电晕线布置方式对静电旋风除尘器除尘性能影响的研究.doc
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1、电晕线布置方式对静电旋风除尘器除尘性能影响的研究2000年9月第17卷第3期沈阳航空工业学院oumShenyazlgnstltuteofAeronauticalEngineering,电晕线布置方式对静电旋风除尘器除尘性能影响的研究王毒一(沈刖鼽牵L.业学院安全工程系)哝tl摘要本文在对静屯旋风除尘器内部流场及浓度场分析的基础上.提出了电晕线靠近筒壁布置的构想,并通过实验证明,壁面布置方式太大提高了静电力的作用,提高丁除尘性能.明显傥于传统的中心布置电晕线方式,井从理论上给予了分析与探讨.美键词静电旋风除尘器.脒尘效率.电晕线布置方式中图分类号:TM152文献标识码:A0引言静电旋风除尘器是集
2、静电除尘器的高性能及旋风除尘器的结构简单,造价低廉为一身的新型除尘设备.有关它的研究尽管取得了较大的进展,但这项技术还远没被完善,因此有必要对不同结构的旋风除尘器,不同的结构参数进行深人的研究,以求达到最优设计,使之早日能为环保事业做出贡献.本文采用虽为广泛使用的切向折返式旋风除尘器为试验模型,在对旋风除尘器内部流场及粉尘分布的测试结果的基础上,协调电防尘器的结构参数要求,提出了电晕线靠近筒壁布置的构想,并对此模型做了较系统的实验研究,同时与中心布置电晕线方式进行了比较分析,证明沿壁面布置电晕线方式的优越性.1实验装置与测试方法实验装置主体的切向折返式旋风器简体采用2】11n1厚钢板制成,外简
3、直径为400rnm,简体高600ram,切向人口高度为150ram,宽度为100mm.排气管采用聚氯乙烯塑料管,简体顶盖采用6ram厚的电术板,以提高其绝缘性能.电晕极用直径为1mm的钢丝制做,沿壁面布置六根,其布置方式及尺寸参见图1.图l电晕线布置形式及简体结构尺寸示意图cram整个测试系统由以下三个部分组成:(1)发尘和排风系统发尘采用气溶腔振动离心式发尘器.采用收稿日期:19990826作者简介:王志(1973一),男.内蒙,安全工程专业一_滑石粉为粉尘,其密度为2700kg/m3,介电常数为E.=60,分散度用SA-CP2型离心式粒度分布测定仪测定,分散度见表1所示,粉尘沈阳航空工业学
4、院第17卷的质量中位径dd=12m.排风系统采用44211.No.28型离心式通风机.风机风量为4020/h.气压为2040Pa,净化后气体排出室外,本实验人口风速控制在215m/s范围内,通过挡板控制风量.表1粉尘直径姗)质量百分比(%)<22.1258.5S10】471O204282O30261>305.8(2)粉尘的荷电系统采用筒体内悬挂的电晕线电晕放电来完成荷电.所用的直流高压负电源由型号为CGD的尘源控制电源提供,该电源额定电压为100kv,额定电流10mA,高压导线由高压绝缘材料一聚四氯乙烯管包裹.(3)测试系统采用Y一61型倾斜式压差计测定除尘器的阻力.通过测定人口管
5、与出口管处的动压,推算出各管路中的风速.粉尘采样采用等速采样法,采样时间为5分钟.收尘效率采用滤膜称重法,采用TG328A型电光分析天平.2实验结果与分析本实验的目的是为了掌握此种静电旋风除尘器的除尘性能,重点对二种布置方式进行验证与分析.沿壁面电晕线布置方式的伏安特性曲线如图2所示,其起晕电压为10kv,击穿电压为30kV.1二0堪蚪图2电晕线沿壁面布置伏安特性曲线2.1沿壁面布置方法除尘特性21.1总除尘效率与电场电压的关系本实验在保持发尘浓度和人口风速不变的情况下,逐渐将电压由OkV升至25kV,测得每种电压下的除尘效率.然后变换人口风速.重复做四组数据.实验结果如图3,4所示享静餐垂眷
6、碍量电场电l_(kV)图3除尘效率与电压的关系曲线电场电址lkv0图4效率增加与电压的关系图实验结果表明同一风速下,电压升得越高,除尘效率越高,这在低风速情况下尤为明显.这与前面的理分析及国内外学者的实验结论是一致的.电场电压的升高,提高了筒内的电场强度,使达到饱和荷电的粒子数增多,同时也增大了饱和粒子所受的电场力,这样由静电作用引起的分离速度就越大.因此,提高电场电压,将有利于提高静电旋风除尘器的除尘效率.由实验曲线可知,当风速为3.4m/s时,不加电压时效率为72%,施加25kv电压后效率为89.9%,提高了17.9%;当风速为96m/s时,不加电压与施加25kv电压后的效率分别为踟%和8
7、7%,提高了7%.但电场电压不能无限度地提高,它受电晕极与集尘极之间的间距等条件限制,电压过高,则发生击穿,本装置第3期王志:电晕线布置方式对静电旋风除尘器除尘性能影响的研究79的击穿电压为3Okv.另外由实验结果我们可以看出电压为5kV时,针对风速3.4m/s曲线,其效率提高幅度甚微.但当提高为lOkv时.其提高幅度较大.这说明,当电压低压lOkv时,电晕极不能起晕放电或放电的程度太弱,粉尘荷电量小,所受的电场力也很小,静电力作用甚微.当电压大于lOkv时,电晕放电开始,粒子受到的电场力增大,推动粉尘移向筒壁,提高了旋风器的除尘效率.21.2除尘效率与入口风速的关系保持人口浓度不变,施加电压
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