数据采集板式静电除尘装置.doc

数据采集板式静电除尘装置电除尘器的除尘原理是使含尘气体的粉尘微粒，在高压静电场中荷电，荷电尘粒在电场的作用下，趋向集尘极和放电极，带负电荷的尘粒与集尘极接触后失去电子，成为中性而粘附于集尘极表面上，为数很少带电荷尘粒沉积在截面很少的放电极上。然后借助于振打装置使电极抖动，将尘粒脱落到除尘的集灰斗内，达到收尘目的。板式电除尘器具有较高的除尘效率，适于教学使用，易于操作，方便演示。一、实验目的1.1 了解电除尘器地电极配置和供电装置，观察电晕放电的外观形态1.2 测定板式静电除尘器的除尘效率1.3 管道中各点流速和气体流量的测定1.4 板式静电除尘器的压力损失和阻力系数的测定1.5 测定静电除尘的风压、风速、电压、电流板间距等因素对除尘效率的影响二、技术条件与指标2.1 电晕极有效驱进速度，10m/s 2.2 电场风速，0.03m/s2.3 气流速度，1.0m/s 2.4 使用粉尘名称，滑石粉2.5 处理粉尘粒径，0.1100m 2.6 气体含尘浓度，30g/m32.7 板间距，30mm；通道数，2个 2.8 放电极20根，材料高强度钼丝2.9 集尘板尺寸，450mm240mm 2.10 集尘板总面积，0.32平方米2.11 电场电压，20KV；电流，510mA 2.12 气体进风管，直径75mm2.13 气体出风管，直径75mm 2.14 压力降，1000Pa2.15 除尘效率约：90 2.16 电除尘器外形尺寸约，600mm300mm700mm三、实验装置、测量仪表板式静电除尘器主要由集尘极、电晕极、高压静电电源，高压变压器、离心风机及机械振打装置等组成。电晕极挂在两块集尘板中间，放电电压可调，集尘板与支撑架都必须接地。四、实验原理4.1 气体温度和含湿量的测定由于除尘系统吸入的是室内空气，所以近似用室内空气的温度和湿度代表管道内气流的温度ts和湿度yw。由挂在室内的干湿球温度计测量的干球温度和湿球温度，可查得空气的相对湿度，由干球温度可查得相应的饱和水蒸汽压力pv，则空气所含水蒸汽的体积分数 （式1）式中pv饱和水蒸汽压力，kpa pa当地大气压力，kpa4.2 管道中各点气流速度的测定本实验用测压管和U型管压力计或（倾斜微压计）测定管道中各测点的动压pk和静压ps。各点的流速按下式计算。 （式2）式中 Kp皮托管的校正系数 pk各点气流的动压，Pa 测点断面上气流的密度，kg/m3气流的密度可按下式计算： （式3）式中 ps气流的平均静压（相对压力），kPaTs气体（即室内气体）温度，K。4.3 管道中气体流量的测定4.3.1 根据断面平均流速计算 根据各点流速可求出断面平均流速，则气体流量为 （式4）式中 A管道横断截面积，m24.3.2 用静压法测定 根据测得的吸气均流管入口处的平均静压的绝对值ps，并算出气体流量 （式5）式中 ps均流管处气流平均静压的绝对值，Pa 均流管的流量系数标准状态下（273.15K，101.33kPa）的干气体流量为：4.4 静电除尘器压力损失和阻力系数的测定本实验采用静压法测定静电除尘器的压力损失，由于本实验装置中除尘器进、出口接管的断面积相等，气流动压相等，所以除尘器压力损失等于进、出口接管断面静压之差，即 （式7）测出静电除尘器的压力损失之后，便可计算出旋风除尘器的阻力系数（式8）式中 v1静电除尘器进口风速，m/s4.5 除尘系统中气体含尘浓度的计算4.5.1 静电除尘器入口前气体含尘浓度的计算 （式9）4.5.2 静电除尘器出口后气体浓度的计算 （式10）式中 C1、C0除尘器进出口的气体含尘浓度，g/m3 Gf发尘量与收尘量，m3/s Qi、Q0除尘器进出口的气体量，m3/s t发尘时间，s4.6 除尘效率的测定与计算4.6.1 质量法 测出同一时段进入除尘器的粉尘质量Gf（g）和除尘捕集的粉尘质量Gs（g），则除尘效率 （式11）4.6.2 浓度法 用等速采样法测出除尘器进出口管道中气流含尘浓度Ci和C0(mg/m3)，则除尘效率 （式12）4.6 除尘器处理气体量和漏风率的计算处理气体量 漏风率 4.8 荷电粒子在电场中的驱进速度荷电粒子（电晕区外）在电场和空气阻力的共同作用下，向集尘极极板移动，其所达到的终末电力沉降速率称为粒子驱进速度，其计算式为：式中：荷电粉尘粒子在电场中的驱进速度，m/s q粉尘粒子荷电量，C E粉尘粒子所处位置的电场强度，V/m 气体粘度，Pas dp粉尘粒子的直径，m C肯定汉修正系数，这里可近似估算为4.9 起晕电压板式静电除尘器起晕电压的计算公式为：式中：Vc起晕电压，单位为V ra电晕极半径，单位为m 空气的相对密度，当大气压力为P（Pa），温度为t（）时：4.10 集效率电除尘器的捕集效率与粒子性质、电场强度、气流性质及除尘器结构等因素有关。从理论上严格的推导捕集效率公式是困难的，所以需要做一定的假设。德意希在1922年推导出除尘效率与集尘板面积、气体流量和粒子驱进速度之间的关系式（即德意希公式）时，做了以下假设：电除尘器内含尘气流为紊流；通过垂直与集尘极表面的任一断面的粉尘浓度和气流分布均匀；粉尘粒子进入电除尘器后就认为完全荷电；忽略电风、气流分布不均匀及捕集粒子重新进入气流等的影响。德意希公式为：式中：A电除尘器集尘板总面积，m2 Q电除尘器的处理气量，m2/s。 荷电粉尘粒子在电场中的驱进速度，m/s4.11 集尘极的比集尘面积 4.12 有效截面积的计算 式中： F电除尘器有效截面积，单位为m2Q处理气量，单位为m3/s气体速度，单位为m/s4.13 集尘极总长度的计算 式中： l电场总长度，单位为s n气体在电除尘器内的通道数 h集尘极极板高度，单位为m五、实验步骤5.1 测定室内空气干球和湿球温度、大气压力、计算空气湿度。5.2 测量管道直径，确定分环数和测点数，求出各测点距管道内壁的距离，并用胶布标志在皮托管和采样管上。5.3 开起风机，测定各点流速和风量。用测压计测出各点气流的动压和静压，求出气体的密度、各点的气流速度、电除尘前后的风量。5.4 先检查设备是否接地，如未接地请先将接地接好。5.5 检查无误后，将控制器的电流插头插入交流220V插座中。将“电源开关”旋柄扳于“开”的位置。控制器接通电源后，低压绿色信号灯亮。5.6 将电压调节手柄逆时针转到零位，轻轻按动高压“起动”按钮，高压变压器输入端主回路接通电源。这是高压红色信号灯亮。低压信号灯灭。5.7 顺时针缓慢旋转电压调节手柄，使电压慢慢升高。待电压升至5kV时，打开保护开关K，读取并记录u2、I2。读完后立即将保护开关闭合，继续升压。以后每升高5kV读取并记录一组数据，读数时操作方法和第一次相同，当开始出现火花时停止升压。5.8 停机时将调压手柄旋回零位，按动停止按钮，则主回路电源切断。这时高压信号灯灭，绿色低压信号灯亮。再将电源“开关”关闭，即切断电源。5.9 断电后，高压部分仍有残留电荷，必须使高压部分与地短路消去残留电荷，再按要求做下一组的实验。5.10 用托盘天平称好一定量的尘样。5.11 测定除尘效率：启动风机后开始发尘，记录发尘时间和发尘量。观察除尘系统中的含尘气流和粉尘浓度的变化情况。关闭风机后，收集静电除尘器灰斗中捕集的粉尘，然后称量，用（式11）计算除尘效率。5.12 改变系统风量，重复上述试验，确定静电除尘器在各种工况下的性能。5.13 改变电场电压，重复上述试验，确定静电除尘器在各种工况下的性能。六、试验数据的记录与整理实验时间 _年_月_日 空气干球温度（td）_空气湿球温度（tv）_ 空气相对湿度（）_空气压力（p）_Pa 空气密度（）_kg/m3电场电压_kV 电场电流 _mA6.1 计算静电除尘器的处理气量和漏风率，并将测定及计算结果计入表16.2 计算静电除尘器在各种工况下的压力损失和阻力系数并计入表26.3 计算静电除尘器在各种工况下的除尘效率并计入表3表1 除尘器处理风量测定结果记录表测定次数U型管测压计或微压计读数微压计倾斜角度系数K静压/PapsKIg流量系数管内流速v/（m/s）风管横截面积F1/(m/s)风量Q/(m3/h)除尘器进口面积 F2/m2除尘器进口气速v2/（m/s）初读I1终读I2实际II1- I2表2 除尘器阻力测定结果记录表测定次数微压计读数微压计K值a、b断面间的静压差pab/Pa比摩阻RL直管长度I/m管内平均动压pa/Pa管间的总阻力系数管间的局部阻力系数ps/Pa除尘器阻力p/Pa除尘器在标准状态下的阻力pNm/Pa除尘器进口截面处动压pd1/Pa除尘器阻力系数初读I1终读I2实际II1- I2表3 除尘器效率测定结果记录表测定次数发尘量Gi/g发尘时间t/s电场电压电场电流有效驱进速度除尘器进口气体含尘浓度Gi（g/m3）收尘量Gs/g除尘器出口气体含尘浓度Gi/（g/m3）除尘器效率/七、注意事项7.1 实验前准备就序后，经指导教师检查后才能启动高压7.2 电流表与本测点牢靠连接，严禁开路运行7.3 实验进行时，严禁触摸高压区7.4 设备必须安全接地后才能使用。八、讨论8.1 用动压法和用静电法测得的气体流量是否相同，哪一种方法更准确些，为什么？8.2 当用静压法测定风量时，在清洁气流中测定和在含尘气流中测定的数值是否相等，哪一个数值更接近除尘器的运行