[发明专利]基于全场监测的散货堆场粉尘精细化控制方法及控制系统

权利要求书

1.一种基于全场监测的散货堆场粉尘精细化控制方法，其特征在于，步骤如下：

S1、利用安装高度为H处的激光雷达对堆场进行全区域进行水平扫描，以获取均布于堆场内N个点位的消光系数E={E₁, E₂, …, E_i, …, E_N}，同时，利用均布安装在堆场内的多台粉尘在线监测仪获取堆场内M个点位的粉尘浓度数据TSP/PM10/PM2.5的质量浓度P={P₁,P₂, …, P_i, …, P_M}，N≫M；通过用相同位置的粉尘浓度数据P_i与激光雷达在该点位的消光系数E_i进行对标，获得Pi和Ei的比例关系k，计算k与E乘积，获得高度为H的平面上粉尘浓度的全域时空分布A=k×E={kE₁, kE ₂, …, kE _i, …, kE _N}；

其中，激光雷达安装在场界内/外制高点处，粉尘在线监测仪的安装高度与激光雷达的安装高度的高度差≤10m；

S2、在堆场内安装喷淋系统使喷淋系统内的喷淋头均布在堆场内，并按照每个喷淋头的控制范围作为一个网格单位的原则，将高度为H的平面划分为N个网格；根据每个网格内若干个点位处的粉尘浓度数据的质量浓度计算出各网格的平均粉尘浓度C={C₁, C₂, …,C_j, …, C_N}；

S3、设定平均粉尘浓度临界值P₀和起尘量贡献率临界值T₀，并依此判断每个网格的平均粉尘浓度是否达到启动相应网格内喷淋头实施喷水的阈值：

S301、当各个网格的平均粉尘浓度C_j均不超过平均粉尘浓度临界值P₀时，不启动该网格内喷淋头，并进入步骤S4；而当任一网格的平均粉尘浓度C_j超过平均粉尘浓度临界值P₀时，则进入步骤S302；

S302、根据公式：，计算各个网格起尘量贡献率T_j，并进入步骤S303；其中，在上述公式中，Q表示单个网格内的起尘量，g/s，Q={Q₁, Q₂, …, Q_j, …,Q_N}；每个网格内的起尘量Q _j通过以下方程组求解得到：

在方程组中，K为粉尘浓度系数，，其中，α_i为粉尘的地面反射系数，u为堆场平均风速m/s，H为激光雷达高度m，σ_y为粉尘在水平方向上的扩散系数，σ_z为粉尘在垂直方向上的扩散系数，y为平均风向轴线在水平面上两个网格中心点的垂直距离，m；

S303、当各个网格的起尘量贡献率T_j均不超过起尘量贡献率临界值T₀时，不启动该网格内喷淋头，并进入步骤S4；而当任一网格的起尘量贡献率T_j超过起尘量贡献率临界值T₀时，则启动超过起尘量贡献率临界值T₀的对应网格内的喷淋头对其网格区域进行喷淋降尘；

S4、按照预设的间隔时间T，重复步骤S1~S3，实现对散货堆场粉尘进行持续的精细化控制。

2.根据权利要求1所述的基于全场监测的散货堆场粉尘精细化控制方法，其特征在于，在步骤S1中，N≥100，M≥1。

3.根据权利要求1所述的基于全场监测的散货堆场粉尘精细化控制方法，其特征在于，在步骤S3中，P₀取值范围为0.50~1.00mg/m³，T₀取值范围为25%~100%。

4.根据权利要求1所述的基于全场监测的散货堆场粉尘精细化控制方法，其特征在于，在步骤S303中，每次启动网格内喷淋头对网格对应区域进行喷淋降尘的时间为1~5min。