Способ оценки ветровой эрозии угольного штабеля

 

Использование: область теплоэнергетики, в топливно-энергетическом комплексе при определении потерь массы угля при открытом хранении угольного штабеля. Сущность изобретения: в способе оценки ветровой эрозии угольного штабеля при статическом хранении, оценку изменения содержания осуществляют для частиц угля, размером менее 200 мкм в поверхностном слое штабеля на глубину выветривания до 1щ мм в течение заданного периода времени, за начало которого принимают момент времени после формирования поверхностного слоя штабеля, а величину ветровой эрозии M определяют по формуле: M = Δq·F·l·10^-3 , где Δq = q¹_эр-q²_эр - потеря массы эродируемых частиц с поверхности угольного штабеля в течение заданного периода времени, кг/м³; q¹_эр - весовая доля эродируемых частиц в момент времени после формирования поверхностного слоя штабеля кг/м³, q²_эр - весовая доля эродируемых частиц в поверхностном слое штабеля после окончания заданного периода времени, кг/м³, F - площадь поверхности штабеля, м²; l - заданная глубина выветривания эродируемых частиц, до 10 мм.

Изобретение относится к области теплоэнергетике, к топливно-энергетическому комплексу при определении потерь массы угля при открытом хранении угольного штабеля.

Одним из существенных факторов загрязнения воздушного бассейна является пыление угольных штабелей на тепловых электростанциях и других потребителях при статическом хранении угля в результате выдувания частиц угля ветровоздушным потоком.

Количество поступающей при этом угольной пыли в атмосферу должно контролироваться, поскольку это необходимо как для оценки загрязняющего воздействия угольного штабеля на состояние воздушного бассейна, так и для расчета платежей за неорганизованные выбросы пылевых частиц в атмосферу, и оценки эффективности мероприятий по пылеподавлению.

Оценка потерь угля при длительном статическом хранении производится инструментальными и расчетными методами.

Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является способ оценки ветровой эрозии угольного штабеля при статическом хранении, основанный на инструментальной оценке параметров штабеля, предусматривающий взвешивание массы складируемого угля, оценку запыленности воздуха с помощью пылеулавливающих аспирационных установок в районе штабеля (1).

Недостатком указанного способа является трудоемкость и большая погрешность измерений.

Это объясняется тем, что в полевых условиях при измерении запыленности воздуха получается большая погрешность косвенной экспериментальной оценки эрозии угольного штабеля, т.к. отсутствует корелляционная зависимость величин запыленности воздуха и высота частиц с поверхности угольного штабеля. В настоящее время не существует обоснованной методики расчета рассеивания в атмосфере пылевых выносов от плоскостных источников. Погрешность оценки пыления угольного штабеля не учитывает специфику складирования угля, его физических свойств, воздействие средств пылеподавления, роль метеопараметров.

Предлагаемое техническое решение направлено на повышение точности определения выдувания угольных частиц с поверхности штабеля.

Для достижения поставленной задачи по известному способу оценки ветровой эрозии угольного штабеля, основанной на оценке изменения содержания частиц угля в штабеле, оценку изменения содержания осуществляют для частиц угля размером менее 200 мкм в поверхностном слое штабеля на глубину выветривания до 10 мм в течение заданного периода времени, за начало которого принимают момент времени после формирования поверхностного слоя штабеля, а величину эрозии определяют по формуле: M = Δq·F·l·10^-3 где Δq = q¹_эр-q²_эр потеря массы эродируемых частиц с поверхности угольного штабеля в течение заданного периода времени, кг/м³; q¹_эр весовая доля эродируемых частиц в момент времени после формирования поверхностного слоя штабеля, кг/м³; q²_эр весовая доля эродируемых частиц в поверхностном слое штабеля после окончания заданного периода времени, кг/м³; F площадь поверхности штабеля, м²; l заданная глубина выветривания эродируемых частиц, до 10 мм.

Осуществляют предлагаемый способ следующим образом.

Используют прямую оценку выдувания угольных частиц с поверхности штабеля. Определяют изменение гранулометрического состава угля в поверхностном слое штабеля глубиной до 10 мм за определенный период, выявляют потери эродируемых частиц размером до 200 микрон.

Затем расчетным путем определяют величину эрозии по формуле: M = Δq·F·l·10^-3(m) где Δq = q¹_эр-q²_эр потеря массы эродируемых частиц с поверхности угольного штабеля в течение заданного периода времени, кг/м³; q¹_эр весовая доля эродируемых частиц в момент времени после формирования поверхностного слоя штабеля, кг/м³; q²_эр весовая доля эродируемых в поверхностном слое штабеля после окончания заданного периода времени, кг/м³;
F площадь поверхности штабеля, м²;
l заданная глубина выветривания эродируемых частиц, до 10 мм.

Размеры эродируемых частиц могут устанавливаться экспериментально при определении гранулометрического состава проб угля после определенного периода хранения с поверхностного и глубинного слоев штабеля. Экспериментально установлено, что максимальные размеры эродируемых частиц достигают 200 микрон.

Предлагаемый способ оценки ветровой эрозии угольного штабеля основан на результатах обследования угольного штабеля на нескольких тепловых электростанциях (Ижевская ТЭЦ-2, Южноуральская ГРЭС, Троицкая ГРЭС, Челябинская ТЭЦ-2 и др.).

В результате было установлено:
1. С поверхности угольного штабеля выносятся с ветровоздушным потоком частицы угля не более 200 микрон.

2. На удалении от подветренной кромки поверхности штабеля до 20 -0 40 м в воздухе обнаруживаются частицы размером 100 200 микрон.

3. На расстоянии 50 70 м указанные частицы в воздухе с подветренной стороны не обнаруживаются, осаждение их на подстилающей поверхности завершается.

4. На расстоянии более 200 300 м в воздухе присутствует пыление частицы менее 10 мкм витающая пыль, которая может распространяться с ветром на значительные расстояния. Доля этой компоненты в общем выносе угольной пыли с поверхности угольного штабеля в результате ветровой эрозии составляет не более 10% остальная (основная) масса выдуваемых угольных частиц оседает под действием гравитационных сил в непосредственной близости от угольного штабеля, на выходе за пределы промплощадки, санитарно-защитной зоны. Загрязнение воздушного бассейна при этом осуществляется только витающими частицами (менее 10 мкм);
5. Глубина выветривания пылевых частиц диаметром менее 200 мкм при статическом хранении угля в штабеле независимо от способа его формирования не превышает 10 мм.

Предлагаемый способ оценки ветровой эрозии угольного штабеля при его статическом хранении позволяет более точно, по сравнению с базовым вариантом, определить фракционный состав в поверхностном слое за любой промежуток времени, он более прост, а следовательно, позволяет дать более точные рекомендации по охране окружающей среды.

Формула изобретения

Способ оценки ветровой эрозии угольного штабеля при статическом хранении, основанный на оценке изменения содержания частиц угля в штабеле, отличающийся тем, что оценку изменения содержания осуществляют для частиц угля, размером менее 200 мкм в поверхностном слое штабеля на глубину выветривания до 10 мм в течение заданного периода времени, за начало которого принимают момент времени после формирования поверхностного слоя штабеля, а величину ветровой эрозии М определяют по формуле
M = Δq·F·l·10^-3,
где Δq = q¹_эр-q²_эр - потеря массы эродируемых частиц с поверхности угольного штабеля в течение заданного периода времени, кг/м³;
q¹_эр - весовая доля эродируемых частиц в момент времени после формирования поверхностного слоя штабеля, кг/м³;
q²_эр - весовая доля эродируемых частиц в поверхностном слое штабеля после окончания заданного периода времени, кг/м³;
F площадь поверхности штабеля, м²;
l заданная глубина выветривания эродируемых частиц, до 10 мм.