黃驊港煤炭港區露天堆場煤炭起塵源強分析

董世培 壽幼平

（交通運輸部天津水運工程科學研究所 水路交通環境保護技術實驗室，中國 天津300456）

0 引言

黃驊港是河北省沿海的地區性重要港口，也是我國的主要能源輸出港之一，黃驊港煤炭港區到2015 年煤炭吞吐量將達到2 億噸。隨著港區煤炭吞吐量的不斷增加，黃驊港及周邊城區空氣環境質量受到一定影響。 目前公眾對大氣環境的關心程度日益增長，環境管理部門對大氣污染排放管理日益嚴格。

黃驊港煤炭港區目前采煤炭堆存方式主要為露天堆存，煤炭堆場為開放性塵源，源強具有不確定性，煤炭在堆場堆存和裝卸過程中，起塵量的大小與作業量、煤堆表面積、顆粒粒徑、含水率及風速等均有關系[1]，煤塵源強的確定比較復雜，給黃驊港煤炭港區大氣環境影響預測分析工作和環境管理部門核算大氣顆粒物排放總量造成了困難，因此針對黃驊港煤炭港區露天堆場煤炭起塵源強進行計算分析可為黃驊港設置大氣環境防護措施和環境管理提供參考。

1 源強計算方法

1.1 煤炭特性分析

1.1.1 粒徑分布

根據黃驊港煤炭港區幾種主要煤種煤塵粒徑進行的實測檢驗，其中以運量最大且細顆粒含量最高的沫煤（內蒙）作為代表煤種計算不同風速下起塵源強。

表1 煤炭的粒徑分布

1.1.2 含水率

在自然干燥狀態下，煤炭的表面含水率約為3.2%，極易起塵。 一般散貨要求其含水率不要高于8%～10%，因而灑水除塵時煤炭的含水率控制在8%左右為宜[2]。

1.2 源強計算方法

煤堆場表面的靜態起塵，其發生量與塵源的表面含水率、地面風速有關；裝卸、運送等過程的動態起塵，其發生數量與作業量、風速、裝卸高度有關[3]。

1.2.1 靜態起塵

靜態起塵量計算方法采用 《港口建設項目環境影響評價規范（JTS105-1-2011）》中推薦的公式，計算公式如下：

Q1＝0.5α（U－U0）3S

式中：Q1——單堆堆存起塵量；

α——散貨類型調節系數，取1.0；

U——堆場內平均風速，為堆場外風速的0.89，m/s；

U0——起動風速，m/s；

S——堆表面積，m2，

U0＝0.03·e0.5w＋3.2，

w——含水率，%。

1.2.2 動態起塵

動態起塵環節堆場在進行堆取料過程中采用堆取料機進行作業，上述環節在作業過程中會產生動態起塵， 動態起塵的計算公式采用《港口建設項目環境影響評價規范（JTS105-1-2011）中推薦公式：

式中：Q2——作業起塵量，kg；

U——堆場內平均風速，為堆場外風速的0.89，m/s；

Y——作業量，t；

H——作業高度，m；

w——含水率，%；

α——散貨類型調節系數，該值同堆存起塵；

β——作業方式系數，β=1，堆、取料時，β=1；

ω2——水分作用系數，與散貨性質有關，散貨為0.45；

w0——水分作用效果的臨界值，即含水率高于此值時水分作用效果增加不明顯， 與散貨性質有關，散貨的w0值為6%；

v2——作業起塵量達到最大起塵量一半的風速， 與粒徑分布和顆粒物密度有關， 一般散貨取16m/s[4]。

露天堆場作業機械效率及數量按表2 進行計算。

表2 堆場作業機械情況表

露天堆場不同起塵環節尺寸見表3。

表3 不同起塵環節尺寸

2 計算結果

按照前述計算方法和參數，計算出不同風速條件下黃驊港煤炭港區露天堆場煤炭起塵源強（表4）。

表4 不同風速下起塵源強（以TSP 計）

3 結論

根據對黃驊港煤炭港區露天堆場典型煤炭貨種起塵源強計算結果可知，同一貨種在含水率一定的情況下，風速大起塵量越大，因此露天堆場應設置防風網等相應的防塵措施， 降低露天堆場內的風速，能夠有效對露天堆場內煤炭起塵起到一定的抑制作用。

［1］叢曉春,張旭.粉塵顆粒受力起動的試驗研究[J].中國礦業,2003,12(9):32-34.

［2］王丹,王傳瑜,李宗良,等.煤炭堆場起塵影響因素研究[J].煤,2010,11(1):1-2.

［3］張光玉,詹水芬,張曉春.港口散貨粉塵污染防治理論與技術方法[M].北京:人民交通出版社,2009:80-82.

［4］詹水芬.黃驊港煤堆場防風網建設工程的試驗研究[R].天津:交通運輸部天津水運工程科學研究所,2008.