CN113145309B - 电除尘器设计选型方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及电除尘器效率计算，具体为新型电除尘器效率计算公式，利用电除尘器的比集尘面积、电场数、流速、板电流密度、电场强度和电源类型通过计算获得电除尘器收尘效率的公式并利用该公式指导电除尘器的设计和改造。本发明通过多年的研究和总结，在闫克平教授电除尘指数基础上，结合近几年来出现的小分区、双极线、倍密度供电等电除尘新技术，归纳总结出本公式，本发明提供一种用于计算电除尘器适应超低排放要求下收尘效率的计算公式，本公式无不确定参数参与计算，计算方法简单，结果准确。

Description

电除尘器设计选型方法
技术领域
本发明涉及电除尘器效率计算，具体为电除尘器设计选型方法，利用电除尘器的比集尘面积、电场数、流速、板电流密度、电场强度和电源类型通过计算获得电除尘器收尘效率的公式并利用该公式指导电除尘器的设计和改造。
背景技术
电力行业的电除尘器主要是根据20世纪60年代提出的修正Deutsch公式开展电除尘器的选型，国内电除尘的设计和选型仍延续此方法至今。该公式未考虑电源变化、电场小分区和双极线供电的新的电除尘技术，不能适应新的超低排放要求下的电除尘设计和改造选型。
发明内容
本发明针对修正Deutsch公式不能适应新的超低排放要求下的电除尘设计和改造选型问题，提供了电除尘器设计选型方法。
本发明是采用如下的技术方案实现的：本公式以满足超低排放的现有技术参数为基础数据，即比集尘面积120m2/m3/s、电场数5个，板电流密度0.4mA/m2，基本型电源选型为高频电源。结合多年的超低排放改造经验和电除尘器新技术，总结归纳出：
Figure RE-GDA0003089390360000011
对公式进行简化后得出：
Figure RE-GDA0003089390360000012
其中：
η为电除尘器效率；
在底数0.9D中，0.9为电除尘本体级数，D为电源级数(三相高效电源选9，高频电源选8，工频电源选7)，D为小数点后第二位数字；
S：为电除尘器比集尘面积，m2/m3/s；
Cs：为电除尘器烟气流速，m/s；
F：为电除尘器电场数，电场每增加一个小分区F增加0.5；
q：为电除尘器板电流密度，mA/m2；
EaEpS：为浙江大学闫克平教授的电除尘指数，其中Ea：电除尘中的平均电场强度，kV/cm； Ep：电除尘中的峰值电场强度，kV/cm；
24000为满足电除尘器出口粉尘20mg/m3的比集尘面积基数120、电场基数5、板电流密度基数0.4以及电除尘指数的修正系数100的乘积。
通过本公式计算的电除尘收尘效率，可以准确评估运行中的电除尘器的收尘效率和粉尘排放值。
本公式适用范围为燃煤锅炉电除尘器，烟温适用范围为小于140℃或大于250℃。
电除尘器的设计方法，先设定目标电除尘器效率，然后根据电除尘器效率计算公式，设定电除尘器比集尘面积S、电场数F、烟气流速Cs、板电流密度q、平均电场强度Ea、峰值电场强度Ep和电源类型D，若利用上述设定的参数计算得到的电除尘器效率等于或高于目标电除尘器效率，则电除尘器设计成功，若利用上述设定的参数计算得到的电除尘器效率低于于目标电除尘器效率，则电除尘器设计失败，重新进行参数的设定，直到计算得到的电除尘器效率高于或等于目标电除尘器效率。
电除尘器的改造方法，先设定目标电除尘器效率，再对电除尘器比集尘面积S、电场数F、烟气流速Cs、板电流密度q、平均电场强度Ea、峰值电场强度Ep和电源类型D中需要改造的参数进行设定，然后根据电除尘器效率计算公式，利用上述参数进行电除尘器效率的计算，若计算得到的电除尘器效率等于或高于目标电除尘器效率，则电除尘器改造成功，若计算得到的电除尘器效率低于于目标电除尘器效率，则电除尘器改造失败，重新进行需改造参数的设定，直到计算得到的电除尘器效率高于或等于目标电除尘器效率。
通过本公式计算的电除尘收尘效率，可以准确指导电除尘器设计和改造的选型。
本发明通过多年的研究和总结，在闫克平教授电除尘指数(EaEpS，Ea：电除尘中的平均电场强度kV/cm；Ep：电除尘中的峰值电场强度kV/cm；S:电除尘的比集尘面积，m2/m3/s)基础上，结合近几年来出现的小分区、双极线、倍密度供电等电除尘新技术，归纳总结出本公式，本发明提供一种用于计算电除尘器适应超低排放要求下收尘效率的计算公式，本公式无不确定参数参与计算，计算方法简单，结果准确。
具体实施方式
结合实例来进一步验证本发明公式的准确性。
例：某电厂2*1100MW电除尘器效率计算
设计煤种(投低温省煤器)
S＝159.49，CS＝0.852，F＝7.5，q＝0.39，Ea＝Ep＝3.84，电源采用三相高效电源，D选9，则
η＝0.99^((24000*CS)/((F*q*Ea*Ep*S2))
＝0.99^((24000*0.852)/(7.5*0.39*3.84*3.84*159.492))＝0.999813
入口烟尘33.392g/Nm3，出口烟尘＝33.392*1000*(1-0.999813)＝6.25mg/Nm3。
设计煤种(未投低温省煤器)
S＝137.86，CS＝0.961，F＝7.5，q＝0.39，Ea＝Ep＝3.84，电源采用三相高效电源，D选9，则
η＝0.99^((24000*CS)/((F*q*Ea*Ep*S2))
＝0.99^((24000*0.961)/((7.5*0.39*3.84*3.84*137.862))＝0.999717
入口烟尘33.392g/Nm3,出口烟尘＝33.392*1000*(1-0.999717)＝9.44mg/Nm3。
校核煤种(投低温省煤器)
S＝166.41，CS＝0.796，F＝7.5，q＝0.39，Ea＝Ep＝3.84，电源采用三相高效电源，D选9，则
η＝0.99^((24000*CS)/((F*q*Ea*Ep*S2))
＝0.99^((24000*0.796)/(7.5*0.39*3.84*3.84*166.412))＝0.999839
入口烟尘38.208g/Nm3,出口烟尘＝33.392*1000*(1-0.999839)＝6.14mg/Nm3。
校核煤种(未投低温省煤器)
S＝147.31，CS＝0.899，F＝7.5，q＝0.39，Ea＝Ep＝3.84，电源采用三相高效电源，D选9，则
η＝0.99^((24000*CS)/((F*q*Ea*Ep*S2))
＝0.99^((24000*0.899)/(7.5*0.39*3.84*3.84*147.312))＝0.9997683
入口烟尘38.208g/Nm3,出口烟尘＝33.392*1000*(1-0.999717)＝8.85mg/Nm3。
技术协议设计效率
设计煤种(未投低温省煤器)效率99.971％，出口排放9.15mg/Nm3；
本公式计算结果：效率99.9717％，出口排放9.44mg/Nm3。
设计煤种(投低温省煤器)效率99.98％，出口排放6.2mg/Nm3；
本公式计算结果：效率99.9813％，出口排放6.25mg/Nm3。
校核煤种(未投低温省煤器)效率99.973％，出口排放10mg/Nm3；
本公式计算结果：效率99.97683％，出口排放8.85mg/Nm3。
校核煤种(投低温省煤器)效率99.982％，出口排放7mg/Nm3；
本公式计算结果：效率99.9839％，出口排放6.14mg/Nm3。
有上述内容可知，本公式计算的效率和设计效率基本一致，从而验证本公式完全可以用于电除尘器效率的计算和设计、改造。
机组投运后性能试验数据
(投低省)，效率99.98％，出口排放6.07mg/Nm3；
本公式计算结果：效率99.9839％，出口排放6.14mg/Nm3。
(未投低省)，效率99.97％，出口排放8.10mg/Nm3。
本公式计算结果：效率99.97683％，出口排放8.85mg/Nm3。

Claims (4)

1.电除尘器设计选型方法，其特征在于：该方法基于新型电除尘器效率计算公式，新型电除尘器效率计算公式为：
Figure QLYQS_1
其中：η为电除尘器效率；在底数0.9D中，0.9为电除尘本体级数，D为电源级数，若电源为三相高效电源，D选9，若电源为高频电源，D选8，若电源为工频电源，D选7，本公式以满足超低排放的现有技术参数为基础数据，即比集尘面积120m2/m3/s、电场数5个，板电流密度0.4mA/m2，基本型电源选型为高频电源，电除尘指数的修正系数为100；
S：为电除尘器比集尘面积；
Cs：为电除尘器烟气流速；
F：为电除尘器电场数，电场每增加一个小分区F增加0.5；
q：为电除尘器板电流密度；
EaEpS：为电除尘指数，其中Ea：电除尘中的平均电场强度；Ep：电除尘中的峰值电场强度；
通过本公式计算的电除尘收尘效率，可以准确指导电除尘器设计的选型，具体过程为：先设定目标电除尘器效率，然后根据电除尘器效率计算公式，设定电除尘器比集尘面积S、电场数F、烟气流速Cs、板电流密度q、平均电场强度Ea、峰值电场强度Ep和电源类型D，若利用上述设定的参数计算得到的电除尘器效率等于或高于目标电除尘器效率，则电除尘器设计成功，若利用上述设定的参数计算得到的电除尘器效率低于目标电除尘器效率，则电除尘器设计失败，重新进行参数的设定，直到计算得到的电除尘器效率高于或等于目标电除尘器效率。
2.根据权利要求1所述的电除尘器设计选型方法，其特征在于：新型电除尘器效率计算公式适用于燃煤锅炉电除尘器，烟温适用范围为小于140℃或大于250℃。
3.电除尘器改造选型方法，其特征在于：该方法基于新型电除尘器效率计算公式，新型电除尘器效率计算公式为：
Figure QLYQS_2
其中：η为电除尘器效率；在底数0.9D中，0.9为电除尘本体级数，D为电源级数，若电源为三相高效电源，D选9，若电源为高频电源，D选8，若电源为工频电源，D选7，本公式以满足超低排放的现有技术参数为基础数据，即比集尘面积120m2/m3/s、电场数5个，板电流密度0.4mA/m2，基本型电源选型为高频电源，电除尘指数的修正系数为100；
S：为电除尘器比集尘面积；
Cs：为电除尘器烟气流速；
F：为电除尘器电场数，电场每增加一个小分区F增加0.5；
q：为电除尘器板电流密度；
EaEpS：为电除尘指数，其中Ea：电除尘中的平均电场强度；Ep：电除尘中的峰值电场强度；
通过本公式计算的电除尘收尘效率，可以准确指导电除尘器改造的选型，具体过程为：先设定目标电除尘器效率，再对电除尘器比集尘面积S、电场数F、烟气流速Cs、板电流密度q、平均电场强度Ea、峰值电场强度Ep和电源类型D中需要改造的参数进行设定，然后根据电除尘器效率计算公式，利用上述参数进行电除尘器效率的计算，若计算得到的电除尘器效率等于或高于目标电除尘器效率，则电除尘器改造成功，若计算得到的电除尘器效率低于目标电除尘器效率，则电除尘器改造失败，重新进行需改造参数的设定，直到计算得到的电除尘器效率高于或等于目标电除尘器效率。
4.根据权利要求3所述的电除尘器改造选型方法，其特征在于：新型电除尘器效率计算公式适用于燃煤锅炉电除尘器，烟温适用范围为小于140℃或大于250℃。
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