С.В. Комонов, Е.Н. Комонова
Ветровая эрозия и пылеподавление
Курс лекций. — Красноярск: Изд-во СФУ, 2008. — 192 с.
Предыдущая |
Содержание статьи:
Глава 2. Методы оценки ветровой эрозии и пыления
2.5. Оценка среднегодового и текущего выноса частиц с поверхности золошлакоотвала при ветровой эрозии
При оценке ветровой эрозии (т/год) и среднегодового текущего выноса частиц (г/с) с поверхности золоотвала отдельные характеристики эродируемого материала и ветрового режима определяются следующим образом:
· средняя скорость ветра на уровне флюгера в зоне размещения золоотвала принимается как средневзвешенное значение в диапазоне от скорости ветра, соответствующей началу сдува золовых частиц , до максимальной скорости ветра с учетом повторяемости градаций скоростей;
· средний размер эродируемых частиц определяется как средневзвешенная величина в диапазоне от до 0:
(113)
где – средний размер частиц -той фракции;
– число фракций эродируемых частиц (количество градаций размера частиц);
– доля частиц -той фракции (весовая доля соответствующей градации 0,098)
· предельный (максимальный) размер эродируемых частиц определяется по средней скорости ветра в пылеопасный период , значение которой первоначально задается равным 5 – 7 м/с, после чего определяются последовательно величины:
(114)
При расхождении значений и более чем на 0,2 м/с расчет повторяют, скорректировав значение .
1. Текущий вынос золовых частиц с поверхности золоостала (г/с) определяемый при скорости ветра выше критической (ниже которой ):
(115)
где и – масса выносимых за границы золошлакоотвала витающих и сальтирующих частиц, г/с, или:
(116)
(117)
где – удельная сдуваемость материала пылящей поверхности при данном значении скорости потока на высоте флюгера, г/м2с, определяемая экспериментально путем продувки проб золы с пылящих участков золоотвала в аэродинамической трубе с моделированием условий намыва золы и с приведением к скорости потока на высоте флюгера по формулам (п. 10.5).
– полная площадь пылящей поверхности золоотвала, м2;
– эффективная площадь пылящей поверхности (м2), на которой завершается нарастание в потоке массы сальтирующих частиц считают по формуле:
(118)
где: – часть пылящего участка золоотвала, экранируемая отстойным прудом, м2 (находится по расчетной схеме).
В качестве примера на рисунке 18 приведена удельная сдуваемость золовых отложений на отвалах Рефтинской и Южноуральской ГРЭС.
Рисунок 18 — Зависимость удельной сдуваемости () намытой золы от скорости ветра на высоте флюгера (10 м)
Учет конструктивных, планировочных и природно-климатических факторов обеспечивается введением ряда поправочных коэффициентов к расчетной величине сдува. Эти коэффициенты отражают:
· – коэффициент характеризующий обеспылевание пылевого потока за счет осаждения золовых частиц при обтекании дамбы и в ее аэродинамической тени. в зависимости от превышения гребня дамбы относительно уровня поверхности золошлакового поля и высоты дамбы принимается равным 0,25 – 0,70, при этом меньшие значения соответствуют большим значениям превышения гребня дамбы (2,50 – 3,50 м) и высоты дамбы (30 – 40 м). При характерных для многих проектируемых и действующих отвалов превышении гребня дамбы 0,5 – 1,0 м и высоте дамбы 10 – 15 м коэффициент К1 = 0,5 – 0,55 (рисунок 19);
Рисунок 19 — Зависимость коэффициента переноса золовых частиц при обтекании дамбы от скорости ветра при различных превышениях гребня дамбы над зольным пляжем
· – коэффициент характеризующий состояние поверхностного слоя (коркообразование, агрегатирование золовых частиц в слое в результате химического взаимодействия) в зависимости от содержания окиси кальция в золе (таблица 8);
· – коэффициент, характеризующий защищенность объекта от ветрового воздействия (влияние высотных элементов рельефа, специальных ветрозащитных сооружений, лесопосадок) и закрепления поверхности зольного пляжа (таблица 9). При воздействии нескольких факторов защищенности коэффициент определяется перемножением соответствующих коэффициентов.
· – коэффициент характеризующий применение оперативных методов пылеподавления (орошение пылящей поверхности водой и др.) (таблица 10);
Гранулометрический состав поверхности пылящих участков отвала устанавливается экспериментальным путем для данного конкретного складируемого материала при характерной влажности, либо по справочным данным для пойменной золошлаковой зоны отвала ["Состав и свойства золы и шлака ТЭС", Справочное пособие под редакцией В.А.Мелентьева, Л.,1985].
Таблица 8 – Значения коэффициента состояния поверхностного слоя
Содержание в золе |
|
1,0 |
< 10% |
1 – 1,6129×10-3×(СаО)2 |
= 10 – 25 % |
0 |
> 25% |
Таблица 9 – Значения коэффициента защищенности объекта от ветрового воздействия
Факторы защищенности отвала от пыления |
|
Закрытие отвала высотными элементами рельефа: — с одной стороны — двух сторон — трех сторон |
0,60 0,30 0,15 |
Сооружение сплошных барьеров по периметру дамб отвала (решетчатые ограды, прокладка пульпопроводов по гребню дамбы и др. |
0,7 |
Лесополосы по гребню и низовому откосу дамбы, вдоль границы отвала и санитарно-защитной зоне шириной 20 – 150 м |
0,5 – 0,15 |
Закрепление поверхности зольного пляжа вяжущими веществами (коркообразование) |
0,1 – 0,15 |
Закрепление поверхности зольного пляжа шлаком |
0,05 |
Закрепление поверхности защитным слоем связанного грунта (суглинок, глина) |
0,02 |
Таблица 10 – Значение поправочного коэффициента К4
Метод оперативного пылеподавления |
|
Поднятие уровня воды в прудке-осветителе выше уровня золового пляжа |
0 – 0,02 |
Периодическое орошение сухих пляжей стационарными дождевальными установками или поливочными машинами |
0,1 – 0,5 |
Смачивание сухих пляжей осветленной водой, подаваемой по резервному пульпопроводу разводящей сети |
0,2 – 0,5 |
Учащение переключения пульповыпусков в теплое время |
0,7 |
2. Годовой вынос золовых частиц или эродируемость объекта (т/год):
(119)
где: – годовой вынос золовых частиц по каждому направлению ветра, т/год, с учетом конструктивных, планировочных и природно-климатических факторов определяют по формуле:
(120)
где: – продолжительность периода возможной ветровой эрозии поверхности золоотвала, ч.
, — доля витающих и сальтирующих частиц в общей массе эродируемых частиц золового материала находят при () по соответствующим формулам:
(121)
(122)
где – граничный размер эродируемых частиц, разделяющий сальтирующие и витающие частицы, 31,0, мкм;
– максимальный размер витающих и сальтирующих частиц ;
– весовая доля соответствующей градации, 0,098.
Продолжительность периода возможной ветровой эрозии поверхности золоотвала определяется исходя из двух основных временных характеристик:
· относительной продолжительности пылеопасного ветрового режима , в течение которого скорость ветра на флюгере остается больше скорости начала пыления (определяемой по средневзвешенному размеру эродируемых частиц);
· относительной продолжительности периода возможного пылення по состоянию поверхности золоотвала, исключающего из рассматриваемого периода продолжительность периодов укрытия золовых пляжей устойчивым снеговым покровом, увлажнения осадками и талыми водами:
(123)
где – относительная продолжительность устойчивого снегового покрова, 40 – 50 %;
– относительная продолжительность осадков в виде дождя и мокрого снега, 10 – 12 %;
– относительная продолжительность увлажнения поверхности золоотвала талыми водами, 2,5 – 3,5 %;
– относительная продолжительность ветрового режима (), способствующего выдуванию частиц, 5 %;
– относительная продолжительность штиля, 20 – 25 %.
В целом продолжительность периода возможной ветровой эрозии поверхности золоотвала определяется наложением двух рассмотренных временных характеристик:
(124)
(125)
где – время рассматриваемого периода, 8760 часов.
Предыдущая |