一種大城市道路灰霾消除的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)與方法
【專利摘要】一種大城市道路灰霾消除的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)與方法，包括檢測(cè)系統(tǒng)、設(shè)備網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、決策控制系統(tǒng)等幾部分組成。沿整個(gè)城市路網(wǎng)并行布置一套噴霧網(wǎng)絡(luò)設(shè)備系統(tǒng)，這樣可在城市道路灰霾污染源上方形成可降落的水霧幕，并進(jìn)行消霾除塵作業(yè)。系統(tǒng)在對(duì)灰霾影響參數(shù)檢測(cè)的基礎(chǔ)上，經(jīng)決策控制中心計(jì)算機(jī)分析處理后，控制噴霧設(shè)備網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)進(jìn)行工作。整個(gè)系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)區(qū)域聯(lián)動(dòng)控制，數(shù)秒內(nèi)可完成一次整個(gè)城市道路的降霾除塵作業(yè)，也可以連續(xù)除塵，防止其擴(kuò)散污染周圍環(huán)境，從而達(dá)到凈化整個(gè)城市空氣的目的。該系統(tǒng)與方法的運(yùn)營(yíng)成本較低，且灰霾消除效果好，可在不影響交通的前提下，實(shí)現(xiàn)對(duì)道路及其它灰霾污染源的精準(zhǔn)控制。
【專利說明】一種大城市道路灰霾消除的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)與方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及環(huán)境領(lǐng)域，特別涉及一種大城市道路灰霾循環(huán)噴霧消除的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)與方法。
【背景技術(shù)】
[0002]1.灰霾天氣的危害
霧或霾是一種災(zāi)害性天氣，對(duì)公路、鐵路、航空、航運(yùn)、供電系統(tǒng)、農(nóng)作物生長(zhǎng)等均產(chǎn)生重要影響。純水霧本身對(duì)人體的健康危害較小，但其中一旦進(jìn)入有毒氣體，或者有固體顆粒物，形成灰霾，則會(huì)造成空氣質(zhì)量下降，影響生態(tài)環(huán)境，給人體健康帶來較大危害。
[0003]灰霾主要引發(fā)的是人的心血管和呼吸系統(tǒng)疾病。由于有供暖燃煤的區(qū)別，淮河以北居民預(yù)期壽命縮短了 5.52年?；姻矟舛让苛⒎矫自黾?00微克，預(yù)期壽命短三年，近30年來，我國(guó)公眾吸煙率不斷下降，但肺癌患病率卻上升了 4倍多。這可能與灰霾天增加有一定的關(guān)系。
[0004]灰霾會(huì)對(duì)人體的呼吸道產(chǎn)生影響，可能會(huì)引起急性上呼吸道感染(感冒)、急性氣管支氣管炎及肺炎、哮喘發(fā)作，誘發(fā)或加重慢性支氣管炎等。特別是小孩呼吸道鼻、氣管、支氣管黏膜柔嫩，且肺泡數(shù)量較少，彈力纖維發(fā)育較差，間質(zhì)發(fā)育旺盛，更易受到呼吸道病毒的感染。人長(zhǎng)時(shí)間處于霧天中，可引起氣管炎、喉炎、肺炎、哮喘、鼻炎、眼結(jié)膜炎及過敏性疾病的發(fā)生，對(duì)幼兒、青少年的生長(zhǎng)發(fā)育和體質(zhì)均有一定的影響。此外，大霧天氣空氣質(zhì)量差，抵抗力較差的糖尿病患者極有可能出現(xiàn)肺部及氣管感染而加重病情。
[0005]灰霾天對(duì)人體心腦血管疾病的影響也很嚴(yán)重，會(huì)阻礙正常的血液循環(huán)，導(dǎo)致心血管病、高血壓、冠心病、腦溢血，可能誘發(fā)心絞痛、心肌梗塞、心力衰竭等，使慢性支氣管炎出現(xiàn)肺源性心臟病等。另外，濃霧天氣壓比較低，人會(huì)產(chǎn)生一種煩躁的感覺，血壓自然會(huì)有所增高。再一方面霧天往往氣溫較低，一些高血壓、冠心病患者從溫暖的室內(nèi)突然走到寒冷的室外，血管熱脹冷縮，也可使血壓升高，導(dǎo)致中風(fēng)、心肌梗死的發(fā)生。
[0006]2.灰霾天氣的成因
隨著區(qū)域分布的不同，形成灰霾天氣的原因也各不相同，在大城市霧霾天氣形成的原因中，下述兩個(gè)要素非常重要:
I)氣象要素。沒有明顯冷空氣活動(dòng)，風(fēng)力較小，大氣層比較穩(wěn)定由于空氣的不流動(dòng)，使空氣中的微小顆粒聚集，漂浮在空氣中。首先是溫度條件，經(jīng)對(duì)霧霾天發(fā)生的統(tǒng)計(jì)調(diào)查，一般發(fā)生時(shí)，氣溫區(qū)間多在(Tl0°c，溫度在0°C以下，空氣中的水汽凝固，高于10°c，則空氣密度降低，固體顆粒物懸浮困難。其次是風(fēng)力條件。霾天氣發(fā)生時(shí)，風(fēng)力較小，一般在4級(jí)以下，風(fēng)力稍大，則懸浮顆粒物很快被吹散。
[0007]2)污染物要素?？諝庵械幕覊m、硫酸、硝酸等顆粒物組成的氣溶膠系統(tǒng)造成視覺障礙的叫霾。霾就是灰霾(煙霞)。霧霾天氣是一種大氣污染狀態(tài)，霧霾是對(duì)大氣中各種懸浮顆粒物含量超標(biāo)的籠統(tǒng)表述，尤其是PM2.5 (粒徑小于2.5微米的顆粒物)被認(rèn)為是造成灰霾天氣的“元兇”?；姻驳脑搭^多種多樣，比如汽車尾氣、工業(yè)排放、建筑揚(yáng)塵、垃圾焚燒，甚至火山噴發(fā)等等，灰霾天氣通常是多種污染源混合作用形成的?；姻驳男纬杉扔小霸搭^”，也有“幫兇”，這就是不利于污染物擴(kuò)散的氣象條件，一旦污染物在長(zhǎng)期處于靜態(tài)的氣象條件下積聚，就容易形成霧霾天氣。
[0008]3.大城市交通對(duì)灰霾天氣及空氣污染影響極大
目前普遍認(rèn)為城市有毒顆粒物一是外來輸入，二是城市自身的產(chǎn)生的，兩者疊加在一起形成污染源。實(shí)際上，霧霾發(fā)生的第一要素是風(fēng)力小，在這樣的狀態(tài)下，大氣的水平流動(dòng)速度極慢，伴隨空氣流動(dòng)的有毒顆粒物移動(dòng)速度亦很慢，因此，因此，霧霾應(yīng)主要來源于大城市自身，以北京為例，據(jù)估計(jì)，河北、天津等省市的外來輸送約占北京PM2.5構(gòu)成的20%,自身要占80%以上，上海及其它特大型城市的占比可能更高。
[0009]城市內(nèi)部污染顆粒物主要來源于汽車尾氣、工業(yè)生產(chǎn)排放的廢氣及建筑工地和道路交通產(chǎn)生的揚(yáng)塵等，其中，交通尾氣和道路揚(yáng)塵又是霾形成的最主要污染源。交通導(dǎo)致的霧霾主要是兩方面，一是固體顆粒物的排放，其中使用柴油的大型車是排放固體顆粒物的“重犯”，包括大公交、各單位的班車，以及大型運(yùn)輸卡車等，因燃燒的充分性不足，細(xì)小的碳顆粒被排放到大氣中。另一方面是道路揚(yáng)塵，以北京為例，其汽車保有量2013年已達(dá)520多萬輛，這如同是城市的一只只流動(dòng)的大鼓風(fēng)機(jī)，其行進(jìn)過程中，將地面的灰層卷起并拋向空中，并漸漸向周圍擴(kuò)散開來，從而形成具有一定高度和寬度的污染帶，離馬路越近，地面越低，PM2.5的值將越大，污染越嚴(yán)重。特大城市的路網(wǎng)非常發(fā)達(dá)，近的10(T200m，遠(yuǎn)的不足1000m，并有一條條馬路，這些路網(wǎng)連起來，伴隨著繁忙交通的發(fā)生，將整個(gè)城市低空污染。包圍在馬路中央的，是高大的建筑群，這使得空氣的流動(dòng)性減弱，給污染物的稀釋帶來困難，進(jìn)一步加劇了霾災(zāi)害的發(fā)生。
[0010]4.目前灰霾天氣的治理方法
國(guó)家領(lǐng)導(dǎo)人在談霧霾治理時(shí)的決心非常大，要像對(duì)貧困宣戰(zhàn)一樣堅(jiān)決向污染宣戰(zhàn)。近階段霧霾天氣范圍擴(kuò)大，是大自然向粗放發(fā)展方式亮起的紅燈。在治理時(shí)，強(qiáng)調(diào)要加強(qiáng)生態(tài)環(huán)境保護(hù)，下決心用硬措施完成硬任務(wù)，同時(shí)，以霧霾頻發(fā)的特大城市和區(qū)域?yàn)橹攸c(diǎn)，以PM2.5和PMlO治理為突破口?，F(xiàn)階段霧霾治理一般通過如下幾方面途徑:
一是政府完善法律。國(guó)外治理大氣污染立法先行，現(xiàn)已形成完備的法律體系。目前，我國(guó)大氣污染立法尚不完善，應(yīng)盡快完善相關(guān)法律法規(guī)，已實(shí)施13年的《大氣污染防治法》亟待修訂，PM2.5控制的法規(guī)體系。如在環(huán)境保護(hù)法律法規(guī)中增加區(qū)域聯(lián)防聯(lián)治內(nèi)容，加大機(jī)動(dòng)車尾氣治理力度，通過立法修訂機(jī)動(dòng)車尾氣排放標(biāo)準(zhǔn)等。
[0011]二是經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)調(diào)整。我國(guó)是以煤為主的能源消耗結(jié)構(gòu)，化石能源占中國(guó)整體能源結(jié)構(gòu)92.7%。面對(duì)環(huán)境污染嚴(yán)重、生態(tài)系統(tǒng)退化的嚴(yán)峻形勢(shì)，以化石資源為代價(jià)的傳統(tǒng)發(fā)展模式已難以為繼，亟需由“高碳”經(jīng)濟(jì)向“低碳”經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型。而避免燃煤污染的治本之策，就是要使用清潔能源，從源頭上減少污染排放。
[0012]三是企業(yè)節(jié)能減排。按照“誰污染誰治理”的原則，就是要‘倒逼’企業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)。企業(yè)要推進(jìn)清潔生產(chǎn)，靠科技的投入轉(zhuǎn)變生產(chǎn)方式，使用天然氣、太陽能等清潔能源，減少污染氣體的排放，減少汽車出行，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排。
[0013]現(xiàn)階段，尚有通過無人飛機(jī)，進(jìn)行消霧降霾方面的嘗試，但其成本高，實(shí)施作業(yè)的范圍小，時(shí)間短。
[0014]綜合分析以上治理途徑，一般是通過管理、法律、限排等途徑來進(jìn)行，并取得了一定效果，但非常有限，當(dāng)氣候條件具備，霧霾天照樣來襲。實(shí)際上，霧霾天氣，特別是灰霾的治理是國(guó)際難題，現(xiàn)階段國(guó)際上并無特別好的治理方法，需要從技術(shù)上予以突破。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0015]本發(fā)明的目的是在不影響交通流量的前提下，提供一種因車行交通或其它污染源而導(dǎo)致的城市灰霾污染源的消除網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)與方法，實(shí)現(xiàn)空氣凈化。
[0016]本發(fā)明提出的一種城市道路灰霾污染源的消除網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)與方法，其發(fā)明的主要內(nèi)容包括如下四個(gè)主要方面:(I)城市道路灰霾濃度影響因素及PM值實(shí)時(shí)檢測(cè)系統(tǒng)。主要對(duì)氣溫、風(fēng)力、車流密度、PM濃度值等重要參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)，為噴霧參數(shù)的確定提供依據(jù)。
(2)灰霾噴霧消除的設(shè)備網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，主要進(jìn)行高壓細(xì)水霧的生產(chǎn)和輸送，包括水增壓泵、水霧干路、水霧支路、噴嘴、電源及水源等。(3)噴霧決策控制系統(tǒng)。根據(jù)實(shí)時(shí)檢測(cè)到的相關(guān)變量參數(shù)，在控制中心進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析的基礎(chǔ)上，形成噴霧作業(yè)的流量、頻率、壓力和時(shí)長(zhǎng)等控制參數(shù)，并驅(qū)動(dòng)作業(yè)設(shè)備系統(tǒng)。(4)不同區(qū)域的水噴霧檢測(cè)、控制與設(shè)備系統(tǒng)有機(jī)組合在一起，形成了本發(fā)明精確可控的高空固定式噴霧的灰霾消除網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)與方法。
[0017]對(duì)于發(fā)明點(diǎn)(I廣(4)，其實(shí)現(xiàn)的原理主要如下:汽車行駛過程中，噴出的尾氣，裹著未能充分燃燒的細(xì)小碳顆粒，并含有部分有毒的硫化物氣體、氮氧化物氣體以及道路揚(yáng)塵等，拋向高空，并逐漸向上及周邊擴(kuò)散，形成污染帶；不同道路的污染帶交疊在一起，從而將整個(gè)城市的低空污染。本發(fā)明利用噴霧的方式消除灰霾，與霧天加重灰霾有本質(zhì)的區(qū)別。安裝與道路上方的噴霧設(shè)施，其噴出的霧化水的粒徑遠(yuǎn)大于自然霧的粒徑，重量大，不會(huì)懸浮在空中，因而很快會(huì)降落至地面，其降落過程中，與上升的尾氣及揚(yáng)塵相遇，并將后者裹住而一同落至地面。噴霧一段時(shí)間后，道路上方的灰霾濃度被很快降低，此時(shí)，停止噴霧。隨著地面水分的蒸發(fā)，以及汽車尾氣排放，道路上方的PM濃度值又逐步上升，達(dá)到一定濃度時(shí)，再進(jìn)行噴霧作業(yè)，如此循環(huán)，即可避免道路污染向周近空間擴(kuò)散，從而消除道路交通產(chǎn)生的灰霾。
[0018]優(yōu)選的，所述的大城市道路灰霾循環(huán)噴霧消除的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)與方法，其噴霧供水干管宜埋設(shè)于地下，在減少地面空間資源的同時(shí)，便于防寒抗凍，噴霧支管宜做好防凍保溫處理；
優(yōu)選的，所述的大城市道路灰霾循環(huán)噴霧消除的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)與方法，其霧化泵站宜設(shè)置一定容積的儲(chǔ)水池或儲(chǔ)水箱。
[0019]優(yōu)選的，所述的大城市道路灰霾循環(huán)噴霧消除的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)與方法，其噴嘴應(yīng)設(shè)置足夠的高度，水噴霧越高，控制污染源的區(qū)域越大。
[0020]本發(fā)明的有益效果是:
1、不影響交通。傳統(tǒng)汽車灑水管養(yǎng)占據(jù)一條快車道，車行速度慢，對(duì)車輛的正常通行影響大。采用固定管路的高空噴霧作業(yè)對(duì)交通無任何影響；
2、除塵消霾速度快、效果好，可代替汽車灑水降塵作業(yè)。傳統(tǒng)的汽車灑水作業(yè)僅能防止地面灰塵的揚(yáng)起，對(duì)汽車尾氣污染物無法清除；而采用高空噴霧除塵降霾，可同時(shí)去除尾氣與地面揚(yáng)塵，且整條道路所有區(qū)域同時(shí)進(jìn)行降霾除塵作業(yè)，數(shù)秒內(nèi)即可完成城市所有道路的一次消霾作業(yè)過程，速度快。
[0021]3、可實(shí)現(xiàn)對(duì)灰霾污染源的精確控制。僅就道路揚(yáng)塵控制而言，傳統(tǒng)灑水除塵憑經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行，并受限于管養(yǎng)人員的責(zé)任心，往往得不到有效控制，一天大部分時(shí)間道路均處于干燥狀態(tài)。本網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)可實(shí)時(shí)檢測(cè)，并可借助計(jì)算機(jī)輔助決策系統(tǒng)，根據(jù)車流密度、氣溫、風(fēng)力、污染物濃度等，實(shí)時(shí)調(diào)整噴霧參數(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)污染源的實(shí)時(shí)精確控制。
[0022]4、運(yùn)營(yíng)成本低。整個(gè)噴霧過程無須人工實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)操作，僅須少量的水、電費(fèi)，如果水電費(fèi)按I元/噸、度計(jì)，50m寬I公里的道路每天的費(fèi)用在200元以內(nèi)，成本極低。
[0023]5、降低城市熱島效應(yīng)。如果該過濾網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)能夠得到安裝，在炎熱的夏天，其尚具有為城市降溫的功能。在夏天，黑色的路面吸熱的能力特別強(qiáng)，道路表面在陽光照射下溫度迅速升高，達(dá)70多度，而周邊草地綠化區(qū)域溫度升高幅度一般在10度以內(nèi)，使得路面對(duì)大氣的輻射能力及其降溫后所釋放的熱量要大大高于綠化區(qū)域，接近10多倍，是夏季城市熱島效應(yīng)的最主要熱源，使得城區(qū)的大氣溫度要高于郊區(qū)或周近農(nóng)村2飛度。霾過濾網(wǎng)絡(luò)安裝后，在夏天噴霧過程中，可極大降低路面溫度，在降低城市氣溫，緩解熱島效應(yīng)的同時(shí)，延緩浙青老化，提高浙青路面的使用壽命。
[0024]
【具體實(shí)施方式】
[0025]隨著城市規(guī)模的擴(kuò)大及城市汽車保有量的增加，車輛在帶給人們出行便利的同時(shí)，給城市的污染也越來越嚴(yán)重，加上其他工業(yè)、燃煤等污染，一旦氣候條件具備，整個(gè)城市低空牢牢被的灰霾鎖住。如何快速清除因車行交通而導(dǎo)致的灰霾，凈化城市空氣，是國(guó)際難題，也是迫切需要解決的問題。
[0026]本發(fā)明利用人工噴霧可消霾除塵的原理，借助檢測(cè)與控制技術(shù)，提出一種大城市道路上，特別交通流密集的主干路與快速路上，安裝噴霧消霾除塵設(shè)備，所有的設(shè)備設(shè)施連在一起，與整個(gè)城市路網(wǎng)并行布置，構(gòu)成了本發(fā)明的城市道路消霾除塵網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。該系統(tǒng)由檢測(cè)系統(tǒng)、設(shè)備網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、決策控制系統(tǒng)三部分組成，檢測(cè)參數(shù)經(jīng)網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)娇刂浦行模?jīng)計(jì)算機(jī)分析處理后，形成噴霧控制參數(shù)，控制整個(gè)設(shè)備系統(tǒng)。
[0027]為使大城市的灰霾污染源得到有效控制，可采用總分控制的方式，在建立市級(jí)控制中心的基礎(chǔ)上，對(duì)各區(qū)建立分區(qū)控制站，在分區(qū)集中控制站內(nèi)安裝高壓細(xì)水霧化泵站的氣、水泵，以及檢測(cè)、計(jì)算分析與控制設(shè)備系統(tǒng)，并由控制系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)設(shè)備生產(chǎn)高壓細(xì)水霧，由管路輸送至道路上方的噴嘴。典型的大城市道路灰霾消除網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)如附圖1所示。
[0028](一)設(shè)備網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的構(gòu)建1.高壓細(xì)水霧化泵站建設(shè)
為形成高壓霧化水，須每隔一定距離建一座小型高壓細(xì)水霧化泵站。泵站設(shè)計(jì)中，應(yīng)統(tǒng)籌考慮泵站選址、儲(chǔ)水池設(shè)計(jì)、泵站防凍、水和電源需求及泵的選擇等方面的因素。
[0029]泵站的選址。宜選擇主干路、快速路的交匯處，這樣，單個(gè)泵站服務(wù)路段將較長(zhǎng)。一般地，經(jīng)過適當(dāng)?shù)闹欣^增壓，單個(gè)泵站至少可服務(wù)直徑4公里范圍的路段。同時(shí)，泵站選址應(yīng)考慮便于市政水源及電源的接入。
[0030]儲(chǔ)水池的設(shè)計(jì)。儲(chǔ)水池的容積首先應(yīng)保證能充滿整個(gè)管路系統(tǒng)，同時(shí)至少能滿足I到2小時(shí)作業(yè)的用水量。假設(shè)每個(gè)泵站服務(wù)8km路段，每公里路段的小時(shí)用水約為10 m3,則泵站儲(chǔ)水能力應(yīng)在8(T160 m3。具體要根據(jù)管路的設(shè)計(jì)、布設(shè)方式、噴霧形式及道路長(zhǎng)度等參數(shù)綜合確定。
[0031]水泵的選擇。水泵的揚(yáng)程和流量是控制重點(diǎn)，在城市供水系統(tǒng)、消防系統(tǒng)供水等設(shè)計(jì)中應(yīng)用較多，技術(shù)較為成熟，選擇與應(yīng)用可參照相應(yīng)的規(guī)范。
[0032]水源電源供應(yīng)。接入城市的市政水網(wǎng)和電網(wǎng)。
[0033]泵站防凍。冬季是灰霾天氣高發(fā)季節(jié)，應(yīng)對(duì)泵站做好防凍保溫措施，防治結(jié)冰堵塞管路。
[0034]為進(jìn)一步強(qiáng)化消霾除塵效果，泵站建設(shè)可考慮配備壓縮空氣設(shè)備設(shè)施系統(tǒng)，以形成氣霧除塵系統(tǒng)。系統(tǒng)僅增加氣泵及相應(yīng)的壓力調(diào)節(jié)裝置，這樣霧化效果好，其水顆粒直徑為廣10 μ m，僅為水霧除塵顆粒的1/10，更容易與粉塵分子結(jié)合，達(dá)到消霾除塵的目的。同時(shí)，其節(jié)水性能好，氣霧除塵將水分充分霧化，噴水量?jī)H為水霧除塵的1/8。附圖2是一種典型氣霧除塵設(shè)備系統(tǒng)原理圖，其中I到12分別為儲(chǔ)水池、溢流閥、高壓水泵、高壓氣泵、氣壓表、流量表、水壓表、高壓水管路、高壓氣管路、高壓細(xì)化霧干路、高壓細(xì)化霧支路及噴嘴等，其中，1、布設(shè)于區(qū)域控制中心內(nèi)，10-12為路段噴霧管路網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。
[0035]2.噴霧管路選擇與布設(shè)
噴霧干管將承受較大的水壓力，宜采用無縫鋼管焊接，其管徑根據(jù)流量確定，但不得小于100_。主干管道與道路并行布置，宜布設(shè)于地下，采用埋設(shè)的方式，這樣可起到很好的防凍作用。
[0036]噴霧支管一般管 徑較小，可選擇DN50以下鍍鋅鋼管，并做好刷漆防銹處理，也可以選擇高壓軟管。支管與干管一般可采用焊接方式連接，或其它專用接頭。對(duì)于出地面的支管，其荷載很小，可通過抱箍，與路燈桿固定在一起，以減少工程造價(jià)。支管也可以通過專門的立桿予以固定。垂直支管與地面應(yīng)有足夠的距離，最好在IOm以上，這樣可控制更大范圍的污染源。其支管布置的密度與霧化水的壓力、道路的寬度等有關(guān)，應(yīng)以能控制整個(gè)路幅寬度為設(shè)計(jì)依據(jù)，根據(jù)不同的路幅寬度、道路結(jié)構(gòu)形式有不同的布置方式，如20m以下可選擇單排，40m以下采用雙排，70m以下可采用3排或多排布置的方式。附圖3是一種典型道路噴霧管路的布置斷面圖，圖中1飛分別為高壓水霧干路、高壓水霧支管、固定抱箍、固定立桿、噴嘴等。干管采用預(yù)埋的方式，支管則采用架空的方式。
[0037]3.噴嘴選擇與安裝
目前，噴嘴的種類多，可供選擇的范圍廣，宜選擇抗老化、耐寒、耐曬、耐酸堿、不長(zhǎng)苔的產(chǎn)品。其安裝要與水平成一定的向上拋射角(一般為45°左右)，以盡量增大單個(gè)噴嘴的控制范圍。
[0038]( 二)檢測(cè)系統(tǒng)建設(shè)
檢測(cè)系統(tǒng)主要就灰霾影響參量及設(shè)備運(yùn)行控制參量進(jìn)行檢測(cè)。
[0039]影響參量包括風(fēng)力、室外大氣溫度、車流密度及PM濃度值等進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)。首先是風(fēng)力，風(fēng)力的大小直接影響近地空氣灰霾的擴(kuò)散能力，風(fēng)力越大，擴(kuò)散越快，相反，風(fēng)力越小，灰霾對(duì)近地面的污染越嚴(yán)重，一般風(fēng)力小于3級(jí)，城市發(fā)生灰霾污染的概率急升；其次，溫度是另一重要參量，氣溫在(T10°C之間極易引發(fā)灰霾天，溫度低于0°C，大氣中的水汽被凝固，高于10°C，則垂直向大氣交換速度增加，亦不易近在地面大氣中聚集。車流密度是另一重要影響因素，車輛行駛過程中，其尾氣及引起的揚(yáng)塵是大城市灰霾天最大的污染源之一，行駛車輛越多，灰霾濃度越大，須對(duì)其加以實(shí)時(shí)檢測(cè)。PM值是灰霾濃度的綜合值，直接反應(yīng)了地面空氣的污染程度，應(yīng)對(duì)其加強(qiáng)檢測(cè)。對(duì)于風(fēng)力、室外大氣溫度等，可以自行布設(shè)相應(yīng)的設(shè)備系統(tǒng)進(jìn)行檢測(cè)，也可以通過與氣象部門聯(lián)網(wǎng)，獲得實(shí)時(shí)的相關(guān)數(shù)據(jù)資源。對(duì)于車流密度，可以通過道路下方布設(shè)的車流密度檢測(cè)系統(tǒng)，將檢測(cè)到數(shù)據(jù)傳輸?shù)娇刂品治鲋行?，如果交通管理部門有相應(yīng)道路的流量實(shí)時(shí)檢測(cè)值，也可以通過網(wǎng)絡(luò)傳輸至控制中心。PM濃度檢測(cè)可在道路沿線布設(shè)一定量的測(cè)試站點(diǎn)，及時(shí)獲得相應(yīng)數(shù)據(jù)。
[0040]設(shè)備運(yùn)行控制參量主要包括高壓水壓力、高壓氣體壓力、管路流量等。這些參量直接控制噴霧作業(yè)的控制范圍、噴霧作業(yè)量等，可以直接通過相應(yīng)的壓力流量表及傳感器獲得相應(yīng)參數(shù)。
[0041](三)決策控制系統(tǒng)
通過檢測(cè)系統(tǒng)獲得的實(shí)時(shí)參量，如風(fēng)力、溫度、車流密度等數(shù)據(jù)值，進(jìn)入統(tǒng)計(jì)分析系統(tǒng)，在現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，與噴霧量的一些參數(shù)，如噴霧時(shí)間間隔、噴霧流量、壓力等進(jìn)行實(shí)時(shí)偶合計(jì)算，以便尋求最優(yōu)的噴霧作業(yè)參數(shù)，并根據(jù)道路環(huán)境條件的變化，實(shí)時(shí)予以調(diào)整。
[0042]對(duì)于設(shè)備系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)，可通過人工手動(dòng)的方式，予以設(shè)定和啟動(dòng)，也可以借助與計(jì)算機(jī)連接的編程控制器，驅(qū)動(dòng)相應(yīng)水泵、空氣壓力泵及沿線的閥門開啟狀態(tài)。
[0043]檢測(cè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)終端、分析控制系統(tǒng)、及主水、氣壓力泵可建于一處，形成泵房控制分中心，控制區(qū)域范圍內(nèi)的道路及其它重點(diǎn)污染源的灰霾擴(kuò)散。全市的分中心可通過網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，連在一起，形成市級(jí)灰霾控制中心，由市級(jí)中心統(tǒng)一調(diào)度、控制全市的灰霾污染。
[0044]在具體的噴霧消霾除塵作業(yè)上，根據(jù)氣象條件、車流密度等，可采用如下幾種噴霧作業(yè)方式:循環(huán)作業(yè)、同時(shí)作業(yè)、定時(shí)作業(yè)及手動(dòng)控制作業(yè)等多種形式。循環(huán)作業(yè)是指各噴嘴按照設(shè)定程序定時(shí)自動(dòng)工作一段時(shí)間，時(shí)間可調(diào)；同時(shí)作業(yè)是指全市所有噴嘴同時(shí)工作；定時(shí)作業(yè)是指按照程序預(yù)先設(shè)定的時(shí)間自動(dòng)啟動(dòng)和停止噴嘴的工作；手動(dòng)作業(yè)是指手動(dòng)啟停噴嘴工作的方式。由于大城市的范圍較廣，空間跨度大，一般采用自動(dòng)控制的方式。
[0045]對(duì)于具體的噴霧作業(yè)控制，由分析控制系統(tǒng)根據(jù)檢測(cè)參數(shù)，對(duì)噴霧作業(yè)進(jìn)行自動(dòng)調(diào)整。比如對(duì)于車流密度較小的夜間，同時(shí)，溫度較低，地面蒸發(fā)速度相對(duì)較慢，可將一次噴霧作業(yè)的時(shí)長(zhǎng)縮短，且噴霧作業(yè)的時(shí)間間隔加長(zhǎng)，以節(jié)約水電資源的消耗；而對(duì)于早晚交通高峰時(shí)段，系統(tǒng)將自動(dòng)縮短噴霧作業(yè)的時(shí)間間隔，加大每次噴霧量。
[0046](四)防凍處理
在低溫天，當(dāng)大氣溫度接近o°c時(shí)，停止噴霧，或增加適量的無毒防凍劑進(jìn)行噴霧作業(yè)。如果停止噴霧，可對(duì)管路內(nèi)的高壓霧化水通過系統(tǒng)回流至泵房中心的儲(chǔ)水池中，也可通過關(guān)閉高壓水泵，由高壓氣泵作業(yè)，將管路內(nèi)的霧化水吹凈。
[0047](五)【專利附圖】

【附圖說明】
附圖1大城市道路灰霾消除網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)圖 附圖2典型的設(shè)備網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖 附圖3典型道路噴霧管路布置斷面圖
【權(quán)利要求】
1.一種大城市道路灰霾消除的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)與方法，其特征在于:該方法借助并行安裝在城市道路上方及其它重點(diǎn)污染源處的多組固定可控噴霧設(shè)施，其噴射的霧化水降落過程中，裹住尾氣、灰塵，從主要污染源的源頭上清除車行交通等產(chǎn)生的灰霾。
2.如權(quán)利要求1所述的一種大城市道路灰霾高空控制噴霧消除的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)與方法，其特征在于，該系統(tǒng)由檢測(cè)系統(tǒng)、設(shè)備網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、決策控制系統(tǒng)等組成，并沿城市主要道路，特別是主干路、快速路等車流密度高的區(qū)域，或其它重點(diǎn)污染源布置，這樣，所有的設(shè)備網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)通過檢測(cè)控制系統(tǒng)組合在一起，形成城市的灰霾消除網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)與方法。
3.如權(quán)利要求1所述的一種大城市道路灰霾高空控制噴霧消除的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)與方法，其特征在于，該系統(tǒng)具有檢測(cè)系統(tǒng)，可對(duì)溫度、風(fēng)力、車流密度、PM濃度值等進(jìn)行檢測(cè)。
4.如權(quán)利要求1所述的一種大城市道路灰霾高空控制噴霧消除的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)與方法，其特征在于，其具有決策控制系統(tǒng)，在對(duì)檢測(cè)參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)分析的基礎(chǔ)上，形成噴霧控制參數(shù)，并驅(qū)動(dòng)設(shè)備系統(tǒng)運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)噴霧作業(yè)的精準(zhǔn)控制。
5.如權(quán)利要求1所述的一種大城市道路灰霾高空控制噴霧消除的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)與方法，其特征在于，系統(tǒng)由控制中心和分區(qū)控制站構(gòu)成，控制中心指揮協(xié)調(diào)全市灰霾消除作業(yè)，分區(qū)控制站具體執(zhí)行某區(qū)域的具體作業(yè)，主要的供水、氣設(shè)備及檢測(cè)控制設(shè)備布設(shè)于分區(qū)控制站內(nèi)，并驅(qū)動(dòng)控制區(qū) 域管路網(wǎng)絡(luò)執(zhí)行噴霧作業(yè)。
【文檔編號(hào)】E01H3/04GK103898858SQ201410091093
【公開日】2014年7月2日 申請(qǐng)日期:2014年3月13日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月13日
【發(fā)明者】周希圣, 陸建梅, 周明崴 申請(qǐng)人:周希圣