黄骅港煤炭港区露天堆场煤炭起尘源强分析

董世培 寿幼平

（交通运输部天津水运工程科学研究所 水路交通环境保护技术实验室，中国 天津300456）

0 引言

黄骅港是河北省沿海的地区性重要港口，也是我国的主要能源输出港之一，黄骅港煤炭港区到2015 年煤炭吞吐量将达到2 亿吨。随着港区煤炭吞吐量的不断增加，黄骅港及周边城区空气环境质量受到一定影响。 目前公众对大气环境的关心程度日益增长，环境管理部门对大气污染排放管理日益严格。

黄骅港煤炭港区目前采煤炭堆存方式主要为露天堆存，煤炭堆场为开放性尘源，源强具有不确定性，煤炭在堆场堆存和装卸过程中，起尘量的大小与作业量、煤堆表面积、颗粒粒径、含水率及风速等均有关系[1]，煤尘源强的确定比较复杂，给黄骅港煤炭港区大气环境影响预测分析工作和环境管理部门核算大气颗粒物排放总量造成了困难，因此针对黄骅港煤炭港区露天堆场煤炭起尘源强进行计算分析可为黄骅港设置大气环境防护措施和环境管理提供参考。

1 源强计算方法

1.1 煤炭特性分析

1.1.1 粒径分布

根据黄骅港煤炭港区几种主要煤种煤尘粒径进行的实测检验，其中以运量最大且细颗粒含量最高的沫煤（内蒙）作为代表煤种计算不同风速下起尘源强。

表1 煤炭的粒径分布

1.1.2 含水率

在自然干燥状态下，煤炭的表面含水率约为3.2%，极易起尘。 一般散货要求其含水率不要高于8%～10%，因而洒水除尘时煤炭的含水率控制在8%左右为宜[2]。

1.2 源强计算方法

煤堆场表面的静态起尘，其发生量与尘源的表面含水率、地面风速有关；装卸、运送等过程的动态起尘，其发生数量与作业量、风速、装卸高度有关[3]。

1.2.1 静态起尘

静态起尘量计算方法采用 《港口建设项目环境影响评价规范（JTS105-1-2011）》中推荐的公式，计算公式如下：

Q1＝0.5α（U－U0）3S

式中：Q1——单堆堆存起尘量；

α——散货类型调节系数，取1.0；

U——堆场内平均风速，为堆场外风速的0.89，m/s；

U0——起动风速，m/s；

S——堆表面积，m2，

U0＝0.03·e0.5w＋3.2，

w——含水率，%。

1.2.2 动态起尘

动态起尘环节堆场在进行堆取料过程中采用堆取料机进行作业，上述环节在作业过程中会产生动态起尘， 动态起尘的计算公式采用《港口建设项目环境影响评价规范（JTS105-1-2011）中推荐公式：

式中：Q2——作业起尘量，kg；

U——堆场内平均风速，为堆场外风速的0.89，m/s；

Y——作业量，t；

H——作业高度，m；

w——含水率，%；

α——散货类型调节系数，该值同堆存起尘；

β——作业方式系数，β=1，堆、取料时，β=1；

ω2——水分作用系数，与散货性质有关，散货为0.45；

w0——水分作用效果的临界值，即含水率高于此值时水分作用效果增加不明显， 与散货性质有关，散货的w0值为6%；

v2——作业起尘量达到最大起尘量一半的风速， 与粒径分布和颗粒物密度有关， 一般散货取16m/s[4]。

露天堆场作业机械效率及数量按表2 进行计算。

表2 堆场作业机械情况表

露天堆场不同起尘环节尺寸见表3。

表3 不同起尘环节尺寸

2 计算结果

按照前述计算方法和参数，计算出不同风速条件下黄骅港煤炭港区露天堆场煤炭起尘源强（表4）。

表4 不同风速下起尘源强（以TSP 计）

3 结论

根据对黄骅港煤炭港区露天堆场典型煤炭货种起尘源强计算结果可知，同一货种在含水率一定的情况下，风速大起尘量越大，因此露天堆场应设置防风网等相应的防尘措施， 降低露天堆场内的风速，能够有效对露天堆场内煤炭起尘起到一定的抑制作用。

［1］丛晓春,张旭.粉尘颗粒受力起动的试验研究[J].中国矿业,2003,12(9):32-34.

［2］王丹,王传瑜,李宗良,等.煤炭堆场起尘影响因素研究[J].煤,2010,11(1):1-2.

［3］张光玉,詹水芬,张晓春.港口散货粉尘污染防治理论与技术方法[M].北京:人民交通出版社,2009:80-82.

［4］詹水芬.黄骅港煤堆场防风网建设工程的试验研究[R].天津:交通运输部天津水运工程科学研究所,2008.