电除尘综合实验装置的研制

2011 NO.23Science and Technology Innovation Herald科技创新导报电除尘综合实验装置的研制①

赵旭德 汪瀚

（黄石理工学院环境科学与工程学院 黄石 435003）

摘 要：将科研与实践教学相结合，研制出电除尘综合实验装置，极间电压高达8万伏，可模拟工业化运行。该装置具有较强实用性、可操作性和独创性，可作为对学生素质培养的实践教学装置，还可作为综合研究高压电除尘的实验装置。关键词：高压 电除尘 实验装置中图分类号：TP273文献标识码：A文章编号：1674-098X(2011)08(b)-0059-01

电除尘器是一种应用广泛的高效除尘器。电除尘器结构复杂，其工作原理涉及知识点多，不易学习和掌握。在使用过程中，其效率的影响因素多，要保持电除尘器长期高效、稳定运行，在设计、制造、安装、调试、运行管理和维护方面技术要求都很高。在理工类高校中，现用于电除尘实验教学的实验设备，多采用仿真演示和部件性能测试，实验数据不能体现各因素相互影响效果，很难从整体上掌握其原理和应用。为提高实验教学质量，我院研制了一套可用于教学和科研的小型工业化电除尘的实验装置，此装置的使用增加了实验内容上的工程特色，也在实验模式上实现了创新，经我院3届700多人次实验，表明实验现象直观，可操作性强，使学生对电除尘器的结构和工作原理有更深的理解。

1 设计思路

电除尘器的工作原理主要包括电晕放电、粉尘荷电、荷电粉尘粒子的捕集以及清灰四个过程。其理论知识抽象，只有通过实际观测的实验现象和实验结果检测才能使学生加深对知识的理解、掌握和应用。若要观测到放电现象和不同工况下粉尘的去除效果，就需要有工业化的装置才能满足实验要求，因而在设计时完全按实际工业使用标准制造，操作系统完备，可实现启、停操作和运行；留有观察孔和取样孔以便于观察和检测。

.com.cn. All Rights Reserved.2 装置构造

2.1系统组成

综合实验装置主要由粉尘发生器、风机及管道系统、电除尘器本体及电控装置（由配电柜、高压硅整流器、变压器等组成）组成，见图1。

风机和电机相关参数：离心通风机—

—型号4-72-3.2A，风量3517m3，全压792

Pa，转速2900r/min。配置电机——型号Y90L-2，功率2.2kW，电压380V。除尘器本体主要尺寸为：2400×1200×1500mm，除尘器集尘极采用1200×1000×3mm冷轧钢板，电晕极采用星形电晕线，极间距为300mm。集尘极采用机械振打清灰。除尘器本体各部位均由螺栓连接固定，根据不同需要可进行调整和更换。在装置本体留有尺寸为150×200mm的有机玻璃的观察孔。进出口管道采用φ250mm钢管。2.2工作原理

由220V交流电源能过硅整流器进行整流，把交流电源变为直流电源，然后引入变压器进行升压，最后和电晕电极连接。电除尘器所供直流电源可通过电压调节开关进行调节，实现电除尘器两极间电压从0到80kV的调节。在调节过程中可以听到电晕极放电的声音，在黑暗中可以看到电晕放电所产生的火花。通过烟气测量仪对电除尘器进出口管道中烟气的粉尘浓度的测定，可获得不同性质的粉尘所需的最佳电压。

2.3性能特点

①可实现对电除尘器在不同工况下的运行现象观察和除尘效率检测；

②局部机械部件可灵活调整，从而使装置成为电除尘实验的基础设备，可实现对不同状况下运行参数进行比对。

③能进行工业化的电除尘系统操作。④极间电压在0～8万伏调节，可模拟实际工业生产运行工况运行。2.4创新点

①工业化的电除尘实体模型作为教学实验装置，具有独创性和实用性；

②利用电除尘器综合实验装置进行实践性教学替代演示教学，实现了教学方式上的突破。

③装置可用于电除尘器综合因素影响下的除尘效果实际测定，提高了电除尘器设计数据的可靠性和准确性。

实际运行操作，可切实提高学生的动手能力，掌握实际生产的操作技能；对不同工况下除尘效果的观察，可更有助提高对实际出现的问题进行分析和解决的能力。

③可进行高电压除尘相关的实验开发与研究。为开辟电除尘利用的新领域，提高设备的运行稳定性和可靠性提供理论依据。

④为除尘器选型、安装提供理论依据，为实际生产进行技术服务。由于各种因素的影响和条件的限制，电除尘器选型普遍比较冒进，而电除尘器投产前，大多只进行了冷态伏安特性试验，很少进行气流分布试验，电除尘器安装调试仅依靠经验进行，运行参数偏离设计值，致使电除尘器投运时除尘效率远远低于设计指标。另外电除尘器在多行业使用运行中，常出现除尘效率逐渐降低而废止不用，导致多数电除尘器除尘效率下降的因素很多，而诸多因素又相互关联，找出切实可行而又稳妥的解决方法非常困难，此装置可实现模拟工况下运行效果的检测，在系统化工业装置上便于发现和有效修正从电除尘器运行中暴露出来的不足，使之长期高效率、低能耗运行，提高电除尘器使用的科学性，为其除尘效果提供可靠保证。

4 结语

该实验装置可实现模拟工况运行，不仅可辅助教学，而且可为学生提供实践的机会，提高动手能力和创新能力，在实验内容上实现创新。该电除尘装置的模拟工业化系统操作可用于高压电除尘开发和研究，为生产一线提供解决电除尘问题的理论依据和设计参数。应用效果表明工业化系统实验装置很值得在工科院校中推广。

参考文献

[1]刘瑞等.建设工学类专业实验室的研究

与实践 实验室研究与探索[J].2003,Vol.22,No.6.

[2]蒙晋佳等.小型圆环状尖端脉冲电晕等

离子体除尘器的研制 环境污染治理技术与设备[J].2002,Vol.3,No.2.

[3]马大欣等.电子束半干法烟气净化技术

环境污染治理技术与设备[J].2001,Vol.2,No.3.

3 装置应用

①辅助理论教学。直观的放电现象和尘粒荷电后定向运动现象观测，以及对实际运行效果的检测等实验教学促进对工作原理的理解。设备实体和装置的可拆卸性使学生更清楚地了解其结构和运行方式。

②实践教学设备。实践教学是专业基础理论知识的综合运用，除尘设备的整套

图1 电除尘装置图

①作者简介：赵旭德（1970-）男,高级工程师,主要从事环境工程教学与研究。

科技创新导报 Science and Technology Innovation Herald59