大闸蟹窝

启东沙场柔性防风抑尘网注意事项

      编辑:蟹蟹       来源:大闸蟹窝
 

启东沙场柔性防风抑尘网注意事项

风蚀不但引起原料流失,而且严重污染周边环境。特别是北方地区,堆料场由于受季风的轮番袭击,会对临近的居民区和厂区造成空气污染,影响职工和居民的身心健康。为了消除扬尘现象,发达国家自1940年开始就以雪或沙漠为对象进行过研究。但由于风蚀现象成因复杂,广受气候、地形等多方面因素的影响,到目前为止,尚未形成完整的理论体系,只能依赖经验进行预测。上世纪后期,随着全球范围内环境保护意识的提高以及环境法规的日益加强,我国也在防风蚀领域开展了广泛的工作,并进行了模拟风动实验等有关风工学的环保研究。当防风网的高度为料堆高度的0.6~1.1倍时,网高与抑尘效果成正比;根据防风抑尘网移动性能的不同,可分为固定式和移动式两种。目前,防风抑尘网以固定式为主。防风抑尘网的圆管悬臂柱支护结构在0.3倍柱高附近采用变截面方式将柱体分为2段。上段柱体的壁厚可略薄于下段柱体。与采用等截面柱不分段 时相 比可节省用钢量约20%三角形刚架结构需设置横撑和斜撑。刚架底宽宜取为柱高的0.2倍左右。底层横撑的间距不宜超过柱高的0.2倍.可根据相关规范 中的计算公式估算立柱截面陈凯华等对某钢铁厂露天堆料场防风网防风效果进行了数值模拟,结果显示,在风速一定的情况下,持续增大网的高度并不能达到持续扩大庇护范围的效果。根据目前国内外关于堆场的尘粒飞散预测与控制研究(包括风洞试验)结果、国内外防风抑尘网工程现状得出的防风抑尘网的形状与防尘效果及其防尘范围的关系,固定式防风抑尘网目前主要有三种构形式:全网结构、网 墙结构和网 百叶窗结构,考虑到堆场有大型设备的使用,为防止防风抑尘网不小心被撞坏,通常采用有防撞墙的网 墙结构,本文主要介绍这种类型防风抑尘网的设计。本文通过数值模拟及分析得到以下结论:(1)防风抑尘网在对自然风流导致的料堆粉尘扩散有十分明显的控制作用,网后形成负压、低流速的空气动力阴影区是影响粉尘控制效果的主要因素。防风抑尘网的几何因子对其作用效果有较大的影响,在一定风速下,防风网的抑尘作用效果先是随着网高的增加而增强,到达一定数值之后变化不再明显,网高为料堆高度1.1~1.3倍左右时,能达到最佳的经济效益比。发现当网高小于料堆高度时,在防风网至网后2倍料堆高度间的颗粒起尘量最小;

可移动升降式防风抑尘网采用电动升降式处理,即在使用时可将防风抑尘网提高到一定的高度,而非作业时间将防风抑尘网降低,不影响作业现场
的其他作业。主导风的来流方向设为速度人流边界.由于受2012年 周伟朵:用数值模拟方法研究挡风抑尘网高度对抑尘效率影响 第1期到地面的摩擦作用,来流存在速度剃度,因此风速采用速度轮廓。上界面、两侧面和流出面均按自由边界处理,地面边界按无滑移粗糙壁面处理,煤堆边界按无滑移光滑壁面处理。挡风网上布满孔洞,按实际形状建立模型,以现在的个人计算机是无法运行的,采用Fluent中多孔介质阶跃模型(Porous—jump)模拟挡风网,开孔率约为40%。防风网网孔大小对网后流场的影响,发现在同一开孔率下,随孔径的减小,防风网对来流风的阻碍作用不断增大,渗流风的湍流度也不断增加。

3 防风抑尘网设计
3.1 防风抑尘网结构及形状
目前,广泛使用的防风抑尘网一般包括四部分:一是地下基础,可现场浇注混凝土,也可预制混凝土件;二是防撞墙,防止大型机械运输、装卸过程中撞毁防风抑尘网;露天煤场起尘分为2大类:一类是煤堆表面的静态起尘,主要与煤的表面含水率、环境风速等有关;另一类是堆、取料过程中的动态起尘,主要与作业落差、装卸强度等有关。金属材质的防风抑尘网以钢板为基材,表面喷涂防腐油漆或镀锌、镀铝锌。安装时需用螺栓联接,在煤场喷淋及海边酸性环境下,安装孔四周防腐层或金属镀层一旦破损,就会造成安装孔附近或破损的镀层处基材被腐蚀,使网板脱落,影响使用寿命和美观。目前对防风网防风抑尘效果影响因素的考察主要集中在开孔率、网高、网与料堆的距离等方面;

三是支护结构,采用钢支架制成,以提供足够的强度,保证足够的安全,以抵御强风的袭击,同时考虑了整体造形的美观;钢性防风抑尘墙是利用空气动力学原理,按照实施现场环境(按1:(100~500))风洞试验结果加工成一定几何形状的防风板,并根据现场条件将防风板组成“防风抑尘墙”使通过它的空气(强风)从外通过墙体时,在墙体内侧形成上下干扰的气流以达N~’I-N强风、内侧弱风;外侧小风,内侧无风的效果,从而防止粉尘飞扬。网高与受保护料堆的高低和料场的面积有直接的关系,网高取值为受保护料堆高度的1.5倍较为适宜。四是防风抑尘板,现场将单片防风抑尘板组合起来形成防风抑尘网,板与板之间无缝隙,防风抑尘板与支架之间采用螺钉和压片连接固定。防风网的挡风抑尘效果研究方式主要有风洞模拟试验和计算流体力学两种方法 。计算流体力学方法与风洞试验方法相比具有研究周期短,不易受实际条件的限制,费用便宜等优点。本文使用标准的k一8模型对煤场防风区域进行了数值模拟,结合起尘量计算公式,计算挡风抑尘网在不同高度下的挡风抑尘效果。本文研究对象为某电厂煤场挡风网的抑尘效果,煤场共有4个并列条形煤堆,每个煤堆底部宽度40,底部长度为250nl,顶部宽度12in,顶部长度为222nl,煤堆间底邵l司距11In,煤堆商度为12In。挡风网布置于煤堆四周,各边离煤堆的距离为l5 m。计算区域取模型对应长度的10倍。考察了不同开孔率的防风网后平均风速和湍流度的变化。研究发现,开孔率为20%时,防风网能最有效地减小其背风面的平均风速。

启东沙场柔性防风抑尘网注意事项

本文对以下工况进行了数值模拟:无挡风墙,挡风墙高度分别为12m、14m、16m、18m、20m、22m、24m,风速分别为4.3m/s和20m/s。通过计算我们可以获得整个流场的速度分布,对计算结果进行数据处理可以获得不同工况下煤堆表面的摩擦风速,通过起尘量及抑尘率计算公式就可以得到不同高度下挡风抑尘网的抑尘率,计算结果见表1。了解这些结构因素可以更深入的认识防风网,并指导结构的设计优化,提高防风网性能。启东防风板的形状有蝶型、直板形等多种形式据风洞试验检测,蝶型防风板在一定的开孔率下具有明显地降低风速和紊流度的作用,防尘效果好,已
得到广泛应用。摘要:结合华能威海电厂三期煤场设置防风抑尘网的工程实例,比较了不同材质防风抑尘网的性能,论述了防风抑尘网网材选型方法及施工注意事项。防风抑尘网投入使用后,华能威海电厂三期煤场每年可减少煤尘损失约70万元,经济效益和社会效益良好。关键词:防风抑尘网;高分子复合材质;金属材质;煤尘损失防风抑尘网主要支护结构的优化和比选目前,研究者认为防风网减小了网后风速,增大了网后颗粒的临界起动风速从而达到抑尘的目的。蝶型防风板分为单峰、双峰和三峰3种型式,其中,三峰型有着其他两种型号所不能比拟的优势,安装简便,施工效率高,安装后墙体整体性能好,抗风能力强,能大幅度降低施工成本,为施工单位在市场提高竞争力。大型原料场使用防风抑尘网,相对于采用其它降尘工艺而言,具有一次性投资低、见效快、操作容易、维护工作量小、防尘效果好等特点。它的使用,为解决长期困扰钢铁企业原料场的环境污染和原料流失问题提供了一种新的途径。随着该技术的进一步改进,必将在冶金332010年第5期 唐继臣等 防风抑尘网在大型原料场的应用行业得到广泛的应用,为各钢铁企业的环境保护和可持续发展发挥更大的作用。与开孔率和网的高度相比,网与料堆距离(网至料堆前堆脚的距离)的影响并不十分显著。

3.2 防风抑尘网高度
防风抑尘网高度依据堆垛高度、堆垛面积和环境质量要求等因素来确定。防风抑尘网作为一种能有效控书j散堆料场起尘与扩散的手段,近年来得以推广,并得到学术界的关注。本文综述了国内外防风抑尘网的研究现状和进展。着重从作用机理、防风效应的影响因素、数值模拟进展及防风网的应用等方面对防风网进行了总结评述;同时介绍了一种新型防风网~一导流型防风网,即在常规平板型防风网网孔上增设导流翅片,使来流风绕过料堆产生上扬以减小其对料堆的直接作用力,并借助数值模拟手段对新型防风网的抑尘性能进行了研究;最后对防风网防风网古称防风栅、防风障,是一种多孔的障碍物,最初是人类用来抵御风沙侵袭的有效手段。从而进一步改善防风网的防风抑尘效果。新型防风网模型如图3所示,采用长孔或椭圆孔,网孔的一侧被冲压成翻边导流翅片,且翅片与防风网平面呈一定角度,因而对来流风起到导流作用。一般情况下,防风抑尘网的高度应比料堆高出2~3m较为适宜。煤堆场起尘量与风湍流度的关系由于气象、地形及堆场内物料情况等因素影响,堆场具有阵发性风,易形成涡流风,使堆场内的煤尘起尘量增加。而防风抑尘墙对所形成的涡流风有破碎作用,可以减少风的脉动速度,从而减少煤堆的起尘量。防风抑尘网原理通过空气动力学实验室研究和现场实测的手段,分别分析气流通过实体墙和网墙时的压力、流向等的变化,从数据的对比中来揭示防风抑尘网的抑尘原理。青岛科技大学段振亚等[361提出了采用防风网和拦沙网的组合形式来抑止二次扬尘的方法。料堆场防风网的高度主要取决于堆垛高度、堆场范围等因素。风洞试验表明:当防风抑尘网的高度为堆垛高度的0.6~1.1倍时,网高与抑尘效果成正比;当防风抑尘网高度为堆垛高度的1.1~1.5倍时,网高与抑尘效果的变化逐渐平缓;当防风抑尘网高度为堆垛高度1.5倍以上时,网高与抑尘效果的变化不明显。因此,防风抑尘网的高度一般在堆垛高度1.1~1.5内选取。该电厂所在地的瞬时风速较高,厂区离海岸线较近(煤场端部离海岸线最近处仅70 m),空气中酸碱度及盐分对金属的腐蚀较严重,不宜使用金属材质网板。而高分子复合材质的网板属于硬质抗折防风抑尘网板,具有优异的抗拉伸强度、抗弯曲强度、冲击韧性、尺寸稳定性,具有良好的耐酸碱腐蚀性能,能保证工程的使用寿命。所以,该工程最终选定了高分子复合材质的网板。最终确定的高分子复合材质网板参数为:每块防风网板长4000mm、高250mm、厚2 mm,为单层螺形板圆孔刚性网,抗拉系数为155 MPa,面密度为4 kg/m ,使用温度为一4O一+80℃,寿命/ >20年。抗风能力按累年瞬时最大风速33.8 m/s设计、55.0 m/s校核,抑尘效果可达70%以匕。网高与受保护料堆的高低和料场的面积有直接的关系,网高取值为受保护料堆高度的1.5倍较为适宜。根据有关研究表明,墙高为煤堆高度的1.1~1.2倍较为合适。防风抑尘网已被逐渐应用于工厂、港口等露天散料堆场.有效降低了风蚀作用引起的原料损失和环境污染【lI21。长期以来,有学者对防风抑尘网的作用机理、相关参数和遮风效果等进行了大量研究『 3141.张亚青等学者对秦皇岛港防风抑尘网结构和新型工程结构力学建模及优化分析、防风抑尘网的机理等方面的研究工作的动力特性、时域动力响应和疲劳等问题进行了专门的分析研究.证明了防风网对起尘的抑制除了表现在降低风速以外还表现在对猝发旋涡的抑,从而从另一个角度阐述了防风网的抑尘机理。

另外,防风抑尘网高度的确定还应考虑所保护堆场范围的大小,使堆场在防风网的有效庇护范围之内。防风抑尘网之所以能降低储料场的起尘量,其机理是通过降低大气来流的平均风速,最大限度地损失来流风的能量,减少风的湍流度,消除来流风的涡流,降低料堆表面的气流压力和剪切应力,从而减少料堆的起尘率。根据空气动力学原理,当风通过防风抑尘网时,网后面会出现分离和附着两种现象,形成上、下干扰气流。为了测试不同孔隙度的防风网对颗粒物起尘临界速度的影响,权威部门做过如下风洞试验:防风网的开孔率也是决定网后回流区变化的重要参数。Castro和Ranga等均发现当防风网开孔率大于30%时,网后回流即会消失。风洞试验表明:对网后下风向2~5倍网高的
距离内,堆垛减尘率可达90%以上;对网后下风向16倍网高距离内,堆垛综合减尘效率达到80%以上;在网后25倍网高的距离处有较好的减尘效果;
到网后50倍网高的距离处仍有削减风速20%的效果。通过试验和检测,碟形防风板在一定的开孔率下具有明显降低风速和风力的的作用。防风抑尘板可以有效降低来流风的风速,改变一部分来流风通过防风抑尘网后的风向,最大限度地降低来流风的动能,避免来流风的明显涡流,减少风的湍流度,从而达到减少起尘的目的。刚性防风抑尘板的材质及规格防风板网采用高分子无机非金属复合材料,或者钢板、不锈钢板。板网形状为碟形,常规规格为0.38 m X3 m。传统防风网布置方式为在料堆四周呈长方形布置,此时,在来流风向与迎风面呈45。为了达到环境质量要求,国内的防尘抑尘网大多要求减尘效率达到80%以上,因此,防风抑尘网
高度应大于其网后庇护区1/16。机械除尘工艺局部抑尘效果较好,煤炭堆场主要包括水冲击式除尘器、布袋除尘器和高压静电除尘器。一般带式输送机采用密闭防尘罩,在堆料机、取料机、卸车机和翻车机等装卸部位以及带式输送机,转换点落差处经常采用雾化喷头控制扬尘的产生,在带式输送机转运塔内一般采用布袋除尘器或静电除尘器。布袋除尘器,是利用滤料过滤将粉尘分离捕集。除尘效率能达到99%以上。缺点是布袋的维护量较大,需定期更换,另外煤尘含湿量较大会结果发现网后流场湍流强度减小了50%,总悬浮颗粒(TSP)减少70%~80%。

3.3 防风抑尘网的平面布置
防风抑尘网平面布置主要有主导风向上设置型和四周设置型,也有三面设置的型式。该工程煤场建在一期、二期粉煤灰填海的场地上,为软弱~中软类型的场地,建筑场地类别为Ⅱ类,属于对建筑抗震不利地段。因此,根据地质条件及防风抑尘网荷载计算结果,基础采用钢筋混凝土现场浇筑的方法,地下深3.7 m,基础持力层为粉喷桩复合地基。紧邻煤场四周外边界依次布置了混凝土挡煤墙、煤场喷淋用洒水喷枪、防风抑尘网基础、排水沟、煤场环形道路。混凝土挡煤墙离地面高度2 m。华能威海电厂三期扩建工程煤场防风抑尘网平面布置图如图1所示。研究发现,在开孔率和网高一定的情况下,改变防风网与料堆之间的距离对料堆表面的平均压力并无大的影响。设网方式主要考虑堆场的大小、形状和当地的风向、风频等气象条件。防风抑尘网设在距堆垛2~3倍堆高的距离处为最佳。煤颗粒为憎水性物质,喷水抑尘过程中,除润湿煤堆表面的煤颗粒作,多余的水量会越过径流或渗透方式排放,并小起到抑尘作一般来说,煤堆一次油水的表层含水率小白高于l5%,也不能低于6%~8%.含水牢低于6/f能保证抑尘效果;含水率高于15%多余的水会7生径流造成浪费。采用喷水抑尘的方式适合于煤堆场清理过程,因为喷水抑尘方法灵活,洒水量随时可调。试验表明随着洒水量的增加,扬尘产生量随之下降。当洒水量为4L/m时,TSP由12.2mg/m降至1.3mg/m。,当洒水量超过5L/m时,TSP维持在0.7mg/m以下,再继续增加洒水量,扬尘的变化很小,因此确定最佳的洒水量应为4~5L/m。当防风网高度为料堆高度的1.1~1.5倍时,网高对抑尘效果的影响趋于平缓;对于由多个堆垛组成的堆场而言,可视堆场周围情况,因地制宜地设置防风网。一般可沿堆场堆垛边上设置防风网。华能威海电厂三期扩建工程2个煤场总储煤量为l9万t,防风抑尘网占地面积为39 900 m ,2010年该项目建成并投入使用。通过建设防风抑尘网,降低了煤场煤尘排放,有效改善了周围海域和I临近村庄的环境,电厂每年可减少因煤场起尘造成的煤炭损失约850t,减少经济损失约70万元,社会效益和经济效益良好。了解这些结构因素可以更深入的认识防风网,并指导结构的设计优化,提高防风网性能。

您可能还会对下面的文章感兴趣:

相关文章