静电除尘器设计计算（带公式自动计算版）

静电除尘器设计计算,,,,,,,,,

序号,计算项目,符号表示,参数来源,计算公式,国际单位,计算结果,参数说明,规范依据,其他说明

一、基础烟气参数输入,,,,,,,,,

1,工况烟气量,Q,设计值,工艺条件提供,m³/h,120000,工艺系统排出的实际工况下湿烟气流量，设计需考虑系统漏风率,GB50019-2015第5.4节,火电厂、钢铁厂烧结机等工况烟气量范围10~200万m³/h

2,烟气温度,t,设计值,工艺条件提供,℃,160,电除尘器入口处烟气温度，影响烟气流量、粉尘比电阻及设备材质选择,GB/T13931-2017第4.2条,超过250℃需采用耐高温材质，低于露点需防结露腐蚀

3,烟气绝对压力,P,设计值,工艺条件提供,Pa,98000,电除尘器入口处烟气绝对压力，用于标准状态与工况状态换算,GB/T40514-2021第5.1条,引风机后负压运行，绝对压力约90~100kPa

4,入口含尘浓度,Cin,设计值,工艺条件提供,g/Nm³,30,标准状态下电除尘器入口烟气中粉尘质量浓度（干基）,GB16297-1996表1,火电厂20~60g/Nm³，水泥厂30~100g/Nm³

5,出口排放浓度要求,Cout_req,设计值,环保标准要求,mg/Nm³,20,国家或地方环保标准要求的出口最大允许粉尘浓度（干基）,GB16297-1996表2,特别排放限值10mg/Nm³，一般地区30mg/Nm³

6,烟气体积含水率,Xw,设计值,工艺条件提供,%,8,烟气中水蒸气所占体积百分比，影响露点温度及粉尘比电阻,DL/T514-2017附录A,燃煤锅炉一般5%~12%，湿法脱硫后可达15%以上

7,系统漏风率,α,选用值,行业经验取值,%,5,电除尘器本体及前后烟道漏风量占入口烟气量百分比，设计预留裕量,GB/T40514-2021第5.3.2条,设计漏风率应≤5%，实际运行一般2%~3%

8,漏风后实际工况烟气量,Q_act,计算值,Q×(1+α/100),m³/h,126000,考虑系统漏风后电除尘器需处理的实际工况烟气量,《通风除尘设计手册》P320,必须考虑漏风裕量，避免实际风量不足导致效率下降

9,标准状态干烟气量,Q_Nd,计算值,Q×(1-Xw/100)×273/(273+t)×P/101325,Nm³/h,67321.42302,标准状态（0℃，101325Pa）下干烟气流量，用于浓度及排放量换算,GB/T16157-1996第5.2条,环保考核通常基于标准状态干基准

二、核心性能参数计算,,,,,,,,,

10,要求的除尘效率,η_req,计算值,(1-Cout_req/(Cin×1000))×100%,%,99.93333333,满足出口排放要求所需达到的最低除尘效率,《大气污染控制工程》P188,η=(入口浓度-出口浓度)/入口浓度×100%

11,粉尘有效驱进速度,ω,选用值,工程经验选取,cm/s,8.5,粉尘粒子在电场中向集尘极运动的有效驱进速度，包含非理想因素,《三废处理工程技术手册废气卷》P512,燃煤飞灰6~12cm/s，水泥窑7~10cm/s，烧结机8~14cm/s

12,驱进速度（国际单位）,ω_SI,计算值,ω/100,m/s,0.085,将cm/s换算为m/s，用于多依奇公式计算,国际单位制换算规范,1m/s=100cm/s

13,所需比集尘面积,fA_req,计算值,-ln(1-η_req/100)/ω_SI,s/m,86.03788691,根据多依奇公式计算达到要求效率所需单位烟气量集尘面积,Deutsch1922年公式,fA=-ln(1-η)/ω，是电除尘器选型核心参数

14,比集尘面积（工程单位）,SCA,计算值,fA_req×3600/1000,m²/(1000m³/h),309.7363929,工程常用比集尘面积单位，即每1000m³/h烟气所需集尘面积,电力行业标准惯例,1s/m=3600m²/(1000m³/h)

15,所需集尘总面积,A_req,计算值,fA_req×Q_act/3600,m²,3011.326042,达到设计除尘效率所需总集尘极板投影面积,《电除尘器设计导则》,注意为极板投影面积而非实际极板展开面积

三、电场本体参数设计,,,,,,,,,

16,电场设计风速,v,选用值,工程经验选取,m/s,1,烟气在电场通道内平均流速，是影响除尘效率的重要运行参数,GB/T40514-2021第5.3.3条,常规取值0.6~1.5m/s，高比电阻粉尘取低值

17,电场风速合规性判断,v_judge,判断值,0.6≤v≤1.5则满足,/,满足,判断电场风速是否在规范推荐的合理范围内,HJ2028-2013第4.2.3条,风速过高导致二次扬尘，过低设备体积过大不经济

18,所需电场横断面积,F_req,计算值,Q_act/(3600×v),m²,35,根据烟气量和电场风速计算所需电场有效横断面积,流体力学连续性方程,F=Q/v，Q为工况烟气量m³/s

19,电场有效高度,h,选用值,产品系列选取,m,12,集尘极板有效高度，按电除尘器产品标准系列选取,JB/T5910-2013,常规系列高度：8m、10m、12m、15m，最大可达18m

20,电场通道数,n_ch,计算值,"CEILING(F_req/h,2)",个,4,电场内部烟气流通通道数量，需取偶数以便对称布置,《电除尘器》教材P85,通道数=电场宽度/同极间距，对称布置

21,同极间距,2c,选用值,常规选型,mm,400,相邻两块集尘极板之间距离，为异极间距两倍,GB/T40514-2021第5.3.1条,常规300mm、400mm，宽间距450~500mm

22,电场实际宽度,W,计算值,n_ch×2c/1000,m,1.6,电场内部总有效宽度，等于通道数乘以同极间距,几何计算,电场宽度=通道数×同极间距

23,电场实际横断面积,F_act,计算值,h×W,m²,19.2,实际采用的电场横断面积，由极板高度和电场宽度确定,几何计算,横断面积=电场高度×电场宽度

24,实际电场风速,v_act,计算值,Q_act/(3600×F_act),m/s,1.822916667,根据实际横断面积计算的真实电场风速,流体力学连续性方程,需复核风速是否在合理范围内

25,实际风速合规性判断,v_act_judge,判断值,0.6≤v_act≤1.5则满足,/,不满足,判断实际电场风速是否在规范允许范围内,HJ2028-2013第4.2.3条,若不满足需调整极板高度或通道数

四、电场分区与极板配置,,,,,,,,,

26,电场数量,n_field,选用值,常规选型,个,4,沿气流方向划分的独立电场数量，每个电场配独立高压电源,GB/T40514-2021第5.3.4条,常规3~5个电场，高要求时设4~5个电场

27,电场数量合理性判断,n_judge,判断值,n_field≥3则满足,/,满足,判断电场数量是否满足高效除尘要求,工程设计惯例,少于3个电场难以实现99%以上效率，分电场可优化供电

28,单电场有效长度,l_field,选用值,产品系列选取,m,4,单个电场沿气流方向有效长度，由极板排长度确定,电除尘器产品系列,常规单电场长度：3m、4m、5m

29,电场总有效长度,L,计算值,n_field×l_field,m,16,所有电场沿气流方向总有效长度,几何计算,总长度=电场数量×单电场长度

30,烟气停留时间,t_res,计算值,L/v_act,s,8.777142857,烟气流过全部电场所需时间，是影响除尘效率重要参数,《大气污染控制工程》P192,常规停留时间8~15s，高比电阻粉尘取较长值

31,停留时间合理性判断,t_judge,判断值,8≤t_res≤20则满足,/,满足,判断烟气停留时间是否在合理范围内,《电除尘器设计手册》P156,过短效率不足，过长设备不经济

32,极板型式,/,选用值,产品选型,/,C480,集尘极板断面形式，影响刚性、振打加速度分布及二次扬尘,JB/T5906-2017,常用C480、ZT24、Z385型，C480为目前主流板型

33,单块极板宽度,b_plate,查表值,产品标准,m,0.48,单块集尘极板沿气流垂直方向宽度,C480极板产品参数,C480极板标称宽度480mm

34,每排极板块数,n_plate,计算值,"CEILING(l_field/b_plate,1)",块,9,沿气流方向每排集尘极的极板块数,几何计算,单电场长度除以单块极板宽度向上取整

35,极板总排数,n_row,计算值,n_ch+1,排,5,集尘极板总排数，通道数加1（首尾各一排）,几何配置,n个通道有n+1排极板

36,单块极板投影面积,A_plate,计算值,h×b_plate,m²,5.76,单块集尘极板投影面积,几何计算,投影面积=极板高度×极板宽度

37,实际总集尘面积,A_act,计算值,n_field×n_row×n_plate×A_plate,m²,1036.8,实际配置的集尘极板总投影面积,几何计算,总面积=电场数×极板排数×每排块数×单块面积

38,集尘面积裕量系数,k_A,计算值,A_act/A_req,/,0.344300147,实际集尘面积与理论所需面积比值，反映设计裕量,工程设计惯例,一般要求裕量系数1.1~1.3，应对工况波动

39,集尘面积裕量判断,A_judge,判断值,1.1≤k_A≤1.5则满足,/,不满足,判断集尘面积裕量是否在合理范围内,《环保设备设计手册》P289,裕量过小无法应对工况波动，过大投资过高

五、电晕极系统配置,,,,,,,,,

40,电晕线型式,/,选用值,产品选型,/,鱼骨芒刺线,电晕极（阴极线）结构型式，影响起晕电压、电晕电流及防粘灰性能,JB/T5913-2017,常用星形线、锯齿线、芒刺线、鱼骨针线，高浓度选芒刺类

41,异极间距,c,计算值,(2c)/2/1000,m,0.2,电晕线到集尘极板距离，即同极间距一半,几何配置,400mm同极间距对应200mm异极距

42,每通道极线根数,n_wire_ch,计算值,"ROUND(l_field/0.2,0)",根,20,每个通道沿气流方向布置的电晕线根数,工程配置惯例,极线间距一般150~250mm，保证电晕均匀覆盖

43,电晕线总根数,n_wire,计算值,n_field×n_ch×n_wire_ch,根,320,整台电除尘器配置的电晕线总数量,几何计算,总根数=电场数×通道数×每通道极线数

44,单根电晕线有效长度,l_wire,计算值,h-0.1,m,11.9,单根电晕线有效放电长度，略小于极板高度,结构设计,极线上下预留安装及振打绝缘空间

45,电晕线总长度,L_wire,计算值,n_wire×l_wire,m,3808,所有电晕线有效长度总和，用于电气参数计算,几何计算,总长度=极线根数×单根长度

六、实际性能复核计算,,,,,,,,,

46,实际比集尘面积,fA_act,计算值,A_act/(Q_act/3600),s/m,29.62285714,实际配置的集尘面积与处理烟气量比值,定义式,fA=A/Q，Q单位为m³/s

47,理论除尘效率,η_calc,计算值,(1-EXP(-ω_SI×fA_act))×100,%,91.9374706,根据多依奇公式计算的理想条件下除尘效率,Deutsch公式,η=1-exp(-ωfA)，未考虑非理想因素

48,修正后有效驱进速度,ω_act,计算值,ω_SI×0.85,m/s,0.07225,考虑气流不均、二次扬尘、振打损失后实际有效驱进速度,《电除尘器》P96马广大,工程取理论值0.7~0.9倍，常规取0.85

49,实际可达除尘效率,η_act,计算值,(1-EXP(-ω_act×fA_act))×100,%,88.2374735,考虑各种非理想因素后实际能够达到的除尘效率,修正Deutsch公式,该效率更接近工程实际运行值

50,除尘效率满足性判断,η_judge,判断值,η_act≥η_req则满足,/,不满足,判断实际可达效率是否满足设计要求效率,设计验收要求,若不满足需增加集尘面积或调整参数

51,计算出口粉尘浓度,Cout_calc,计算值,Cin×(1-η_act/100)×1000,mg/Nm³,3528.757949,根据实际可达效率计算的出口粉尘浓度,浓度换算公式,Cout=Cin×(1-η)

52,出口排放达标判断,Cout_judge,判断值,Cout_calc≤Cout_req则满足,/,不满足,判断计算出口浓度是否满足环保排放要求,GB16297-1996标准要求,若不满足需重新设计，增加比集尘面积

53,比集尘面积合理性,fA_judge,判断值,20≤fA_act≤120则满足,/,满足,判断比集尘面积是否在工程常规范围内,设计手册统计范围,常规工程fA范围20~120s/m，高效率取高值

七、高压供电系统计算,,,,,,,,,

54,设计工作电压,U,选用值,经验选取,kV,60,电除尘器正常运行平均二次电压，由异极间距确定,DL/T514-2017第6.2条,400mm间距运行电压50~70kV，约3~3.5kV/cm

55,极板平均电流密度,i,选用值,经验选取,mA/m²,0.4,单位集尘面积上平均电晕电流，影响粉尘荷电强度,《电除尘器供电技术》,常规0.2~0.6mA/m²，高比电阻粉尘取低值防反电晕

56,单电场所需电晕电流,I_field,计算值,(A_act/n_field)×i/1000,A,0.10368,单个电场所需二次电晕电流容量,电气计算,电流=集尘面积×电流密度

57,高压电源额定电流,I_rated,选用值,标准系列,A,1.2,高压硅整流变压器额定输出电流，按标准系列选取留裕量,JB/T9688-2017,标准系列：0.4、0.6、0.8、1.0、1.2、1.5、2.0A

58,高压电源额定电压,U_rated,选用值,标准系列,kV,72,高压硅整流变压器额定输出电压，按标准系列选取留裕量,JB/T9688-2017,标准系列：60、66、72、80、90、100kV

59,单台高压电源容量,S_field,计算值,U_rated×I_rated,kVA,86.4,单台高压硅整流变压器额定容量,电气容量计算,容量=额定电压×额定电流（直流功率近似）

60,高压电源总台数,n_power,计算值,n_field,台,4,整台电除尘器配置的高压整流电源台数,常规供电配置,常规每个电场配置1台独立电源

61,高压电源总装机容量,S_total,计算值,S_field×n_power,kVA,345.6,所有高压供电设备总额定容量,电气统计,用于供电系统设计及车间变压器选型

62,运行平均功率因数,cosφ,选用值,经验值,/,0.6,高压硅整流设备在电除尘器负载下平均运行功率因数,工业电气设计手册,相控电源0.5~0.7，高频电源可达0.9以上

63,运行总有功功率,P_act,计算值,S_total×cosφ×0.7,kW,145.152,高压系统实际运行有功功率（含导通角及裕量系数）,电气运行经验,实际平均功率约为装机容量40%~70%

八、压力损失计算,,,,,,,,,

64,电场沿程阻力系数,ξ0,查表值,经验数据,/,0.35,烟气通过电场通道沿程阻力系数,《流体力学阻力手册》,电除尘器电场沿程阻力较小，约0.2~0.5

65,进口封头阻力系数,ξ_in,查表值,经验数据,/,0.4,烟气通过进口喇叭及气流分布装置局部阻力系数,《通风除尘设计手册》P287,进口封头加两层分布板阻力约0.3~0.6

66,出口封头阻力系数,ξ_out,查表值,经验数据,/,0.3,烟气通过出口喇叭槽形板局部阻力系数,《通风除尘设计手册》P287,出口封头加槽形板阻力约0.2~0.4

67,工况烟气密度,ρ,计算值,混合气密度公式,kg/m³,0.764610379,工况状态下实际烟气密度，考虑温度压力及含水量,理想气体状态方程,标准空气密度1.293kg/m³，水蒸气0.804kg/m³

68,电场段压力损失,ΔP0,计算值,ξ0×ρ×v_act²/2,Pa,0.444643419,烟气流过电场通道产生沿程压力损失,流体力学阻力公式,ΔP=ξ×ρ×v²/2

69,进口段压力损失,ΔP_in,计算值,ξ_in×ρ×v_act²/2,Pa,0.508163908,烟气通过进口封头及气流分布板局部压力损失,局部阻力公式,阻力与风速平方成正比

70,出口段压力损失,ΔP_out,计算值,ξ_out×ρ×v_act²/2,Pa,0.381122931,烟气通过出口封头及槽形板局部压力损失,局部阻力公式,出口阻力通常小于进口阻力

71,本体总压力损失,ΔP_total,计算值,ΔP0+ΔP_in+ΔP_out,Pa,1.333930258,电除尘器本体总压力损失，用于引风机选型,阻力叠加原理,电除尘器总阻力一般200~400Pa，低阻力设备

72,本体阻力合规性判断,ΔP_judge,判断值,ΔP_total≤400则满足,/,满足,判断本体阻力是否在常规设计范围内,GB/T40514-2021第5.3.5条,标准规定本体阻力应≤400Pa

九、壳体与结构参数,,,,,,,,,

73,进出口及灰斗长度裕量,L_ext,选用值,结构设计,m,4,电场前后进出口封头、灰斗、支座等所需额外长度,结构设计惯例,进口喇叭长度约1.5~2倍电场高度

74,设备本体总长度,L_total,计算值,L+L_ext,m,20,电除尘器本体进出口法兰之间总长度,外形尺寸计算,用于设备布置及厂房设计

75,壳体侧壁宽度裕量,W_ext,选用值,结构设计,m,1.2,电场两侧侧壁、保温层、走道及立柱额外宽度,结构设计惯例,每侧侧壁立柱约占0.5~0.8m宽度

76,设备本体总宽度,W_total,计算值,W+W_ext,m,2.8,电除尘器本体包括侧壁保温总宽度,外形尺寸计算,用于设备布置及基础设计

77,灰斗高度,h_hopper,选用值,结构设计,m,4.5,灰斗排灰口到电场底面高度，满足角度及存灰量要求,《除尘工程设计手册》P345,灰斗壁倾角≥60°，保证粉尘顺畅下滑

78,顶部绝缘及梁柱高度,h_top,选用值,结构设计,m,2.5,电场顶面到设备顶部高度，含绝缘装置、振打、顶梁,结构设计惯例,约2~3m，根据绝缘套管及振打装置确定

79,设备本体总高度,h_total,计算值,h+h_hopper+h_top,m,19,电除尘器从灰斗排灰口到顶部总高度,外形尺寸计算,用于厂房高度及起吊高度设计

80,单位集尘面积钢耗,m_steel,查表值,经验统计,kg/m²,35,单位集尘面积对应设备钢材消耗量，技术经济指标,行业统计数据,常规电除尘器钢耗约30~45kg/m²集尘面积

81,设备估算总钢耗,M_steel,计算值,A_act×m_steel/1000,t,36.288,根据集尘面积估算设备总钢材重量,工程估算方法,用于投资估算及运输安装方案

十、技术经济指标汇总,,,,,,,,,