靜電旋風除塵器性能的研究

李永超（河南安陽鋼鐵集團有限責任公司設計院,河南　安陽　455004）

靜電旋風除塵器性能的研究

李永超
（河南安陽鋼鐵集團有限責任公司設計院,河南安陽455004）

靜電分離和離心分離作用是影響經典旋風除塵器性能的主要原因，因此在研究中通過對靜電分離和離心分離作用的分析，并建立修正的平衡軌道模型．利用該半經驗模型來說明。對靜電旋風除塵器利用所建立的除塵實驗裝置對其性能展開了系統性的實驗研究后，對除塵性能的參數展開分析，分析內容包含了入口風速、工作電壓、電暈極形式、粉塵濃度、粉塵比電阻等情況。

旋風除塵器；性能；研究；靜電

旋風除塵器被常運用于各類中小型的燃煤鍋爐中，主要的工作原理是：開始工作后，將除塵器中的含塵煙氣流的轉變為封閉的渦旋煙氣流，并通過這個過程所產生的離心力將灰粒從煙氣中進行有效地分離。隨著我國的工業逐漸發展，環境保護受到了重視，工業中煙塵排放標準被提高，大氣中可吸入顆粒物的排放也受到了嚴格的控制。醉原始的旋風除塵器無法達到目前的煙塵排放要求。現在則需要一類能集高性能、結構簡單、造價低廉為一身的新型除塵設備，而靜電旋風除塵器則正好滿足了目前對除塵器的需求，還具有較高的實用價值。本文則對靜電旋風除塵器性能展開研究。

1　旋風除塵器的實驗裝置與測試方法

實驗裝置主體的切向折返式旋風器筒體的材料為2mm厚鋼板，外筒的直徑為400mm，筒體高600mm，設置一個高為150mm，寬為100mm的入向切口。將聚氯乙烯塑料作為排氣管的主要材料，為了提高除塵器的絕緣性能，需要在頂蓋設計一個厚度為6mm的電木板。沿著壁面設置6根直徑為1mm的鋼絲電暈極。整個測試系統包括了發塵和排風系統、測試系統、粉塵的荷電系統。

發塵和排風系統：通過氣溶膠振動離心式發塵器進行發塵。采用滑石粉作為粉塵，其密度為2700kg/m3，介電常數為6.0；分散度用SA-CP2型離心式粒度分布測定儀測定。排風系統采用離心式通風機，將風量設置為4020m3/h，氣壓設置為2354Pa，在凈化后將氣體排出到室外，在本次研究中通過擋板控制風量將入口風速控制在2-15m/s范圍。

測試系統：在車頂除塵器的阻力時，采用傾斜式壓差計測定。在推算各管路中的風速時，以對入口管與出口管處的動壓的測定結果作為推算的根據，運用等速采樣法對粉塵采樣展開測定，采樣時間設定為5min，分級效率根據進口及出口中的粉塵分布來計算。

粉塵的荷電系統：荷電由筒體內懸掛的電暈線電暈放電來完成。塵源控制電源提供所有的直流高壓電源，該電源的額定電壓為100kv,額定電流設立為10mA。

2　旋風除塵器的實驗結果與分析

本次研究的主要目的是對靜電旋風除塵器的除塵性能進行完全的掌握，通過實驗對性能的主要操作因素做出測定，并找出其最佳的工況參數。此種電暈線布置的伏安特性曲線其起暈電壓為10kv，擊穿電壓設置為30kv。

除塵效率與電場電壓的關系：在保持發塵濃度和入口風速不變的情況下，將電壓逐漸從0kV慢慢升高到25kV，并檢測每類電壓的除塵效率。接著變換入口風速，根據實驗結果我們可以看出在同一風速下，電壓升得越高，除塵效率越好。隨著電場電壓的升高，也提高了筒內的電場強度，這就可以逐漸增加飽和荷電的粒子數并加大了飽和粒子而承受的電場力，通過這個由靜電作用引起的分離速度則越來越大。所以，在提高電場電壓時，對提高靜電旋風除塵器的除塵效率有很大的意義。

除塵效率與入口風速的關系：將入口濃度與施加電壓保持不變，逐漸開始增大入口的風速。在不加高壓電場的時候，經典旋風除塵器的除塵效率特性和普通除塵器無差別，并會隨著風速的加大而提高除塵的效率。在施加高壓后，除塵效率會隨風速增大而小幅度降低，在整個風速范圍內保持著較高的除塵效率。因此這種具有較高的負荷波動適靜電旋風器在對靜電旋風除塵器施加一定電壓后，無法充分發揮電場力的作用，并因為風速的增大。限制了除塵效率的提高。

除塵效率與粉塵入口濃度的關系：一般來說，粉塵濃度所帶來的影響較小，而在此時當入口濃度增大時，會提高除塵的效率，同時因為濃度得到了提高，就會增加粉塵間接觸和碰撞的機會，然后隨著作用加強就會出現粒子的梯度凝并與電場凝的情況，并且還會使微小粒子凝聚成大粒徑粉塵，捕集變得更加方面，除塵器的除塵效率也就得到了有效提高。

靜電旋風除塵器分級效率的分析：普通的除塵器普及性能和總效率有直接的關系。在粉塵密度一定的條件下，除塵效率的高低是和顆粒大小的分散度有直接的聯系的。粒徑大可以增高除塵的效率，但是單用除塵效率來分析除塵器的分離性能是不夠不夠全面的。在本次實驗過程中，有效分析了靜電旋風器的分級效率則可了解到微細粉塵的捕集能力。在試驗中，對其加電后，顯著提高了分級效率。由此可以看出，靜電旋風除塵器相比普通的除塵器可以普及到細微粉塵。

3　結束語

靜電旋風除塵器作為一種新型的除塵設備能夠有效提升除塵的效率，在此同時也不會增加系統的阻力，是一種具有較高實用價值的工具。并且通過實驗我們也可以看出運作的風速越低，除塵效率就會越好，在氣體符合變動的情況下也能保持較高的除塵效率。且靜電旋風除塵器對高、低比電阻粉塵具有良好的適應能力。

[1]熊正明,李濟吾,蔡偉建等.供電方式對電旋風除塵器除塵性能影響的研究[C].中原工學院學報,2003增刊.2003:62-64.

[2]汪軍,杜暉,徐開義等.利用高壓靜電技術改進旋風除塵器性能的研究[J].上海理工大學學報,2003,25(1):8-12.

[3]王偉文,王立新,李建隆等.環流式旋風除塵器的性能[J].天津大學學報,2004,37(03):207-211.

[4]杜暉,汪軍,徐開義等.靜電旋風除塵器性能的研究[J].上海理工大學學報,2003,25(03):241-246.