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转港口煤炭损耗因素分析

时间:06-23来源:作者:点击数:

摘要:介绍了煤炭中转港口的作用,针对煤炭在港口中转过程中的损耗进行了分析研究,指出影响中转港口煤炭损耗的几个关键因素,分别是煤炭自身化学反应、外界环境、工艺流程、设备技术和人员,并对这几个影响因素进行了详细划分和介绍。为了减少煤炭在中转港口的损耗,提高煤炭质量,引入了PDCA循环管理模式,对港口煤炭损耗进行动态循环管理,针对引起煤炭损耗的因素,提出了相应控制措施。

关键词:中转港口;煤炭损耗;关键因素;PDCA管理模式

煤炭一直处于我国能源领域的主导地位,是保证我国基础工业发展的重要原材料。在整个能源使用中,煤炭占据了将近70%,煤炭的主导地位不可替代。然而由于我国经济发展的特点,现阶段我国的能源中心和经济中心具有很大的差异性,这便造成了在保证煤炭生产和消费基础上对于运输的强烈需求,形成了我国特有的煤炭运输特点,即“西煤东运、北煤南运”[1]。因此在这种大环境下,便诞生了煤炭中转港口,在现阶段煤炭需求日益增加的情况下,它的作用也显得越来越重要。但在煤炭中转中存在着许多的问题,比如煤炭中转环节相对复杂、煤炭自身的特殊性、流程管理不当等,这些都会造成煤炭的大量损耗,因此怎样更好的减少煤炭中转中的损耗就成了现阶段的首要任务。煤炭中转基地在我国的实际生产中具有非常重要的作用,其具体体现在铁路运输的均衡、煤炭进口的需求、以及稳定煤炭的长期供应等,并且这些作用也都直接满足我国煤炭生产以及相关的消费系统特征[2]。建立煤炭中转站可以更好的开展配煤服务,提高煤炭燃烧效率,减轻环境污染,提高企业经济效益[3-4]。

1影响煤炭在中转港损耗的因素

1.1煤炭自身化学损耗

煤主要是由无机物以及有机物构成,也可说其是由可燃物以及不可燃物组成的。在常温下,煤炭中的碳、氢等元素就会发生缓慢的氧化反应生成CO、CH4及其他烷烃物质,这些生成物都是可燃的,而整个煤炭的氧化分解反应又是放热的,因此如果放出的这部分热量不能立即散发掉,慢慢积累,便会使煤炭的整体温度越来越高,这样就促进了煤的氧化分解,变成了一个温度递增的循环反应,最终导致自燃,造成了煤炭自身损耗。除此之外,煤炭的颗粒大小同样也影响着煤炭的自燃,煤炭的粒度越小,煤炭与空气的接触面积就越大,氧化速度就越快。现阶段煤场中的难题之一便是煤炭的自燃问题。

1.2外界环境因素

煤炭和空气的直接接触量、煤炭整体的水分以及温度、煤炭的质量等这些方面都会受到外界气候的变化以及不良气候的影响。煤炭自燃的原因整体来说就是因为外界的整体温度偏高,并且降水比较多,雨水经过渗流作用进入煤炭中,慢慢带走煤炭中一些微小的颗粒,使得煤炭内部的空隙变大,进而增强了煤炭与空气的接触,导致煤炭自燃。夏末秋初的时节,外界气候就会变得多雨、高温,这恰好符合了煤炭自燃的条件,这一时节多发生煤炭自燃现象。位于港口的煤炭中转站由于地理位置特殊、靠近大海,经常会有强风,而强风则会带走煤炭中的细小颗粒,则会对煤炭的质量造成很大的损耗。煤的孔隙度、含水量和其煤化程度不是相互独立的,而是有一定的规律,其主要体现在煤的内在含水量能相对精确地反映煤化程度、粘结性和发热量等煤质特征[5],因此当自然降水量高于某一数值的时候,煤炭的质量就会有很大的影响。

1.3工艺流程损耗

工艺流程损耗是指煤炭在中转港进行各个作业流程时,各个流程所产生的损耗,如运输、装卸、检测和转运过程中产生的损耗。1)扬尘损耗。煤炭储存在中转港特定位置之前,都要使用汽车、火车或者皮带运输,由于工艺衔接问题,煤炭在装车、卸车、堆放和装船过程中都会产生扬尘,加上外界风力作用,扬尘会更加严重。比如将煤炭从煤垛取到皮带机上,均有一定的落差,且通常和外界没有隔离,从而形成扬尘;在运输的过程中,车辆颠簸,煤炭表面微小颗粒也会被风吹起,形成扬尘。扬尘不但造成严重的损耗,而且引起环境恶化,造成人员身体损害。2)装卸损耗。煤炭从运输到中转港口再到由货轮运走,通常要经过多次装卸。而装卸往往都会使装卸工具直接接触煤炭,而由于煤炭本身易碎的性质,往往会造成煤炭破损、遗散等。根据交通运输部统计,我国港口的煤炭吞吐量约为4亿t,而港口煤炭装卸损耗率为3%,每年造成的损失约为1200万t。3)煤炭中混入杂物。煤炭在中转港港口大多数都是露天堆放,并且煤炭进入港口要经过多次转运,且堆放时间一般较长,尤其是夏季雨水较多,往往会使泥土等杂物混入煤炭中,使煤质降低,部分煤质达不到要求,不仅造成浪费,而且将这部分混入杂物的煤分离出来,工作量也很大,因而煤炭中混入杂物也是造成损耗的重要原因。4)煤质检测损耗。煤炭质量检测是指按照国家标准,对煤炭的物化性质进行检测,一般主要包括以下检测:硫、灰分、挥发分、水分、块煤限率和含矸率等检测项目。煤炭检测是保证煤质的重要环节,因此检测的样本数量不能过少,尤其是年吞吐量上亿的港口,需要进行煤质检测的量也很大。在实际检测中,往往由于操作不当、取样不符合标准,造成重复检测,并且很多检测完的煤炭未能重新放回煤垛,造成了一部分煤炭损耗。

1.4设备技术损耗

设备技术因素造成的中转港口煤炭损耗,主要是指在当前的设备条件和管理方法下,煤炭在港口中转产生的损耗。煤炭进入港口主要依靠汽车和火车运输,由于运输工具本身的特性和外界环境的影响,煤炭在运输途中,难免会从车体缝隙中遗漏。据有关数据表明:当运输距离小于500km时,煤炭损耗率为0.8%~1.2%,当运距在500~1000km时,损耗率为1.2%~2.5%[6]。与此同时,煤炭从汽车和火车上卸车时,通常汽车是依靠自身的翻斗进行卸煤,火车通过翻车机翻卸,虽然效率高、节省人力,但是几乎都会有残余留在车底,造成不可忽视的损失。此外煤炭堆放时,车辆对于煤炭的碾压损耗也是不容忽视的技术损耗。

1.5人为损耗

人为的一些误差错误导致了煤炭的损耗,例如实际中通常使用水尺计量作为衡量货运装船的数量依据,但水尺计重又依赖于主客观条件。外界条件比较好时可以准确读出吃水,但是如果条件恶劣,将反之。除此之外也有一部分主观因素,比如计量人员本身的技术水平、受贿、偷盗等引起的损耗。李豪智:中转港口煤炭损耗因素分析及解决对策。

2引入PDCA管理模式解决中转港煤炭损耗问题

在质量管理领域有一个有名的“戴明环”模式,又称PDCA,它是由美国质量管理专家戴明博士提出的,这个理论包括计划(Plan)——执行(Do)——检查(Check)——改进(Action)4个阶段(图1)。这4个阶段包括了全面质量管理的全部过程,周而复始的循环、改进,每循环一次就能解决一部分问题,提高了整体的质量水平,因此如果在煤炭中转港口的管理之中参考PDCA的观点思路,将大大的推进港口人工管理的质量,减少煤炭损耗。

2.1减少港口煤炭损耗“P”阶段

该阶段以影响港口煤炭损耗的因素为基础,结合港口目前损耗量、国家对于港口煤炭损耗的规定、当前及未来作业量预测,制定出将要降低损耗的总体目标。

2.2减少港口煤炭损耗“D”阶段

递交计划的行动具体方案以及按照计划方案进行正确的作业活动,这两方面构成了整个实施阶段。明确计划的总目标就是要尽量减少损耗,在综合现有一切条件的基础上,分析总结提出建议,做好基础工作,完成目标。笔者分析了煤炭中转港损耗的相关原因,总结得出了以下几点减少煤炭损耗的措施。1)降低煤炭自身化学损耗的措施。煤堆发生自燃要同时具备4个条件:①具有自燃倾向性;②供氧条件;③氧化时间;④储热条件[7]。结合煤炭自燃的条件,采取有效的措施,防止煤炭自燃。具体办法是:①根据不同的煤炭质量、煤炭种类来进行分类测试。对于更加易于自燃、需要储藏更长时间的煤炭,应该进行相关评测,包括煤炭中易于挥发成分的含量、煤炭最低的燃烧温度等,进而进行煤炭自燃鉴定;②从自燃条件考虑,应该选择合理的煤炭放置地点,选择较为宽阔、日照量相对较小、周围没有明显热源的地方。并且要保证通风,坚决防治煤炭的直接暴晒;③根据研究显示,煤炭发生自燃时候的水分一般是5%~7%。而如果煤炭水分在12%时,则煤炭不会自燃,因此可以采取的措施为:修筑混凝土结构的储煤场,来保证煤炭水分不外流。在煤炭储藏周围设置喷水设施,定期定时的给煤炭浇水,这样不仅能保证煤炭中的含水量,还能有效的防治煤场的煤尘危害。④从管理方面出发,加强煤炭的看护管理,加大人员监管力度,力求在自燃初期便发现并治理。具体可以提高巡逻查看频次,一经发现煤炭有部分温度骤升、煤炭冒烟等现象发生的时候便立即采取措施。⑤通过化学的方法,比如通过在煤炭中加入氯化钙、氯化镁、硝石灰和水玻璃等化学材料来减缓煤炭的氧化速度,降低煤炭质量的损耗,以及防止自燃现象。⑥尽可能做到煤炭管理的细致化,避免长时间的堆放煤炭,做到“先进先出”。2)降低环境造成煤炭损耗的措施。自燃环境造成的煤炭损耗,主要包括3个方面:一是煤炭自燃;二是港口经常性的大风会带走煤炭中疏松的颗粒;三是雨水带走细小煤炭颗粒以及影响煤质。此外,在煤堆的底部和周边应采用混凝土结构,以防止大量雨水流入煤堆。3)降低工艺流程造成损耗的措施。为了尽量降低工艺流程所造成的损耗,主要采取的措施为针对扬尘损耗:①在煤堆表面铺设防风网,防止扬尘损耗;②用专门的喷洒装置,向煤垛表层喷洒能够形成硬的保护膜的乳胶,既能防尘又能防水;③给车辆加铺盖和喷洒水的措施。针对装卸损耗,主要采取优化中转流程,尽量减少煤炭的装卸次数,逐步提高装卸工艺。每隔一个阶段,主管单位都要对中转过程中出现的问题进行研讨,优化装卸工艺。针对夏季雨水带入杂物混入煤堆,主要采取在煤垛的底部和周边砌筑一定高度的混凝土结构,做好煤堆周围排水工作,夏季要安排人员定期检查。针对检测过程中的损耗,主要是完善和规范检测程序,加大对检测人员的培训和教育,落实“检测程序负责制、检测结果负责制”。4)降低机械设备造成损耗的措施。机械设备造成的损耗主要是指在运输过程中,由于车体缝隙造成的煤炭遗漏以及在装卸过程中,有煤炭遗留在车底。采取的措施为:①定期对车厢的缝隙进行检查,对于有可能造成遗漏的缝隙进行处理。②在运输煤炭途中,铺盖篷布,防止遗漏。③制定工作规章,安排专人做好车底遗留煤炭的清理归垛工作。5)控制人为损耗的措施。针对人员态度不认真,造成计量误差,首先是做好人员培训和教育工作,定期开展水尺计量业务培训和相关规章制度的学习;其次是建立船舶档案,引入大数据的理念,防止因气候原因造成大的偶然误差;再者是完善计量人员组织和制度,建立计量人员负责制、主管领导责任制,定期开展第三方随机抽检,对抽检发现的人员问题,要做到人员不处理不放过,主管领导未追责不放过,计量制度不完善不放过。最后是加快引入“智能化”技术和理念,做好船舶的智能化计量,杜绝人为误差。针对中转港存在的偷盗煤炭行为,首先是完善制度,安排专人负责监管,加强对现场工作人员的法律教育,增加港口夜晚巡查力度。其次是和当地公安局建立联动机制,震慑偷盗行为。

2.3减少港口煤炭损耗“C”阶段

在检查阶段,主要检查所采取的措施是否达到了预期减少损耗的目标。主要检查3个方面:一是没有按照计划措施不折不扣地执行项目;二是虽然按照计划减少损耗的措施执行了,但是却没有取得预期目标的项目;三是按照计划执行,取得圆满成果的项目。常用排列图、直方图和控制图等方法,对执行结果进行检查。

2.4减少港口煤炭损耗“A”阶段

该阶段是PDCA管理模式的关键阶段,主要是针对检查阶段所发现的问题,使没解决的或发现的新问题进入下一个PDCA循环。管理单位应该认真进行阶段总结,对未能按照减少损耗措施执行的项目,在下一个循环中,要安排专门的部门去负责执行;对于按照减损措施执行,但是没有取得预期减损目标的项目,应该认真分析问题,有针对的改进措施;对于按计划执行了,取得预期目标的措施,应积极反应到工作的推进方法和体系中。

3结语

为了实现减少中转港口煤炭损耗的目标,必须做好PDCA管理模式的每一项工作,优化中转流程,科学合理安排港口中转煤炭场地,减少转垛次数,加强堆场管理,科学合理组堆,防止煤炭自燃,在干燥及多风季节对煤堆进行洒水作业,扬尘控制,协助港口采取相应扬尘措施,狠抓计量,随时检测到港煤炭实际数量,狠抓水尺管理不放松,牢牢把住煤炭出口关,加强人员培训,强化职工质量知识,认真落实“D”阶段提出的减损措施。只有这样才能减少煤炭中转中的损耗,使煤炭在中转港口的每一步作业程序不断优化和提高,最终达到减少损耗的目标。

参考文献:

[1]张杰.沿海煤炭港口通过能力分析及发展对策研究[D].大连:大连海事大学,2001.

[2]王培良.煤炭中转基地建设的必要性分析[J].综合运输,2010(5):46-52.

[3]董殿文,刘文倩.我国煤炭物流发展存在的问题及解决对策[J].煤炭经济研究,2017,37(2):47-50.

[4]赵冠一.我国主要煤运干线及煤炭储备体系建设情况[J].煤炭经济研究,2016,36(10):6-9.

[5]戴伟明,韩莺.煤炭水分问题对煤质管理的影响[C]//电厂化学2009学术年会暨中国电厂化学网高峰论坛,2009.

[6]王铁力.煤炭铁路运输过程中的环境污染及防治[J].洁净煤技术,2014(3):112-114.

[7]周军,康文超.煤炭自燃的原因及对策研究[J].铁道货运,2009(12):24-26.

作者:李豪智 单位:神华销售集团有限公司

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