防風抑塵網(wǎng)防風抑塵實測

        多風季節(jié)，煤場在風的作用下會產(chǎn)生大量揚塵。不僅導致嚴重的空氣污染，而且，造成大量原材料的損失。從環(huán)保部門檢測的結(jié)果看，空氣中的顆粒物居高不下，突出問題就是煤場周圍的揚塵污染。嚴重時，周圍的居民如果從煤場附近經(jīng)過，還會被吹成“黑人”呢。

        根據(jù)國家節(jié)能減排、可持續(xù)發(fā)展的需要,從資源節(jié)約、環(huán)境友好、建設(shè)綠色港口的目標出發(fā),煤堆場周圍應該安裝防風抑塵措施。國內(nèi)某集團大型煤堆場建設(shè)防風網(wǎng)試驗段工程,作為本次防風抑塵網(wǎng)實測依托工程。

         煤堆場原形長1650m,寬515m,堆場面積約54萬m2,堆垛高度18m。防風網(wǎng)試驗段工程建在實測堆場北側(cè),網(wǎng)長286.9m,網(wǎng)高20m,采用鋼板防風網(wǎng),板的開孔率33%,鋼板厚度為1.6mm,采用熱鍍工藝,雙面鍍鋁鋅鎂。

        1. 防風網(wǎng)防塵機理
        煤堆場表面、特別是煤堆頂表面的微細煤粒在強風的推動和強渦場的卷吸作用下,大量進入風流中,形成煤堆場的起塵過程[1]。煤堆起塵量與風速關(guān)系密切,防風網(wǎng)通過降低堆場的風速,極大的損失風的能量,從而極大的減少了煤堆的起塵量。

        2 .實測方法
        在防風網(wǎng)的上風側(cè)(網(wǎng)前)布設(shè)1個參照點(不受防風網(wǎng)及周邊環(huán)境的影響),測試堆場周邊的自然風速;在網(wǎng)的下風側(cè)(網(wǎng)后)不同距離處布設(shè)數(shù)個參照點,測試折減后的風速;在參照點、監(jiān)測點處有3個不同高度的測試點,高度分別為5m、10m和15m。

        通過比較監(jiān)測點和參照點的風速值,分析得出防風網(wǎng)網(wǎng)后不同遮蔽距離(計算式見式1)、不同高度處對風速的遮蔽效果(計算式見式2)。

        網(wǎng)材水平遮蔽距離:

       β=L/H(1)

        式中:β-網(wǎng)材水平遮蔽距離(無量綱);L-測點離網(wǎng)的水平距離(m),網(wǎng)前(上風口)為負值;H-網(wǎng)材高度,本次測試網(wǎng)高均為20m。

       防風遮蔽效果:

       λ=V監(jiān)/V參 (2)

       式中:λ-遮蔽效果(無量綱),λ越小風速折減效果越好;V監(jiān)-監(jiān)測點風速值(m/s);V參-參照點風速值(m/s)。

      3. 數(shù)據(jù)分析
       根據(jù)實測風向的要求,實測得到防風網(wǎng)在不同高度、遮蔽距離處的遮蔽效果,結(jié)果見表1。

       由表1可知,在防風網(wǎng)網(wǎng)后不同高度處(5m、10m及15m,下同)測點遮蔽效果隨遮蔽距離β的增大,均呈先減弱后趨于平緩。

       根據(jù)風洞試驗結(jié)論,實測高度在0.4倍網(wǎng)高以上,遮蔽效果比較穩(wěn)定[2],風速變化對遮蔽效果影響不大。從表1中選取實測高度為10m(0.5倍網(wǎng)高)和15m(0.75倍網(wǎng)高)的實測數(shù)據(jù),以北側(cè)防風網(wǎng)為原點,遮蔽效果λ為縱坐標,遮蔽距離β為橫坐標,繪制防風網(wǎng)在主導風向作用下網(wǎng)后遮蔽效果回歸曲線,見圖1。

       通過回歸分析得到回歸曲線公式,見式3。

      λ=-0.0011β3-0.0192β2 0.2001β 0.0004(3)

      其相關(guān)性系數(shù):R2=0.7173

      式中:λ-正風向作用下的遮蔽效果(無量綱);β-遮蔽距離(無量綱)。

由圖1可知,偏風向作用下的實測數(shù)據(jù)較正風向下的實測數(shù)據(jù)離散,但從回歸曲線反映的遮蔽趨勢基本一致。

      根據(jù)式3,分別對其進行數(shù)值積分,計算得到防風網(wǎng)在主導風向作用下,網(wǎng)后遮蔽距離在1≤β≤5范圍內(nèi)的平均遮蔽效果λ值為0.36,說明防風網(wǎng)對風速具有很好的折減效果。

      4 .防風網(wǎng)防塵效果驗證
       本次通過現(xiàn)場實測的方法,用TSP濃度貢獻值反映堆場的起塵量;TSP濃度貢獻值是將布置在上風口處的監(jiān)測點TSP濃度與下風口處的參照點TSP濃度作差,得到實測堆場煤塵的起塵量系數(shù),以mg/m3為計量單位。比較建網(wǎng)前、后堆場TSP濃度貢獻值的變化,來驗證降低風速可以有效的減少起塵,間接反映防風網(wǎng)的降風效果,實測結(jié)果見表2、表3。

       通過建網(wǎng)前、建網(wǎng)后堆場起塵量得變化說明防風網(wǎng)的建設(shè)可以有效的降低堆場風速,從而減少堆場的起塵量,且對于高風速情況下,效果更佳。