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摘 要: 本文通过实验测量了火电厂电除尘器常用放电极与C480 收尘板配置时极板表面电流密
度的大小和分布, 利用极板表面平均电流密度、电流密度相对标准差两个指标, 讨论了不同放电极及
其布置形式对测量结果的影响, 给出了几种电场特性参数较好的电极配置形式和参数调整范围。
关键词: 电除尘器; 电极配置; 电流密度分布
中图分类号: TF80513 + 4 文献标识码: A 文章编号: 1001 - 196X(2005) 02 - 0032 - 04
Experiment on current density distribution on plate of different
combinations of discharge electrodes with collecting plates
DANG Xiao2qing1 , YANG Chun2fang1 , WANG Di2 , YUAN Sheng2li1 , MA Guang2da1
(11Xipan University of Architecture & Technology , Xipan 710055 , China ;
21Xipan Heavy Machinery Research Institute , Xipan 710032 , China)
Abstract : By measuring the current density on the collecting plate , the paper gives the characteristic of elec2
tric field on the condition that discharge electrodes usually used in electrostatic precipitator of coal fired plant
combined with C480 collecting plate. It uses two parameters of average current density and relative deviation
to discuss the effect of different discharge electrodes and setting manner. It gives several kinds of electrical
fields in different combination and the parameter range of adjustment .
Key words : electrostatic precipitator ; combinations of electrodes ; current density distribution
1 前言
燃煤火电厂烟尘净化设备90 %左右采用电
除尘器, 允许烟尘排放浓度小于50 mg/ m3 , 有
的地区规定为25～30 mg/ m3 , 对除尘器的选型
设计、制造、运行管理和设备性能提出了更高的
要求[1 ,2 ] 。电除尘器电晕功率与粉尘驱进速度成
正比, 提高火花电压和电晕电流大小能有效提高
电除尘的除尘效率[3～7 ] 。电除尘器运行中火花电
压的高低、控制水平和能耗与极板表面电流密度
分布状况密切相关[8 ] 。收尘极板表面粉尘层内场
强E = j·ρ, 其中j 为极板表面平均电流密度,
ρ是粉尘比电阻。因电晕电流密度分布不均, 通
常发生反电晕时极板平均电流密度仅相当于根据粉尘层击穿场强和粉尘比电阻所得计算值的
1/ 10[9 ] 。因此, 电流密度的大小和均匀程度是反
映电除尘器电极配置电场性能的一个重要指标。
本文选择火电厂电除尘器常用的九种放电极和
C480 收尘极板, 通过实验测试极板表面电流密
度大小和分布, 对不同电极配置形式的电场特性
进行了讨论。
2 实验装置和测试方法
211 测试方法
采用Tassicker 边界探针法[10 ]测量极板表面
的电流密度及其分布。探针的结构如图1 所示,
当偏压Vb 为零时测得的电流I 即为流入探针的
电流。电流密度的计算公式为
的电流, A。
图1 Tassicker 探针示意图
Vb —直流偏压电源; PA —皮安级电流表 假设流入绝缘环的电流有一半流入探针, 测
量电流值比实际值大, 因此引起的测量误差小于
绝缘环面积与测试探针截面积之比的1/ 2 。探针
测量值通过标准电极标定, 误差为±114 % , 实
验装置测量误差范围在5 %～8 %之间。
212 实验装置
实验选择的9 种放电极如图2 所示, 放电极
长1 m。收尘极板采用6 块C480 极板, 高018 m。
测试探针25 枚, 水平间距10 mm。通过螺杆调节
极板上下移动, 移动范围±150 mm。电流测试系
统主要由Tassicker 探针、采样开关箱、偏压电源、
电流表等组成。实验装置如图3 所示。
图2 实验放电极
图3 实验测量系统示意图3 测试结果和讨论
311 测试结果
实验收尘极之间距离分别为350、400、
450 mm , 放电极之间距离按C480 收尘板规范的
配置方式确定。电流密度测试电压取火花电压的
85 %。不同电极间距条件下极板表面电流密度大
小和分布状况的部分测量结果如图4 所示, 图中
x 轴、y 轴分别表示极板宽度和高度, x = 0 对应
极板中心线, 色谱表示极板表面电流密度大小。
312 测试结果讨论
不同电极配置电场性能的讨论采用极板表面
平均电流密度值€j 和电流密度几何标准差σ两个
指标:
式中, n 为测点的个数; ji 为第i 点电流密度,
mA/ m2 。
不同放电极时极板表面电流密度分布的€j 、
σ测试结果见表1 。
31211 放电极形式对电流密度分布的影响
采用星型线或麻花线时电流密度分布如图
4a 、4b 所示。电流密度最大值分布区域不明显,
极板表面平均电流密度较小, 分布均匀。电流密
度平均值随同极距增加明显减小, 同极距增加
50 mm , 电流密度平均值减小约10 %。
图4 同极距400 mm时极板表面电流密度分布
实验条件 同极距 350 mm 同极距 400 mm 同极距 450 mm
2 V a/ S d = 3115 ( kV·cm - 1) €j/ mA·m - 2 σ €j/ mA·m - 2 σ €j/ mA·m - 2 σ
星型线 01518 01534 01487 01471 01349 01335
麻花线 01476 01564 01406 01626 01387 01637
锯齿线 01794 01419 01759 01317 01728 01412
RS 线 01723 01689 01708 01598 01610 01711
改良RS 线 01789 01635 01738 01589 01674 01593
十刺芒刺线 01971 01530 01961 01493 01693 01537
V15 线 平行 01831 01489 01796 01417 01755 01444
垂直 01860 01540 01813 01497 01781 01529
鱼骨线(1) 平行 01574 01727 01559 01616 01558 01585
垂直 01974 11010 01939 01873 01915 01605
鱼骨线(2) 平行 01567 01807 01544 01758 01457 01714
垂直 0 752 1 170 0 741 1 000 0 712 0 770
注: V a 为测试电压; S d 为同极距; 2 V a/ S d 为电场平均电势梯度。 图4c、4d 是锯齿线和V15 线的电流密度分
布图。放电点稳定, 电流密度最大值与芒刺尖端
对应, 平均电流密度大, 分布均匀。放电极正对
极板处存在一定范围的电流盲区。收尘极之间距
离为400 mm时电流密度分布均匀性最好。以上
4 种放电极电流密度分布状况比较如图5 所示,
图中x 轴沿极板宽度方向, y 轴为沿极板表面
高度方向上的电流密度平均值, x = 0 对应极板
中心线。
图5 同极距350 mm时沿板面电流密度分布
鱼骨线的板电流密度分布如图4e 、4f 所示,
板表面平均电流密度值小, σ在017～1117 之
间, 电流密度分布均匀性最差。
RS 线、改良型RS 线、十刺芒刺线的电流
密度分布图分别见图4g、4h 和4i 。放电点稳定,
电流密度最大值与芒刺尖端对应, €j 和σ分别在
0170～0195 和015～016 之间。电流密度大小随
收尘极之间距离增加变化不大, 放电极正对极板
处存在较大范围电流密度盲区。改良型RS 线与
RS 线相比, 在相同条件下, 平均电流密度增加
约10 % , σ减小约15 %。十刺芒刺线在管中部
增加了小芒刺, 对电流密度的大小、分布的影响
几乎可以忽略。
31212 放电极布置形式的影响图6 给出了V15 线在不同极距和布置方式
下电流密度的分布。芒刺垂直于极板布置时电流
密度盲区出现在两电晕线中间, 平行布置时在放
电极正对的极板处出现电流盲区。两种布置方式
下平均电流密度大小接近, 但垂直布置时电流密
度分布σ明显增大。收尘极之间距离为350 mm
时, 芒刺垂直板面比平行板面时平均电流密度增
加约314 % , σ 增大约1015 %。也就是说, 对
C480 收尘极板, 芒刺平行板面布置时电流密度
分布比较均匀。
4 结论
采用Tassicker 边界探针法, 通过实验测量
了当前火电厂常用的九种放电极与C480 收尘极
板配置时板表面电流密度分布。实验数据和结果
对当前电除尘器的选型设计和技术改造有一定的
参考价值。
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(3) .收稿日期: 2005 - 01 - 20
基金项目: 国家高新技术研究发展计划(863) 项目
(2002AA642040 - 01)
作者简介: 党小庆(1964 - ) , 男, 西安建筑科技大学环境与市
政工程学院副教授、工学博士。
