[发明专利]一种用高压脉冲供电的电除尘装置及其设计方法

摘要

本发明公开了一种用于高压脉冲供电的电除尘装置，包括绝缘外壳，外壳的两端分别固接有均与外壳贯通的进气口和出气口，外壳的上部设置有集尘极供电接线端子和电晕极供电接线端子，外壳的下部安装有灰斗，外壳内安装有集尘极单元和电晕极单元。本发明还公开了上述电除尘装置的实现方法。本发明解决了现有集尘极以及电晕极等电除尘结构盲目组合参数随意设计的问题。

主权项

1.一种用高压脉冲供电的电除尘装置的设计方法，其特征在于，具体为：步骤1：检测被除尘环境的参量电晕极板表面的粗糙系数f、环境温度T₀，单位为K、粉尘温度T，单位为K、标准大气压P₀，单位为Pa、烟尘气压P，单位为Pa、烟气体积流量q_V，单位为m³/s、气体的荷质比单位为C/kg、需要除去粉尘最小颗粒直径D，单位为m；步骤2：设计进气口(1)的宽度h进气口(1)的外端套在烟囱的出气口上，进气口(1)外端的尺寸按照烟囱的尺寸进行设计，进气口(1)的另一端与外壳(2)连接，其宽度h为烟囱口径的2倍；步骤3：根据收尘效率η与电晕极板到集尘极板的距离d的关系，设计电晕极板到集尘极板的距离d，收尘效率η与电晕极板到集尘极板的距离d的关系为：其中，k_c为库宁汉滑动修正系数，ε₀为真空介电常数，ε₀＝8.85×10^‑12C/V·m；ε_r为粉尘颗粒的相对介电常数，ε_r＝32.6；D为需要除去粉尘最小颗粒直径，单位为m；L为除尘极板的长度，是一个常量，单位为m；E_r为电晕极板边沿的电场强度，单位为V/m；d为电晕极板到集尘极板的距离，单位为m；μ为气体动力黏度，μ＝14.932μPa·s；v₀为气体的流速，是一个常量，单位为m/s；ω为粉尘颗粒驱向集尘极的速度，单位为cm/s；δ为相对空气密度，为常数；q_V为烟气体积流量，单位为m³/s；A为集尘极板的面积，单位为m²：A＝hLh为进气口(1)的宽度，单位为m；步骤4：设计电晕极板到电晕极板的距离w：w＝(0.6d+75)×10^‑3其中，d为电晕极板到集尘极板的距离，单位为m；步骤5：粉尘的运动速度v₀：其中，q_V为烟气体积流量，单位为m³/s；h为进气口的宽度，单位为m；d为电晕极板到集尘极板的距离，单位为m；步骤6：集尘极板的厚度b_p根据除尘装置功率大小进行设计：如果除尘装置功率小于等于5kW，集尘极板的厚度为1mm；如果除尘装置功率大于5kW，小于等于6kW，集尘极板的厚度为1.5mm；如果除尘装置功率大于6kW，小于等于12kW，集尘极板的厚度为2mm；如果除尘装置功率大于12kW，集尘极板的厚度为3mm；步骤7：电晕极板厚度b_l根据除尘装置功率大小进行设计：如果除尘装置功率小于等于5kW，电晕极板的厚度为1mm；如果除尘装置功率大于5kW，小于等于6kW，电晕极板的厚度为1.5mm；如果除尘装置功率大于6kW，小于等于12kW，电晕极板的厚度为2mm；如果除尘装置功率大于12kW以上，电晕极板的厚度为3mm；步骤8：设计电晕极板抗弯强度σ_w：σ_w＝a₁T+b₁其中，a₁、b₁为抗弯强度与环境温度的系数，a₁＝‑0.28，b₁＝145.31；T为粉尘温度，单位为K；步骤9：设计电晕极板的长度L_l：其中，a₀、b₀为屈服强度与环境温度的系数，a₀＝‑0.19，b₀＝263.86；T为粉尘温度，单位为K；ρ_b为电晕极板材料的密度，ρ_b＝7930kg/m³；g为重力加速度，g＝9.8m/s²；步骤10：电晕极板受到的风力F_z：其中，C_k为空气阻力系数，C_k＝0.08；ρ_k为空气密度，ρ_k＝1.2258Kg/m³；步骤11：设计电晕极板的宽度a_l：步骤12：设计等效的电晕极板半径r：πr²＝a_lb_l步骤13：设计集尘极板长度L沿X方向带电粉尘做匀速运动位移为x＝v₀t沿Y方向带电颗粒做匀变速运动：加速度为位移为则运动轨迹为：要保证颗粒被除尘器收集要满足：x≤L，y＝d，即：其中：为气体的荷质比的倒数，单位为kg/C；t为带电粉尘和带电颗粒的运动时间，单位为s；U为除尘装置的供电电压，单位为V；步骤14：设计电晕极板芒刺的长度h_l：h_l＝(1.1～1.5)r；步骤15：根据芒刺处总电荷量Q与芒刺角度的关系，设计芒刺角度取总电荷量最多时对应的芒刺角度步骤16：设计电晕极板芒刺之间的距离d_l：