靜電除塵實驗裝置實驗指導(dǎo)書
時間：2024-10-31 20:32:03 點擊次數(shù)：
中人教儀廠 靜電除塵實驗裝置實驗指導(dǎo)書
一、原理、用途及特別點
電除塵器的除塵原理是使含塵氣體的粉塵微粒，在高壓靜電場中荷電，荷電塵粒在電場的作用下，趨向集塵極和放電極，帶負電荷的塵粒與集塵極接觸后失去電子，成為中性而粘附于集塵極表面上，為數(shù)很少帶電荷塵粒沉積在截面很少的放電極上。然后借助于振打裝置使電極抖動，將塵粒脫落到除塵的集灰斗內(nèi)，達到收塵目的。板式電除塵器模型設(shè)定有較高的除塵效率，適于教學(xué)使用，易于實操，便利演示。其特別點：該除塵器氣流均布；殼體構(gòu)造、振打清灰簡便；處置整理煙塵顆粒界限廣；對煙氣的含塵濃度適應(yīng)性好；壓力損失小；能耗低；耐高溫及腐蝕；捕集效率高；容易自動化控制，運行費用低，維護管理便利。
特別點：1、可測量板式靜電除塵器除塵效率。
2、可測量研究處置整理風(fēng)量、待處置整理氣體含塵濃度對除塵效率及壓力損失的影響。
3、配備有微電腦粉塵濃度檢驗測試系統(tǒng)（能在線監(jiān)測進口處與出口處含塵濃度的改變、并設(shè)定有數(shù)值收集與直接打印輸出功能、）。
4、裝置配備有微電腦風(fēng)量、風(fēng)壓檢驗測試系統(tǒng)（能在線監(jiān)測各段的風(fēng)壓、風(fēng)速、風(fēng)量，并設(shè)定有數(shù)值收集與直接打印輸出功能）。
5、數(shù)值收集直接打印輸出功能、設(shè)備上已經(jīng)裝配微型打印機1臺、注意：（不需要另配計算機數(shù)值數(shù)值和打印機）。
6、設(shè)備帶有機械自動發(fā)塵裝置、發(fā)塵量可精確控制調(diào)動。
7、設(shè)備配備有氣塵混合系統(tǒng)，使風(fēng)管內(nèi)的粉塵分布均勻、取樣檢驗測試更精確。
8、帶有機械振打，卸灰的功能，處置整理風(fēng)量、進塵濃度等可自行調(diào)動。
9、該裝置可在線數(shù)值收集、也可備用數(shù)值收集連接口、設(shè)備系統(tǒng)還在凈化設(shè)備前
后配備有人工采樣口。
10、本裝置設(shè)定有高壓下無法啟動，短路保護等安全措施
11、各傳感器全部經(jīng)防震處置整理，數(shù)值全部經(jīng)標準儀表器具標定。數(shù)值可靠平穩(wěn)。
二、技術(shù)條件與指標
電場電壓（V）：0~20KV（可調(diào)），處置整理氣量：150m3/h，除塵效率：98％
電暈極有效驅(qū)進速度：10m/s、電場風(fēng)速：0.03m/s
通道數(shù)：3個、壓力降：<500Pa、
氣流速度：1.0m/s、氣體的含塵濃度：<30g/m
電壓（V）/功率（W）380V/1600W、環(huán)境溫度（℃）：0~50℃
電場電流（A）：0~10mA
裝置外觀尺寸約：長2500mm×寬600mm×高1500mm
8、電源380V三相四線制功率（W）2000W
9、帶微機連接口和在線數(shù)值收集功能、
10、機械振打頻率50次/分鐘
三、實驗?zāi)康?/span>
理解電除塵器地電極配備和供電裝置
查看電暈放電的外觀形態(tài)
測量板式靜電除塵器的除塵效率。
管道中各點流速和氣體流量的測量
板式靜電除塵器的壓力損失和阻力系數(shù)的測量
測量靜電除塵的風(fēng)壓、風(fēng)速、電壓（V）、電流（A）等因素對除塵效率的影響
四、實驗裝置、供電裝置和測量儀表
板式高壓靜電除塵實驗設(shè)備主要采用集塵極、電暈極、高壓靜電電源、高壓變壓器、離心風(fēng)機及機械振打裝置等構(gòu)成。電暈極掛在兩塊集塵板中間，放電電壓（V）可調(diào)，集塵板與支撐架全部必須接地。
板式靜電除塵器實驗裝置如圖所示，本試驗應(yīng)用重量法測量板式靜電除塵器的除塵效率。
配套實驗裝置含有概括：
1、微電腦進氣粉塵濃度檢驗測試系統(tǒng)1套2、微電腦尾氣粉塵濃度檢驗測試系統(tǒng)1套
3、微電腦在線風(fēng)量檢驗測試系統(tǒng)1套4、微電腦在線風(fēng)速檢驗測試系統(tǒng)1套
5、微電腦在線風(fēng)壓檢驗測試系統(tǒng)1套6、10英寸液晶顯露器1套
7、在線溫度（℃）、濕度檢驗測試系統(tǒng)1套；8、配套解析處置整理系統(tǒng)1套（能記錄存檔實驗數(shù)值，數(shù)值改變彎彎曲線解析，取樣時間設(shè)定，作業(yè)效率自動換算等功能）
9、微型數(shù)值打印機（可直接打印解析數(shù)值、不需另配計算機數(shù)值數(shù)值和打印機）1套；
10、數(shù)值處置整理解析系統(tǒng)1套；11、計算機數(shù)值數(shù)值通訊連接口1套；
12、控制檢驗測試系統(tǒng)開關(guān)電源1套13、可控硅直線DC調(diào)壓裝置1套
14、高壓靜電電源1套（包括開關(guān)電源形式，并帶有各種安全與短路保護措施）
15、設(shè)備相關(guān)展示臺1套（展示并講解設(shè)備的工序技藝流程）
16、電暈極14條17、高壓電源線1條
18、高壓指示電壓（V）表1個19、高壓指示電流（A）表1個
20、集塵極3塊21、信號指示燈5個
22、專用測壓軟管1套23、氣塵混合系統(tǒng)1套；
24、氣體整流板1套；25、系統(tǒng)靜壓測口2個
26、工業(yè)濾袋6個27、機械振打裝置1套
28、振打連桿1根29、減慢速度電機1臺
30、透明有機玻璃喇叭型進灰管段1套；31、自動粉塵加料裝置1套；
32、卸灰裝置1套；33、進出口風(fēng)管1套；
34、人工取樣口2個35、高壓離心通風(fēng)機1臺；
36、風(fēng)量調(diào)動閥1套；37、調(diào)動電位器1個
38、漏電保護開關(guān)1個39、指示按鈕開關(guān)6只；
40、電源線1批；41、作業(yè)電壓（V）表1個，電流（A）表1個
42、金屬電器控制箱式模型塊1臺43、不銹鋼支撐架、管道、開關(guān)等1套。設(shè)備外觀尺寸約：長×寬×高=2500mm×600mm×1500mm
本實驗需自行配備裝備以下儀表器具。
（1）傾斜微差計2臺（5）空盒氣壓計1臺
（2）U形壓差計1個（6）托盤天平（分度值1g）1臺
（3）畢托管2支（7）秒表2塊
（4）干濕球溫度（℃）計1支（8）鋼卷尺2個
五、實驗原理
氣體溫度（℃）和含濕量的測量
由于除塵系統(tǒng)吸入的是室內(nèi)空氣，所以近似用室內(nèi)空氣的溫度（℃）和濕度代表管道內(nèi)氣流的溫度（℃）ts和濕度yw。由掛在室內(nèi)的干濕球溫度（℃）計測量的干球溫度（℃）和濕度溫度（℃），可查得空氣的相對濕度Ф，由干球溫度（℃）可查得相應(yīng)的飽和水蒸氣壓力pv，則空氣所含水蒸氣的體積分數(shù)
yw=Ф（式1）
式中pv飽和水蒸氣壓力，kPa
pa當?shù)卮髿鈮毫?，kPa
管道中各點氣流速度的測量
本實驗用測壓管和U型管壓力計或（傾斜微壓計）測量管道中各測點的動壓pk和靜壓ps。各點的流速按下式計算。
V=Kp（式2）
式中Kp皮托管的校正系數(shù)
pK 各點氣流的動壓,Pa
ρ測量斷面上氣流的密度,kg/m3
氣流的密度可按下式計算.
ρ=2.696[1.293(1-yw)+0.804yw](kg/m3)（式3）
式中Ps′測量斷面上氣流的平均靜壓(絕對壓力),Ps′=ps+pa，kPa
Ps氣流的平均靜壓（相對壓力），kPa
Ts氣體（即室內(nèi)氣體）溫度（℃），K。
管道中氣體流量的測量
按照斷面平均流速計算按照各點流速可求出斷面平均流速v¯,則氣體流量為
Q=A（m3/s）（式4）
式中A管道橫斷面積，m2
用靜壓法測量按照測得的吸氣均流管入口處的平均靜壓的絕對值|Ps|，并算出氣體流量
Q=φA(m3/s）（式5）
式中|Ps|均流管處氣流平均靜壓的絕對值,Pa
φ均流管的流量系數(shù)。
標準狀態(tài)下（273.15K101.33kPa）的干氣體流量為
QN=2.696Q(1-yw)（m3/s）
靜電除塵器壓力損失和阻力系數(shù)的測量
本實驗應(yīng)用靜壓法測量靜電除塵器的壓力損失。由于本實驗裝置中除塵器進、出口接管的斷面積相等，氣流動壓相等，所以除塵器壓力損失等于進、湖口接管斷面靜壓之差，即Δp=psi-ps0（式7）
測出靜電除塵器的壓力損失之后，便可計算出旋風(fēng)除塵器的阻力系數(shù)
ξ=（式8）
式中v1靜電除塵器進口風(fēng)速，m/s
除塵系統(tǒng)中氣體含塵濃度的計算
（1）靜電除塵器入口前氣體含塵濃度的計算
Ci=（式9）
（2）靜電除塵器出口后氣體含塵濃度的計算
C0=（式10）
式中CiC0除塵器進出口的氣體含塵濃度，g/m3
Gf發(fā)塵量與收塵量
QiQ0除塵器進、出口的氣體量，m3/s
τ發(fā)塵時間，s
6、除塵效率的測量與計算
（1）重量法測出同一時段進入除塵器的粉塵重量Gf（g）和除塵捕集的粉塵重量Gs（g），則除塵效率
η=×100%（式11）
(2)濃度法用等速采樣法測出除塵器進口和出口管道中氣流含塵濃度Ci和C0（mg/m3），則除塵效率
η=×100%（式12）
7、除塵器處置整理氣體量和漏風(fēng)率的計算
處置整理氣體量Q=（Qi+Q0）
漏風(fēng)率δ=×100%
8、荷電粒子在電場中的驅(qū)進速度。
荷電粒子（電暈區(qū)外）在電場和空氣阻力的一起合作作用下，向集塵記極板動作，其所達到的終末電力沉降速度稱為粒子驅(qū)進速度，其計算式為
式中：ω——荷電粉塵粒子在電場中的驅(qū)進速度，m/s
q——粉塵粒子荷電量，C
E——粉塵粒子所處位置的電場強度，V/m
μ——氣體黏度，Pa·s
dp——粉塵粒子的直徑，μm
C——肯寧漢修正系數(shù)，這里可以近似估算為
9、起暈電壓（V）
板式靜電除塵器起暈電壓（V）的計算公式為：
式中：Vc——起暈電壓（V），單位為V
ra——電暈極半徑，單位為m
——空氣的相對密度，當大氣壓力為P（Pa），溫度（℃）為t（℃）時：
10、捕集效率
電除塵器的捕集效率與粒子性質(zhì)、電場強度、氣流性質(zhì)及除塵器構(gòu)造等因素有關(guān)。從課程課程理論上嚴格的推導(dǎo)捕集效率公式是困難的，所以需要做一定的假設(shè)。
德意希在1922年推導(dǎo)出除塵效率與集塵板面積、氣體流量和粒子驅(qū)進速度之間的關(guān)系式（即德意希公式）時，做了以下假設(shè)：電除塵器內(nèi)含塵氣流為紊流；經(jīng)過垂直與集塵極表面的任一斷面的粉塵濃度和氣流分布均勻；粉塵粒子進入電除塵器后就認為完全荷電；忽略電風(fēng)、氣流分布不平均及捕集粒子重新進入氣流等的影響。
德意希公式為：
式中：A——電除塵器集塵板總面積，m2
Q——電除塵器的處置整理氣量，m3/s
ω——荷電粉塵粒子在電場中的驅(qū)進速度，m/s。
11、集塵極的比集塵面積
12、有效截面積的計算
式中：F——電除塵器有效截面積，單位為m2
Q——處置整理氣量，單位為m3/s
——氣體速度，單位為m/s
13、集塵極總長度的計算
式中：——電場總長度，單位為s
n——氣體在電除塵器內(nèi)的通道數(shù)
h——集塵極極板高度，單位為m。
六、實驗步驟
測量室內(nèi)空氣干球和濕球溫度（℃）、大氣壓力、計算空氣濕度。
測量管道直徑，確定分環(huán)數(shù)和測點數(shù)，求出各測點距管道內(nèi)壁的距離，并用膠布標識在皮托管和采樣管上。
開起風(fēng)機，測量各點流速和風(fēng)量。用測壓計測出各點氣流的動壓和靜壓，求出氣體的密度、各點的氣流速度、除塵器前后的風(fēng)量。
先查驗設(shè)備是否接地，如未接地請先將接地接好。
查驗無誤后，將控制器的電流（A）插頭插入交流ACAC220V插頭座中。將"電源開關(guān)"旋柄搬于"開"的位置。控制器接通電源后，低壓綠色信號燈亮。
將電壓（V）調(diào)動手柄逆時針轉(zhuǎn)到零位，輕輕按動高壓"起動"按鈕，高壓變壓器寫入端主線路接通電源。這時高壓紅色信號燈亮。低壓信號燈滅。
順時針緩慢旋轉(zhuǎn)電壓（V）調(diào)動手柄，使電壓（V）慢慢升高。待電壓（V）升至5kV時，打開保護開關(guān)K，讀取并記錄u2、I2。讀完后立即將保護開關(guān)閉合，繼續(xù)升壓。以后每升高5kV讀取并記錄一組數(shù)值，讀數(shù)時實操方法和第一次相同，當開始出現(xiàn)火花時停止升壓。
停機時將調(diào)壓手柄旋回零位，按動停止按鈕，則主線路電源切斷。這時高壓信號燈滅，綠色低壓信號燈亮。再將電源"開關(guān)"關(guān)閉，即切斷電源。
斷電后，高壓部分任有殘留電荷，必須使高壓部分與地短路消去殘留電荷，再按要求做下一組的實驗。
10、用托盤天平城好一定量的塵樣。
11、測量除塵效率：啟動風(fēng)機后開始發(fā)塵，記錄發(fā)塵時間和發(fā)塵量。查看除塵系統(tǒng)中的含塵氣流和粉塵濃度的改變現(xiàn)象。關(guān)閉風(fēng)機后，收集靜電除塵器灰斗中捕集的粉塵，然后稱量，用（式11）計算除塵效率。
12、改變系統(tǒng)風(fēng)量，重復(fù)上述試驗，確定靜電除塵器在各種工況下的功能。
13、改變電場電壓（V），重復(fù)上述試驗，確定靜電除塵器在各種工況下的功能。
七、試驗數(shù)值的記錄與整理
實驗時間年月日空氣干球溫度（℃）（td）℃
空氣濕球溫度（℃）（tv）℃空氣相對濕度（Ф）%
空氣壓力（p）Pa空氣密度（ρ）Kg/m3
電場電壓（V）KV電場電流（A）mA
計算靜電除塵器的處置整理氣體量和漏風(fēng)率，并將測量及計算成果記入表1
計算靜電除塵器在各種工況下的壓力損失和阻力系數(shù)并記入表2
計算靜電除塵器在各種工況下的除塵效率記入表3
表1除塵器處置整理風(fēng)量測量成果記錄表
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測量次數(shù) |
U型管測壓計或/微壓計讀數(shù) |
微壓計傾斜角度系數(shù)K |
靜壓/Pa
ps=KΔ·g |
流量系數(shù)φ |
管內(nèi)流速v/(m/s) |
風(fēng)管橫截面積F1/(m/s) |
風(fēng)量Q/(m3/h) |
除塵器進口面積F2/m2 |
除塵器進口氣速v2/(m/s) |
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初讀l1/mm |
終讀l2/mm |
實際Δl=l1-l2/mm |
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表2除塵器阻力測量成果記錄表
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測量次數(shù) |
微壓計讀數(shù) |
微壓計K值 |
a、b斷面間的靜壓差Δpab/Pa
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比摩阻RL |
直管長度l/m |
管內(nèi)平局動壓pd/Pa |
管間的總阻力系數(shù)∑ξ |
管間的局部阻力系數(shù)Δpm/Pa |
除塵器阻力Δp/Pa |
除塵器在標準狀態(tài)下的阻力ΔpNm/Pa |
除塵器進口截面處動壓pd1/Pa |
除塵器阻力系數(shù)ξ |
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初讀l1/mm |
終讀l2/mm |
實際Δl=l1-l2/mm |
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表3除塵器效率測量成果記錄表
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測量次數(shù) |
發(fā)塵量Gi/g |
發(fā)塵時間τ/s |
電場電壓（V） |
電場電流（A） |
有效驅(qū)進速度 |
除塵器進口氣體含塵濃度Ci(g/m3) |
收塵量Gs/g |
除塵器出口氣體含塵濃度Cj/(g/m3) |
除塵器效率η/% |
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八、注意事項
實驗前準備就序后，經(jīng)指導(dǎo)教師查驗后才能起動高壓。
設(shè)備啟動時，電壓（V）需先調(diào)至零位，才能重新啟動。
電流（A）表與本測點牢靠連接，嚴禁開路運行。
實驗實行時，嚴禁觸摸高壓區(qū)。
使用前請查驗設(shè)備是否接地，如未接地請勿使用，以免危險。
粉塵傳感器使用一定時間后，必須定時清潔，以保證其測量精確度。
板式高壓靜電除塵實驗含塵濃度不宜超過30g/m3
九、討論（討論成果寫入實驗報告中）
用動壓法和用靜壓法測得的氣體流量是否相同，哪一種方法更準確些，為什么？
當用靜壓法測量風(fēng)量時，在清潔氣流中測量和在含塵氣流中測量的數(shù)值是否相等，哪一個數(shù)值更接近除塵器的運行工況，為什么？
用重量法和采樣濃度計算的除塵效率，哪一個更準確些，為什么？
用靜壓法測量和計算靜電除塵器的壓力損失有何優(yōu)缺點？你能提出改進方法嗎？
靜電除塵器的除塵效率隨處置整理氣量的改變規(guī)律是什么？它對靜電除塵器的選用和運行控制有何意義？
你認為實驗中還存在什么問題？應(yīng)如何改進？
影響起始電暈電壓（V）和火花電壓（V）的主要因素是什么？
電場電壓（V）與電流（A）的改變與除塵效率的關(guān)系是什么？
常見問題：
1、如果我要購買靜電除塵實驗裝置實驗指導(dǎo)書，是否有安裝、培訓(xùn)服務(wù)呢？
答：我們的設(shè)備如果沒有特別注明“不含安裝”“裸機價”“出廠”等字樣的，都是提供安裝、培訓(xùn)服務(wù)的。
2、你們的靜電除塵實驗裝置實驗指導(dǎo)書是否能開增值稅專用發(fā)票？
答：可以的，我們是正規(guī)企業(yè)，并且已經(jīng)升級到一般納稅人，可以開具增值稅專用發(fā)票，如果您需要開靜電除塵實驗裝置實驗指導(dǎo)書的發(fā)票，您需要提供開票資料。
3、你們的靜電除塵實驗裝置實驗指導(dǎo)書都是自己生產(chǎn)的嗎？都有什么產(chǎn)品資質(zhì)？
答：我們公司是專業(yè)生產(chǎn)教學(xué)設(shè)備的企業(yè)，完全自主生產(chǎn)，并通過了最新版ISO9001認證，擁有多項專利與著作權(quán)。
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