浅析静电旋风除尘器管理论文

时间：2021-08-31

　　根据静电旋风除尘器内三维速度分布的测试结果，分析电晕极的安装对静电旋风除尘器除尘效率和阻力的影响。

　　1静电旋风除尘器的表态除尘效率

　　静电旋风除尘器利用离心力和电场力的共同作用分离粒子。旋风除尘器内安装电晕极（称静电旋风除尘器）但不加电压的运行工况称为静电旋风除尘器的"静态"工况，此时的除尘效率称为静电旋风除尘器的静态除尘效率。为了研究安装电晕极对静电旋风除尘器静电除尘效率的影响，对常规旋风除尘器和静电旋风除尘器两种情况分别进行了各种入口风速下的静电除尘效率实验。常规旋风除尘器选用长筒体型，筒体直径为40mm、入口尺寸为270×110mm，排灰口直径为116mm。排气管直径为200mm，排气管插入深度460mm。在常规旋风除尘器内安装电晕极构成静电旋风除尘器，电晕极由15根直径4mm钢筋构成网状结构并固定在排气管上。实验粉尘为400h目滑石粉，发尘浓度控制在5g/m3左右。

　　2静电旋风除尘器的阻力

　　计算可得静电旋风除尘器的阻力系数ξ2=4.81，常规旋风除尘器的阻力系数ξ1=9.21，则：。即静电旋风除尘器的阻力系数比常规旋风除尘器的阻力系数降低了约47%。因此，靠电晕极的作用，较好的改善了静电旋风除尘器的阻力特性，这与文献[1]的结论是一致的。与常规旋风除尘器相比，静电旋风除尘器是一种低阻力的粒子分离设备，这对于节能具有极为重要的实际意义。

　　综上所述，在常规旋风除尘器内安装电晕极，具有降低阻力和提高静态除尘效率（称为"降阻增效"）的作用，为什么电晕极会对旋风除尘器的阻力和效率有这么大的影响呢？下面将进行分析。

　　3电晕极降阻增效的原因分析

　　切向速度的大小和径向速度分布直接影响颗粒分离的效率，同时轴向速度分影响了粒子在静电旋风除尘器内有效分离区域的停留时间[1]，必然对颗粒的除尘效率产生较大的影响。

　　旋风除尘器流动阻力主要由三部分组成：即进口局部阻力、旋风筒内旋涡流场中的阻力、排气芯管内的流动阻力。

　　可见，静电旋风除尘器的阻力和除尘效率与其内部的流场分布密切相关，要分析电晕极降阻增效的原因，就需要知道静电旋风除尘器内的流场分布。

　　为了研究电晕极安装前后旋风除尘器内三维速度分布的变化规律，分别对旋风除尘器内不安装电晕极（称常规旋风除尘器）和旋风除尘器内安装电晕极（称静电旋风除尘器）两种情况在相同的入口流速下进行了流场测试[2]，流场测试仪器为五孔探针，流场的部分测试结果见图3、图4。图中右侧的.编号为测试断面编号，在除尘器锥体部分及其他一些位置，电晕极比较密集，有的地方五孔探针无法插入，测点适当减少。某些断面在半径的二分之一到三分之一处均无法读取数据（4、5孔的压力不能调到平衡），分析认为由于电晕极对于筒体内流场的扰动，这些位置气流较为紊乱，使4、5孔无法保持压力平衡。

　　4.结论

　　在旋风除尘器内的特定位置上安装电晕极，在不加电压的"静态"条件下，能使静电旋风除尘器的除尘效率提高约6%。原因是：电晕极对旋风除尘器内的流场分布产生了较大影响，在下行流区切向速度较常规旋风除尘器流场的切向速度稍微增大，下行流区是旋风除尘器的主要有效分离区域，除尘效率的高低主要是由下行流区的切向速度的大小决定的。因此，电晕极对下行流区的切向速度产生的影响（下行流区的切向速度增大）有利于提高除尘效率。静电旋风除尘器上、下行流交界面内移，即下行流区变宽，在下行流区，轴向速度的绝对值减小，粉尘粒子在静电旋风除尘器的有效分离区域内的停留时间增加，这对离心力分离粒子是有利的，能够提高除尘效率。

　　静电旋风除尘器内的阻力大大降低，静电旋风除尘器的阻力系数（ξ2=4.81）比常规旋风除尘器的阻力（ξ1=9.21）降低了约47%。主要原因是：电晕极使静电旋风除尘器内整个区域的切向速度分布曲线比常规旋风除尘器内的切向速度分布曲线变得平缓，速度的最大值与平均值都有所降低，减少了旋转动能损失，切向速度梯度减小和径向静压梯度的减小，内摩擦阻力降低，引起静电旋风除尘器阻力的降低。

　　参考文献

　　1张吉光，叶龙，计算粒子在旋风除尘器内平均停留时间的新方法，青岛建筑工程学院学报，1990，11（3）：22～27

　　2张吉光，李华等，静电旋风分离器流场的实验研究，流体机械，2002，（9）

　　3亢燕铭，沈恒根，高效旋风器降阻条件下的流场特征，西安建筑科技大学学报，1997，29（1）：18～21。

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