静电除尘器飞灰颗粒除尘特性的数值研究

针对350 MW超临界热电机组静电除尘飞灰颗粒除尘系统,基于FLUENT软件,采用κ-ε双方程湍流模型,三维数值研究飞灰颗粒的除尘特性。研究了粉尘比电阻、颗粒粒径、流速以及电压对静电除尘器除尘效率的影响规律。研究结果表明:除尘器飞灰颗粒收尘效率随比电阻的增大而减小;放电电压、颗粒粒径和烟气流速对静电除尘器的影响很明显。收尘效率随放电电压提高而增大;颗粒粒径越大,收尘效率越高;降低烟气流速,提高颗粒物的收尘效率。研究结果可为电站飞灰粉尘超净排放技术改善提供依据和方法。     

电极结构对电流体运动的影响

为了研究电极结构的变化对除尘器中电晕放电产生的二次流与主流一次流耦合后形成的流场以及电场分布的影响，设计了线-传统板与2种不同结构的线-开孔板极配方式.在建立电晕放电和流场的多物理场耦合数值模型的基础上，利用COMSOL软件模拟研究了3种不同极配方式下的电除尘器通道内的电场与流场特征.模拟结果表明：电极结构对除尘器内部近板电场及流场分布影响较大.新型开孔板的近板电场强度高于传统板，随着入口流速的增大，离子风对除尘器通道内流场的扰动逐渐减小.结果同时表明孔结构能有效降低近收尘极板流速，在入口流速为0.5 m/s时，新型开孔板近板风速相比传统板分别降低了14.58%和15.62%,入口流速为1.0 m/s时，近板流速分别降低了19.94%和20.20%.这一结果表明新型开孔结构能有效减小收尘极板附近流速，减少二次扬尘，提高除尘效率.     

用电除尘器收集低比电阻粉尘的研究

为了解决用电除尘器收集低比电阻粉尘的问题,提出用导电涂料涂敷ESP极板,使极板表面形成具有一定比电阻的涂层.讨论了普通极板和涂层极板的放电特性,分析表明,只要涂层比电阻在105Ω.cm<ρc<109Ω.cm范围内,即可用以收集低比电阻粉尘.推导出了涂层比电阻计算公式,可精确计算导电粉体在涂料中的掺入比例.利用电除尘器模型对极板有、无涂层时的收尘性能进行了实验对比,结果表明,用电除尘器收集低比电阻粉尘时,极板有涂层时的收尘效率显著高于极板无涂层时的收尘效率.     

立式方筒静电脱雾除尘器对微细粉尘除尘性能实验

为了验证立式方筒静电脱雾除尘器对微细粉尘的净化效果,按照工程实际应用要求的规格尺寸,组建了一套单筒脱雾除尘器试验测试系统.在实验系统上分别测试了电场风速、极间电压、电场长度、粉尘质量浓度等因素对模拟烟气中微细粉尘的除尘效果的影响.测试结果表明,在电场风速为2.6 m·s-1,极间电压60 k V,电场长度6 m条件下,立式方筒静电脱雾除尘器对烟气中质量浓度低至50 mg·m-3的粉尘表现出96.66%的除尘效率;并且,对粒径≤2μm的粉尘颗粒仍然具有93%的除尘效率.     

高速载气及离子风对粉尘粒子预荷电的影响

采用线板式电晕放电结构,对通过放电通道的高速粉尘粒子载气实施电离,使粉尘预荷电后,迅速流向电收尘器的收集区.结果表明,离子风速对粉尘预荷电影响甚微,而决定于电场强度和载气速度的大小,所以预荷电区置于高流速的通风管道内,不仅有利于提高预荷电效率,还可以减小除尘器的体积,降低除尘器的能耗及运行费用.     

逆流荷电双区ESP改善高比电阻粉尘除尘效果

为了改善ESP对含高比电阻粉尘烟气的除尘效果,对比测定了常规单、双区及逆流荷电双区三种静电除尘器模型在净化分别含有正常或高比电阻粉尘气体时的U-I特性和除尘效率.常规单、双区ESP在净化含高比电阻粉尘气体的过程中,当极间电压升高至50 kV时,收尘电场发生反电晕,且除尘效率开始下降;而逆流荷电双区ESP净化含高比电阻粉尘气体与净化含有正常比电阻粉尘的U-I特性曲线并无明显差异,两种粉尘的净化效率与极间电压之间的关系曲线也呈相同的变化态势.研究结果证实,对于净化含有高比电阻粉尘烟气,新型ESP可以避免发生反电晕,有效改善除尘效果.     

泛比电阻电除尘器极间场强分析

泛比电阻电除尘器是一种具有辅助电极和交错平板收尘极的新型电除尘器，它对高比电阻粉尘及低比电阻粉尘均具有较高的收集效率。本文对其极间场强进行了理论分析，导出了电场强度分布式，并与普通线．板式极间场强进行了比较，结果表明，泛比电阻电除尘器的收尘场强较普通的线-板式电除尘器高，且更均匀，从而提高了对泛比电阻粉尘的收集效率。     

线板极配湿式电除尘器电晕放电及收尘性能试验研究

极配形式作为电除尘器的核心组成部分,对电晕放电有非常重要的影响,并且影响着电除尘器的收尘效率。本文研究了极配形式为RS二刺芒刺线配480C型板时,电场风速和喷嘴压力对湿式电除尘器电晕放电特性的影响,并进行了收尘试验。结果表明:在相同的试验条件下,随着电场风速的增大,伏安特性曲线有向下偏移的趋势,但是起晕电压和火花放电电压变化不大;相同电场风速下,增加湿式电除尘器的喷水量,其伏安特性曲线向上偏移,而其火花放电电压比不喷水时要低很多。以粉煤灰为尘源进行收尘试验,当电场风速为1.0 m/s,喷嘴压力为0.3 MPa时,湿式电除尘器对粉煤灰中微细颗粒物去除效率可达到90%以上。     

ESP电场中高质量浓度区粉尘气流的强制收集技术

针对目前电除尘器实际收尘效率偏低的问题,探讨了提高电除尘器收尘效率的相关措施.通过电场粉尘传输模型的数学解析和断面质量浓度实测,表明电场中粉尘分布存在质量浓度梯度,愈靠近极板质量浓度愈高.在电除尘器收尘极板末端用吸风口强制收集高质量浓度粉尘气流,对强制收集的高质量浓度粉尘气流采用高效布袋处理或循环至入口进行二级处理,可以显著降低电除尘器出口粉尘排放量.同时强制吸风可以显著改善由于振打清灰造成的粉尘二次飞扬.对等速吸风口流函数的分析,揭示出吸风高度与收尘效率之间的数学关系.     

脉冲电晕放电多种污染物协同脱除的研究

脉冲电晕放电电凝并结合直流收尘不仅能够有效提高对亚微米颗粒的捕集效率,而且对烟气中其他污染物也有脱除效果.通过小型试验平台的大量实验,研究了脉冲峰值电压、脉冲频率、停留时间和初始粉尘浓度对燃煤飞灰中亚微米颗粒脱除效率的影响;脉冲峰值电压、脉冲频率、烟气速度和水蒸气体积分数对SO2,NO,HgO的氧化效率的影响.结果表明:PM1,SO2,NO和HgO的协同脱除效率可以分别达到90%,97%,50%和50%以上.通过小型试验台的成功经验,进而设计并建立了中试试验平台.     

ESP电场粉尘非稳态收集过程数值仿真

基于ESP电场荷电粒子非稳态收集理论,得出非稳态收集过程中驱进速度的计算方法.根据紊流传质原理,推导出紊流掺混系数的表达式,并且针对收尘极板表面存在层流边层的事实提出新的极板处边界条件.对于粉尘非稳态收集过程的二维粒子输运方程,采用有限差分方法,运用逐次超松弛迭代法构造静电除尘输运方程的差分格式,利用Matlab仿真语言进行数值仿真,得到静电除尘器电场非稳态粉尘收集过程中不同时刻粉尘粒子的质量浓度分布规律,并根据断面质量浓度分布得出分级效率.对模型不同断面的粉尘质量浓度的实测结果与模拟结果进行比较,二者吻合较好.基于非稳态收集过程的数值模拟得到的收集效率比传统理论计算结果更加准确.     

微细电火花加工脉冲电源及其脉冲控制技术

为了提高微细电火花加工效率,通过分析微细电火花加工特点,改进了主放电回路,设计了一种基于现场可编程门阵列（FPGA）的微细电火花加工脉冲电源.该电源集成了放电状态检测功能,能够判断每一个脉冲的放电状态,并及时切断有害脉冲.设计了应用于微细电火花加工的清扫脉冲回路,可在极间加载高能量窄脉宽的清扫脉冲,以清除积聚在极间的加工屑.利用该电源在桌面式微细电火花加工机床上进行了微细深孔加工实验和微细孔极限加工实验,取得了较好的加工效果.     

烟尘在交变电场中的电凝并收集

为有效地收集微细粉尘,提出一种具有双区电极布置形式的电凝并除尘装置。其特点是在交变电场中同时实现尘粒的荷电与凝并。通过分析多分散性粉尘粒度随凝并时间变化规律,给出异极性行电粉尘在交变电场中的凝并除尘效率的近似计算式。试验研究结果表明;所提出的双区电凝并除尘尽优于现有的三区电凝并除尘器和普通静电除尘器。     

双极芒刺电除尘器与单极电除尘器场强分布对比研究

为提高微细高比电阻粉尘的收集效率,提出能同时产生正、负两种极性放电的双极芒刺电除尘器。为分析双极芒刺电除尘器的性能,基于高斯模式和叠加原理建立双极芒刺电除尘器的电场分布理论式。通过与单极芒刺电除尘器和线-板式电除尘器电场的对比分析表明,双极芒刺电除尘器电极间具有更高的电场强度。     

粉尘粒子在多段冲击式静电除尘器中的运动与沉降

本文对粉尘粒子在多段冲击式静电除尘器中的沉降机理进行了研究。在分析气流绕收集极流动的基础上,得出了粉尘粒子运动和沉降的规律,并给出了各种条件下多段冲击式静电除尘器收集效率的计算公式。     

交变电场频率对荷电微细粉尘凝并影响的实验研究

高流场中气体粒子动量大,有助于提高其输运项和等离子体浓度,使高流场中微细粉尘凝并成为可行.为此进行高流场中交变电场频率对微细粉尘凝并的实验研究.结果表明:凝并电场强度峰值为590 V/cm,频率在80-100 Hz时,0.3～0.5μm范围内的粉尘粒数占有率降低25%左右;大于1μm范围的粉尘粒数占有率提高35%左右.从实验数据可知,高流场中微细烟尘凝并最佳频率为80～100 Hz.本实验研究结果表明,在不增加电除尘器的体积和不改变其原有运行参数的条件下进行电凝并收尘,有望解决电除尘器对微细粉尘捕集效率低的问题.     

抗结露多机理除尘器

目前,除尘器技术已较为成熟,但也都存在一定的问题。旋风除尘器结构虽然简单,但除尘效率不理想;袋滤式除尘器除尘效率虽高,但容易堵塞,清灰困难,维修费用大;静电除尘器由于除尘效率高,对微细的粉尘容易捕集,且受气体和粉尘的性状影响很小,使用也越来越广泛,但容易结露爬电,产生击穿现象和电晕封闭现象。本产品是针对以上存在的问题及在已有产品的基础上,收集大量的资料,征求生产者和使用者的大量意见,精心设计而成。     

DLCC型电滤筒除尘器

目前,干式高效除尘器多为各类袋式除尘器和静电除尘器,收尘效率高,全面效率达99.5％,广泛应用于各种工业领域,取得了良好的效果。但二者均有其固有的缺点。袋式除尘器设备阻力较大,能量消耗较多,对处理含湿量较大的气体有一定的困难,粉尘粘袋难以清灰。此外,布袋寿命短,半年到一年时间即需更换,工作量大,维护费用高,普通静电除尘器钢材消     

电除尘器离子浓度的分布

在静电除尘器中,粒子的荷电模型已经确立,电场和其中的离子浓度影响着粉尘的运动、荷电和沉降.实验利用线板式电除尘模型的一个通道,改变施加在电晕极线的电压值和测量点的位置,利用离子浓度测试仪测量收尘极板处离子的浓度,并对离子浓度的分布进行研究,发现当电压升到25 kV以后,离子浓度上升趋势趋于平缓,离子浓度在1013 m-3的数量级.在相同的电压下,收尘极板上正对电晕线A点的离子浓度都是最大的,离子浓度随距A点距离的增大而减小.     

一种自激式水幕除尘器改进试验

为进一步改进自激式水幕除尘器的除尘效果,提高除尘效率,对ZSL20自激式水幕除尘器的主要部件-节流板的长度做了改进试验。试验结果表明ZSL20自激式水幕除尘器在开度60 mm、70 mm、80 mm时,开度60 mm除尘效率最高,推论出适当地减小节流板开度可以提高除尘效。同时得出ZSL20自激式水幕除尘器对不同粉尘的除尘效率不同这一结论。