С.В. Комонов, Е.Н. Комонова
Ветровая эрозия и пылеподавление
Курс лекций. - Красноярск: Изд-во СФУ, 2008. - 192 с.
Глава 2. Методы оценки ветровой эрозии и пыления
2.10. Методика оценки пыления открытого угольного склада
Реальная оценка интенсивности пыления
угольных складов является важной задачей для ТЭС с экономической и
экологической точек зрения. Максимально разовый вынос пылевых частиц с
поверхности угольного штабеля (г/с·м2) оценивается
исходя из удельной сдуваемости угольной пыли – (г/см2). Эта величина
определяется путем аэродинамических продувок в лабораторных условиях для
каждого вида топлива различной влажности . Значение ее соответствует
максимальному значению выноса пылевых частиц для данной скорости ветра в начальный
период ветровой эрозии штабеля.
(151)
где - удельная сдуваемость пыли для
исходного гранулометрического состава угля в поверхностном слое при влажности,
определенная при максимальной (для данной зоны) скорости ветровоздушного потока
с повторяемостью не менее 5%;
- площадь поверхности штабеля, м.
- конструктивные особенности угольного склада; при наличии бортовых
ограждений = 0,5;
- состояние поверхности штабеля; при уплотнении поверхностного слоя
катком = 0,5;
- увлажнение материала.
Таблица 12 – Удельный сдув частиц угля с поверхности
штабеля (воздушно-сухой материал) - кузнецкий СС
Скорость ветра, м/с
|
2
|
3
|
5
|
7
|
10
|
15
|
Удельный сдув г/(м2 с)
|
-
|
0,0013
|
0,05
|
0,93
|
2,97
|
24,4
|
Таблица 13 – Коэффициент влажности материала
Влажность W, %
|
Значение скорости ветра, м/с
|
5,0
|
7,0
|
10,0
|
5
|
0,16
|
0,3
|
0,5
|
10
|
0,04
|
0,1
|
0,35
|
15
|
0,026
|
0,05
|
0,071
|
Если на момент формирования штабеля (до образования
коркового поверхностного слоя) удельная сдуваемость верхнего слоя совпадает с
удельной сдуваемостью угля, поступающего на склад, то через определенный период
(в среднем 2,5 месяца) удельная сдуваемость верхнего слоя стабилизируется на
некотором минимальном уровне - не более 0,05 начального значения даже при
большой скорости ветра (до 10-15 м/с).
Текущий вынос пылевых частиц с
поверхности штабеля определяется выражением
(152)
где - при продолжительности непрерывного воздействии ветрового
потока > 2,5 мес:
(153)
где -
продолжительность периода непрерывной ветровой эрозии при статическом хранении
угля без нарушения поверхности штабеля, в месяце (при формировании штабеля = 1,0 при = 0 месяцев, = 0,05 при > 2,5 месяцев (1800 часов).
Значение может оцениваться также путем непосредственного определения запыленности
воздуха в зоне влияния штабеля в период его пыления с последующей расчетной
оценкой выброса пыли в атмосферу. При этом предусматривается определение
скорости и ветровоздушного потока , м/с:
(154)
где -
запыленность приземного слоя воздуха (отбор запыленного воздуха с подветренной
стороны) на различном удалении от штабеля (шаг 50 м) вплоть до границы
санитарно-защитной зоны ТЭЦ, мг/м3;
- фронтальный размер штабеля по
нормали к направлению ветра, м;
- высоты
пылевого облака, м;
Вынос пылевых фракций под
воздействием ветровоздушного потока за период любой продолжительности без
нарушения (механического, ливневого) поверхности штабеля оценивается по
изменению гранулометрического состава поверхностного слоя штабеля (в сравнении
с гранулометрическим составом исходного угля либо более глубоких слоев в
штабеле):
(155)
где . - масса угля в поверхностном слое
(принимается до 50 мм);
- площадь поверхности штабеля, м;
- глубина поверхностного слоя, м;
- насыпная плотность угля в штабеле,
т/м3;
- изменение доли пылевой компоненты
(частицы менее 200 мкм) в поверхностном слое в результате ветровой эрозии;
(156)
где -
доля пылевой компоненты исходного топлива (либо глубинных слоев угля в
штабеле);
- доля пылевой компоненты в поверхностном слое штабеля после ветровой эрозии.
При определении гранулометрического состава
поверхностного слоя штабеля осуществляется отбор проб угля на глубину до 50 мм
в 10-12 участках поверхности. По приведенной формуле можно рассчитать
(используя данные прямого определения гранулометрического состава угля в
штабеле) массу всей пыли, сдуваемой с поверхности штабеля , раздельно массу пыли, оседающую в непосредственной близости от штабеля
(частицы размером от 10 до 200 мкм), и массу витающей пыли (менее 10 мкм) , выносимую с ветром за пределы промплощадки ТЭС,
Расчетная оценка ветровой эрозии
поверхности угольного штабеля за период любой продолжительности определяется
формулой:
(157)
где -
среднее значение коэффициента ослабления сдува угольных частиц с поверхности
штабеля по мере стабилизации интенсивности ветровой эрозии за время .
, при ≤2,5мес
(158)
, при >
2,5 мес. (159)
Таким образом, принципиальным отличием данной методики от
ранее разработанных способов расчетной оценки ветровой эрозии пылящих площадных
объектов (в которых вынос угольных частиц с поверхности штабеля соответствует
выбросу частиц в атмосферу) является разделение двух не совпадающих по масштабу
процессов - ветровая эрозия поверхности штабеля (сдув частиц) и выброс угольных
частиц в атмосферу. Это позволяет выделить ту часть сдуваемого материала,
которая осуществляет загрязнение воздушного бассейна и учитывается при расчете
платы за выбросы.
|