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钢铁行业无组织超低排放改造、评估监测过程中存在的问题及相关建议

2022-05-10 08:06 冶金工业规划研究院

针对钢铁企业无组织改造以及评估监测过程中的一些难点及误区,本文简要解读了政策规范对于无组织改造及评估监测的整体要求,并结合行业实际情况总结了无组织改造以及评估监测过程中需重点关注的三个环节:“未采用最优防治措施的重点风险源”、“料场等面源”以及“除尘系统收尘能力”,并针对这些环节给出了相关建议,帮助企业高效开展无组织超低排放改造和评估监测。

一前言

自2019年4月生态环境部、国家发展和改革委员会、工业和信息化部、财政部、交通运输部正式联合发布《关于推进实施钢铁行业超低排放的意见》(环大气[2019]35号)(以下简称《意见》)至今已接近两年,全国钢铁企业基本均已不同程度的开展了超低排放改造或评估监测工作,截止到2022年4月15日,中国钢铁工业协会网站上显示仅有25家企业完成全流程公示,13家企业完成分项公示。从公示情况可以看出在超低排放改造和评估监测中,无组织环节的难度最大,即使是已经公示的企业,也存在一些应进一步完善的地方,需要高度重视。

无组织排放具有排放源数量多、分布散的特点,因此在超低排放改造和评估监测过程中,容易出现以偏概全、重点不突出等问题,导致改造效果不佳,评估过程流于形式,评估结论支撑不足。通过对企业无组织超低排放改造和评估监测经验的梳理,总结了应重点关注三个环节:“未采用最优防治措施的重点风险源”、“料场等面源”以及“除尘系统收尘能力”。

二未采用最优防治措施的重点风险源

由于无组织排放与企业生产工艺装备、车间工艺布置、生产组织习惯等因素关系密切,企业在开展超低排放改造时,需根据现状条件因地制宜采取治理措施,来满足超低排放要求。正是由于无组织排放的特殊性,《意见》中给出了不同物料类型、不同无组织排放源可采用的最优防治措施,如“铁精矿、煤、焦炭等块状或粘湿物料应采用管状带式输送机或皮带通廊输送”;对于确实没有条件的也给出了替代措施,如“确需汽车运输的,应使用封闭车厢或苫盖严密,装卸车时应采取加湿等抑尘措施”。虽然《意见》允许有替代措施,但很明显其治理效果是比不上最优防治措施的,更容易发生扬尘等无组织排放风险。

但是企业在改造及评估监测过程中通常会由于种种原因存在部分无组织排放源未采用最优防治措施的情况,以烧结机环冷机为例,烧结机环冷机下方普遍存在数十个散料收集仓,各仓又设置了各自的卸料点,这些卸料点最优的防治措施应设置封闭收尘罩,并采用封闭皮带运输的方式输送,但一些企业采用手推小车卸料运输,卸料过程采用干雾抑尘,且未配套有效的监控手段,导致卸料过程容易出现扬尘现象,且无法实时监管。常见的还有高炉的返焦返矿卸料及输送问题,返焦返矿作为块状物料根据《意见》要求应“采用管状带式输送机等方式密闭输送,或采用皮带通廊等方式封闭输送”,因此若由于特殊情况确需采用汽车倒运,将会增加每日每座高炉近百次的二次物料落地倒运,由于返焦返矿较低的含水率以及粒径相对较小等特性,大大增加了无组织的进一步逸散,是典型的风险点。这些风险点如果不在评估监测中重点关注,将会淹没在其他无组织排放源中蒙混过关。

三料场等面源

与物料输送环节、生产工艺环节多为固定的点源不同的是,料场等物料储存环节多为面源,且工况复杂、产尘点不固定、产尘量大,是钢铁企业最重要、最难治理的无组织排放源。目前物料储存环节的评估监测普遍是以下几个步骤,首先对现状是否封闭完全、是否配备汽车冲洗以及抑尘措施进行梳理;而后对雾炮、汽车冲洗近一个月运行信号进行分析,以判断运行同步性;最后根据料场周边微站、TSP监测仪等监测监控设备近一个月的监测数据对其治理设施运行的有效性进行分析。上述评估方法在实际操作中存在四方面的问题,一是往往只对料场是否封闭、治理设施基本情况进行描述,缺乏对料场物料类型、作业方式、作业频率的分析,以及对配套治理设施的设计方案可行性进行论证,导致难以发现改造中存在的问题,如某综合料场,既有含水率较高的铁精矿作业区,也有较易扬尘的球团矿作业区,但料场内的雾炮等抑尘设施为均匀配置,实际上无法抑制球团矿装卸时产生的较大扬尘;二是由于雾炮等抑尘措施通常应对的是汽车装卸和非道路移动机械作业,而无组织排放集中控制系统一般只记录雾炮的启停信号,因此实际上是无法对这些设施同步运行情况进行评估的;三是对于料场出口的汽车冲洗设施,仅通过启停信号和冲洗时间等记录,是难以判断其治理效果,因为料场内汽车轮胎由于频繁碾压携带物料,且车辆进出频率较高,无法满足高频次使用要求,普遍存在“脏水冲脏车”的情况,导致冲洗效果极差,厂区道路二次扬尘严重;四是微站、TSP监测仪安装位置往往离扬尘点较远,数据无法准确反应料场的无组织治理情况,即便料场内明显有可见扬尘,但数据同样可能无明显波动。

四除尘系统收尘能力

目前各企业无组织评估监测过程中,针对除尘器收尘能力多数都采用了首钢迁钢开展试点时通过罩面风速现场抽测以及对关键环节的除尘器单位装备规模风量进行比对分析的方式进行评估。从实际应用情况来看,这种评估方法存在以下问题:一是罩面风速检查多为抽测,且缺少规范方法,导致即使在除尘能力不足的情况下,通过调整测点位置或工况也能得出符合要求的结果;二是单位装备规模风量仅能对除尘器总体收尘能力进行初步评估,无法判断各个收尘点位收集设计是否合理、运行是否正常;三是评估对象覆盖度不足,仅有烧结配料、筛分,高炉矿槽、出铁场,转炉车间等少数关键环节,无法代表全厂全部收尘设施及点位。综上所述,现有评估方法对企业和评估专家的经验、责任心要求较高,对企业开展超低排放改造的指导性不强,对生态环境主管部门后续执法及检查的支撑也不够。

对于收尘设施历史运行情况的判断也存在问题,多数企业在评估监测中仅根据具体点位对应除尘器风机电流是否出现明显波动,来判断是否正常使用除尘器;或者通过生产设施启停信号与除尘器风机电流历史运行曲线比对来分析同步运行情况。但是该方法存在一定局限性,一是除尘器风机电流未发生波动并不代表收尘点位风量满足要求;二是查询历史记录覆盖的点位和时间段比例较低,存在选择性评估得出符合超低的情况。

五无组织改造及评估监测的相关建议

(一)明确未采用最优防治措施的重点风险源信息

建议关注重点环节无组织排放源的排查及超低符合性的判断,例如烧结机环冷散料下料点是否采用皮带且逐一配备收尘点位、高炉返焦返矿是否按照文件要求使用皮带运输、厂内是否还有物料二次落地转运等,对于不符合超低排放的环节应进行全面整改后再进行超低排放无组织的评估监测工作。对于受客观因素限制无法改造的,也应将这些点位作为重点风险源,论证无法采用最优措施的原因,尽可能优化替代措施,尽量降低产生无组织排放风险的可能性,同时重点评估其长期运行的效果;在评估监测结论中应明确这些重点风险点位信息,配套可监管、可核查的监测监控措施,从而长期接受社会及管理部门的有效监管,以体现自证守法原则。

(二)高度关注料场等面源的超低治理改造和评估监测

(1)实施机械化改造,从源头根治料场无组织排放

建议干式物料建设筒仓储存。对于干熄焦、成品烧结矿、成品球团矿等干式物料,由于其物料含水率较低的特性,存在装卸料过程中扬尘极难治理的情况,且无法在雾炮长时间开启抑尘以及保证物料较低含水率满足生产要求之间找到平衡,且即便长期使用雾炮抑尘不考虑含水率,也极难将干熄焦等物料装卸过程产生的扬尘进行有效抑制。因此建议对于干熄焦、成品烧结矿、成品球团矿等物料使用筒仓进行存储,使用皮带机或管状带式输送机进行物料的输送。

建议堆场实施机械化改造,最大程度减少物料进出。封闭料场对厂区环境的污染主要为料场进出大门处的无组织逸散,以及车轮、车身携带的粉尘对厂区道路的二次污染。因此实施机械化改造,由皮带进出料场就是治理这一问题的关键。对于主要依靠车辆进行原、辅、燃采购的企业也应如此,通过在料场外部建设汽车受料槽并配套建设高效收尘设施,经由皮带倒运至料场内部,并进行机械化堆取料改造,最大程度减少车辆的进出。

(2)按需设计配套治理设施,强化监控设施建设

料场无组织排放超低改造一定要根据料场的物料类型、料场分区、作业方式、作业频率,以及治理设施的能力进行系统设计,切忌让设施成为摆设;同时,应全面强化料场的监控设施建设,采取遥感、高清视频等多种手段对料场内部和出口等关键部位的生产作业情况、治理设施同步运行情况、治理效果进行有效监控。

(3)物料储存环节评估监测应全面、重实效

物料储存环节的评估监测工作,切忌套话空话,应通过设计方案论证、现场实验等手段对治理设施、监控设施的有效性进行有针对性的评估;评估治理效果时要避免仅针对微站、雾炮开启信号、汽车冲洗时间信号等信息开展分析等“纸上谈兵”的方式,应结合评估期内现场治理情况及监测监控装备历史数据,充分利用视频、鹰眼、遥感等设备设施,对评估期内的料场内部抑尘情况、汽车冲洗是否正常运行、汽车冲洗效果开展评估分析,例如可通过视频查询近一个月料场出口/汽车冲洗出口地面清洁程度,侧面判断料场综合治理情况。

(三)加强物料输送、生产工艺环节收尘设施收尘能力分析

在进行无组织改造和评估监测时,应对照无组织排放源清单,对全部除尘系统进行梳理,根据各除尘系统所对应的排放源特征、工况情景、除尘系统图、设计计算书,评估各除尘系统能力与点位收尘需求是否匹配、收尘罩设计是否合理、管路布局和阻力平衡设计是否合理;在设计改造方案时,应针对一个区域内相关联的除尘系统进行整体优化设计,避免“头痛医头、脚痛医脚”,或私拉乱搭收尘管道,导致出现有收尘罩但实际收尘能力不足的情况。

在现场评估监测开展同步运行情况以及有效性分析时,除评估生产设施与除尘器运行信号是否同步运行外,还应分析除尘系统是否长期按照各收尘点位设计收尘能力有效运行。首先根据不同的生产工况,对阀门切换情况进行分析;再根据不同生产工况下的风量需求,结合无组织集中控制系统中各除尘器长期运行风量判断是否满足要求;最后结合现场环境、关键收尘点位实际风量、布设的粉尘浓度监测数据进行综合评估。后续企业自查以及生态环境主管部门核查,也可以利用这一方法,快速、量化的判断各个收尘点位是否正常运行,为企业环保治理设施长期有效运行提供重要支撑依据。

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