气力输灰技术在电炉除尘系统的应用探索

在对电炉除尘输灰系统工艺流程及现状梳理的基础上,对气力输灰在电炉除尘灰输送中应用的可行性进行了论证,通过气力输灰技术在马钢特钢公司电炉除尘系统中的应用实践,证实了气力输灰技术在电炉除尘中可以取得较好的效果。

抽水蓄能电站地下厂房施工期污染物运移规律及通风效果研究

抽水蓄能电站地下厂房常使用钻爆法施工,易产生大量粉尘与有害气体等污染物,且由于地下厂房首层修建时各洞室未贯通,通风情况不利,污染物往往难以及时排出。为了揭示地下厂房内污染物运移规律,对比不同通风方案的通风效果,使用计算流体力学软件Fluent对地下厂房爆破通风过程中的污染物进行了三维非稳态气固两相流耦合数值模拟,分析了厂房内部流场分布规律和不同通风方案下厂房内污染物动态运移规律。结果表明,厂房内部风流场主要包含射流区、附壁流动区、涡流区和回流区等部分;粉尘运移过程出现糅合区、过渡沉降层、积聚峰等区域;爆破后初期,CO易受粉尘的流场耦合作用,随着通风的持续,CO出现壁面慢速扩散区,最终形成一条明确的运移路径;2号通风方案下的污染物运移距离优于1号通风方案,但粉尘出现分布聚集点,若同时使用粉尘净化系统,可在爆破后30 min内完成粉尘的净化,有效解决粉尘聚集问题。

煤层钻孔孔口处除尘设计与试验研究

为解决碎软煤层干式钻进施工过程中粉尘污染严重的问题,采用多级湿式除尘技术,并基于气水射流泵喷雾除尘原理,研发了一种新型煤层钻孔孔口除尘装置。通过数值模拟对除尘装置的结构参数进行了优化,并在中煤平朔小回沟煤矿开展了现场试验。结果表明,煤层钻孔孔口除尘装置二级除尘单元的最优喉嘴距为180 mm。煤层钻孔孔口除尘装置一级除尘单元的喷嘴角度选择95°最为合适,可实现集尘罩内全空间覆盖。供气压力0.6 MPa、供水压力0.3 MPa为二级除尘单元的最佳工作参数,该气水压配比下钻孔下风侧15 m内除尘效率可达到87.5%。在煤层钻孔孔口除尘装置采用二级湿式除尘并连接瓦斯抽采系统时,钻孔下风侧15 m内除尘效率达到了90.1%,此除尘模式可有效改善钻孔施工作业环境。

综掘工作面风筒最优布置数值模拟研究

针对掘进面生产期间风筒位置布置不合理造成粉尘浓度较高,利用数值模拟方法,研究抽出式、压入式、长压短抽式等通风方式中,掘进面风流和粉尘随风筒到掘进面距离的改变而变化规律,数值模拟结果表明:采用长压短抽式通风的掘进面,抽出式风筒口到掘进面的距离L_(c)<1.5√S,压入式风筒口到掘进面的距离L_(y)为3.5√S:5√S或6√S:6.5√S,最理想的距离L_(y)=6√S:6.5√S,L_(c)=√S。模拟结果可为优化掘进面风筒布置、提高掘进面通风除尘提供一定的科学依据。

长抽短压通风抽压比对综掘工作面粉尘分布的影响

为了掌握东曲矿18304综掘工作面粉尘分布规律及不同抽压比对综掘工作面粉尘分布的影响,运用FLUENT数值模拟软件对井下掘进巷道的风流场进行了模拟,得到了不同抽压比下综掘工作面的风流场,并分析其对综掘工作面粉尘分布的影响。结果表明,提高抽压比可减弱压风筒前方的涡流,有利于改善综掘工作面环境。

综掘面新型分风器粉尘运移规律仿真模拟研究

针对综掘面高浓度粉尘污染问题,提出了一种新型压风筒分风技术,构建了风流-粉尘两相耦合数学模型,探究了不同通风条件分风器对粉尘污染影响规律。结果表明:风流分风比越大,迎头粉尘控制效果越好,但过大分风比会导致迎头区域粉尘浓度过高;在压风筒分风比为8∶2的条件下,压抽比增大会减弱控尘效果,但当压抽比增加到1.0以上时,高浓度粉尘区随着压抽比的增大而减小;当压风量580 m^(3)/min、抽风量390 m^(3)/min且分风比8∶2时,可将粉尘抑制在迎头6 m范围内。通过大柳塔煤矿现场实测验证,粉尘浓度平均误差为10.71%。为综掘面粉尘治理提供了一种新策略。

空气源热泵室外换热器积灰特性与除灰技术研究现状

针对空气源热泵室外侧换热器积灰现象,综述了不同因素对积灰程度及系统运行的影响。在分析积灰机理的基础上,发现影响换热器积灰特性的因素主要有两方面:内部因素(翅片类型、翅片间距、管排数)和外部因素(运行工况、空气流速、灰尘粒径及浓度、灰尘种类)。总结了当前主要的除灰技术,得出结化霜除灰相对经济有效。提出当前有必要研究换热器在积灰条件下结化霜过程的微观特征及其机理,以及化霜除灰时霜层裹挟灰尘层的流动机制,为未来研发抑制换热器表面灰尘生长及除灰的先进技术提供支持。

基于新型分风控尘方法的综掘工作面控尘机制研究

为改善综掘工作面粉尘污染严重的问题,针对陕西榆林大柳塔煤矿综掘工作面,提出一种安装有分风器的新型分风控尘方法,利用Fluent对使用新型分风控尘方法的粉尘扩散规律进行模拟,分析压风口距工作面不同距离及不同压抽比对粉尘扩散规律变化的影响。结果表明:当压风口距工作面10~20 m时,粉尘积聚、沉降在工作面区域巷道底部,司机处粉尘浓度较低,控尘效果较好;固定压风口距工作面的距离为10 m,压抽比为1.0时,高浓度粉尘积聚在工作面区域,司机处粉尘浓度控制在50 mg/m^(3)以下,控尘效果较好;通过现场实测,粉尘浓度与模拟结果的误差小于15.2%。

煤矿掘进工作面喷雾降尘系统设计及应用研究

传统的喷雾抑尘系统采用喷雾式装置喷洒粉尘,使空气卷走粉尘,粉尘扩散到作业区域,但降尘率不均匀,为此进行煤矿掘进工作面喷雾降尘系统设计及应用实践研究。在硬件设计上,系统增设粉尘传感器、红外传感器,将低压喷雾泵改为高压喷雾泵;在软件设计上,借助粉尘传感器监测煤矿粉尘浓度,实时获取粉尘数据,以确定喷雾参数,结合喷雾参数动态调整喷嘴点位,利用喷淋装置将水雾喷洒到空气中,使粉尘得到润湿、凝结和沉淀,去除粉尘。通过上述设计完成煤矿掘进工作面喷雾降尘系统,实践结果表明,设置智能喷雾点位17个,分别选取201工作面和109工作面的5个采样点进行测量,采样点处粉尘浓度呈现明显降低,降尘率均可达约40%,使各区域降尘率均匀。

大型抽水蓄能电站长直型隧洞风尘迁移规律研究

抽水蓄能电站地下洞室群施工存在通风难度大、风尘迁移变化规律无显著特征等难题,采用DPM气固两相流模型,针对地下洞室群中不同坡度的长直型隧洞进行数值试验研究,重点揭示了典型隧洞在不同施工条件下的风尘迁移规律及小粒径沉降粉尘分布特征。研究表明:不同区域粉尘质量浓度随风机风速的增大呈下降趋势,当风速增至21 m/s时开始升高;掌子面附近区域粉尘质量浓度随供风距离的增大呈上升趋势,当供风距离大于25 m时,风机风速不再满足隧洞内通风要求;掌子面附近区域粉尘质量浓度随隧洞坡度的增大呈显著上升趋势,通风管附近出现明显的粉尘空白带;小粒径沉降粉尘分布特征由通风管位置决定,沉降粉尘颗粒最多处位于通风管出口与掌子面之间,粒径分布较广,呈正态分布规律,在通风管出口正后方处急剧下降,并沿隧洞出口方向数量逐渐减少,平均粒径逐渐减小;流出洞外的粉尘颗粒平均粒径偏小。本研究可为抽水蓄能电站地下洞室群整体施工设计提供参考。

粮食吹扫气泵滤芯改造分析

吹扫气泵滤芯是码头设备的重要组成部分。然而,传统滤芯体积过小,对细小的颗粒物过滤效果较差,容易引起设备故障,降低设备的寿命。为解决这一问题,本研究通过置换大体积滤芯、改变滤芯安装位置、选用吸附性更强的滤芯材质等方式,对滤芯进行改造,旨在提升滤芯的过滤效果和耐用性,从而最大限度地保护码头设备免受灰尘和颗粒物的损害,延长设备的使用寿命。

泵站簸箕型进水流道水力特性试验及数值模拟

对一经优化设计的泵站簸箕型进水流道制作了水力模型,测试其水力损失;采用雷诺平均纳维斯托克斯方程(RAN S)和标准k-ε湍流模型,运用S IM PLEC算法,对流道内部流场进行了三维湍流数值模拟,揭示了流道内水流的流态和特征断面的速度分布规律.试验和数值分析结果表明,所设计的簸箕型进水流道内无漩涡,流态良好,水力损失小,水泵进口速度分布均匀,加权平均入流角接近90.

便携式扬尘检测系统设计

针对传统的扬尘检测设备移动性差、只能测量本地区的平均空气质量等问题,设计了一款便携式扬尘检测仪,可作为高效率、多点城市检测PM2.5、PM10值。首先使用STM32F103ZET6单片机作为控制部分,用来处理传感器输出的数字信号,然后通过显示屏显示。在进风口添加了一个空气泵,保证了扬尘传感器测量精度和准确性。设计太阳能板调节云台,通过SoildWorks三维建模和仿真以及在Simulation中对关键零件进行仿真,并对个别零件进行了强刚度校核,进一步验证了设计的可行性和合理性。最后,设计扬尘检测设备外盒满足人体工程学设计,体积小、携带方便。

翅片表面涂层对结化霜除灰特性的影响

为了解决空调换热器长时间运行后性能下降的问题,需要及时清除换热器翅片上沉积的粉尘。本文提出采用空调换热器自身的结化霜过程来实现除灰,并实验研究了不同翅片表面涂层对结化霜除灰效果的影响。为了对比不同翅片表面涂层的除灰效果,采用4种实验样件,包括空调换热器常用的无涂层铝片和无涂层铜片,以及通过微纳结构自组装方法制备的具有不同表面润湿性的带亲水涂层铜片和带疏水涂层铜片。通过搭建可视化实验台观测了不同样件表面的结化霜除灰过程,对比了不同样件的除灰速率与残留灰量。实验结霜工况为:样件表面温度-10℃,结霜时间1 h,环境温度27℃,相对湿度50%;化霜工况下样件表面温度为5℃。实验结果表明:带有疏水涂层的铜片在结化霜过程中的除灰效果最好,疏水样件上残留粉尘的质量仅是无涂层铝片上残留粉尘质量的1.9%,是无涂层铜片上残留粉尘质量的2.0%,是亲水铜片上残留粉尘质量的5.9%。

压抽比及风幕发生器位置对机掘工作面阻尘效果的影响

为了掌握压抽比β、风幕发生器与工作面距离L_w对风幕阻尘效果的影响规律,利用Fluent软件数值模拟了β及L_w不同耦合方式下的风流场及粉尘流场运移情况。结果表明,随着β降低、L_w增大,风幕发生器形成的径向旋流风幕逐步转变为轴向阻尘风幕,β越大、L_w越大,径向旋流风幕的阻尘能力越弱,粉尘的扩散距离Ld随之增大;β越小、L_w越大,形成的轴向阻尘风幕越稳定,Ld随之降低,且轴向阻尘风幕阻尘能力优于径向旋流风幕。根据数值模拟结果,结合生产实际,确定β为0.75、L_w为20 m是风幕阻尘的最佳通风参数设置,将该参数在回坡底煤矿东五采区胶带巷进行了工程应用,实测风速方向及大小与数值模拟结果相对误差较小,说明数值模拟结果较为准确,工作面内形成了厚约3 m的轴向阻尘风幕,现场高浓度粉尘被阻控在距工作面6 m以内、掘进司机前部巷道空间范围内,阻尘效果明显。

青藏高原沙尘及其可能的气候意义

利用1961—2000年高原91个站的气象实测资料并结合高原沙区分布状况,分析了近40a青藏高原沙尘暴的时空分布特征。结果表明,高原具备发生沙尘暴的前提条件,大片的流动沙丘和大片荒漠化土地为沙尘暴的发生提供了充足的沙源,年沙尘暴发生频率非常高,大体有以羌塘高原为中心向东南逐渐减少的趋势。从12月至翌年4月,沙尘暴发生中心从藏南的雅鲁藏布江上游河谷地区依次逐渐向北扩展到羌塘高原南部、羌塘高原及塔里木盆地南部,这种季节性摆动与副热带西风急流的位置变化密切相关,加上高原海拔4000～5000m的高度,细粒物质被轻松地扬升到西风急流区,传往遥远的北太平洋地区,高原成为远程传输最高效的沙尘源地之一。沉降在北太平洋的沙尘,加强了海洋生物泵的效率,进而可能对全球气候产生影响。

高温水源热泵回收锅炉水膜除尘污水中余热方案及运行控制策略的探讨

利用高温水源热泵设备可回收锅炉等能量转化设备产生大量的低温余热,提高其温度用于直接供热。本文对此进行了分析,提出了技术方案,并对热泵余热回收利用系统的运行策略进行了深入的探讨。

煤矿膏体充填管道泵送系统安全高效控制

针对煤矿膏体充填技术管道泵送系统在充填过程中充填管道容易堵管且难清理的问题,以某矿膏体充填为研究背景,通过研制防堵管卸料阀门、充填管路在线监测预警系统、管道自动控制工艺阀等设备,并提出满管自流清洗技术,克服了管道泵送系统的缺点。

发动机废气抽尘新方案的研究

重型车辆发动机旋风筒式空气滤的新型抽尘方案,是利用扩压原理以排除储尘箱中积累的尘土,与原有引射抽尘比较,具有明显的优点,不仅抽尘特性有较大提高,而且改善了发动机及涡轮增压器的工作条件。 文章叙述了扩压抽尘原理、计算方法及试验结果。

采煤机内置外喷雾自动增压系统的设计与应用

为了解决井下采煤机摇臂上外喷雾喷嘴易被粉尘堵塞的问题,介绍了一种有效的内置式喷雾增压降尘系统的结构组成和控制方法,系统使用双联齿轮泵作为动力源驱动泵马达,泵马达对采煤机外喷雾水进行自动增压,使得摇臂喷嘴可以高压喷雾。通过液控换向阀将水路和油路连接起来,管路有水时增压,无水时动力油返回油池,防止泵马达空转。系统安装于采煤机右牵引部内,结构紧凑,巷道内无需布置额外水源和增压装置,节省空间。高压喷雾增大了喷嘴的雾化降尘面积,有效防止喷嘴被煤尘堵塞,提高了采煤工作面的降尘率。