[发明专利]火电厂排放烟尘污染仿真模拟方法

说明书

技术领域

本发明涉及火力发电厂烟尘排放污染的仿真方法，尤其是涉及一种火力发电厂采用电除尘后排放烟尘污染的模拟仿真方法。

背景技术

环境保护是人类为了维持自己生活家园的一项必要活动，为了发展工业，中国大量发展了火力发电厂，由此引发了极大的环保问题，尤其是PM2.5的污染问题。从目前的研究结果来看，PM2.5的构成来源复杂，主要成分不仅有碳，硫酸盐等，也有对于人类生命造成危害的铅，砷，镉，铜等物质，PM2.5颗粒微小，人类的呼吸过滤系统对之无法形成有效防御，PM2.5在扩散，漂浮的过程中，还会发生一系列的化合，聚合作用，形成PM10及以上颗粒，严重的污染了大气环境。

当前的环境污染问题，已经维系到人民群众的生活和生命安全。尤其火电厂烟尘排放污染问题，已引起了周边民众的极大反感，也引起了政府的高度关注。要从根本上解决PM2.5、PM10的污染问题，就必须对国内的火力发电厂的污染排放进行治理，那么，首当其冲的就是要研究PM2.5、PM10的传播和扩散机理，所以必须构建PM2.5的扩散数学模型，然后依据其数学模型做出相应计算机仿真，最终实现对于火电厂的烟尘排放控制，这是一条分析、治理火电厂烟尘污染的可行方法。

发明内容

本发明正是在上述背景下，针对现有技术不足，提出了一种火电厂排出烟尘污染的仿真模拟方法，其目的是能够明晰目前存在的火电行业PM2.5、PM10的排放、扩散的机理问题，以指导对国内火力发电厂的污染排放进行治理。

本发明所采用的技术方案：

一种火电厂排放烟尘污染仿真模拟方法，包括以下步骤：

首先，获取火力发电厂发电、电除尘的相关运行数据以及烟囱出风口烟尘的监测数据，并结合所关注的单个火电厂周边区域内的气象、环境参数，定量计算该单个火电厂排放的烟尘污染物对空气质量造成的影响，建立单个火电厂对周边一定区域内的环境污染造成的影响的烟尘扩散仿真数学模型，并分析PM2.5的扩散机理：

式中：σ_y——距原点x处烟尘流中污染物在y向分布的标准差，单位m；

σ_z——距原点x处烟尘流中污染物在z向分布的标准差，单位m；

ρ——任意一点处烟尘污染物浓度，单位g/m3；

——平均风速，单位m/s；

Q——火电厂烟囱的源强；

H——火电厂烟囱距地面的高度；

其次，在建立了火电厂PM2.5定量分析模型的基础上，根据火电厂电除尘的运行参数以及环境气候条件，考虑PM2.5的聚合效应，建立起火电厂对周边分析区域内的环境污染造成的影响的扩散、聚合仿真数学模型，并分析PM10的扩散机理：

式中：α_i——式中第i组烟尘颗粒的地面反射系数；

Q_i——式中第i组烟尘颗粒的源强，单位g/s；

d_pi——式中第i组烟尘颗粒的平均直径，单位m；

v_i——粒径为的颗粒的重力沉降速度，单位m/s；

ρ_p——烟尘颗粒密度，单位kg/m³，和燃煤灰分构成相关；

μ——空气黏度，单位Pa·s，和电除尘的参数相关；

g——重力加速度，单位m/s²，和气候、环境条件相关；

H——火电厂烟囱距地面的高度；

第三，结合单个火电厂的燃煤成分、电除尘运行、环境参数，依据构建的数学模型，分别对PM2.5以及PM10的污染排放进行仿真预测和定量计算，在完成火电厂烟尘污染的定量分析后，建立上述两个模型的综合效应的仿真程序，形成城市周边火电厂烟尘排放综合分析、仿真定量模型，由此形成涉及地区范围的火电厂PM2.5、PM10对重点城市周边乃至更大地理区域的火电烟尘污染进行仿真定量分析模型；

第四，考虑多个发电厂综合效应，从单一火电厂扩展到多个火电厂，结合多个火电厂的发电量、电除尘器的运行状况以及气象、环境参数对污染排放进行综合效应的预测和定量计算，设计仿真程序，形成所研究范围全市、地区的火电厂烟尘排放的定量、仿真分析模型，得 到火电厂污染预测的定量数据。

所述的火电厂排放烟尘污染仿真模拟方法，在完成火电厂烟尘污染的定量分析后，考虑上述两个模型的综合效应，建立如下的城市周边火电厂烟尘排放综合分析、仿真定量模型：