在铁路运煤领域,长期以来存在煤炭、煤灰抛洒问题,这不仅对沿线居民的日常生活和周边环境造成影响,也给铁路公司带来行车安全和频繁清灰的双重压力。然而,在陕西省榆林神木市,一种新的治理思路正在被实践,有效解决了运煤污染这一难题。
煤灰污染衍生问题多,百姓不满、企业清灰压力大
相比公路,铁路运输具有运量大、受干扰因素小、环境污染小、能源消耗低等特点,在我国能源运输中占有重要位置。特别是对煤炭来说,全国煤炭产量的60%由铁路运输承担。不过,铁路运煤带来的扬尘、煤灰污染问题却不容忽视,尤其是隧道部分。
蒋忙舟是中铁第一勘察设计院集团有限公司环设院的副总工程师,对于铁路煤灰污染问题,他一直从事专门研究。“受车辆振动和沿途复杂条件等影响,列车进入隧道时,由于断面的变化,列车在运行过程中表面会产生切向风力。这种风力很大,会产生扬尘。再一个,在隧道里边,如果产生扬尘以后,随着活塞风的作用,隧道内也容易产生二次扬尘。”蒋忙舟分析。
图为此前某地运煤火车从隧道呼啸而出时,煤灰污染弥漫。侯佳明摄
双重作用的叠加,让隧道的煤灰污染成为铁路运煤途中污染最为严重的部分。对于住在隧道沿线的居民来说,这种污染带来的影响明显。以今年上半年记者对某地铁路粉煤灰污染的采访为例,当运煤的火车从隧道呼啸而出时,煤灰污染瞬间弥漫开来,它们扩散至空气中,随后洒落到附近的村里,院子、窗台、屋内地板的煤灰污染随处可见。
当记者询问煤灰污染带来的影响时,村民难掩激动情绪,你一言我一语地诉说着。“窗子从来没开过”“洗的衣服都不敢晾在外头,天晴天阴都是”“做饭的时候随手一摸就是灰,要洗好几次手”。受煤灰影响,从隧道流出的水变成了黑水,威胁周边土地与地下水安全。
图为运煤火车在神朔铁路上来往穿梭 。白开浩摄
对于铁路运输企业来说,每年因频繁清灰带来的资金压力也不小,还挤占了隧道检查维修时间,国能包神铁路集团神朔铁路公司(以下简称神朔铁路公司)副总经理王童对此有深刻体会。
“我们铁路每周是两到三个天窗,每个天窗是三到四个小时,在这么短的天窗时间里,我们要进行施工、检维修,还要抽出时间清灰,时间是非常有限的。除了这些,按照以往来说,我们一年要投入大概400万元的费用,花费大量的人力、物力,去清理各个隧道里面的粉尘。”王童回忆。
神朔铁路西起陕西省神木市,东至山西省朔州市,全长268公里,是我国“西煤东运”大通道的重要组成部分,每年有2亿多吨煤从这里发出,运往全国各地。神朔铁路途径61个隧道,王童记得,在抛洒严重的霍家梁隧道,每年清灰次数达一百次以上,任务繁重且危险。
此外,煤灰洒落道床(轨道框架的基础,通常指铁路轨枕下面,路基面上铺设的石碴/道碴垫层),增加了线路维护的周期和成本;隧道的煤灰污染,降低了乘务员瞭望视线,影响火车安全驾驶;每逢降雨,铁路道床电压线路变大,容易造成红光带,形成安全隐患。煤炭保供任务加之近年来严峻的生态环境保护形势也让神朔铁路公司意识到,必须主动求变。
源头控污探索装车抑尘作业,算经济账企业主动参与
从2019年开始,神朔铁路公司以粉煤灰污染治理为突破口,对煤灰抛洒问题进行全面治理。通过调研,铁路企业发现煤灰污染的源头在装车环节,污染的重点路段在隧道。找到问题症结后,他们开始“对症下药”。抑尘剂为当前防治铁路煤灰污染的主要手段,于是加强装车站点抑尘剂的喷洒,就成了治理煤灰污染的基础工作。不过随着治理工作的推进,新问题又出现了。
王童坦言:“起初装车站包括发运人认为,抑尘剂喷洒得越多,可能他们的经济损失就越大,后来我们就细算了一笔经济账。经过我们之前的统计,每辆车煤炭的损耗大概是0.2吨,一列车的损耗基本能达到10吨,按照港口每吨煤的费用大概600元来算的话,就是6000元/一列车。但实际按我们喷洒抑尘剂的成本来说,一列车的成本在1500元—2000元之间,所以,细算这笔账后,发现反而是给发运人节省了一笔不少的费用。”
图为车站货运人员检查煤炭装车抑尘情况。白开浩摄
通过算经济账,反复宣传环境保护政策,不久后,装车站、发运公司加入到了神朔铁路公司的铁路煤灰污染治理队伍。之后,神朔铁路的煤灰污染治理工作便迅速开展了起来。铁路公司先后通过放缓装车速度,改造喷淋设施设备,优化抑尘剂配制,严控抑尘剂使用时限,移动喷淋与固定喷淋相结合,细化调车流程等措施,全方位提升装车环节的抑尘效果。随后,企业在此基础上总结出了抑尘作业关键环节“十大标准”,并在沿线装车站点推广。
近日,在神朔铁路燕家塔站,记者见到了改造后的装车系统。在流水线的自动化作业平台上,装煤、碾压、喷淋等工序依次完成。定量装煤,避免了超载;百吨重的碾压设备,压实压紧煤层,防止开裂抛洒;新型喷淋设备,有效提高喷洒效果。
改造后的装车抑尘系统,图为喷淋设备正在对车厢的煤炭喷洒抑尘剂。白开浩摄
张林是神朔铁路公司燕家塔车站的站长,站在两米多高的抑尘作业平台上,他向记者娴熟地介绍起改造后的喷淋系统。“这就是我们的喷淋设备,运用的是摆臂式喷淋。我们将原来的直喷式喷头,改成扇形喷头,能无死角地喷洒。原来我们的装车速度在1.2公里每小时,现在降到了0.7—0.8公里每小时,速度降低,是为了抑尘剂能够更足量的喷洒。我们每列喷洒的数量在8吨到9吨之间。喷洒完后,进行渗透性检查。抑尘剂在七八个小时后,会形成一厘米左右的厚厚的壳,我们称之为‘固态篷布’。”张林说。
每到车厢连接处,喷淋作业自动停止,多出的喷淋液则顺着导流槽流入收集池进行回收处理。为了适应神木冬季偏冷的特点,张林介绍,他们还对喷淋剂的配置进行了优化。
抑尘剂的行业标准是粘度达到50毫帕每秒,铁路企业根据当地的煤种、煤质以及装车效果,经过多方面试验,探索出抑尘剂粘度控制在70毫帕每秒到80毫帕每秒之间,渗透性和结壳性效果为最佳。
治本的同时,铁路公司还不忘对沿线洒落的煤灰进行清理。通过购买现代化的清灰设备,对洒落在隧道里的煤灰定期进行彻底清理。通过建立智能化、可视化的监控预警系统,实时监测隧道扬尘,做到即洒即清。通过抑尘工作标准化、信息化,如今神朔铁路的煤灰污染问题得到了有效管控。
实现污染治理、行车安全、资源节约多赢,凸显综合效益
在神朔铁路其中一个隧道,记者见到了治理后的景象。随着紧促而又响亮的鸣笛声,一列满载煤炭的火车快速开进隧道。“现在列车通过后,没有什么灰尘。原来每个月不清理的话,会达到17毫米到30毫米的积灰,通过我们的综合治理之后,隧道的煤灰和线路上的灰尘已大大减少了。”神朔铁路公司神木北站区安全室副主任马红奎顶着列车的呼啸声,凑近说道。
据了解,在此前污染最为严重的霍家梁隧道,经过系统治理,现在这里的清灰次数已从之前每年不下一百次减少到了一年两次,清理任务大幅减轻。
煤灰污染得到控制的同时,也减轻了轨道日常维护的工作量。对列车安全运行来说,有明显好处。电力机车司机唐瑞表示:“以前一进隧道,煤灰就跟下大雾一样,啥也看不见,尤其会车时,风吹得比较厉害,把煤块吹得溅起来,好些都把前窗玻璃砸烂了。现在视野至少能达四五百米,明显改观很多。”
霍家梁隧道是神朔铁路煤灰污染最为严重的路段,图为治理前后的霍家梁隧道。侯佳明摄
煤灰污染的有效治理,也减少了煤炭资源的浪费,给煤炭发运企业带来了实实在在的效益。“一年下来,减少路损能达到1.6万吨左右,经济效益十分明显。”陕西龙华集团铁路集运有限公司副总经理苏秀禄总结。
数据显示,经过综合治理,神朔线每年可减少隧道煤粉抛洒1.8万吨,节省煤炭损失费用1170万元。若是算上每年395万元的煤灰清理费,总共可减少损失1565万元。抛洒的减少,实现了环境污染治理、隧道作业安全、列车运行安全、运输效率提升与煤炭资源节约的多赢。
无论是行业内部还是监管部门,如今都锚定了一个目标,实现铁路的清洁绿色运输。不久前,由西安铁路监督管理局与陕西省生态环境厅在神木市联合举办的重载铁路煤尘污染治理现场交流会,正是推动这一目标实现的有效做法。在现场交流会中,多家铁路公司与相关专用线企业代表参观了神朔铁路燕家塔煤炭物资专用线、龙华专用线、大柳塔环线的煤尘污染治理情况,进行了经验做法交流探讨。
图为隧道煤粉清理车正在清理道床洒落煤灰,号称铁路版“大型吸尘器”。白开浩摄
随着国家“双碳”战略和环境污染防治方案的实施,应不断开展清洁运煤技术研发,推进煤炭绿色运输。蒋忙舟表示,“一方面来说,铁路运输煤尘的控制的重点还是要加强煤炭装车过程抑尘喷洒工序管理,保证煤炭抑尘剂的效果。另一方面,要不断增加煤炭集装箱运输比例,实现煤炭运输‘一箱到底’的运输模式,可有效解决运输过程的煤尘逸散。”
下一步,神朔铁路的煤灰污染治理经验将在陕西省进行学习推广,为面临同样问题的地方带来治理新思路。这也为目前正在重点推进的“公转铁”工作扫清了障碍,消除了潜在的环境隐患,助推陕西经济社会高质量发展。
“铁路煤灰污染难题并非无解,当找准病根,对症下药后,将收获意想不到的综合效益。”蒋忙舟表示,各铁路运输企业、铁路专用线企业应进一步提高思想认识,消除畏难心理,主动作为,以煤灰污染治理为突破口,提升安全运行能力与环境治理水平,实现经济效益与环境保护双赢。