[发明专利]基于颗粒陷阱效应的收尘极板、新型极配形式及高效静电除尘器

权利要求书

1.一种基于颗粒陷阱效应的收尘极板，其特征在于：所述的收尘极板通过弯折的方式形成多个间隔设置的凸起折板和凹槽，凹槽处形成颗粒陷阱。

2.根据权利要求1所述的基于颗粒陷阱效应的收尘极板，其特征在于：所述的收尘极板上还设有强化折板。

3.根据权利要求1所述的基于颗粒陷阱效应的收尘极板，其特征在于：所述的凹槽的截面为等腰梯形，截面的上底面宽度为3～11cm，下底面宽度为2～6cm，凹槽深度为1～5cm，凹槽两腰与凹槽下底面角度为100～135°。

4.一种新型极配形式，其特征在于：其包括多块收尘极板和若干多角度双刺电极，所述的收尘极板间隔布置，收尘极板通过弯折的方式形成多个间隔设置的凸起折板和凹槽，凹槽处形成颗粒陷阱；所述的多角度双刺电极间隔设在相邻收尘极板之间。

5.根据权利要求4所述的新型极配形式，其特征在于：所述多角度双刺电极和带颗粒陷阱的收尘极板距离为150～250mm，相邻电极距离为200～300mm；所述多角度双刺电极针刺长度为5～15mm，针刺角度为15°～60°。

6.根据权利要求4所述的新型极配形式，其特征在于：针对高比电阻粉尘，所述的多角度双刺电极针刺长度为10～15mm；针对低比电阻粉尘，所述的多角度双刺电极针刺长度为5～10mm。

7.一种高效静电除尘器，其特征在于：其包括若干组收尘极板、若干多角度双刺电极和智能振打系统；每组收尘极板包括多块间隔布置的收尘极板，至少一组收尘极板通过弯折的方式形成多个间隔设置的凸起折板和凹槽，凹槽处形成颗粒陷阱；所述的多角度双刺电极间隔设在相邻收尘极板之间；所述的智能振打系统与收尘极板配合，用于振打收尘极板。

8.根据权利要求7所述的高效静电除尘器，其特征在于：所述智能振打系统由智能振打模块和振打装置构成，所述的智能振打模块是基于预测粉尘层堆积造成运行电压降低数值即压降，构建压降预精确预测模型，当压降达到一定比例时开启所述振打装置。

9.根据权利要求8所述的高效静电除尘器，其特征在于：所述的构建压降预精确预测模型的具体步骤包括：

1)基于在线和历史数据，建立涵盖烟气参数、电除尘装置电源装置参数、电除尘装置本体参数的电除尘装置关键设备与参数数据库；

2)基于参数数据库，构建颗粒物沿烟气流向的浓度梯度模型；

3)基于颗粒物沿烟气流向的浓度梯度模型，预测颗粒物在极板表面累积速率随气流方向的变化规律，获得极板对应时刻的颗粒积累量，并根据颗粒密度，获得极板颗粒积累厚度模型；

4)结合颗粒物比电阻参数，建立粉尘层内积灰等效电阻，通过研究不同工况下电除尘装置各极线所对应粉尘层电阻，构建压降比例模型；

5)根据压降比例模型计算压降比例，当超过上限值时启动振打装置；

6)振打一段时间后，循环步骤1)～5)，调整振打时间。

10.根据权利要求9所述的高效静电除尘器，其特征在于：

所述步骤1)中，建立的电除尘装置本体参数包括集尘面积、电极形式、线-板距离、停留时间、通道数、电场数；建立的涵盖烟气参数包括入口颗粒物浓度、入口烟气流速、入口烟气量；建立的电源装置参数主要包括一次电压、二次电压、一次电流、二次电流；

所述步骤2)中，构建颗粒物沿烟气流向的浓度梯度模型具体包括以下步骤：

2.1)基于参数数据库建立电除尘器入口颗粒物浓度预测模型C_in，

其中，B为燃煤量；η为粉尘逃逸率；Aar为收到基灰分；Q为烟气流量；

2.2)针对单个电除尘电场，假设令烟气入口处的x＝0，预测沿着x方向的每个微元长度Δx的颗粒物脱除量，进而构建每个微单元的颗粒物脱除量模型

电场入口处，即x＝0时，C_x＝0＝C_in，当x＝Δx时，颗粒物的脱除量为

其中，A为比集尘面积，l_p为极板长度，ω为烟气中颗粒物的整体迁移速率，C为颗粒物的脱除量；

2.3)基于颗粒脱除量模型，进一步构建颗粒物沿烟气流向的浓度梯度模型

其中，Q由锅炉负荷决定，而由于颗粒粒径分布沿着x方向的不断演变，烟气中颗粒物的整体迁移速率ω随之不断发生变化；

所述步骤3)中极板颗粒积累厚度模型的构建包括以下步骤：

3.1)获得电除尘装置电场内不同负荷下颗粒物沿x方向在极板上的累积速率(％·s^-1·Δx^-1)，颗粒物百分比每秒每单位长度，其中颗粒物百分比按照均入口颗粒物浓度统一折算；

3.2)基于颗粒物在极板表面累积速率，构建极板对应时刻的颗粒积累量模型；

3.3)结合电场内随着烟气流向的颗粒物密度，获得极板颗粒积累厚度模型，

Δh(x_i)为积灰高度增量，H_p为极板高度，t_r上一次振打后累积时间，ρ_p为颗粒密度；

所述步骤4)压降比例模型的构建包括以下步骤：

4.1)结合颗粒物比电阻等参数，建立粉尘层内积灰等效电阻预测模型即对于极线i，其放电过程中所面对的极板积灰等效电阻为每个微元长度上积灰电阻的并联值

Ra_i为极线i放电过程中的积灰电阻，d_w-w为极线间距，ρ_r为颗粒比电阻，Δh(j)为位置j的颗粒层厚度，x_i为极线i所对应放电区的一侧边界，x_i+1为极线i所对应放电区的另一侧边界；

4.2)通过模拟计算不同工况下电除尘装置各极线所对应粉尘层电阻，结合电除尘装置单根极线的电流密度，模拟计算粉尘层造成的电极线的有效电压比例，形成压降比例模型

Ra为极线放电过程中的积灰等效总电阻，ρi为单根极线的电流密度，l为极线长度，U₀为正常运行电压；

所述步骤5)中当压降比例超过上限值10％时，启动振打装置并调控振打频率。