典型鋼鐵原料場(chǎng)在不同風(fēng)向下的源強(qiáng)仿真研究

1、    典型鋼鐵原料場(chǎng)在不同風(fēng)向下的源強(qiáng)仿真研究    劉夢(mèng) 賈敏 伯鑫 張尚宣 陶迎 鐘渝 康明雄 王彤 鐘星立 李時(shí)蓓摘要：本研究選取上海某鐵礦石料場(chǎng)為研究對(duì)象，采用cfd仿真模型模擬不同工況條件下原料場(chǎng)揚(yáng)塵排放量（起塵量）。結(jié)果表明：相同來(lái)流風(fēng)速，不同來(lái)流風(fēng)向（0°、45°和90°）情況下，安裝防塵網(wǎng)可以有效降低鐵礦石料堆表面平均風(fēng)速。其中，來(lái)流風(fēng)向?yàn)?°和90°時(shí)，添加防塵網(wǎng)可以有效降低料場(chǎng)起塵量，且來(lái)流風(fēng)向?yàn)?0°時(shí)起塵量達(dá)最小;相反，來(lái)流風(fēng)向?yàn)?5°時(shí)，添加防塵網(wǎng)對(duì)鐵礦石料

2、場(chǎng)起塵量并未出現(xiàn)抑制作用。關(guān)鍵詞：揚(yáng)塵;鋼鐵;原料場(chǎng);cfd;pm2.5：x51 ：a ：2095-672x（2020）03-0-04doi：10.16647/15-1369/x.2020.03.075simulation study on source emissions of typical iron and steel raw material field with different wind directionsliu meng1，jia min2，3，bo xin3，zhang shangxuan4，tao ying5，zhong yu5，kang mingxiong6，wang

3、tong7，zhong xingli5，li shibei3（1.china classification society certification company，beijing 100006，china;2.school of economics and management，beijing university of chemical technology，beijing 100029，china;3.appraisal center for environment and engineering，ministry of ecology and environment，beijing

4、100012，china;4.cisdi chongqing environmental consulting co.，ltd.，chongqing 400013，china;5.cisdi r&d co.，ltd.，chongqing 401122，china;6.fujian environmental protection design institute co.，ltd.，fuzhou fujian 350012，china;7.shaanxi environmental investigation and assessment center，xian shaanxi 7100

5、00，china）abstract：taking an iron ore raw material filed in shanghai for research object， the dust generated by the raw material field （dust emission） under different working conditions is simulated by cfd simulation model.the results show that the installation of dust-proof net can effectively reduc

6、e the mean wind speed on the surface of the iron ore raw material filed under the same wind speed and different wind directions （0°， 45° and 90°）.when the incoming wind direction is 0° and 90°， installing dust-proof net can effectively reduce the dust emission of the materia

7、l field and the dust emission reached the minimum when the incoming wind direction is 90°.on the contrary， installing dust-proof net did not reduce the dust emission in the iron ore material field when the incoming wind direction is 45°.key words：dust;iron and steel;raw material filed;cfd;

8、pm2.5中國(guó)是鋼鐵生產(chǎn)大國(guó)，自1996年粗鋼產(chǎn)量穩(wěn)居世界第一1。與發(fā)達(dá)國(guó)家相比（短流程電爐煉鋼為主）， 中國(guó)主要以長(zhǎng)流程煉鋼為主（主要工序包括原料場(chǎng)、燒結(jié)、球團(tuán)、焦化、高爐、轉(zhuǎn)爐、電爐、軋鋼等） 2。由于無(wú)組織排放源影響因素復(fù)雜，中國(guó)鋼鐵企業(yè)無(wú)組織排放呈現(xiàn)出高污染3， 4、難控制3等特點(diǎn)。原料場(chǎng)作為重要的無(wú)組織排放源之一，其排放對(duì)環(huán)境造成較大影響5。因此，為準(zhǔn)確摸清中國(guó)鋼鐵行業(yè)大氣污染物排放底數(shù)，厘清鋼鐵企業(yè)重點(diǎn)排污環(huán)節(jié)，開(kāi)展鋼鐵企業(yè)無(wú)組織源強(qiáng)（原料場(chǎng)等）排放研究至關(guān)重要。近年來(lái)，中國(guó)逐步加強(qiáng)對(duì)鋼鐵行業(yè)無(wú)組織排放源（原料場(chǎng)等）控制水平。鋼鐵行業(yè)現(xiàn)行排放標(biāo)準(zhǔn)6-9中明確規(guī)定鋼鐵企業(yè)無(wú)組織排放濃

9、度限值，推動(dòng)鋼鐵企業(yè)無(wú)組織排放源頭治理。2018年6月，國(guó)務(wù)院進(jìn)一步發(fā)布打贏藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)三年行動(dòng)計(jì)劃10，明確提出強(qiáng)化鋼鐵等重點(diǎn)行業(yè)無(wú)組織排放管控力度，深度治理企業(yè)重點(diǎn)無(wú)組織排放節(jié)點(diǎn)（物料存儲(chǔ)等）。2019年4月，中國(guó)頒布關(guān)于推進(jìn)實(shí)施鋼鐵行業(yè)超低排放的意見(jiàn)11，要求全面加強(qiáng)企業(yè)無(wú)組織排放控制水平，全方位減少煙粉塵等外溢排放。作為鋼鐵生產(chǎn)大省（2018年占全國(guó)粗鋼產(chǎn)量25.56%），河北在率先實(shí)施超低改造的情況下，在河北省鋼鐵、焦化、燃煤電廠深度減排攻堅(jiān)方案（驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)）（冀氣領(lǐng)辦2018156號(hào)）12中詳細(xì)規(guī)范了鋼鐵企業(yè)無(wú)組織排放源超低改造治理標(biāo)準(zhǔn)，嚴(yán)格控制鋼鐵行業(yè)無(wú)組織排放總量。然而，在鋼鐵行業(yè)

10、無(wú)組織排放核算方面，仍存在研究方法參差不齊、排放核算不確定性大等問(wèn)題。目前鋼鐵行業(yè)無(wú)組織排放核算主要有采取系數(shù)法和類比法。2017年4月排污許可證申請(qǐng)與核發(fā)技術(shù)規(guī)范-鋼鐵工業(yè)13中提出對(duì)鋼鐵行業(yè)無(wú)組織排放采用產(chǎn)污系數(shù)法，并給出鋼鐵原料系統(tǒng)排污系數(shù);次年3月，中國(guó)頒布污染源源強(qiáng)核算技術(shù)指南 鋼鐵14，推薦采用類比法核算無(wú)組織排放。上述方法均未考慮不同企業(yè)原料場(chǎng)由于空間尺度、流動(dòng)風(fēng)速和風(fēng)向等因素不同帶來(lái)?yè)P(yáng)塵排放差異。在2014年底發(fā)布的揚(yáng)塵源顆粒物排放清單編制技術(shù)指南（試行）15中，雖然規(guī)定了根據(jù)不同風(fēng)速、含水量核算排污系數(shù)的方法，但并未考慮不同風(fēng)向?qū)o(wú)組織排放的影響。另外，國(guó)內(nèi)外研究學(xué)者針對(duì)鋼鐵

11、行業(yè)無(wú)組織排放核算開(kāi)展了部分研究，已有研究中多采用系數(shù)法核算企業(yè)無(wú)組織排放，例如wu16、朱明奕5、郭健17和孫威18等，伯鑫等19 采用screen3估算模式分析鋼鐵企業(yè)原料場(chǎng)揚(yáng)塵在不同風(fēng)速下的擴(kuò)散規(guī)律。上述研究均未考慮不同風(fēng)向?qū)︿撹F原料場(chǎng)起塵量的影響，結(jié)果存在一定不確定性，無(wú)法準(zhǔn)確核算鋼鐵企業(yè)原料場(chǎng)無(wú)組織排放總量。3 結(jié)論（1）本研究表明，相同來(lái)流風(fēng)速，不同來(lái)流風(fēng)向（0°、45°和90°）情況下，安裝防塵網(wǎng)可以有效降低鐵礦石料堆表面平均風(fēng)速。（2）相同來(lái)流風(fēng)速下，來(lái)流風(fēng)向?yàn)?°和90°時(shí)，添加防塵網(wǎng)可以有效降低料場(chǎng)起塵量，且來(lái)流風(fēng)向?yàn)?0&

12、#176;時(shí)起塵量減排幅度最大;相反，來(lái)流風(fēng)向?yàn)?5°時(shí)，添加防塵網(wǎng)鐵礦石料場(chǎng)起塵量并未出現(xiàn)抑制作用，主要由于有防塵網(wǎng)時(shí)料堆表面局部高速區(qū)更多。（3）結(jié)合鐵礦石料場(chǎng)常年風(fēng)向、風(fēng)速以及相關(guān)工況條件，對(duì)料場(chǎng)無(wú)組織排放進(jìn)行cfd仿真模擬，可準(zhǔn)確掌握企業(yè)不同工況條件下無(wú)組織排放水平，為企業(yè)未來(lái)無(wú)組織排放源控制減排提供依據(jù)。本研究結(jié)論也可借鑒到其他行業(yè)原料場(chǎng)防風(fēng)抑塵設(shè)計(jì)（例如碼頭料場(chǎng)等）、鋼鐵排放清單無(wú)組織源強(qiáng)研究21-22等。參考文獻(xiàn)1world steel association （wsa）. steel statistical yearbook 1990-2019 m.2wang， x.

13、 et al. a unit-based emission inventory of so2， nox and pm for the chinese iron and steel industry from 2010 to 2015j. science of the total environment， 2019， 676： 18-30.3趙羚杰.中國(guó)鋼鐵行業(yè)大氣污染物排放清單及減排成本研究d.杭州：浙江大學(xué)，2016.4汪旭穎，燕麗，雷宇，等.我國(guó)鋼鐵工業(yè)一次顆粒物排放量估算j.環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào)，2016，36（8）：3033-3039.5朱明奕，張余.鋼鐵企業(yè)原料場(chǎng)粉塵無(wú)組織排放控制j.資源節(jié)

14、約與環(huán)保，2017（5）：74-75.6gb 28662-2012 鋼鐵燒結(jié)、球團(tuán)工業(yè)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)s.7gb 28664-2012 煉鋼工業(yè)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)s.8gb 28663-2012 煉鐵工業(yè)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)s.9gb 28665-2012 軋鋼工業(yè)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)s.10國(guó)務(wù)院.打贏藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)三年行動(dòng)計(jì)劃. 2018-07-03.http：/www. gov. cn/zhengce/content/2018-07/03/content_5303158. htm.11生態(tài)環(huán)境部.關(guān)于推進(jìn)實(shí)施鋼鐵行業(yè)超低排放的意見(jiàn)eb/ol.http：/12河北省生態(tài)環(huán)境廳.河北省鋼鐵、焦化、

15、燃煤電廠深度減排攻堅(jiān)方案（驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)）eb/ol.http：/13hj846-2017 排污許可證申請(qǐng)與核發(fā)技術(shù)規(guī)范 鋼鐵工業(yè)s.14生態(tài)環(huán)境部.污染源源強(qiáng)核算技術(shù)指南 鋼鐵工業(yè)eb/ol.http：/15生態(tài)環(huán)境部 揚(yáng)塵源顆粒物排放清單編制技術(shù)指南（試行）eb/ol. http：/16wu x， zhao l， zhang y， et al. primary air pollutant emissions and future prediction of iron and steel industry in chinaj. aerosol air qual. res， 2015， 15（4）： 1422-1432.17郭健，劉善軍，黃憲江.某鋼鐵企業(yè)顆粒物無(wú)組織排放核算與監(jiān)測(cè)對(duì)比分析j.環(huán)境保護(hù)科學(xué)，2017，43（3）：14-18.18孫威，黃學(xué)敏，李培.鋼鐵企業(yè)原料場(chǎng)揚(yáng)塵污染估算j.環(huán)境科學(xué)與管理，2009，34（9）：178-179.19伯