基于电场能量密度的静电除尘器设计方法技术

本发明专利技术涉及静电除尘器选型方法，具体为基于电场能量密度的静电除尘器设计方法。本发明专利技术方法提出了静电除尘器电场能量密度概念，即：电场能量密度为电场强度和板电流密度的乘积。本方法可以通过电场能量密度指导静电除尘器的电源选型，还可以通过电场能量密度指导静电除尘器各个电场的运行控制，还可以为静电除尘器高密度供电方案提供指导。本发明专利技术方法可以从电气参数、本体参数方面对静电除尘器进行设计，特别的强化一电场的除尘效率，可以减少后面所有电场的电场能量密度的供给，满足高效、节能的需求。节能的需求。节能的需求。

【技术实现步骤摘要】
基于电场能量密度的静电除尘器设计方法


[0001]本专利技术涉及静电除尘器选型方法，具体为基于电场能量密度的静电除尘器设计方法。

技术介绍

[0002]静电除尘器以其高效、稳定的收尘效果，在燃煤电厂烟尘治理和烟尘超低排放控制上有着不可或缺的重要作用。静电除尘器静电除尘的工作原理是利用粉尘在电场中荷电并在电场力作用下向除尘电极沉积，电除尘主要涉及到如下四大物理过程：
[0003]1)负极性高电压放电、烟气电离、产生负离子；
[0004]2)粉尘在电场和空间负离子的作用下被荷电；
[0005]3)带电粉尘在电场力和离子风的作用下被收集到阳极板；
[0006]4)被收集到阳极板的粉尘在振打作用下收集于灰斗。
[0007]上述四个过程中的任何一个没有达到设计要求都可能导致电除尘的高排放。
[0008]电力行业的静电除尘器主要是根据20世纪60年代提出的修正Deutsch公式开展静电除尘器的选型，国内电除尘的设计和选型仍延续此方法至今。
[0009]修正Deutsch公式为：
[0010]式中：ω
k
：粉尘的有效驱进速度，cm/s；
[0011]k：经验系数(k≈0.5)；
[0012]S：电除尘的比集尘面积，m2/m3/s，被定义如下A：电除尘的总收尘阳极板面积，m2；Q：电除尘待处理的烟气流量，m3/s。
[0013]根据传统的选型和设计原理，电除尘的排放与电除尘入口粉尘浓度、粉尘驱进速度、电除尘比集尘面积有关，比集尘面积愈大、驱进速度愈大除尘效率愈高。在烟气风量一定下，要提高电除尘效率，必须增加收尘阳极板面积以增大比集尘面积。另外粉尘驱进速度是半经验性的，不同煤种及锅炉具有不同的取值范围。电除尘企业也根据煤的特性建议了粉尘驱进速度与煤中硫、钠等含量相关的数据库。电除尘设计和制造首先是通过选取粉尘驱进速度再根据方程式推出电除尘比集成面积和除尘效率。然而从电除尘的应用看，即使在相同煤种和同样锅炉下，采用不同的高压电源技术或不同的本体结构设计，电除尘有不同的除尘效率，传统的电除尘选型方法无法对不同电源类型(工频、高频、三相、脉冲)和本体结构设计(如：小电场、小分区)给出合理的设计和改造方案。在新的电除尘技术和超低排放指标要求的情况下，根据驱进速度开展电除尘设计和选型偏差比较大。修正Deutsch公式无法给出合理的设计方案。
[0014]在传统的Deutsch公式中，关于电气的参数只有趋进速度(即电场强度)、本体的参数只有比集尘面积。而在实际应用中，要想实现高效除尘，电气部分需要同时考虑电场强度和板电流密度；本体部分，在相同比集尘面积的情况下，电场数量的不同收尘效率也有很大的不同。

技术实现思路

[0015]本专利技术针对现有的静电除尘器选型公式无法对静电除尘器进行有效设计的问题，提出了基于电场能量密度的静电除尘器设计方法。
[0016]本专利技术是采用如下的技术方案实现的：基于电场能量密度的静电除尘器设计方法，该方法所基于的电场能量密度为电场强度和板电流密度的乘积，ω＝E
·
J，式中：ω：电场能量密度，E：电场强度，J：板电流密度；静电除尘器的电源按电压值从大到小分为m个等级，第一等级电源的电压为D1，第二等级电源的电压为D2，第三等级电源的电压为D3，依次类推，第m等级电源的电压为Dm，第一等级电源所对应的电场强度E1＝D1/Da，Da为异极距，第一等级电源所对应的电场能量密度ω1＝D1/Da
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J1，J1为第一等级电源所对应的板电流密度，第二等级电源所对应的电场强度E2＝D2/Da，第二等级电源所对应的电场能量密度ω2＝D2/Da
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J2，J2为第二等级电源所对应的板电流密度，第三等级电源所对应的电场强度E3＝D3/Da，第三等级电源所对应的电场能量密度ω3＝D3/Da
·
J3，J3为第三等级电源所对应的板电流密度，依次类推，第m等级电源所对应的电场强度Em＝Dm/Da，第m等级电源所对应的电场能量密度ωm＝Dm/Da
·
Jm，Jm为第m等级电源所对应的板电流密度；以第一等级电源所对应的电场能量密度ω1为标准，静电除尘器若采用第二等级电源，想要达到与采用第一等级电源后同样的收尘效果，令ω2＝ω1，则D1/Da
·
J1＝D2/Da
·
J2，J2＝D1
·
J1/D2；静电除尘器若采用第三等级电源，想要达到与采用第一等级电源后同样的收尘效果，令ω3＝ω1，则D1/Da
·
J1＝D3/Da
·
J3，J3＝D1
·
J1/D3；依次类推，静电除尘器若采用第m等级电源，想要达到与采用第一等级电源后同样的收尘效果，令ωm＝ω1，则D1/Da
·
J1＝Dm/Da
·
Jm，Jm＝D1
·
J1/Dm。
[0017]上述的基于电场能量密度的静电除尘器设计方法，静电除尘器有n个电场，各个电场的电场能量密度用电场能量密度除以电场序号得出，一电场的电场能量密度为ω，则二电场的电场能量密度为ω/2、三电场的电场能量密度为ω/3、四电场的电场能量密度为ω/4、五电场的电场能量密度为ω/5,依次类推，n电场的电场能量密度为ω/n。
[0018]上述的基于电场能量密度的静电除尘器设计方法，静电除尘器在电源选定的情况下，通过增加板电流密度增加电场能量密度。
[0019]本专利技术方法可以从电气参数(即电场强度、板电流密度)、本体参数(小电场、小分区)方面对静电除尘器进行设计，特别的强化一电场的除尘效率，可以减少后面所有电场的电场能量密度的供给，满足高效、节能的需求。
附图说明
[0020]图1为本专利技术应用前景二中各电场控制效果图。
具体实施方式
[0021]本专利技术提出了静电除尘器电场能量密度概念，即：电场能量密度为电场强度和板电流密度的乘积。
[0022]ω＝E
·
J
[0023]式中：ω：电场能量密度，KVA/m3；
[0024]E：电场强度，KV/cm；
[0025]J：板电流密度，mA/m2[0026]从ω＝E
·
J的单位KVA/m3可以看出电场能量密度反映的是作用在电场空间内的电源能量数值，电场能量密度将电场的电气特性和电场的本体特性集合在一起，电场能量密度越高，收尘效果越好。
[0027]静电除尘器的电源按电压值从大到小分为m个等级，第一等级电源的电压为D1，第二等级电源的电压为D2，第三等级电源的电压为D3，依次类推，第m等级电源的电压为Dm，第一等级电源所对应的电场强度E1＝D1/Da，Da为异极距，第一等级电源所对应的电场能量密度ω1＝D1/Da
·
J1，J1为第一等级电源所对应的板电流密度，第二等级电源所对应的电场强度E2＝D2/Da，第二等级电源所对应的电场能本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1. 基于电场能量密度的静电除尘器设计方法，其特征在于：该方法所基于的电场能量密度为电场强度和板电流密度的乘积，ω=E
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J，式中：ω：电场能量密度，E：电场强度，J：板电流密度；静电除尘器的电源按电压值从大到小分为m个等级，第一等级电源的电压为D1，第二等级电源的电压为D2，第三等级电源的电压为D3，依次类推，第m等级电源的电压为Dm； 第一等级电源所对应的电场强度E1= D1/ Da，Da为异极距，第一等级电源所对应的电场能量密度ω1= D1/ Da
ꢀ•
J1，J1为第一等级电源所对应的板电流密度，第二等级电源所对应的电场强度E2= D2/ Da，第二等级电源所对应的电场能量密度ω2= D2/ Da
ꢀ•
J2，J2为第二等级电源所对应的板电流密度，第三等级电源所对应的电场强度E3= D3/ Da，第三等级电源所对应的电场能量密度ω3= D3/ Da
ꢀ•
J3，J3为第三等级电源所对应的板电流密度，依次类推，第m等级电源所对应的电场强度Em= Dm/ Da，第m等级电源所对应的电场能量密度ωm= Dm/ Da
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Jm，Jm为第m等级电源所对应的板电流密度；以第一等级电源所对应的电场能量密度ω1为标准，静电除尘器若采用第二等级电源，想要达到与采用第一...

【专利技术属性】
技术研发人员：王兴飞，梁潇，张福增，李逢茂，郭靖，王扬，
申请(专利权)人：太原风鼎科技有限公司，
类型：发明
国别省市：