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基于多源感知的粉尘控制技术研究及应用

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成果主要完成人

曹子玉、张小强、夏志新、田新华、杨小川、尹保军、范铁彬、李 婷、胡佑兵、王晓川

项目概况

秦皇岛煤炭专业码头建设时间早,全部采用煤炭开放式堆存的方式,天气及煤种对扬尘影响较大,同时煤炭翻卸堆取及装船作业过程中的起尘也在所难免。已有的环保装备及策略也存在一定的资源浪费和管理问题,为解决环保和节能的双平衡,为认真贯彻落实关于“碳达峰、碳中和”、“四型港口建设”以及“三年上、五年强”等工作的相关部署,采用大数据、物联网技术,利用港口各环境监测及环保信息系统,通过多源前端精细化监测、智能在线含水率检测、模型精准溯源、智能控制策略调整等,实现监测控制智能联动,提升港口码头的粉尘治理更精细化、精准化管控能力,同时提高抑尘自动化和智能化水平,推动港口的智慧化建设。 在港口现有环保系统的基础上,通过煤炭堆场边界、作业设备及码头区域建设分布式自主创新粉尘仪、微型气象站,实现作业区颗粒物浓度及气象数据采集;采用偏振激光雷达及相关算法获取生产区域粉尘立体分布数据;设计创新的基于微波吸收的煤炭含水率在线检测系统,克服煤炭颜色和煤层高度对测量结果的影响,实现高精度的煤炭含水率检测。采用物联网技术,从多源感知及煤种特性出发,动态获取多层空间上的精确数据,经过反演推算对粉尘飘散的区域做溯源并预测,把粉尘污染消除在堆场尽可能小的范围内;结合气象条件和预报,与生产调度系统、NVR视频平台及除尘控制系统对接,做到提前预防指导进行喷淋作业,并合理调整喷洒作业时间频率。 各子系统之间相互配合,从大范围污染定位到小范围精准溯源一体化,再到决策管理,实现了“测、管、治、防”联动,为科学治理大气污染提供新方法、新技术,大大提升港口码头大气污染治理能力和水平。成果实施后每年实现了节水节电及人工成本节约,相关技术和模式引领了同行业相关技系术创新应用加快了港口环境监测纵深发展、增强了港区环保水平,同时港口通过这些先进技术和智能控制手段,提高了生产效率、质量控制和环境保护水平,为相关领域的研究和发展提供了新的思路和方法,为开放式堆场的专业散货码头提供了一个粉尘控制的系统解决方案,在港口、矿山、电厂等行业具有很高的推广应用价值。