下射频卡里的数据，然后通过485通讯协议与工控机的串口卡相连，达到车号、车型的识别[3]，并针对不同车型，喷洒量不同，在车速小于等于80 km/h的情况下，60 t和61 t的敞车喷洒量不低于80 L，70 t敞车不低于83 L；在储液罐安装浓度检测装置，可以实时掌握储液罐抑尘剂溶液的浓度是否达到规定标准，若是浓度偏低，则采取提高浓度措施，使抑尘剂浓度达到喷洒质量；安装安全自锁装置，实现钩档自动识别，当车列钩档间经过喷淋装置时，自动停止喷淋，越过钩档后自动恢复喷淋，有效解决抑尘剂撒漏问题[4]。

图2 裕溪口抑尘站制液和喷洒作业流程优化图Fig.2 Improved flow chart of liquid preparation and spraying operation at the Yuxikou dust suppression

（2）规范抑尘剂配制溶度。针对搅拌不均匀造成抑尘剂沉淀问题，规范抑尘剂配置溶度具体表现为：第一，将上置式搅拌设备改为沉入可调式搅拌电机，固定在罐体内壁滑道上，通过钢丝绳上下升降可调式搅拌，有效解决搅拌罐水位过低，抑尘剂沉淀问题[5]；第二，落实技术标准，严格执行作业流程、作业标准和产品配制要求，保证抑尘剂溶液配制质量。预溶加料机充分预溶后，方可加入到搅拌罐进行搅拌，避免结块现象发生。定期对储液罐内剩余的抑尘剂进行检查、检验，及时处理变质失效的抑尘剂溶液，严禁使用变质失效的抑尘剂。

（3）提高作业人员作业水平。①落实“先培训，后上岗”制度，严格按照要求持证上岗。针对上述操作不当问题，中心定期开展专题培训、现场观摩和经验交流等形式，以设备技术原理、作业标准、质量控制、作业安全和应急处理等为重点，广泛开展对抑尘设备操作人员和有关货运人员的技术业务培训[6]。②加强铁路方与港口之间的联系，定期到裕溪口抑尘站组织抽查，针对长期存在的问题，进行重点检查。发现问题，与港口方领导协商，对责任人予以考核，同时对改善抑尘作业的优秀员工予以奖励，落实奖惩制度。③铁路派专人到港口抑尘站驻点，负责抑尘站使用、保养、维修等工作，并加强抑尘设备的日常养护，严格交接班制度，杜绝信用交接或不交接，按照保养的内容和要求做好日常维护保养，懂得基本的设备维修技能，及时维修设备故障。

（4）加强道床整治和废液处理。加强道床整治，在线路两侧修建硬化面槽，增设挡墙、排水沟、积水井，安装潜污泵。撒漏的抑尘剂通过硬化面槽连接管道流入站房既有搅拌罐，实现废液回收。对残留、冻结溶液及时清理，避免对环境造成污染[7-8]。作业完毕后，及时清理货车上的残煤和杂物，尤其是对车体外部、车钩、手闸台等部位的清理，挂车前车站进一步检查确认和处理，确保作业环境达标。裕溪口抑尘站设备升级改造配置图如图3所示。

图3 裕溪口抑尘站设备升级改造配置图Fig.3 Equipment upgrade and renovation layout at the Yuxikou dust suppression station

3 结束语

抑尘站是铁路煤炭运输抑尘工作的原始起点，也是中国铁路上海局集团有限公司监督检查的重点，喷洒质量的好坏直接关系到铁路运输抑尘的成败。因此，必须对抑尘站抑尘工作加以重视，现阶段裕溪口抑尘站存在的问题，也存在于其他抑尘站。要抓住契机，推进铁路煤炭运输抑尘迈入新台阶，以更高的标准来要求煤炭抑尘工作。只有切实抓好喷洒质量才能达到降低消耗和节能环保的目的，才能真正落实打赢蓝天保卫战、安全发展、和谐发展的重要举措，保障国家煤炭运输市场，维护货主根本利益和保护老百姓生活环境。