摘要
在国家鼓励大力发展清洁能源的背景下，生物质成型燃料的市场需求不断扩大，
生产成型燃料的企业数量也不断增加。生物质成型厂房数量也随之增多。但生物质
成型厂房内的粉尘颗粒污染，不仅会危害现场工作人员的健康，而且室内粉尘达到
一定浓度时还有爆炸的风险。如何在低能耗下，控制厂房室内整体和局部关键区域
的颗粒物浓度，来降低厂房爆炸风险以及改善室内工作环境，是生物质成型行业亟
待解决的问题。本文提出了颗粒物的瞬时空间平均浓度和时空平均浓度通风效果评
价指标，运用实测与模拟相结合以及情景分析的方法，对厂房实测工况、不同流通
模式、不同排风口位置的自然通风下颗粒物扩散与分布进行分析，为生物质成型厂
房通风设计提供一定的参考依据。
首先，对生物质成型厂房的实际工况进行测量，从实测结果分析发现：厂房内
工作区呼吸高度处PM2.5和PM10主要是成型设备运行过程中产生的，且具有较强
的气流跟随性，浓度都超出了健康水平。根据实际厂房建立室内流体与颗粒扩散仿
真的数值模型，将其应用于对实测工况的模拟，将模拟与实测结果对比分析，验证
了数值模型的可靠性，同时推导确定了实测过程中成型机顶部泄压口（尘源）PM2.5
-7
5.210kg/s
的平均散发强度为×。
其次，采用已建立的数值模型研究了全开（A）、直通（B）和右短路（C）流
通模式对厂房室内颗粒控制效果的影响。结果表明：右短路的C模式气流最稳定，
最有利于室内颗粒物的稀释和排出。在这种模式下，呼吸高度上的涡流数量和大小
63%77%50%
约为全开、直通和实测通风模式的、、。右短路模式和直通模式室内
颗粒物扩散区域仅限于厂房西侧，而很少扩散到储料区，全开模式室内颗粒物分布
范围最广。比较整个模拟时段内颗粒物的时空平均浓度，三种气流通风模式与实测
85%53%30%63%61%
工况的比率为：整个室内空间为、、，成型机操作区为、、
54%46%7%0%
，储料区为、、。
最后，在右短路气流模式基础上，采用已建立的数值模型研究了排风口位置不
同的C1和C2模式对室内颗粒物的控制效果影响。研究结果表明：C1和C2模式
下，含尘气流的扩散区域主要限制在厂房西南区（X7m，Y6m），该区域绕开了
操作区，有效降低了成型机操作区局部颗粒物的浓度。C1和C2模式的室内颗粒物
浓度会随着进口风速的增加而降低。设备开机600s后，两种模式下进口风速为2.0m/s
I
与0.5m/s室内瞬时空间颗粒物平均浓度比率为：操作区为9%和11%，室内整体为
24%37%
和。四种风量工况下，各模式与实测工况在整个模拟时段内的颗粒物时空
C122%~70%C235%~73%
平均浓度比率：整个室内空间在区间，在区间；操作区
C1在19%~63%区间，C2在46%~86%区间。各模式与C模式的颗粒物时空平均浓
度比率：整个室内空间C1在67%~100%区间，C2在54%~89%；操作区C1在
40%~73%C228%~42%
区间，在区间。
关键词：自然通风；颗粒物浓度；数值模拟；流通模式；排风口位置
II
ABSTRACT
Underthebackgroundofthestateencouragingthevigorousdevelopmentofcle