闫克平 电除尘技术发展与应用

3电除尘器收尘效率预测方法

电除尘器收尘效率的首个理论计算方法是Deutsch公式，由Deutsch和Anderson共同于1922年提出

Deutsch公式的推导过程是利用质量守恒原理在电除尘器内截取1个单元截面，积分流入、流出和捕集颗粒物量最终求解。其结果准确程度依赖于粉尘由高压电极向收尘极板迁移速率的精确程度。

但具体工程应用中颗粒物的迁移速率各不相同，难以逐一测量，多采用经验值进行粗略估算。因此除了采用有效迁移速率[25]代入计算外，Deutsch公式还衍生了大量修正计算式，如引入修正系数、利用运行电压和颗粒物粒径替代迁移速率等。黄逸凡对Deutsch公式的衍生修正过程进行了详细综述[26]。

采用Deutsch公式计算收尘效率易于带来不断增加SCA的后果。由于烟气体积流量往往难于改变，因此大量的工程新建和改造案例都单纯增加收尘面积或电场数量，提高了电除尘器推广和改造应用的难度。针对该问题，闫克平和朱继保[27]等提出了电除尘指数及分级收尘效率计算式

电除尘指数及其计算式的推导过程是首先对单个颗粒物进行受力分析，衡算电场力、黏滞阻力等，然后对电除尘器单元截面进行质量衡算，从而积分求解。电除尘指数与电除尘器出口排放质量浓度关系图如图6[19]所示。

电除尘指数反映了高压电源向单位体积烟气注入能量的大小，注入能量越高则收尘效果越佳。图6中圆形小点、三角形小点、方形小点分别表示燃煤含灰质量分数为10%、20%、40%的条件下，除尘器出口质量浓度与电除尘指数的关系。由于电场燃煤变化频繁，应以方形小点作为设计依据。为实现常规燃煤电厂颗粒物排放质量浓度低于10mg/m3的目标，电除尘指数应满足

式(2)表明了电除尘器出口排放质量浓度主要与其比收尘面积、运行电压有关，而烟气温度、相对湿度、粉尘比电阻、粒径分布、阴阳极振打和电源控制技术均会影响最终实际排放质量浓度。当电除尘器比收尘面积一般在90~120s/m范围内，则对应的平均运行电压应保持在66~80kV范围内才能保证30mg/m3以下的排放质量浓度。该例表明电除尘器内各项运行参数都能够以电除尘指数为媒介进行设计和调整。

4电除尘器供电形式

4.1高压电源

电除尘器所用高压供电电源技术主要包括主电路技术、高压电源控制技术和高低压集成技术。现有高压电源主要采用高频电源或三相电源来替代传统单相电源。不同高压电源的区别在于运行电压、电流(二次电压、电流)、峰值电压和功率因数等，而不同厂家的区别则主要在于控制技术。

表2所示为单相电源、三相电源和高频电源的性能比较。三相电源功率因数一般在0.85~0.95之间，而单相电源功率因数往往较低，约为0.6~0.8。在已有的单相电源改造为三相的应用中，功率因数可以自0.55上升至0.93。故可在一次输入功率并无明显变化的前提下，大幅度提高电除尘器本体的注入功率。

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