[发明专利]煤堆风损和雨损的模拟试验装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及电站煤堆存储领域，尤其是涉及一种煤堆的风损和雨损的模拟试验装置及方法。

背景技术

中国是世界上少数以煤炭为主要能源的国家之一。近年来随着国民经济的持续较快发展，化工、冶金、电力等行业的发展导致了对煤炭的需求逐年递增。煤炭是不可再生的矿产资源，在利用中存在许多问题，例如，在煤仓堆放过程中，会受到风力与机械力的作用，发生扬尘，造成煤炭资源巨大的浪费，有时甚至由于粉尘含量过高，引起火灾事故，由此引发的爆炸又会造成严重的人员伤亡，对安全生产带来极大危害。特别是露天储煤场煤灰随风扩散迁移传播，会直接污染大气，恶化区域生态环境。此外，沿海或降雨量较大的地区，雨水会对露天煤堆进行冲刷，不仅导致煤炭资源的浪费，并且雨水会携带煤粉污染储煤场附近的水资源，造成地表生态的破坏与污染。

为了减少煤堆因自然风力以及雨水冲刷造成损失，通过研究常用煤种在不同天气变化(不同风力以及不同降雨量)过程中的煤损特性，构建煤堆风损雨损机理模型，确定风力吹携以及雨量冲刷对煤堆以及环境的影响规律，进而指导煤仓堆煤过程，对减缓堆煤过程中的煤量损耗具有重要的意义。

发明内容

基于此，有必要提供一种能够适用于煤堆静场扬尘特性试验以及雨水冲刷煤损特性试验的煤堆的风损和雨损的模拟试验装置及方法。

一种煤堆的风损和雨损的模拟试验装置，包括风洞管道、风机、风门、导流板、样品托盘、喷淋装置、雨水收集器及滤网；所述风机设在所述风洞管道的一端用于向所述风洞管道内鼓风；所述风门、所述导流板及所述样品托盘依次设在所述风洞管道内；所述样品托盘用于盛放待测样品，且所述样品托盘的四周设有导流沟，所述雨水收集器与所述导流沟连通；所述喷淋装置具有雨水模拟喷嘴，所述雨水模拟喷嘴设在所述风洞管道内且位于所述样品托盘之上；所述滤网设在所述风洞管道的另一端且封住该端；所述风机产生的风经由所述风门调整风速和所述导流板调整风向后吹至所述待测样品表面并最终吹至所述滤网；所述喷淋装置经由所述雨水模拟喷嘴对所述待测样品进行模拟淋雨试验，模拟雨水淋到所述待测样品表面后经由所述导流沟流入所述雨水收集器。

在其中一个实施例中，所述模拟试验装置还包括用于实时测量风速的风速测量仪，所述风速测量仪设在所述风洞管道内，位于所述导流板及所述样品托盘之间且靠近所述样品托盘设置。

在其中一个实施例中，所述模拟试验装置还包括围绕所述样品托盘四周设置的可拆卸式的防风板，所述防风板与所述风洞管道的轴向垂直设置且所述防风板的高度可调。

在其中一个实施例中，所述模拟试验装置还包括设在所述风洞管道内用于检测起尘浓度值的TSP测量仪，所述TSP测量仪设在所述样品托盘附近。

在其中一个实施例中，所述风洞管道在设有所述滤网的一端的开口尺寸逐渐增大。

在其中一个实施例中，所述风洞管道的截面尺寸不小于0.8m×0.8m；所述风机为额定负荷；所述风门的风速调整范围为0～30m/s；所述雨水模拟喷嘴喷出的模拟雨水的流量不小于0.4m³/h，且所述喷淋装置具有小雨、中雨、大雨、暴雨及特大暴雨五种工作模式，分别模拟小雨、中雨、大雨、暴雨及特大暴雨的模拟淋雨试验。

一种煤堆的风损和雨损的模拟试验方法，使用上述任一实施例所述的模拟试验装置，所述模拟试验方法包括如下步骤：

在样品托盘上放置待测样品，并按照预设的比例形成与实物相似的形状，将样品托盘放置入风洞管道内；

进行风损模拟试验和/或雨损模拟试验，其中，所述风损模拟试验包括如下步骤：

关闭所述雨水模拟喷嘴，开启所述风机，调节所述风门及所述导流板至预设的风速和风向；

达到预设的试验时间后，关闭所述风机；

对所述滤网进行冲洗，收集冲洗液进行粒径分布特性分析，和/或称量所述样品托盘的质量，获得试验前后待测样品的风损量；

所述雨损模拟试验包括如下步骤：

关闭所述风机，开启所述雨水模拟喷嘴并调节所述淋雨装置至预设工作模式，对所述待测样品进行模拟淋雨试验，

达到预设的试验时间后，关闭所述雨水模拟喷嘴，记录所述雨水收集器的水深，记为h_i，i为第i次试验；

取部分搅拌均匀的所述雨水收集器中的样品溶液，体积记为V_i，过滤后得到湿样品，干燥后进行称重记为m_i；