射霧車抑塵效果分析與研究

胡松　董良太　馬詠清

摘 要：本文為解決場地作業(yè)粉塵的有效控制，實(shí)現(xiàn)配置的射霧車在碼頭前沿抑塵效果的最大化，針對不同風(fēng)力和測試點(diǎn)進(jìn)行持續(xù)檢測，通過數(shù)據(jù)對比和分析，得出射霧車使用的最佳方案，對今后環(huán)保抑塵設(shè)備的有效使用和研究提供參考依據(jù)。

關(guān)鍵詞：射霧車;抑塵;場地作業(yè)

Abstract：This paper maximize the dust suppression effect of the equipped fog spraying vehicle at the wharf front， in order to solve the effective control of dust in the field operation. Through data comparison and analysis of different wind forces and test points， the best scheme for the use of the fog spray truck is obtained， which provides reference for the effective use and research of the companys environmental protection dust suppression equipment in the future.

Key words：Fog spraying vehicle; Dust suppression; Site operation

中圖分類號：U469.6+91

近年來，市委市政府對日照港內(nèi)PM10濃度提出了新的要求，環(huán)保形勢日趨嚴(yán)峻，如何高效使用抑塵設(shè)備，有效抑制場地作業(yè)揚(yáng)塵成為非常緊迫的問題。日照港裕廊股份有限公司（以下簡稱裕廊公司）自成立以來，一直注重環(huán)境保護(hù)，目前已購置10臺(tái)射霧車用于場地作業(yè)抑塵，但射霧車長時(shí)間工作不僅油耗大，水資源消耗也非常多，怎樣才能實(shí)現(xiàn)射霧車的最佳配置，在達(dá)到抑塵效果的同時(shí)節(jié)省資源消耗成為一個(gè)突出的問題。為探索解決這個(gè)問題，2018年12月在西十八泊位“米洛斯”輪木薯干卸船發(fā)運(yùn)過程中，檢測人員使用手持式粉塵測試儀在12月9日至12月13日的5 d內(nèi)，對前沿發(fā)貨點(diǎn)下風(fēng)頭PM10粉塵濃度進(jìn)行了測試，共計(jì)48次，以獲取現(xiàn)場射霧車抑塵的現(xiàn)場數(shù)據(jù)，并應(yīng)用統(tǒng)計(jì)學(xué)的方法加以分析，為后續(xù)射霧車的使用提供指導(dǎo)[1-2]。

1 測試的方法及環(huán)境情況

本次為測試粉塵對周邊環(huán)境的影響程度，因受場地、環(huán)境和測試儀精度等各類因素的制約，無法在較大范圍（1 km以上）獲得測試數(shù)據(jù)，故選取了前沿發(fā)貨點(diǎn)下風(fēng)頭50 m和100 m各兩組測試點(diǎn)圖1。

2 測試位置情況及周邊環(huán)境

測試點(diǎn)北側(cè)和西側(cè)為防風(fēng)抑塵墻，北側(cè)防風(fēng)抑塵墻臨近碼頭前沿有約15 m的缺口。測試點(diǎn)基本位于西十八前沿堆場18A-2區(qū)域，南側(cè)約150 m有4 m高的集裝箱擋墻。測試期內(nèi)風(fēng)向基本為北風(fēng)，風(fēng)力2～5級（圖2）。

3 測試的數(shù)據(jù)與分析

3.1 總量分析

48次粉塵PM10濃度測試中，濃度數(shù)值50 m與100 m總量分別為1 810和1 820，說明100 m內(nèi)的粉塵濃度變化不大，由于木薯干粉塵顆粒小，質(zhì)量輕，極易受到氣流的影響，在空氣中漂浮的時(shí)間長，擴(kuò)散范圍廣（表1、表2）。

3.2 極值分析

最小值均出現(xiàn)在12月9日夜班，當(dāng)晚因氣溫低于0 ℃，沒有配備射霧車抑塵，但風(fēng)力僅為2級，粉塵無法擴(kuò)散，50 m外粉塵濃度測得最小值，是該點(diǎn)測量平均值的60%以內(nèi)，再次說明風(fēng)力對粉塵擴(kuò)散的影響是較大的。最大值出現(xiàn)在12月9日夜班100 m 3#點(diǎn)和12月11日白班50 m3#點(diǎn)，風(fēng)力最小的一天出現(xiàn)極大值的原因?yàn)榍把厍鄣踝鳂I(yè)時(shí)的揚(yáng)塵因風(fēng)力較小，在接近地面的空中長時(shí)間滯留，不易被吹散，遇有門機(jī)抓斗進(jìn)行前沿開斗卸貨，不同作業(yè)點(diǎn)的粉塵在下風(fēng)頭較小空間范圍內(nèi)集聚，造成100 m處3號點(diǎn)出現(xiàn)極值，多點(diǎn)同時(shí)作業(yè)是主要原因;風(fēng)力最大的一天出現(xiàn)極值，而且同樣出現(xiàn)在靠近碼頭前沿的3號點(diǎn)，這說明防風(fēng)抑塵墻的作用是突出的，靠近前沿的缺口未能有效阻擋氣流，造成前沿風(fēng)力較大且風(fēng)向不固定，前沿貨垛表面起塵成為主要起塵原因（表1、表2）。

3.3 均值分析

均值最低點(diǎn)所處位置分析：50 m測量點(diǎn)的最低均值為1號點(diǎn)66，100 m的測量點(diǎn)的最低均值為2號點(diǎn)69，均在射霧車的水霧覆蓋范圍以內(nèi)，在同距離相比較，3號點(diǎn)均值最高為86，這兩個(gè)均值低點(diǎn)的PM10濃度均值比均值高點(diǎn)最多低23%和20%，這說明射霧車的抑塵效果在20%以上。

50 m測量點(diǎn)的最低均值比100 m測量點(diǎn)的最低均值小，說明射霧車的最佳抑塵距離為40～60 m，這也符合產(chǎn)品的設(shè)計(jì)特點(diǎn)。從這方面來說，木薯干船型多為200 m左右，前沿順序擺放4～5臺(tái)射霧車就能滿足抑塵要求（表1、表2）。

3.4 同一測量點(diǎn)是否配備射霧車的PM10濃度對比

同為風(fēng)力2級，12月9日白班100 m 3#點(diǎn)使用射霧車抑塵，粉塵濃度值僅為51，12月9日夜班100 m3#點(diǎn)未使用射霧車抑塵，濃度值為121，數(shù)值相差70，數(shù)值偏離度58%。

同為風(fēng)力5級，12月10日夜班50 m 3號點(diǎn)使用射霧車抑塵，粉塵濃度值為96，12月11日白班50 m 3號點(diǎn)未使用射霧車抑塵，粉塵濃度值為118，數(shù)值相差26，數(shù)值偏離度22%（表1、表2）。

以上數(shù)據(jù)說明，一方面射霧車對PM10粉塵的抑制效果保守估計(jì)為20%～30%，另一方面，射霧車的抑塵效果受到天氣狀況特別是風(fēng)力因素的影響較大，在風(fēng)力超過5級時(shí)，射霧車的抑塵效果非常有限。

4 結(jié)論及建議

（1）射霧車的抑塵效果是隨著周邊環(huán)境的改變而變化的，特別是較強(qiáng)風(fēng)力（5級以上）的情況下，射霧車的抑塵效果受到很大的消減，基本起不到抑塵作用;4～5級風(fēng)力時(shí)射霧車可將100 m范圍內(nèi)PM10粉塵濃度降低約20%;在4級風(fēng)力以下，射霧車的抑塵效果最佳，100 m范圍內(nèi)PM10粉塵濃度可降低40%以上。

（2）射霧車的配備數(shù)量應(yīng)充分考慮射霧車水霧的有效射程，建議間距設(shè)置為50 m，過于密集造成資源浪費(fèi)。

（3）對前沿防風(fēng)抑塵墻進(jìn)行必要改造，一是減少前沿缺口面積，二是在條件允許的情況下考慮加裝雙層防風(fēng)板，盡量減少前沿堆場的風(fēng)力，不僅可以降低貨垛表面起塵而且也可以防止強(qiáng)氣流將射霧車噴出的水霧吹散，可有效提高射霧車抑塵的使用效果。

（4）因目前射霧車使用的是50 μm級噴嘴，水霧顆粒較大，隨風(fēng)漂浮距離有限，可對射霧車水霧發(fā)生裝置進(jìn)行改造，在加裝新型供水過濾系統(tǒng)的基礎(chǔ)上采取10 μm級干霧噴嘴，進(jìn)一步減小產(chǎn)生水霧的顆粒直徑，增加水霧滯空時(shí)間的同時(shí)提高水霧對空氣中粉塵顆粒的捕捉能力，不僅可以提高射霧車抑塵的使用效果還能起到節(jié)水的作用[3-6]。

參考文獻(xiàn)：

[1]陳波，高殿榮，楊超，等.大功率遠(yuǎn)程射霧器結(jié)構(gòu)參數(shù)多目標(biāo)智能協(xié)同優(yōu)化[J].機(jī)械工程學(xué)報(bào)，2017，53（6）：166-175.

[2]胡彬，陳瑞，徐建勛，等.霧霾超細(xì)顆粒物的健康效應(yīng)[J].科學(xué)通報(bào)，2015，60（30）：2808-2823.

[3]孔君，蘇正軍.關(guān)于人工影響消減霧霾的思考[J].科技導(dǎo)報(bào)，2015，33（6）：86-90.

[4]姜杰.射霧器射流風(fēng)機(jī)內(nèi)流場數(shù)值模擬及設(shè)計(jì)方法研究[D].天津：天津大學(xué)，2018.

[5]王瑜.基于全作業(yè)過程控制的碼頭粉塵綜合協(xié)同治理研究[J].大連：大連海事大學(xué)，2017.

[6]趙成凱.論港口糧食作業(yè)區(qū)真空清掃項(xiàng)目的選型與安裝[J].現(xiàn)代食品，2020（12）：6-8.