Возможно ли решить проблему пыления при открытой перевалке угля
Россия стабильно держится в тройке крупнейших мировых экспортёров угля, и большая часть вывозимых из страны «чёрных алмазов» уходит морем. При этом уголь остаётся одним из самых массовых навалочных портовых грузов.
По данным аналитиков Argus, совокупный объём перевалки угля в российских морских портах по итогам 2021 года составил 202,8 млн т, это плюс 7,6% к цифрам 2020 года. Трудно прогнозировать показатели текущего года, однако совершенно очевидно, что экологические вопросы, связанные с открытой перевалкой угля, останутся на повестке дня.
Стоит отметить, что в последние годы «пыльная буря» несколько поутихла, во всяком случае, новостей о пикетах жителей населённых пунктов, расположенных рядом с портами, заметно поубавилось, сообщений о жалующихся президенту мальчиках из Находки тоже не поступало. Неужели стивидорные компании нашли эффективные решения для борьбы с пылью, а также средства на них? Или же научились пускать пыль в глаза?
«Действительно, объёмы перевалки угля, добытого в регионах Сибири и Якутии, через порты Дальнего Востока увеличились, также активно развивается непосредственно добыча угля в регионе в последние два десятилетия. Объёмы добычи и перевозки угля уже превысили уровень советского периода, увеличился экспорт угля в страны Азиатско-Тихоокеанского региона.
Естественно, в сложившейся ситуации обострилась проблема угольной пыли, поэтому предприятия, занимающиеся добычей и перевалкой угля, обязаны принимать необходимые меры пылеподавления», — комментирует директор ООО «БРЕНТ» Артём Бегунов.
Эксперты отрасли отмечают важной вехой в этой истории 2017 год, «Прямую линию» с президентом России Владимиром Путиным и жалобу юного жителя находки Андрея. Конечно, такой «ручной» способ решения проблем с подачи главы государства отдаёт Средневековьем, но всё-таки. Президент обещал разобраться и «отреагировать таким образом, чтобы людям и экологии ущерб был минимизирован».
И после о портовой угольной пыли заговорили громче, чем прежде. Губернатор Хабаровского края после посещения Ванинского морского порта угрожал угольной компании запретом на работу, если та не остановит перевалку открытым способом. В то же время крупнейшие стивидорные компании одна за другой начали сообщать об инвестициях в системы аспирации и пылеподавления, внедрённых технологиях и заметных результатах.
«На сегодняшний день, по сравнению с 2017 годом, о проблеме пыления действительно говорят значительно меньше, но делают гораздо больше. Практически каждое предприятие отрасли как минимум задумывается о внедрении технологий борьбы с пылением и вводит их в работу», — отмечает генеральный директор ООО «ЕИМ инжениринг» Игорь Марагаев.
Радикальное решение
Тогда же, в 2017-м, от различных правительственных инстанций зазвучали предложения решить проблему радикально, то есть запретить открытую перевалку угля как явление. Появлялись даже соответствующие законопроекты. Правда, президент сразу говорил, что «полностью отказаться от перевалки угля открытым способом невозможно, это складывалось десятилетиями». А производители решений для пылеподавления подчёркивают, что это, между прочим, не панацея, и даже при закрытой перевалке необходимо будет внедрять профильные технологии.
«Переход на закрытую перевалку — очень дорогостоящий, а местами и вряд ли осуществимый вариант. Но на некоторых объектах такое решение действительно позволит снизить пыление, а в комплексе с обеспыливающими обработками специализированными реагентами обеспечит наилучший и пролонгированный результат.
Затраты на проведение таких обработок на объектах закрытой перевалки будут заметно ниже», — комментирует руководитель индустриальных проектов по РФ и СНГ компании «Зиракс» Сергей Мануйлов.
«Закрытая перевалка угля только частично решает проблему пыления и предотвращает воздействие источников пыли на внешние объекты, находящиеся за пределами ограждённой территории. Но как же персонал, который задействован в технологическом процессе и находится внутри периметра? Работникам также необходимо создать условия труда в соответствии с санитарными нормами. Поэтому проблему пылеподавления нужно рассматривать в комплексе», — напоминает Артём Бегунов.
Ведущий инженер ООО «Стакер» Илья Мартынов приводит и другие аргументы против закрытой перевалки. Мало того, что это дорого и что строительных норм для возведения таких сооружений у нас нет.
Так ведь все технологии закрытой перевалки угля таят в себе другую угрозу: угольная взвесь взрывоопасна, и при таком подходе угольный терминал станет аналогом угольной шахты, поэтому бороться уже нужно будет не с пылением, а с другой, более страшной опасностью.
Если уж решаться на радикальные меры, то имеет смысл рассмотреть другие варианты.
«Существуют технологии строительства закрытых терминалов, когда уголь выгружается из вагонов, хранится, сортируется и грузится в балкере, не попадая на открытый воздух. Другая технология, по которой работают некоторые зарубежные терминалы малых и средних размеров, — перегрузка угля в специальные контейнеры, которые в таком виде и грузятся на судно. Но на крупнейших терминалах мира, как и в новых российских угольных портах, закрытой перевалки угля нет», — подчёркивает Илья Мартынов.
Можно зайти и с другой стороны. Кто в первую очередь жалуется на угольную пыль? Жители прилегающих к портовым зонам населённых пунктов, которые никакой выгоды от перевалки угля не получают, зато наблюдают пыль «даже в холодильниках». В таком случае самый эффективный вариант — это вынести мощности по перевалке пылящих грузов за черту городов.
«Сделать это почти нереально как технически, так и финансово. Во всяком случае, так говорят представители российских угольных компаний. В Находкинском порту оценивали строительство нового комплекса в десятки миллиардов рублей, потребуется на это 4–5 лет», — комментирует г-н Мартынов.
Поэтому наиболее эффективным и при этом реалистичным вариантом видится модернизация существующих мощностей и оснащение объектов системами пылеподавления.
«При правильном подходе эффективность пылеподавления на сегодняшний день может превышать 90%», — уверен Игорь Марагаев.
Какие решения позволяют добиться таких результатов? Существующие на рынке технологии можно разделить на системы активной и пассивной аспирации. К первым относятся фильтры различных типов, системы орошения и снегогенерации, а также решения, основанные на смачивании угля с использованием специальных средств для обработки пылящего груза на транспорте, узлах пересыпа и в местах хранения. Все они имеют своих сторонников и противников.
Игорь Марагаев называет наиболее эффективным решением систему «сухого» тумана, ведь она фактически не имеет ограничений в применении, равно как не имеет и негативных последствий. Системы снегогенерации, по словам специалиста, тоже дают ощутимый эффект пылеподавления, но требуют большого объёма воды.
В то же время Илья Мартынов в числе недостатков всех этих систем отмечает дополнительные затраты на содержание оборудования и персонал, а также сложности с доставкой воды в труднодоступные местности. Специалист также напоминает, что вода имеет свойство испаряться, из-за чего пылеподавление имеет только временный эффект.
Обработка пылящего груза реагентами — довольно распространённая в нашей стране практика, и рынок производителей таких решений довольно широк.
«В настоящий момент на российском рынке существуют различные технологии с использованием совершенно разных реагентов, начиная от продуктов — отходов всевозможных химических производств и заканчивая предложениями современных специализированных пылеподавляющих материалов, разработанных для конкретных задач и произведённых крупными серьёзными компаниями. В том числе и продукты под брендом Ecopell®, созданные специалистами нашей компании», — отметил Сергей Мануйлов.
«Наша компания разработала и производит станции антигололёдного и обеспыливающего смачивания, предназначенные для обработки угля на выходе конвейера складоообразователя, дробилок и других точках технологических линий по переработке угля. Станция мобильная, выполнена на базе утеплённого морского контейнера и для перемещения оборудована санями-волокушами.
При размещении станций на местах переработки угля их дальнейшее транспортирование, перевалка, хранение происходит уже практически без выделения пыли, что подтверждает опыт применения установки», — рассказал генеральный директор ООО «МЗ «ПОТОК» Михаил Леонов.
«На станции нанесение обеспыливающего и антиобледенительного раствора происходит посредством распыления его через блок форсунок узла распыла. Раствор из ёмкостей подаётся насосом через магистрали к форсункам, которые создают требуемый факел распыления. Каждая форсунка имеет возможность регулировки плоскости факела распыла.
Весь технологический процесс обеспечивает блок автоматики на основе программируемого контроллера. Водно-солевой раствор с добавлением поверхностно-активных веществ позволяет обеспечить качественное обеспыливание угля и его обработку от смерзания», — уточнил руководитель проекта МЗ «ПОТОК» Алексей Егоров.
Примечательно, что в числе минусов такого решения, как обработка угля реагентами, Игорь Марагаев называет всё ту же высокую стоимость реагентов, а также необходимость регулярной их закупки. Что ж, это закономерно: едва ли следует ожидать появления на рынке бесплатной системы пылеподавления.
«Компанию» активным методам борьбы с пылью составляют так называемые пассивные. В данном случае с самим пылящим грузом ничего делать не нужно, задача в том, чтобы не допустить распространения пыли. Речь идёт об укрытиях конвейерной ленты в виде арок из листов нержавеющего металла (гладких, крепящихся на раму из профиля или гофрированных самонесущих) или полимеров (сотового поликарбоната, ПВХ и т. д.), а также стационарных ветропылезащитных экранов. Такие решения, естественно, обходятся портам ещё дороже.
Одна технология — хорошо, а комплекс — лучше
При этом специалисты отмечают, что наилучший эффект даст комплексный подход, полноценный проект, где будут учтены все факторы пыления и особенности конкретного предприятия.
«Однозначно говорить об абсолютно наилучшем методе борьбы с пылением будет неправильно, необходимо придерживаться комплексного подхода и принимать в рассмотрение все производственные условия предприятия. Будет ли достаточно одной технологии для решения проблемы?
Иногда да, иногда нет. Здесь нужно учитывать все условия эксплуатации на предприятии и разрабатывать комплекс мероприятий, исходя из конкретных задач. На нашей практике применения одной или двух технологий, как правило, достаточно. Максимум три технологии мы увязываем для одного предприятия», — говорит Игорь Марагаев.
Илья Мартынов говорит, что наибольший эффект будет иметь использование комбинированных систем аспирации, одновременное применение пассивных и активных методов.
«Например, такой вариант. На конвейерный став устанавливаются самонесущие металлические укрытия из гофрированного профиля, внутри укрытия вдоль конвейерного става прокладывается магистраль для подачи водоэмульсионной жидкости и через определённые промежутки — блоки спринклерных оросителей. Также внутри укрытия устанавливаются системы фильтрации циклонного типа.
На данном этапе в своих проектах мы используем системы пассивной аспирации в виде укрытий конвейерной ленты, закрытые узлы пересыпа с конвейера на конвейер и сетчатые экраны на подвижной стреле мобильных радиальных телескопических конвейеров «Телестакеров», которые постоянно модернизируются», — рассказал Илья Мартынов, отметив, что такое решение, конечно, даст позитивный результат, но и инвестиций потребует существенных.
Пылеподавление и правда влетает стивидорам в копеечку. Например, АО «Восточный порт» внедрил мобильный комплекс, изготовленный по собственной технологии предприятия, именно для борьбы с пылью.
На рельсовые пути компания поставила самоходные портальные комплексы, объединённые в общую автоматизированную систему со стакерами и реклаймерами. В тёплое время с их помощью осуществляется водное пылеподавления, а зимой работают снегогенераторы. На покупку и внедрение системы порт потратил 300 млн рублей.
Инвестирует в экологию и Мурманский порт. Несколько лет назад на предприятии начали устанавливать ветрозащитные экраны, причём задача вылилась в полноценный проект: компания проанализировала работу подобных систем в других странах, провела проектные исследования на своём объекте, силами учёных приспособила конструкцию для условий Арктики.
И только этот проект потребовал более 600 млн рублей инвестиций. Ещё до ветрозащитных экранов в порту появилась система орошения: водяные контуры с форсунками для образования мелкодисперсного тумана спроектировали и установили специалисты российский компании «АкадПП «Борей».
В мороз и ветер
На самом деле, Россия — далеко не единственная страна, где существуют морские терминалы и где идёт перевалка угля. Илья Мартынов отмечает, что в мире угольные терминалы чаще всего находятся в непосредственной близости от жилой застройки. Например, порт в канадском Ванкувере находится на расстоянии 200 метров от жилья, в китайском Циньхуандао и австралийском Хей-Пойнте — в 600 метрах, в польской Гдыне — 730 метров. Только здесь проблема пыления почему-то так остро не стоит.
Специалисты видят как минимум две особенности российской перевалки: технологическую и климатическую. Во-первых, объясняет Илья Мартынов, за рубежом, в частности, в Канаде, США и Австралии при перевалке угля по территории морского грузового фронта используются исключительно судопогрузчики или судопогрузочные машины, тогда как в России преобладает перевалка грейферными кранами. Названные технологии можно использовать и на территории нашей страны, но такой шаг потребует значительных инвестиций.
Но есть и тот момент, который изменить не получится: суровый климат северных регионов России. В данном случае, объясняют специалисты, речь идёт сильном ветре в сочетании с повышенной влажностью и низкими температурами. Однако создатели различных решений для борьбы с пылением уверенно говорят, что вовсе не считают проблему неразрешимой.
Так, Сергей Мануйлов отмечает, что пылеподавляющие реагенты демонстрируют эффективность и в таких условиях, важно лишь проводить ОПИ и подобрать оптимальный вариант. Артём Бегунов также подчёркивает, что при решении проблемы пыления не стоит искать «шаблонных» решений и универсальных подходов, к тому же имеет смысл использовать комплексный подход.
«Много факторов влияет на эффективность пылеподавления. Среди них влажность, смачиваемость, крупность угля, длительность и условия его хранения на складах, особенности транспортировки, температура окружающей среды, производительность транспортного оборудования, воздействие фоновой нагрузки по пылению», — перечисляет директор ООО «БРЕНТ».
Чтобы учесть все особенности объекта при формировании инженерного решения, Артём Бегунов рекомендует следующий порядок действий: анализ источников пыления, лабораторные исследования; проектирование технических решений; поставка, монтаж и пусконаладка систем пылеподавления; сервисное обслуживание оборудования; поставка специальных профилактических средств.
Особое внимание специалист советует обратить на подбор последних, которые обеспечивают смачивание угля на период, в течение которого необходимо организовать пылеподавление.
Системы «сухого» и «мокрого» тумана тоже могут помочь в условиях низких температур и сильного ветра, если сочетать эти решения с ветрозащитными экранами.
«Учитывая серьёзные финансовые затраты на реализацию комплексных мероприятий, мы рекомендуем их разбивать на два этапа: первый — внедрение активных систем («сухой» и «мокрый» туман); второй — ветро-пылезащитные экраны. Причём часто эффект, достигнутый в результате реализации первого этапа, является достаточным, и реализация второго уже не требуется», — объясняет генеральный директор ООО «ЕИМ инжениринг».
Как это возможно? Ведь «сухой» и «мокрый» туман — это, по сути, капельки воды, так какой же в них толк при сильном ветре? Игорь Марагаев объясняет: всё дело в размере этих самых капель. Технология будет эффективной, если каплю воды удастся разбить на частички, соизмеримые с частичками самой угольной пыли. Только в этом случае удастся смочить, захватить и осадить витающие в воздухе пылинки.
«Если размер капли будет значительно больше размера пылинок, то в большинстве случаев при встрече пылинка будет увлекаться в сторону потоком воздуха, огибающим каплю, и не будет уловлена. А если размеры сопоставимы, то произойдёт столкновение, и пылинка будет уловлена каплей.
Да, действительно, такие мелкие капли являются лёгкими и без труда уносятся ветром. В этом случае эффективность пылеподавления снижается, но не нивелируется, ведь и частицы пыли, и частички воды «сдуваются/увлекаются» в одну сторону и переносятся одним потоком воздуха, что не исключает встречи капельки воды и пылинки и дальнейшего их совместного осаждения.
Лишь наблюдается отсрочка во времени смачивания пылинок и изменении места выпадения осаждённых частиц: оно происходит не в месте пыления, а в непосредственной близости», — объясняет г-н Марагаев.
И даже в условиях отрицательных температур системы «сухого» и «мокрого» тумана демонстрируют достойные результаты, продолжает специалист. Конечно, если их правильно подбирать и эксплуатировать: здесь необходимо обращать внимание на количество воды, применяемой в зимнее время, тщательно проектировать систему автоматизации запуска/останова, правильно выбирать места установки, строго соблюдать технологию работы и обеспечивать своевременное и надлежащее обслуживание. То есть речь опять же об инжиниринговом подходе.
Поэтому, возвращаясь к сопоставлению российского и зарубежного опыта, специалисты отрасли говорят, что «пыльная проблема» становится решаемой, если её решать. Илья Мартынов отмечает, что за рубежом открытые терминалы не оказывают такого драматического эффекта на экологию, как в России, за счёт внедрения эффективных методов борьбы с пылением. То есть дело вовсе не в том, что кому-то особенно не повезло с климатом.
Больше времени
«На сегодняшний день предприятия решают проблем, прикладывают достаточно много усилий и финансирования. С каждым годом всё больше и больше повышается уровень экологичности предприятий, всё больше внимания уделяется эффективным методам пылеподавления», — оптимистично заявил Игорь Марагаев.
Чего же не хватает? Техника, технология и документальное обоснование уже разработаны, напоминает Сергей Мануйлов, есть, в частности, ГОСТ Р 113.16.01-2020 «Наилучшие доступные технологии» (НТД), которым уже сейчас могут пользоваться угледобывающие компании, планировать и осуществлять комплекс пылеподавляющих решений.
А не хватает времени, считает Игорь Марагаев. Процесс разработки той же нормативной документации форсирован: аналогичный НДТ документ в Европе разрабатывался и внедрялся на протяжении более 10 лет, в России это было проведено за 2–3 года.
«Это весьма короткий промежуток времени, много недопонимания и ошибок как у разработчиков, так у и исполнителей, но в процессе реализации в самом рабочем процессе оттачиваются механизмы применения, вносятся поправки и разъяснения, главное не сворачивать с намеченного пути», — подчёркивает г-н Марагаев.
Ещё недавно в России угольная пыль вообще официально не классифицировалась как вредное вещество, для неё даже ПДК не были установлены: использовались значения, разработанные для неорганической пыли с содержанием диоксида кремния, которая не отражает реальной ситуации с пылью угольной, напоминает Илья Мартынов. Помимо этого, большая часть методологической базы расчёта уровня загрязнения атмосферы либо устарела, либо требует значительной переработки.
Ещё один момент: поскольку активная установка систем пылеподавления в России началась недавно, имеют место завышенные ожидания заказчика и некорректные презентации от поставщиков решений.
«Часто продавцы очень красочно описывают эффективность и работу систем пылеподавления, вызывая у заказчика неверные представления о возможностях решения. Впоследствии часто можно увидеть невыполнимые технические задания, например, требование одной маломощной установкой добиться соблюдения установленных ПДК на всём предприятии.
При этом находятся поставщики «чудотехники», и мы имеем мнение о неэффективности и неработоспособности систем пылеподавления, заявленных НДТ как эффективные и отлично показывающие себя при грамотном подборе», — делится Игорь Марагаев.
Поэтому специалисты отрасли отмечают, что в целом российские угольные терминалы уже взяли правильный курс, предварительные мероприятия выполнены, отсюда и позитивная динамика. Всем участникам процесса, а также самому рынку нужно просто дать побольше времени.
Михаил Леонов, генеральный директор ООО «МЗ «ПОТОК»
«Наша компания предлагает комплексное решение — поставку оборудования для пылеподавляющей и антигололедной обработки на угледобывающие предприятия совместно с услугой по его обслуживанию. Система прошла двухлетнюю производственную проверку в суровых условиях Якутии и показала свою эффективность».
Алексей Егоров, руководитель проекта МЗ «ПОТОК»
«Безусловно, имеется зависимость пылимости угля от климатических условий. Летом при положительных температурах уголь набирает влажность из окружающей среды. В это время года проблема пыления не так остра, как зимой, когда при низкой влажности окружающей среды высушенный материал отвечает повышенным пылеобразованием. Одним из решений проблемы является обработка угля водно-солевым раствором с добавлением поверхностно-активных веществ. В зависимости от температуры окружающего воздуха готовится раствор соответствующей концентрации, обработка которым обеспечивает качественное обеспыливание и предотвращает смерзание угля при температурах до -50 градусов».
Артём Бегунов, директор ООО «БРЕНТ»
«На законодательном уровне предусмотрены штрафные санкции за нарушение природоохранных норм, и с каждым годом эти меры усиливаются. Технологические решения на российском рынке представлены как отечественного исполнения, так и импортные. Необходимо уделять больше внимания этому вопросу со стороны руководства угледобывающих, транспортирующих предприятий и планомерно внедрять эффективные инженерные решения.
Игорь Марагаев, генеральный директор ООО «ЕИМ инжениринг»
«Все возможные технологии борьбы с пылением описаны в справочнике НДТ («Наилучшие доступные технологии»). Там они ранжированы по степени эффективности и применимости. Лучшая — это НДТ 5, технология «Мокрый и сухой туман». Она успешно применяется при подавлении угольной пыли и достаточно эффективно себя показывает в эксплуатации, оправдывая своё внедрение».
Сергей Мануйлов, руководитель индустриальных проектов по РФ и СНГ компании «Зиракс»
«Для решения проблемы угольного пыления наша компания предлагает использовать комплекс обеспыливающих обработок с применением специализированного оборудования — оросительных комплексов и солерастворных узлов (РСУ). Мы также осуществляем консультацию по изготовлению и поставке этого оборудования. Система хорошо зарекомендовала себя у потребителей и активно применяется на протяжении последних нескольких лет. Суть технологии заключается в комплексной обработке угля при его загрузке в транспортные средства, а также и при выгрузке в пунктах приёмки (морских портовых терминалах).
Подбор концентрации реагента, расходных норм и параметров техники для его нанесения осуществляется при проведении ОПИ. Эффективность технологии пылеподавления доказана многочисленными опытно-промышленными испытаниями, метод получил положительные отзывы угледобывающих компаний».
Илья Мартынов, ведущий инженер ООО «Стакер»
«В конце 2017 года, после обращения внимания российского президента на экологические проблемы в стране, вызванные открытой перевалкой угля, стивидорные компании начали активно запускать и использовать различные системы пылеподавления.
Стивидоры стали больше применять снегогенераторные установки, системы водного и водо-воздушного орошения мест складирования и перевалки угля, а также специальные машины, непрерывно перемещающиеся и поливающие водой и специальными реагентами территорию портовых терминалов.
Однако, к сожалению, ввод в эксплуатацию данных типов оборудования не сильно повлиял на экологическую ситуацию в регионах. На данный момент нет данных о том, насколько чище стал воздух для жителей окрестностей. Возможно, влияние применения подобных технологий будет оценено позднее».