港口散货堆场防风网防尘技术研究和应用.doc

港口散货堆场防风网防尘技术研究和应用
□陈建华詹水芬
摘要:防风网是控制起尘与扩散的一种有效手段,其防尘效果主要与防风网的平面布置、高度和板型等因素有关。结合具体港口堆场防风网工程,介绍了防风网的防尘机理、结构、平面布置等各方面具体技术特性,进一步推广港口散货堆场的防风网的应用。
关键词:防风网抑尘效果风洞模拟试验动力特性
1 概述
随着港口的发展,港口散货的装卸和储存作业中产生的粉尘对环境的污染日益严重。目前港口主要除尘措施喷洒水、喷洒抑尘剂、覆盖防尘网等具有一定的抑尘效果,但仍不能很好地解决粉尘对环境的污染问题。防风网是一种多孔障碍物,在其背面可形成低风速区,从而减少粉尘运动,对于港口散货粉尘的起尘与扩散具有良好的制约作用,其防尘效果已广泛得到公认。
2 国内外防风网技术的发展概况
20多年来,日本、美国、澳大利亚、英国、新西兰等国家对防风网防尘技术进行了研究。日本从20世纪70年代起,相继在港口煤堆场使用了防风网,并制定了室外贮煤场设备的防止煤粉尘飞散方法概要。美国国家环保局于1986年对防风网的有关研究工作进行了归纳总结,提出了防风网在美国露天煤场的使用。防风网防尘在国内外成功应用的范例有日本电源开发株式会社下辖的三个最大的发电厂、台湾台中火力发电厂燃煤储运场、日本东京电厂、荷兰鹿特丹港务局等,并取得较好的防尘效果。
我国防风网防尘技术的研究起步较晚。从1986年起交通行业有关单位相继开展了防风网有关防尘技术的研究,并在天津港等煤堆场投入使用[1]。目前交通部天津水运工程科学研究院在防风网防尘技术的研究和设计处于。该院结合大量实际工程,采用风洞试验结合数值模拟等方法对防风网技术进行了深入和广泛的研究,并取得两项防风网的国家专利。该院已完成了神华天津煤炭码头、曹妃甸煤码头、秦皇岛煤炭码头、宁波港镇海港区、福建罗源湾港区等的防风网工程的前期研究工作和其中部分工程的设计工作
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3 防风网防尘机理
防风网防尘机理与散货堆场起尘、粉尘漂移、扩散、沉降机理本质上有直接关系。以煤堆场为例,其主要防尘机理是防风网能控制改善煤堆场区的风流场,减小堆场区的风速、减小堆场区风流场的紊流度。强风经过防风网后,仅部分来风透过防风网,其机械能衰减并变为低速风流,与此同时,这部分风在网前的大尺度、高强度旋涡被衰减、梳理成小尺度、弱强度旋涡。防风网后这部分低速、弱紊流度风流掠过煤堆场,形成低风速梯度、低风速旋度,弱涡量和弱紊流度的堆场区流场,使煤堆场低处起尘量大幅度减少。强风只能部分透过防风网,而大部分风量被向上排开,并与主风流在防风网顶部汇集成更高速风流,这部分高速风流与紧邻下方网后的低速风流速度差很大,沿下游形成风速梯度很大,旋涡强度很高向低处发展的较长的条带区。在此条带区内高速风流和低速风流间产生强烈的动量交换和能量交换,使下部风流风速提高,很快恢复到来流风速,此即风流再附。若防风网高度不足,再附距离短,则堆场很多煤堆顶部可能落入风速梯度很大,旋涡强度很高的条带区。由于煤堆顶部煤的压实程度很低,所以此种情况煤堆顶部的起尘量反而增大,使煤堆场的总起尘量减小不理想。通过风洞模拟试验选择科学的防风网结构和防风网布局,最终使煤堆场总起尘量大幅度减小,煤尘漂移、扩散距离大幅度缩短,防护距离内的空气含尘度大大降低,煤尘落尘量大大减小。