[发明专利]一种发电机直流励磁机碳粉收集装置

权利要求书

1.一种发电机直流励磁机碳粉收集装置，包括机罩，电源系统；其特征在于，主要由吸风口、环管和除尘器三部分组成，所述吸风口的面积大小由碳粉飘逸轨迹决定，通过测量机罩周径，在保证机罩完整性和安全性的前提下，最终设计多个吸风口，全方位收集由滑环室飘逸而出的碳粉；环管起连接吸风口和除尘器的作用，其主要由碳钢钢管和橡胶软管组成，碳钢钢管保证管路的可靠性，在连接部位使用橡胶软管连接，可以使整个连接管路的位置更灵活多变，根据电厂现场的气压情况计算吸收碳粉所需的风压参数。

2.根据权利要求1所述的一种发电机直流励磁机碳粉收集装置，其特征在于，吸风头与机罩接触面设计为7.3°的弧面，紧密贴合机罩，在接触面还设计有与吸风头等大的橡胶垫，加强切口的密封性，防止碳粉逸出，加强吸尘效果。

3.根据权利要求1所述的一种发电机直流励磁机碳粉收集装置，其特征在于，碳钢钢管和橡胶软管两种管道的内壁作光滑处理，避免收集的碳粉堵塞管道。

4.根据权利要求1所述的一种发电机直流励磁机碳粉收集装置，其特征在于，吸风口与机罩连接处的压力及风量计算：

设计吸风口风速为20m/s，每台除尘装置需连接2根环管，则除尘装置需要调节的风量为：

Q＝S×v

＝0.055²×3.14×20×2×3600

≈1368m³/h

其中，S为环管的横截面积，m²；

v为吸风口风速，m/s。

5.根据权利要求1所述的一种发电机直流励磁机碳粉收集装置，其特征在于，吸风口的面积大小由碳粉飘逸轨迹决定，为分析碳粉颗粒的运动轨迹，需要建立粉尘颗粒的运动方程。考虑电场力、黏性阻力以及重力三种主要的颗粒受力；笛卡尔坐标系下颗粒动量方程见式

式中：m_p为碳粉粒子质量，kg；

u_j表示颗粒物在j方向的速度(j代表x,y方向)，m/s；

空气动力学拖曳力：

C_D为气体-颗粒阻力系数；d_p为颗粒直径。

6.根据权利要求5所述的一种发电机直流励磁机碳粉收集装置，其特征在于，利用FLUENT计算风压除尘器内湍流场，采用SIMPLE算法对控制容积进行数值求解。采用有限容积法离散化耦合求解电势泊松方程和电流连续性方程，可得到粒子荷电密度和电场分布。认为空气是连续相，采用Euler方法对流场进行数值计算；认为粉尘颗粒是离散相，采用Lagrange颗粒轨迹法对颗粒运动进行追踪。选用分离式求解依次求解流场、颗粒动力场以及电场的各个方程，经过多次迭代可得到收敛解。