静电旋风除尘器的静表态性能.doc

静电旋风除尘器的静表态性能.doc静电旋风除尘器的静表态性能
摘要根据静电旋风除尘器内三维速度分布的测试结果,分析了电晕极的安装对静电旋风除尘器除尘效率和阻力的影响。在特定的位置上安装电晕极能使旋风除尘器内的速度分布更有利于提高离心力的的分离作用,通过测试可知,在安装电晕极但不加电压(称"静态")的条件下,能使旋风除尘器的除尘效率提高约5%~6%,同时,由于安装了电晕极,改善了旋风分离内的速度分布,使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(ξ1=)比常规旋风除尘器的阻力系数(ξ2=)降低了47%。
关键词静电旋风除尘器除尘效率阻力电晕极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116 mm。排气管直径为200 mm,排气管插入深度460 mm。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4 mm钢筋构成X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。测试结果见图1所示。

图1 旋风除尘器入口风速与除尘效率的关系

由图1可知,常规旋风除尘器安装电晕极后除尘效率明显提高,除尘效率的变化规律与常规旋风除尘器除尘效率的变化规律相同,即先随着入口风速的增加而增加,至一最佳运行工况后,除尘效率又有所降低。常规旋风除尘器最佳运行工况在入口风速V=17m/s左右,此时,其总除尘效率达到了80%;而安装电晕极以后,静电旋风除尘器的静态最佳运行工况约在入口风速V=20 m/s左右,静态总除尘效率达到约85%,%左右。这说明仅仅安装电晕极而不加电压,就能使旋风除尘器的除尘效率明显提高电晕极。在旋风除尘器内具有提高效率的作用。

2 静电旋风除尘器的阻力

由上述可知,电晕极在旋风除尘器内具有提高效率的作用,通过实验发现,电晕极在旋风除尘器内也具有降低阻力的作用,常规旋风除尘器与静电旋风除尘器的阻力比较见图2。

图2 常规旋风除尘器和静电旋风除尘器的阻力比较

计算可得静电旋风除尘器的阻力系数ξ2=,常规旋风除尘器的阻力系数ξ1=,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