一种应用于铜冶炼无人渣堆场的智能降尘装置与方法

技术领域

本发明涉及冶金技术领域，具体为一种应用于铜冶炼无人渣堆场的智能降尘装置与方法。

背景技术

近年来随着国家发展的需要，有铜冶炼行业的发展越来越壮大，由此而产生的工业粉尘也越来越多，工业粉尘已成为大气颗粒物污染的重要来源之一，工业粉尘不但对环境造成污染，而且还会对人体健康产生危害。随着绿色发展理念的推出，人们对环境保护和空气质量的重视程度不断增加，工业粉尘污染控制成为铜冶炼行业必须认真对待的问题。

现有设备存在以下缺点：目前铜冶炼行业中露天堆场大多使用喷雾淋水传统的降尘方法，而这传统的降尘方法并不能跟随露天堆场的粉尘浓度变化做出自适应的调整变化，造成降尘效果不佳，水资源浪费等问题。因此如何实现露天堆场的智能降尘具有广阔的应用前景。

所以，本申请现提出一种应用于铜冶炼无人渣堆场的智能降尘装置与方法来解决上述出现的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种应用于铜冶炼无人渣堆场的智能降尘装置与方法，以解决上述不能跟随露天堆场的粉尘浓度变化做出自适应的调整变化，造成降尘效果不佳，水资源浪费等问的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种应用于铜冶炼无人渣堆场的智能降尘方法，包括以下步骤：

S1、在渣堆场四周安装环境监测站,用于实时监测渣堆场的空气质量、天气状况；

S2、在环境监测站上安装降尘装置，用于对渣堆场进行降尘；

环境监测站通过渣堆场覆盖的5G网络传输至DCS控制中心；

除尘装置由射雾器、水管道、阀门组成，射雾器自带独立的控制箱柜，内置PLC控制单元和10寸触摸屏，通过现场手动或遥控控制射雾器运行并且接入渣堆场的DCS控制中心，DCS控制中心通过5G网络传输接收环境监测站检测的渣堆场的环境信息控制射雾器运作。

其中，DCS控制中心通过区间控制逻辑来控制射雾器的启停，DCS控制中心通过PID控制来实现射雾器含水量、喷雾角度和旋转速度的调节。

其中，区间控制逻辑为当空气中PM10≤50μg/m

其中，喷雾含水量回路控制为：y＝0.1x-5；

y为射雾器用水量；

x为粉尘浓度；

喷雾含水量SP1值等于射雾器用水量y与风机送风量z的比值即SP1＝y/z。

其中，射雾器俯仰角度回路控制为：c＝0.55x-37.5；

c为射雾器俯仰角度；

x为粉尘浓度；

射雾器俯仰角度SP2值等于粉尘浓度的0.55倍再减去37.5,随着粉尘浓度的上升，俯仰角度逐步变大，最大为45°。

其中，射雾器旋转速度回路控制为：d＝0.16x+8；

d为射雾器旋转速度；

x为粉尘浓度；

射雾器旋转速度SP3值等于粉尘浓度的0.16倍再加上8。

其中，射雾器使用的水为生产新水，利用远程射雾器产生的水雾在作业区域上部空间形成水雾层来抑制粉尘的扩散，水雾充分与粉尘结合并沉降下来，射雾器降尘水一部分自然蒸发，一部分自流进入渣堆场最低位置的雨水收集池储存。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明在渣堆场的四周安装三台射雾器，射雾器的射程为70m，射雾器包含高压水泵、环形喷嘴、风机、液压站(分别为俯仰角度、旋转速度控制提供动力)、安装支架、PLC控制柜等部件，高压水泵对生产水进行加压，加压后的生产水通过环形喷嘴形成水雾，在风机的作用下将水雾吹向远方，液压站可控制射雾器俯仰角度和旋转来实现大范围高效降尘，在射雾器两侧各安装1个(共6个)环境监测站，实时监测渣堆场区域的空气粉尘浓度以及气象信息，并将信息通过全厂覆盖的5G专网传输至全厂DCS控制中心，当渣堆场现场粉尘的浓度较高时，可以将射雾器的用水量调高，DCS根据环境监测站监测的空气质量好坏自动控制射雾器调整喷雾角度及喷雾量，对整个渣堆场进行全覆盖，根据目标区域内的粉尘浓度变化对降尘装置的工作模式进行自适应调整，实现了降尘系统的智能化控制。

附图说明

图1为本发明一实施例中渣堆场除尘步骤的结构示意图；

图2为本发明应用于铜冶炼渣堆场的智能降尘装置的P ID控制图；

图3为本发明应用于铜冶炼渣堆场的智能降尘装置组成的示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-3，本发明提供一种技术方案：一种应用于铜冶炼无人渣堆场的智能降尘方法，包括以下步骤：

S1、在渣堆场四周安装环境监测站,用于实时监测渣堆场的空气质量、天气状况；

S2、在环境监测站上安装降尘装置，用于对渣堆场进行降尘；

环境监测站检测的数据通过渣堆场覆盖的5G网络传输至DCS控制中心；

除尘装置由射雾器、水管道、阀门组成，射雾器自带独立的控制箱柜，内置PLC控制单元和10寸触摸屏，可现场手动、遥控控制射雾器运行和接入渣堆场的DCS控制中心，DCS控制中心通过5G网络传输的渣堆场的环境信息对渣堆场的环境进行分析并控制射雾器运作，DCS控制中心用于控制射雾器的启停，以及射雾器含水量、喷雾角度和旋转速度的调节。

需要说明的是，工作时，在渣堆场的四周安装三台射雾器，射雾器的射程为70m，射雾器包含高压水泵、环形喷嘴、风机、液压站(分别为俯仰角度、旋转速度控制提供动力)、安装支架、PLC控制柜等部件，高压水泵对生产水进行加压，加压后的生产水通过环形喷嘴形成水雾，在风机的作用下将水雾吹向远方，液压站可控制射雾器俯仰角度和旋转来实现大范围高效降尘，在射雾器两侧各安装1个(共6个)环境监测站，实时监测渣堆场区域的空气粉尘浓度以及气象信息，并将信息通过全厂覆盖的5G专网传输至全厂DCS控制中心，当渣堆场现场粉尘的浓度较高时，可以将射雾器的用水量调高，DCS根据环境监测站监测的空气质量好坏自动控制射雾器调整喷雾角度及喷雾量，对整个渣堆场进行全覆盖，根据目标区域内的粉尘浓度变化对降尘装置的工作模式进行自适应调整，实现了降尘系统的智能化控制。

在一实施例中，DCS控制中心通过区间控制逻辑来控制射雾器的启停，DCS控制中心通过P ID控制来实现射雾器含水量、喷雾角度和旋转速度的调节。

这样设计，DCS控制中心根据5G网络对渣堆场的环境进行检测，根据渣堆场的含尘量控制射雾器的自动启动和停止，当射雾器被打开时，P ID控制可以根据渣堆场的粉尘情况通过P ID控制来实现对射雾器含水量、喷雾角度和旋转速度的自动调节，根据目标区域内的粉尘浓度变化对射雾器的工作模式进行自适应调整，实现了降尘系统的智能化控制。

在一实施例中，DCS控制中心为当空气中PM10≤50μg/m

这样设计，当控制中粉尘的浓度低于50μg/m

在一实施例中，射雾器采用P ID控制来实现射雾器的喷雾含水量、俯仰角度和旋转速度的自动调节。

这样设计，射雾器用水量通过P ID控制来调整气动调节阀开度以及电磁流量计显示数据来实现，射雾器所用水为生产新水，其进水口设独立自清洗过滤器来保证水质，DCS通过环境监测站传来的实时监测空气中粉尘浓度数据进行分析，判定其浓度所处的区间范围，下达不同的操作指令(指令包含气动调节阀的开度、射雾器的开停、射雾器俯仰角度、旋转速度的调整等)来实现对目标区域的高效降尘。

在一实施例中，喷雾含水量回路控制为：y＝0.1x-5；

y为射雾器用水量；

x为粉尘浓度；

喷雾含水量SP1值等于射雾器用水量y与风机送风量z的比值即SP1＝y/z。

这样设计，当空气中PM10＞50μg/m

在一实施例中，射雾器俯仰角度回路控制为：c＝0.55x-37.5；

c为射雾器俯仰角度；

x为粉尘浓度；

射雾器俯仰角度SP2值等于粉尘浓度的0.55倍再减去37.5,随着粉尘浓度的上升，俯仰角度逐步变大，最大为45°。

这样设计，当空气中PM10＞50μg/m

在一实施例中，射雾器旋转速度回路控制为：d＝0.16x+8

d为射雾器旋转速度；

x为粉尘浓度；

射雾器旋转速度SP3值等于粉尘浓度的0.16倍再加上8。

这样设计，当空气中PM10＞50μg/m

在一实施例中，射雾器使用的水为生产新水，利用远程射雾器产生的水雾在作业区域上部空间形成水雾层来抑制粉尘的扩散，水雾充分与粉尘结合并沉降下来，射雾器降尘水一部分自然蒸发，一部分自流进入渣堆场最低位置的雨水收集池储存。

这样设计，降尘后的水雾落在渣堆场上一部分自然蒸发，一部分自流进入渣堆场最低位置的雨水收集池储存，可作为渣缓冷的生产补充水，不会造成环境污染。