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防风抑尘网在大型原料场的应用

发布时间:2015/11/10 技术施工 标签防风抑尘网浏览次数:2201

摘要:大型料场的扬尘是造成钢铁企业环境污染的主要因素,目前的防尘措施不能很好地解决这一难题。防风抑尘网的发明和使用为料场解决长期困扰的环境污染问题提供了一种新的办法。本文介绍了该技术的抑尘机理,并以济钢原料场为例,就设置抑尘网的技术条件和要求进行了初步探讨。

1 前 言
在大规模堆料场,由于风力原因,料堆表面的颗粒离开料堆在空中飞散,这种现象称为风蚀。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。

钢铁企业的大型原料场其地面生产系统是封闭的,但储料场大多是露天的。以往,当预测有强风来临时,原料厂都会在料堆表面喷洒表面硬化剂,以增加料堆的表面摩擦力,抑制料粒飞散。但这样一来,需花费不少的硬化剂费用,而且当风力达到一定强度时,单纯使用表面硬化剂仍不能有效抑制原料的飞散。为了解决料场扬尘问题,首钢在国内率先采用了防风抑尘网,并取得了理想的效果。

2 防风网的抑尘机理
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:
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3 防风抑尘网的设置及使用效果

设置方式及高度:防风抑尘网在露天储料场使用,一般要解决设网方式和设网高度两个主要问题。

1)设网方式
储料场设置的防风抑尘网,一般分为主导风向设网和堆场四周设网两种方式。采用何种方式主要取决于储料场范围大小、形状和所在地区的风频分布等因素。济南地区全年以ESE风最多,S风最少,偏东方位的风向出现频率最高,累积频率占57118%;偏北方位的风向累积频率占30165%,长年静风频率为3113%。盛行风向有明显的季节性,春夏季节盛行东南风,秋季以东北风为主,冬季盛行偏北风。考虑这些因素,决定在原料场北侧设置防尘网。

2)防风抑尘网的高度
通常根据料场的地形、料堆布置方式、挡风网及其设置方式,求出网高与料堆高度、网高与庇护范围的关系,再结合储料场附近的环保标准等综合因素,确定储料场防风抑尘网的高度。

济钢原料场防风抑尘网的设置济钢第二炼铁厂原料场有一次料场和二次料场两个料区,两个料区相邻布置。结合地区季风风向,考虑到节省成本、保证防风抑尘效果和厂区美观,决定对一、二次料场的防风抑尘进行综合考虑。

整个原料场长330m,宽200m,占地面积415万m 2 ,其平面布置见图2。其中,一次料场宽度方向划分为3个料堆,每个料条场地宽42m,堆宽3215m,堆高1115m,面积30800m 2 。

一次料场为四线三条物料堆场布置形式,年受料量360万t,储料量20万t,其中铁矿粉储量约18万t。储存的原料包括各种国内外矿粉及辅助原料,根据原料的品种、品质不同,以及需要量及储存天数等,堆成不同的料条。二次料场有效面积114万m 2 ,年受料量280万t,总储量为14万t,采用2条2堆布置形式。料场宽度方向划分为2个料堆,每条堆场宽36m,料堆宽27m,堆高10m。料堆断面为三角形。

一次、二次料场北侧紧临厂区。由于受季风影响较大,料场极易形成扬尘,并向厂区飘散,引起严重污染。为改善料场内部及周边环境,决定在一次、二次料场北侧设置防风抑尘网。
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图2 原料场平面布置及防尘网设置图
参照现有的气象、地质等资料及技术参数,根据实测数据和相关设计规范,结合料场的实际情况,提出了如下设计方案:防风抑尘网设计总长330m,高度18m,其中网材净高16m,地上2m设置绿化带防风。防风网采用高密度聚乙烯(HDPE)编织而成,孔隙度50%左右,双层叠加使用,E值约为30%。该防风抑尘网采用绿网体设计(见图3),美观醒目,在防风抑尘的同时,还能起到美化厂区的作用。
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图3 济钢原料场的防风抑尘网
313 使用效果
济钢原料场防风抑尘网于2007年10月建成投入使用,从三年多的使用情况来看,其综合抑尘效果非常明显,在防尘网两侧360m之内,风速降低40%左右,大大减轻了原料飞散,不但治理了周边环境,也减少了原料损失。按大风天气粉尘浓度为10mg/m 3 ,每月约有10天大风天计算,每年可减少原料损失将近5000t,大大提高了原料场及其周边的大气环境质量,改善了附近居民的生活和工作环境。而且,该防风抑尘网维护费用低,使用三年来并未出现自然老化现象,其经济效益、环境效益和社会效益都非常显著。

4 结 论
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。

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王经理