Российское акционерное общество энергетики и электрификации “ЕЭС России"

М ЕТОДИКА РАСЧЁТНОЙ ОЦЕНКИ ВЕТРОВОЙ ЭРОЗИИ И ПЫЛЕНИЯ ЗОЛООТВАЛА ТЭС

МЕТОДИКА ОЦЕНКИ ВЕТРОВОЙ ЭРОЗИИ И ПЫЛЕНИЯ УГОЛЬНОГО ШТАБЕЛЯ ТЭС

ОАО «УралОРГРЭС» Екатеринбург 1996

Российское акционерное общество энергетики и электрификации “ЕЭС России"

М ЕТОДИКА РАСЧЁТНОЙ ОЦЕНКИ ВЕТРОВОЙ ЭРОЗИИ И ПЫЛЕНИЯ ЗОЛООТВАЛА ТЭС

МЕТОДИКА ОЦЕНКИ ВЕТРОВОЙ ЭРОЗИИ И ПЫЛЕНИЯ УГОЛЬНОГО ШТАБЕЛЯ ТЭС

ОАО «УралОРГРЭС» Екатеринбург 1998

(минимальный размер сальтирующей частицы), разделяющий витающие и салътнрующне частицы, соответствует значению комплекса

U.,/    1,0    (2.6)

Значение dpr может быть определено по трафику на рис. 3.

2.12. Каждому значению скорости ветра на высоте флюгера Uz соответствует предельный (максимальный) размер эродируемой частицы d_(lulo определяемый из соотношения U. =U*_t по графику на рис.4.

2.13. Высота подъема эродированной частицы h (без учета возможного воздействия восходящих воздушных потоков и турбулентных крупномасштабных вихревых образований) определяется по формуле:

^г2 I г м ,    .

1

U.-U

ad„

где U* - скорость ветра на уровне оси пылевого облака, принимаемая равной 0,S Uz.

2.14. Пролет сальдирующей частицы над золошлаковым полем определяется зависимостью:

(2JB

2.15.    На длине перелета одиночной пылевой частицы от наветренной границы пылящего участка L_np, имеет место нарастание массы эродированных частиц, переносимых ветровоздушным потоком, здесь отсутствует осаждение оторванных от поверхности частиц. На последующем участке процесс выдувания частиц из слоя сопровождается переходом эродированных саль-тнрующкх частиц из потока на поверхность, которые затем участвуют во вторичном пыленни. Условия вторичного пыления - отрыва от слоя осаждаемых эродированных частиц - существенно отличны от характера первичного пыления - отрыва пылевых частиц от намытого слоя. Интенсивность Сдува частиц при вторичном пыленни существенно выше. Поэтому можно считать, что весь эродированный материал первичного сдува, включая витающие и салътнрующне частицы (со всей пылящей неэкранировашюй прудом поверхности золоотвала) выносится к границе золошлакового поля (к ограждающей дамбе отвала). Участок непосредственно перед ограждающей дамбой, сама дамба, ее низовой откос, дренажные и нагорные канавы являются зоной обеспыливания ветрового потока, в которой действуют гравитационные силы и турбулентная диффузия.

2.16. Перенос золовых частиц, поступающих в атмосферу с открытой поверхности складируемого материала, и переход их на подстилающую по-

всрхность в прилежащей 'jomc осуществляется по иному механизму, нежели процессы рассеивания п атмосфере твердых члегии с дымовыми гитами ТЭС и тверлофлзнмх выпадении на дымового факела

Обеспыливание ветропоздуижого потока описывается эмпирической экспоненциальной зависимостью:

ц_ч=И'с“\ мг/м' ;    (2    9)

где цо. запыленность на границе отвала, мг/м^-' ;

Их - запыленность на расстоянии X от дамбы, мг/м³; а - коэффициент затухания. 1/м; средний коэффициент затухания по данным разных съемок составляет <с-₍. = 6.2 10

Угол бокового раскрытия факела пыли после схола с дамбы по .мере его распространения составляет 10°

2.17.При определении максимального текущего выноса толовых частиц с эолоотвала и максимальных приземных кониснфаций расчет выполняется по максимальной скорости ветра на уровне флюгера с повторяемостью нс менее 5%

T-T'.l

WHW' ^up

005 oot> ooe 002 ooi о

1

W'zn

Значение граничного размера частиц tin* при различной агрегатной плотности золы

Агрегатная плотность частиц р_п, г/см³ Рис. 3

Значение предельного размера эродируемых золовых частиц при различной скорости ветра на уровне флюгера

Скорость ветра па уровне флюгера U*, м/с

Рп ⁸⁵ 3,0 г/см³, 2- рп - 2,65 г/см³,3 - рп - 2,0 г/см³

Рис.4

З.ХгХРЛКТЕРИСТИКЛЗОЛООТВАЛЛ КАК ПЛОЩАДНОГО ПЫЛЯЩЕГО ОБЪЕКТА

3..1. Д'1я золоишакоотвала нс характерна сплошная пылящая поверхность. Можно выделить три возможные зоны пмленнл: сухие пляжи на золошлаковых полях; дамбы, сложенные из золошлаков (нспрнсынанных); отложения пыли в аэродинамической тени дамбы (вторичное пыленне).

Характер поверхности золошлакового поля в значительной мере определяется способом намыва. Сброс золошлаковой пульпы id распределительного пульпопровода по периметру отвала обеспечивает фракционирование материала - осаждение наиболее крупных фракций у внутреннего откоса дамбы. Отстойный пруд намывного эолоотпала обеспечивает осаждение наиболее мелких частиц золы. Неоднородность фракционного состава поверхностного слоя золошлакового поля формируется также, и вследствие неравномерного распределения золошллкоиого материала по фрейму намыва - наиболее крупные фракции осаждаются у первых по ходу пульпы выпусков. Существуют способы направленного формирования неоднородности фракционного состава осаждаемого материала - в частности, т.н. раздельный способ намыва, при котором наиболее крупные и тяжелые фракции (в основном, шламовые частицы) отводятся из нижней точки распределительного пульпопровода и сбрасываются в периферийной части золоотвала, оставшаяся часть пульты отвошггся к цскгтралышй части отвала.

D зоне надводных отложении золошлакоотвала увлажнение намытого материма осуществляется за счет капиллярного подъема воды, периодического изменения уровня пруда-освстлитсля, осадками, применением специальных дождевальных систем поверхностного увлажнения. Нарушение поступления влаги к поверхности золошлакового поля приводит к образованию сухих пляжей.

Сухой пляж золоотвала представляет собой сложное сочетание участков интенсивного, среднего и малого пылення. Интенсивное пыленне отмечается на участках, покрытых толстым слоем золы песчаной (несвязанной) фракция. Степень однородности намываемых золошлаков по дисперсному составу играет большую роль в дифференциации золошлакового материала при намыве н формировании пылящих сухих пляжей. Золошлзкн высокой степени однородности (характерной для экибастузских углем) мало дифференцируются при намыве в золоотвал, что создаст опасность пылення по большей части поверхности золошлакового поля. При высоком содержании шлаковых фракций (угли подмосковного бассейна, сжигание углей в топках с жидким шллкоудалснисм) на пляжах намыва откладываются крупные фрак* цин (более 0,5 мм в диаметре), устойчивые к ветровой эрозии, тонкодисперс-ная зола складируется в зоне отстойного пруда и капиллярного смачивания.

3.2. Эродирусмость поверхности слоя пылевых частиц определяется условиями формирования слоя и эродирующими свойствами частиц, рас-

мотреннылж выше. При этом выделяются следующие параметры поверхпо-тн, подвергаемой ветровому воздействию:

1)    грануломстрююский состав складируемого материала.;

2)    влажность поверхностного слоя пылевых частиц - технологическая (за счет увлажнения путем орошения, остаточная влажность при колебании уровня воды в золоотвалах, увлажнение поверхностного слоя капиллярной влагой из подслонного водяного объема) и вследствие атмосферных осадков;

3)    плотность поверхностного слоя, определяемая способом намыва золы (подводный или надводный, рассредоточенный или сосре доточенный), использованием механических средств уплотнения поверхностного слоя;

4)    снеговой покров;

5)    растительный покров на отработанных золоотвалах.

3.3. Эродируемость объекта определяется следующими факторами (помимо рассмотренных выше свойств материала и состояния поверхностного слоя):

1)    защищенностью объекта от ветрового воздействия рельефом прилегающей местности;

2)    конструкцией объекта - наличие и высота ограждающих систем (дамбы, защитные стенки, лесопосадки по периметру золо-отва-ла);

3)    эксплуатационными характеристиками - уровень поверхности слоя относительно дамбы, окружающей территории, площадь сухих пляжей в гндрозолоотвалах;

Пруд-осветлитель является накопителем наиболее мелких фракций золы. Поэтому при отступлении уровня воды от расчетного осушенные отложения могут бьпъ источником интенсивного пиления. Пруд практически полностью поглощает фа вотирующие эродированные и частично, витающие частицы, поступающие с ветровым потоком на акваторию.

При обтекании ветровоздушным потоком дамбы происходит частичное обеспыливание его - выпадение знач>ггельной части эродированных золошлаковых частиц, преимущественно сальткрующих.

Рельеф примыкающей местности и высотное профилирование зо-лошлакоотвала существенно влияют на характер и интенсивность ветровых потоков вдоль поверхности золошлакового поля. В ходе эксплуатации золо-отвала по мере заполнения его н наращивания офаждающнх сооружений высотная характеристика объекта по отношению к примыкающей местности может существенно трансформироваться.

4. РАСЧЕТНАЯ ОЦЕНКА ПЕТРОВОЙ ЭРОЗИИ ЗОЛОШЛАКОВТЭС

4.1. При оценке пылевых выбросов золоотвалов ТЭС приннмакнен следующие исходные положения:

1)    вес эродируемые витающие члепшы выносятся встровоздушным потоком зд пределы золошлакоотвада; осаждение их на поверхности пруда-ОСВСТЛ1ГТСЛЯ и дамбы нс учитывается.

2)    сальтирующнс частицы полностью экранируются отстойным прудом, при оценке пылящих свойств объектов средний pjiMcp частицы d_n принимается по наиболее характерному (средневзвешенному) размеру эродируемых частиц в диапазоне отД._11Ч до 0. При оценке загрязнения воздушного бассейна мылящим золошЛакоотвалом расчет проводится как для линейного источника, располагающегося на границе отвала с подветренной стороны. при этом высотный размер данного источника соответствует высоте пылящего облака.

3)    в расчете принимается однородность грлнуломсгрнчсского состава материала на пылящей поверх ноет:

4)    пыление оценивается для нормальных, характерных дли данного региона метеорологических условиях, не учитывается воъмож-ность аномальных атмосферных явлений (смерч, ураганные ветры). которые могут привести к нерасчетному катастрофическому сдуванию складируемого мелкозернистого и пылевидного материала;

5)    для существующих отвалов принимается по данным наблюдений и измерении;

площадь и положение пылящих учла ков юлошлакового поля, гранулометрический состав на пылящих участках, период пиления (скорость ветра, соответствующая началу пыле-нил золоотвала, продолжительность периода, в (счсннс ко трою возможно пыление);

высота пылевого облака над поверхностью золоотвала и на гребне дамбы;

7) для проектируемых золошлакоотвалов принимается:

площадь прудд-осветлитсдя в соответствии с проектными материалами (до 70-80 % площади золошлакоотвала); плоишдь пылящего участка ( до 20')о поверхности сухих пляжей);

пылящие участки сосредоточены у дамбы с подветренной строим;

средняя влажность пылящих части \\*_м =2.5%; средняя скорость вегроиоздушного поток;», ocvlucci ваяющего перенос эродируемых частиц над поверхностью золошлакоотва-ла (mi оси пылевого облака), принимаемся 0,8 11<_Т| высига пылевого облака на гребне дамбы прннимасгся равно»!

17

удвоенной высоте подъема эродированных частиц над золошлаковым полем- 2h.

При отсутствии отдельных характеристик ветровой эрозии для существующих золошлакоотвалов принимаются значения соответствующих характеристик для проектируемых объектов.

4.2. Учет конструктивных, планировочных и природно-климатических факторов обеспечивается введением ряда поправочных коэффициентов Ki - К₄ к расчетной величине сдува. Эти коэффициенты отражают:

К, - обеспыливание пылевого потока за счет осаждения эоловых частиц при обтекании дамбы. K_t принимается в зависимости от превышения гребня дамбы относительно уровня поверхности золошлакового поля по рис.5;

К₂ - состояние поверхностного слоя (коркообразованне, агрегатирование золовых частиц в слое в результате химического взаимодействия) в зависимости от содержа ния окиси кальция в золе:

К₂« 1,0    при    СаО    <    10    %;

Kj = 1 - 1,6129-10° -(CaO)^J при СаО» 10-25 %;

К₂« 0    при    СаО    >    25    %.

Кз - защищенность объекта от ветрового воздействия (влияние высотных элементов рельефа, специальных ветрозащитных сооружении, лесопосадок) и закрепления поверхности зольного пляжа - по табл. 1. При воздействии нескольких факторов защищенности коэффициент Кз определяется перемножением соответствующих коэффициентов,

К₄ - применение оперативных методов пылеподавлення (орошение пылящей поверхности водой и др.) определяется по табл. 2.

4.3.    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.Мслснтьева, Л.,1985)

4.4. 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:

1) средняя скорость ветра на уровне флюгера U_cp в зоне размещения золоотвала принимается как средневзвешенное значение в диапазоне ог скорости ветра, соответствующей началу сдува золовых частиц Ukt , до максимальной скорости ветра Umax с учетом повторяемости градаций скоростей;

2)    средний размер эродируемых частиц й₍т определяется как среднее тешенная пел «чина в диапазоне or с1млх до И

О т = Z(<1 *a),/Z d_;,    (4.1)

где d - средний размер частиц i-той фракции, а - долл частиц i-тои фракции; i - число фракций эродируемых частиц

3)    предельный (максимальный) размер эродируемых части d_M\\ определяется по средней скорости ветра в пылеопасны и период 1Г_(Г. значе-иис которой первоначально задастся равным 5-7 м/с. после чего определяются последовательно величины:

<1млх .dt p.* 1^*1.» Uk*p . U,_T

При расхождении значении UVch Un* более чем на о.2 мс расчет повторяют, скорректировав значение UVp-

4.5. Продолжнтслыюсть периода возможной ветровой эрозии поверх нос г и аолооталл т_м о н редел яс те я исходя из двух основных временных характеристик:

относительной прололж1гтсльтюсти пылсопасиого ветрового режима т\-к_Т , в течение которого скорость ветра на флюгере Г/ остается больше скорости начало пылепия 1'кт ( определяемой по средневзвешенному размеру эродируемых части), относительном продолж1ггслыюсти периода возможною пыле-ння т'_пов по состоянию поверхности золоотвала. неключ;ио1цею из рассматриваемого периода т продолжительность мериодон укрытия толовых пляжей устойчивым снеговым покровом, увлажнения осадками и талыми водами:

^т - (*см + ^х’о<: ⁺ т'т + т'нп)    (4    2)

где т*сн - относительная продолжительность ус» о мчи nor о снегового покрова;

т\ч; - относ 1гтель нал продолжит ель моем, осадков п виде дождя и мокрого снега,

т'г - огнос1ггсльная продолжительность увлажнения поверх носгн золоотвала талыми водами. ^т'шт - относительная продолжительность штиля,

В целом продолжительность периода возможной ветровой эрозии поверхности золоотвала определяется наложением двух рассмотренных временных характеристик:

^тГТЫГГ^{= х} ■ ^х*ПОП *tV>T ^И-Т*^!

^хиыл^=х'[ 1 -(^т'сн ^{+ т}ос ^{+ x}'r ^{+ x}'urr)|-t'im*. '<    -¹)

где t - продолжительность рассматриплмотп периода, ч.

4.6 Текущий вынос эоловых частиц с hohcjahocih зо.зоотппла ( г с ) При скоросги ветра выше критической Г\_Р (ниже которой m. - m

Мц|.ш ~ Mi*>sh !*iit ⁺ Миигг-'.va.i . ^,;с    ^

1де Мвынни’ ^и М :*:>?!!с/ды - масел выносимых та границы золоти*

М>

СОДЕРЖАНИЕ    стр.

М ЕТОДИКА РАСЧЁТНОЙ ОЦЕНКИ ВЕТРОВОЙ ЭРОЗИИ И ПЫ-ПЕНИЯ ЗОЛООТВАЛА ТЭС............................................. 3

1.    Введение....................... .................................................. 6

2.    Механизм и основные показатели ветровой эрозии золошлакоотвала

ТЭС..................................................................................... 7

3.    Характеристика золоотвала как площадного пылящего объекта.......    15

4.    Расчётная оценка ветровой эрозии золошлакоотвалов..................... 17

Приложения:

1.    Опрсделенние удельной едувасмости.......................... 23

2.    Алгоритм и пример расчетного определения ветровой эрозии золошлакоотвала........................................................................... 24

МЕТОДИКА ОЦЕНКИ ВЕТРОВОЙ ЭРОЗИИ И ПЫЛЕНИЯ

УГОЛЬНОГО ШТАБЕЛЯ ТЭС.................................... 31

1.    Введение    34

2.    Механизм ветровой    эрозии угольного штабеля............................ 35

3.    Расчетный и экспериментальный методы оценки ветровой эрозии и пылення угольного штабеля........................................... 36 ¹

лакоотвала витающих и сальтирующих частиц, г/с.

Мвын - nio • ( Пвит* S + Псалът* $эф * Kj ) -Кг.*    (4.5),

где :    то    -удельная сдуваемость материала пылящей поверхности

при данном значении скорости потока на высоте флюгера, г/м¹с, определяемая экспериментально путем продувки проб золы с пылящих участков золоотвала в аэродинамическом трубе с моделированием условий намыва золы и с приведением к скорости потока на высоте флюгера в соответствии с прил.1, либо по формуле 2.5. В качестве примера на рис.6 приведена удельная сдуваемость золовых отложений на отвалах Рсфтинской и Южноуральской ГРЭС.

Пвит. Псальт - доля витающих и сальтирующих частиц в сдуваемой золе;

Бэф - эффективная площадь пылящей поверхности (м¹), на которой завершается нарастание в потоке массы сальтирующих частиц;

Бэф - S - Sax    (4.6),

где:    S    -    полная площадь пылящей поверхности золоотвала, м¹;

S_3K- часть пылящего участка золоотвала, экранируемая отстойным прудом( находящаяся с наветренной стороны относительно пруда), м³;

л 6 Годовой вынос золовых частиц или эроднруемость объекта

(т/год)

Мэр-1 M₃pi₍    (4.7)

где M₃pi - годовой вынос золовых частиц по каждому направлению ветра:

Мэр* =mo^CP*(nBHT*S⁺ncAjn>T^,S30i*Ki)‘K2^*Tiibui*3,6* 10"⁶ т/год (4.8),

где то^СТ -удельная сдуваемость в г/м¹с, соответствующая средней скорости ветра Ucp

МЕТОДИКА РАСЧЁТНОЙ ОЦЕНКИ ВЕТРОВОЙ ЭРОЗИИ И ГТЫЛЕНИЯ    РД

30Л01Ш1АКООТВАЛА ТЭС

Срок действия установлен

с __

по_

Настоящая методика предназначена:

-    работникам ТЭС и энергетических объединении для оценки hoi-дсйствия золошлакоотвалов ТЭС на состояние окружающей природной среды и разработки мероприятий по ограничению сс загрязнения, а также для определения валового выброса пылевых частиц в атмосферу с указанных поверхностных источников с целью формирования отчетности по форме 2-тп (воздух) и расчетов платежей за выбросы;

- работникам проектных организаций при разработке прогнозных оценок воздействия новых золошлакоотвалов на состояние воздушного бассейна н оценки эффективности принимаемых проектных технологических и природоохранных решений;

-    работникам органов охраны природы и других контролирующих органов ххя оценки загрязняющих свойств объектов ТЭС и эффективности природоохранной деятельности ТЭС» уточнения размера платы за выбросы в атмосферу, экологической экспертизы создаваемых и реконструируемых объектов.

1.ВВЕДЕНИЕ

Одним из существенных путей воздействия ТЭС на окружающую природную среду является вынос в атмосферу пылевых частиц с поверхности золошлакоотвалов ТЭС в результате их ветровой эрозии и последующее их осаждение на почве. Пыление это возникает в результате несовершенства проектных решении и технологии складирования золошлаков, нарушения правил эксплуатации указанных объектов, являющихся источником неорганизованных выбросов загрязшггелен в атмосферу.

Оценка пылевых выбросов с поверхности золошлакоотвалов ТЭС может быть дана различными методами: эксперимекталысымн, аналоговыми, расчетными. Наиболее полная и достоверная оценка пылящих свойств конкретных существующих золоотвалов устанавливается полевыми исследованиями при методически правильной их организации, которые требуют привлечения высококвалифицированных научных сил, использования специальной аппаратуры. Универсальным способом оценки пылящих свойств золошлакоотвалов может служить расчетный метод, основанный на определенной физической модели процесса ветровой эрозии, рассматриваемой ниже.

Настоящая методика расчетной оценки ветровой эрозии золошлакоотвалов разработана на основе специально организованных теоретических, лабораторных и полевых исследований, обобщения данных выполненных ранее наблюдений, исследований, проектных разработок в отечественной и зарубежной энергетике, смежных отраслях.

2. МЕХАНИЗМ И ОСНОВНЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ ВЕТРОВОМ ЭРОЗИИ ЗОЛОШЛАКООТВАЛЛ ГЭС

2 I Гидрозодошдакоогвапы ТЭС являются хранилищем отходов энергетического производства * золы и шлака. которое по мерс заиодиеипч подлежит консервации ши рекультивации и передаче в хозяйственное пользование П сv\нс периоды года иольншиспю юло1И.т;1коо1н.1тии (кроме с п-млев складирования неменлмру юишхея зол) могла ока ta ii.cn источником ин-геменпного пыле ни и и рстультагс осгропою ноиеистннч Негронам чччм.м юдошллковых нолей пролег а в.гнет coouii pajpyuiciutc l.ioaiihiiiciu« и процессе складирования и статического хранен» и структуры лис перс по и с.кюо-свяллнной обезвоженной золы уноса ТЭС под no.ueiicinitCM петрово uy ипюю потока Она определяется характером и тиеменшюстыо воздействия векового поток;!, свойствами складируемого материала, технологией складирования. а также конструкцией обвеяла

2 2 Можно выделить три составляющих процесса паровой spotим огрыв и п пег частим с поверх иск. гн.

перемещение ее в омыленном потоке нал поверхностью юлопг-лакового полч.

рассеивание to.юных зродироппннмх части ia ирелеламн юю-отиала после схода пылевого облака с дамбы

2 a. LJoucHcnme исфивоздушмого потока на каждую отдельную частицу на поверхности слоя стилио с несколькими одновременно действующими механизмами - лобовое аэродинамическое давление, побуждающее к сдвигу по направлению негра вдоль поверхности, перепад статического давления. noimiKarornmi при ооtск.шик частицы м сошники и польемное усилие. турбулсгггпа.'1 днффуш.ч и петровом потоке, *д» «дающая переменные пульсирующие по величине и направлению усилим на ч.ипщ\ и u. i.m з*п.* тис гравитационные п .сне топкие свят частицы со s. юсм

2 ⁴ Сдвиговая, или динамическая, скорость нотка L'* являекн м,ы> непшнм параметром, характеризующим условия ветровой эрошн поверхности пылевидного материала и определяют нм величину создаваемого потоком усилия отрыва частицы от поверхности (либо с до ига ее по поверх нос пи Непосредственно этот параметр характеризует степень интенсивности турбулентного пульсационного движения в пограничном слое Значение U- определяется из логарифмического уравнения Кармана-11ранлгля. учитывающем о высотный градиент скорости нелаиыленною ucipouou\ итого потока связанный с тормозящим действием подстилающей поверхности

i;. чi/k • iiu/ai,,) »х.5    и

где U,* • скорость ветра на лысого флюгера /. м с. к - пои ом пиан Кармана 0,4). tin - диаметр частицы, м;

Z - высота установки флюгера, м

Значения U. для золовых часпщ с агрегатной плотностью р„=2,6 г/см³ показаны на графике 1.

Пороговая (минимальная* динамическая скорость U-_b м/с, соответствующая началу пыления (подъему частиц), определяется по по графику на рис. 2 или по формуле:

U*t = А (6 g dn)^0,s    (2.3)

S⁼ Рп^Рв где:    рв    - плотность воздуха, кг/м³;

р_п - агрегатная плотность пылевых частиц, кг/м³; g - ускорение силы тяжести, м/с²;

А - эмпирический коэффициент - 0,08-0,12,

Для каждого конкретного случая складирования золошлаков существует минимальная скорость ветра Ukp на уровне флюгера, соответствующая Ц»и при которой начинается пылсннс поверхности золоотвала. Эта величина может быть определена расчетным путем исходя из зависимости (2.1) по формуле:

U_KP=[2_i5.1n(Z/d_n)+8,5].Un    (2.4),

(которой соответствует 1рафик на рис.1), либо наблюдешишн по данному объекту.

2.5.    Поведение золошлаковых часпщ в слое при продольном ветровом воздействии определяется физическими свойствами материала и индивидуальными свойствами каждой частицы (размер, плотность, конфигурация, парусность), условиями ее физико-химического воздействия в слое со смежными частицами (адгезионные свойства, химическое воздействие), а так же характером, структурой слоя частиц (влажность, гранулометрический состав) и условиями его формирования (насыпной, намывной).

2.6.    Влияние гоанулометр1сческого состава отложений на пылящие свойства слоя носит экстремальный характер. Наибольшая сдуваемость отмечается для слоя с преобладанием часпщ 0.05-0.2 мм. Малопылящей является поверхность золошлаковых отложений, образованная частицами d_n<0.05 мм, что обусловлснно взаимодействием между частицами при их более плотной упаковке. С увеличением доли частиц размером более 0.25-0.3 мм (за счет фракционирования при намыве слоя, либо по мере эрозионного истощения поверхности сухого участка) интенсивность сдува золошлаков резко снижается.

2,7.0пределяющим фактором хшиического взаимодействия золовых частиц с образованием различной степени устойчивости сцементированных конгломератов является содержание СаО. При СаО < 10% в золоотвале при намыве и хранении не происходит структурной перестройки зернового состава поступающих золошлаков. При СаО = 10-25 % отмечается частичная структурная перестройка, приводящая к образованшо на золошлаковом поле локальных участков слабо сцементированных отложений. Золошлаки с СаО >

8

25 % самоцсмс1Гтнруются к монолит, достаточно стойкий к комплексу агчо-с'|*орцы\ ноиейсгоин

2 Н ЦнТСНСИВНОСТЬ nciponon iponill попермюегм ОПИСИ? ОГ СПОСоб.1 формирования слоя, для на.мьггого слоя золе шлакоотвала она на порядок ниже. чем для насыпного и псу плотненного слоя. Это укатывает на существенное различие условий пыления сухих свсжснамытых участков и юн вторичного иылоння. поверхноегь которых образуется осажденными чроднро-ванными частицами

2 9, Капиллярное увлажнение поверхности слон* орошение в качестве способа пмлеполавленпм. осадки. талые воды, изменяя нлаэмкэегь.материала, существенно сказываются на нмленнн поверхности золоиии.зл Пылен не характерно для участков, где влажность слоя составляет I - 3 */'()( В О t Лу Ш1(О *С N N О ] 1 материал), и полностью исключается при влажности более 0-7";,

2.10. Интегральной характеристикой эродируемое!и частиц является удельная сдуваемосгь материала пь . которая оиредолчсгся эксперимент аль-ным путем продувками о аэродинамической трубе проб юлы. отобранных на золоогвалс. с моделиропанием челоний намыва юлы Для приближенной оценки порядка величины ш., может служить эмпирическая зависимость

m„ =с - U.(U: -иД.г/м'с    (2    5)

гле с -универсальная постоянная с = Ню

2 I! [Зотможны три формы движения эродированных пылевых частиц пол действием воздушного потока - сальтация (скачкообразное перемещение). во взвешенном состоянии, путем безотрывного перемещения части по поверхности (волочение, перекатывание). ‘Зола, сдуваемая с поверхности эолоотвала к выносимая за его пределы. - полилнеперсная. включает пьпе-выс частицы от субмнкроннмх до 5()0 мкм (витающие - размером ло 4о мкм п грлвтгтнруюшис, которые участвуют в сальтнруюшсм лвнженпн. * размером до 500 мкм). Крупные частицы размером свыше 500 мкм могут перемешаться по поверхности под действием лобового усилия воздушного потока безотрывно. Эти частицы практически не выносятся за пределы золошлакового поля. Витающие частицы следуют за ветровым потоком и рассеиваются на значительном удалении от золошлакоотвалл. Перемещение частицы во взвешенном состоянии происходит в том случае, когда конечная скорость падения частицы (определяемая размером, формой, плотностью частицы) меньше пороговой динамической скорости для данной частицы

При сальтации частица получает от воздушною потока начальный подъемный пульс и затем перемешается вниз пол воздействием силы тяжеегм и силы трения о воздух Критерием разделения процессов сальтации и переноса взвеси служит отношение динамической скорости 1*-| к скорости гравитационного оседания частиц V, . Граничный ра (мер пылевой частицы ф ,•

о

1