CN107300903A - 一种煤炭堆场的自动化防尘抑尘系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及环保技术领域。一种煤炭堆场的自动化防尘抑尘系统，包括一用于煤炭堆场的洒水系统，其特征在于，还包括一用于采集煤炭堆场环境参数的煤炭堆场数据采集系统，所述煤炭堆场数据采集系统连接一信号处理系统，所述信号处理系统通过一控制执行系统连接所述洒水系统。本专利通过煤炭堆场数据采集系统实时掌握堆场的粉尘、含水率等环境参数，并通过信号处理系统根据周边环境参数的变化，实时调整洒水系统的工作状态。实现煤炭堆场的智能抑尘，使煤炭堆场实现绿色环保转型升级成为可能，推动有煤炭堆场的企业可持续性发展。
Description
技术领域
本发明涉及环保技术领域，具体涉及一种自动防尘系统。
背景技术
目前国内煤炭堆场常用的防尘抑尘措施主要有：洒水抑尘、膜苫盖、喷洒抑尘剂、设置防尘网、植造防风林带和大型固定遮盖构筑物等。
洒水抑尘是一种既简单又高效的防尘手段，被国内外广泛采用，多数散货堆场也都配备了洒水设备。但是对于如何控制洒水时间和洒水量却没有有效的控制手段。膜苫盖的方法操作简单，成本低，但不适于港口料堆的频繁堆取作业。在堆垛表面喷洒抑尘剂也具有较好的抑尘效果，但防尘剂价格昂贵，还需要采用专业化的喷洒设备，而且还会对物料质量产生一定的影响。防风网主要通过降低地面风速来实现减尘的目的，但受防尘网高度的限制其最佳遮蔽效果为1～6倍网高之间,大于6倍网高后随着距离的增加,防风网降风作用逐渐变弱,当大于20倍网高时，防风网的作用仅剩10％左右，考虑一般大型港口料堆的平面尺度均比较大，单采用防尘网的效果并不理想，实际情况均是采用洒水结合防尘网来抑制粉尘的。植造防风林带的方法也能有效地减少起尘，同时能起到美化环境、降低噪声的作用，但是这需要很大面积的场地、空间，防风林存在落叶问题，对大型煤炭堆场的适用性不强。大型固定遮盖构筑物主要是采用大跨度网架结构来覆盖整个煤炭堆场，形状有条形煤棚、圆形料场等，由于煤堆存在自燃的特点，一旦发现自燃征兆，煤堆内部及边脚己储存了大量的热量，难以彻底消除，因此存在安全隐患；圆形料场煤炭是先进后出，因此存在场地利用率低、周转周期长；如必须分堆存在，圆形料场的利用率非常底；对已建成的煤炭堆场来说，增加该设施还要影响场地的利用率，另外固定遮盖构筑物的投资十分巨大，业主单位的运营带来较大的压力；目前世界上该类构筑物最大跨度在200米左右，超过200米的料场则难以采用封闭类构筑物。
总体而言，我国目前多数大型煤炭堆场一般都采用条形，也都配置了洒水和防风抑尘网等设施，现有的普通露天煤炭堆场抑尘布置如图4所示，现有的普通露天煤炭堆场抑尘控制如图5所示，但实际运行的环保效果并不理想，其粉尘外溢的情况仍比较严重，主要原因是无堆场监测数据、无环境资料的反馈，由人工经验设定洒水枪启动、停止，主要以经验为主，并没有一个实际有效的控制技术手段来作保障。
发明内容
本发明的目的在于提供一种煤炭堆场的自动化防尘抑尘系统，以解决上述技术问题。
本发明所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：
一种煤炭堆场的自动化防尘抑尘系统，包括一用于煤炭堆场的洒水系统，其特征在于，还包括一用于采集煤炭堆场环境参数的煤炭堆场数据采集系统，所述煤炭堆场数据采集系统连接一信号处理系统，所述信号处理系统通过一控制执行系统连接所述洒水系统。
本专利通过煤炭堆场数据采集系统实时掌握堆场的粉尘、含水率等环境参数，并通过信号处理系统根据周边环境参数的变化，实时调整洒水系统的工作状态。实现煤炭堆场的智能抑尘，使煤炭堆场实现绿色环保转型升级成为可能，推动有煤炭堆场的企业可持续性发展。
所述煤炭堆场数据采集系统包括粉尘浓度监测传感器，所述粉尘浓度监测传感器至少有2个，并分布于煤炭堆场的周边，所述粉尘浓度监测传感器的信号输出端连接所述信号处理系统的信号输入端，所述粉尘浓度检测传感器将监测到的数据上传给所述信号处理系统。信号处理系统将该的数据作为判断是否开启洒水系统的参数之一。
所述粉尘浓度传感器可以通过定位功能对堆场上空细微颗粒物的浓度进行周期性的探测采集，并通过数据线实时传输到信号处理系统中。
所述煤炭堆场数据采集系统还可以包括一物料表层含水率监测模块，所述含水率监测模块至少每个堆场有2个，位于煤炭堆场的两侧，所述含水率监测模块的信号输出端连接所述信号处理系统的信号输入端，所述含水率监测模块将监测到的数据上传给所述信号处理系统。信号处理系统将含水率监测模块上传的数据与设定值进行分析对比，作为判断是否开启洒水系统的参数之一。
所述含水率监测模块可以通过其位置的定位，对堆场内不同区域煤炭堆场的表层含水率进行周期性的探测采集，并通过数据线实时传输到信号处理系统中。
信号处理系统内设有系统软件，系统软件按模型公式对采集的数据进行比对、判别，并发出相应的抑尘操作指令，所述控制执行系统收到抑尘操作指令后，调整洒水系统的开闭状态，
模型公式为Q＝αVnw-β式中：α为系数；V为风速；n为指数；w为含水率；β为指数，其中，a取值范围为4.8**10-2～5.2*10-2，n取值范围为3.5～3.7，β取值范围为2.1～2.3。
所述信号处理系统设有一判定值，当所述计算数据超出所述判定值时，判定识别煤炭起尘，并将判断后的结果通过数据线传输给控制执行系统。
所述煤炭堆场数据采集系统可以持续的采集环境参数，也可以周期性的采集环境参数。周期取样优选为每1小时取样一次。
所述煤炭堆场数据采集系统还可以包括一气象数据探测仪，所述气象数据探测仪通过定位器对即时的温度、相对湿度、风速、风向、气压、降雨量等气象数据进行周期性的探测采集，并通过数据线实时传输到信号处理系统中。
所述洒水系统包括分布在煤炭堆场四周的洒水喷枪，间距30m～40m一个，所述信号处理系统通过一控制执行系统连接所述洒水喷枪内的电磁阀。控制执行系统根据信号处理系统传输的位置信息来选择对应区域的洒水喷枪。
所述自动化防尘抑尘系统还结合四周的防尘网，所述防尘网包围所述煤炭堆场。通过防尘网来达到防尘的效果。
有益效果：本发明，具备可自动化监测、控制煤炭粉尘外溢的功能，拥有设施的布置不占用堆场使用面积、可实时监测采集数据并定位，比起人工操作更加精准有效，且节约用水量。
附图说明
图1为本发明的系统示意图；
图2为本发明的煤炭堆场数据采集系统中监控点布置示意图；
图3为本发明的煤炭水份探测仪布置示意图；
图4为现有的普通露天煤炭堆场抑尘布置示意图；
图5为现有的普通露天煤炭堆场抑尘控制系统示意图。
具体实施方式
为了本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。
参照图1、图2、图3所示，一种煤炭堆场的自动化防尘抑尘系统，包括一用于煤炭堆场8的自动防尘处理系统5。
煤炭堆场数据采集系统包括一粉尘浓度监测传感器2，粉尘浓度监测传感器2至少有2个，并分布于煤炭堆场8的周边，粉尘浓度监测传感器2的信号输出端连接自动防尘处理系统5的信号输入端，粉尘浓度监测传感器2将监测到的数据上传给自动防尘处理系统5。自动防尘处理系统5将粉尘浓度监测传感器2上传的数据作为判断是否开启洒水执行系统6的参数之一。粉尘浓度监测传感器2可以通过定位功能对堆场上空细微颗粒物的浓度进行周期性的探测采集。
煤炭堆场数据采集系统包括煤炭表层含水率检测模块3，表层含水率检测模块3布置在堆场8的两侧，表层含水率检测模块3进行周期性的探测采集，并通过数据线实时传输到自动防尘处理系统5中。自动防尘处理系统5内设有系统软件，系统软件按模型公式对采集的数据进行比对、判别，并发出相应的抑尘操作指令，控制执行系统收到抑尘操作指令后，调整洒水执行系统6的开闭状态。
所述粉尘浓度传感器、煤炭表层含水率检测模块分别通过扫描、测量网格化位置定位，在上传粉尘浓度、含水率参数的同时，上传位置参数。
本系统煤炭堆场数据采集系统还包括一套大气风速、温度、湿度传感器1，该传感器1至少有1个，位于煤炭堆场8周边，该传感器1的信号输出端连接自动防尘处理系统5的信号输入端，传感器1将监测到的数据上传给自动防尘处理系统5。自动防尘处理系统5将传感器1上传的数据作为判断是否开启洒水执行系统6的参数之一。
自动防尘处理系统5运行判别的模型公式为Q＝αVnw-β式中：α为系数；V为风速；n为指数；w为含水率；β为指数，其中，a取值范围为4.8**10-2～5.2*10-2，n取值范围为3.5～3.7，β取值范围为2.1～2.3。自动防尘处理系统5设有一判定值，当计算数据超出判定值时，判定识别煤炭起尘，并将判断后的结果通过数据线传输给控制执行系统。
煤炭堆场8的数据采集系统可以持续的采集环境参数，也可以周期性的采集环境参数。周期取样优选为每1小时取样一次。煤炭堆场8的数据采集系统还可以包括一大气环境粉尘浓度检测仪4，该检测仪4可进行周期性的数据采集，并通过数据线实时传输到自动防尘处理系统5中，可与煤炭堆场8的粉尘浓度监测传感器2测得的数据进行实时比对校验修正。
自动防尘处理系统5包括分布在煤炭堆场8四周的洒水执行系统6，洒水执行系统6布置在煤炭堆场8两侧的洒水喷枪，喷枪布置间距30～40m，自动防尘处理系统5通过一控制执行系统连接洒水执行系统6喷枪的电磁阀。控制执行系统根据自动防尘处理系统5传输的位置信息来选择对应区域喷枪的洒水。自动化防尘抑尘系统还包括一圈防尘网7，防尘网7包围煤炭堆场8。通过结合防尘网7来达到防尘的效果。
传感器3优选和洒水喷枪布置在一起。这样信号处理系统，可以根据异常传感信号来源于哪个，直接做出开启哪个洒水喷枪，免去传感器定位的麻烦。也可以是，采用带定位网格的功能，传感器在上传采集到的参数信息的同时，上传传感器的位置信息，信号处理系统将位置信息作为判断是否开启洒水系统的参数之一，用来决定开启哪个洒水喷枪。
本发明，具备可自动化监测、控制煤炭粉尘外溢的功能以及自动识别粉尘污染的方位、自动控制洒水量等功能，拥有设施的布置不占用堆场使用面积、可实时监测采集数据并定位，比起人工操作更加精准有效。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (7)
1.一种煤炭堆场的自动化防尘抑尘系统，包括一用于煤炭堆场的洒水系统，其特征在于，还包括一用于采集煤炭堆场环境参数的煤炭堆场数据采集系统，所述煤炭堆场数据采集系统连接一信号处理系统，所述信号处理系统通过一控制执行系统连接所述洒水系统。
2.根据权利要求1所述的一种煤炭堆场的自动化防尘抑尘系统，其特征在于，所述煤炭堆场数据采集系统包括粉尘浓度监测传感器，所述粉尘浓度监测传感器至少有2个，并分布于煤炭堆场的周边，所述粉尘浓度监测传感器的信号输出端连接所述信号处理系统的信号输入端，所述粉尘浓度检测传感器将监测到的数据上传给所述信号处理系统，信号处理系统将该的数据作为判断是否开启洒水系统的参数之一。
3.根据权利要求1所述的一种煤炭堆场的自动化防尘抑尘系统，其特征在于，所述煤炭堆场数据采集系统还包括一物料表层含水率监测模块，所述含水率监测模块至少每个堆场有2个，位于煤炭堆场的两侧，所述含水率监测模块的信号输出端连接所述信号处理系统的信号输入端，所述含水率监测模块将监测到的数据上传给所述信号处理系统，信号处理系统将含水率监测模块上传的数据与设定值进行分析对比，作为判断是否开启洒水系统的参数之一。
4.根据权利要求1所述的一种煤炭堆场的自动化防尘抑尘系统，其特征在于，所述煤炭堆场数据采集系统还可以包括一气象数据探测仪，所述气象数据探测仪通过定位器对即时的温度、相对湿度、风速、风向、气压、降雨量等气象数据进行周期性的探测采集，并通过数据线实时传输到信号处理系统中。
5.根据权利要求1所述的一种煤炭堆场的自动化防尘抑尘系统，其特征在于，信号处理系统内设有系统软件，系统软件按模型公式对采集的数据进行比对、判别，并发出相应的抑尘操作指令，所述控制执行系统收到抑尘操作指令后，调整洒水系统的开闭状态，
模型公式为Q＝αVnw-β式中：α为系数；V为风速；n为指数；w为含水率；β为指数，其中，a取值范围为4.8**10-2～5.2*10-2，n取值范围为3.5～3.7，β取值范围为2.1～2.3。
6.根据权利要求5所述的一种煤炭堆场的自动化防尘抑尘系统，其特征在于，所述信号处理系统设有一判定值，当所述计算数据超出所述判定值时，判定识别煤炭起尘，并将判断后的结果通过数据线传输给控制执行系统。
7.根据权利要求1、2、3、4、5或6所述的一种煤炭堆场的自动化防尘抑尘系统，其特征在于，所述洒水系统包括分布在煤炭堆场四周的洒水喷枪，间距30m～40m一个，所述信号处理系统通过一控制执行系统连接所述洒水喷枪内的电磁阀。
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