水洗靜電除塵設(shè)備簡析

王書田

（美埃（中國）環(huán)境科技股份有限公司 研發(fā)技術(shù)中心，江蘇 南京 210000）

市場上也存在少數(shù)一些靜電除塵在線水洗設(shè)備，但系統(tǒng)設(shè)置簡單，無法實(shí)現(xiàn)人性化操作，且清洗效果一般，無法達(dá)到預(yù)期目標(biāo)。其受限主要原因?yàn)椋核昧髁刻?，無法實(shí)現(xiàn)大風(fēng)量多機(jī)組空氣除塵凈化設(shè)備同時(shí)在線清洗，且無法標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)；系統(tǒng)設(shè)置簡單，只是采用自來水加壓沖洗，無法達(dá)到清洗效果；系統(tǒng)設(shè)置簡單，客戶無法根據(jù)實(shí)際需要調(diào)整清洗時(shí)長和周期，無法實(shí)現(xiàn)智能化、人性化，無法遠(yuǎn)程監(jiān)控，無法遠(yuǎn)程操作等等。

美埃公司目前已經(jīng)銷售10多年，有大量的設(shè)計(jì)和現(xiàn)場應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，且公司有自己的研發(fā)部門、有自己的制造工廠、有自己銷售和售后團(tuán)隊(duì)，完全有能力完成水洗靜電除塵產(chǎn)品的研發(fā)及銷售。目前公司自主研發(fā)的EP-AC系列產(chǎn)品，主要應(yīng)用在正壓空氣加熱、制冷或通風(fēng)系統(tǒng)的回風(fēng)管道中(例如:新回風(fēng)混合空調(diào)箱或回風(fēng)管)，它可有效地去除通過其循環(huán)的空氣中直徑小至0.01 μm的顆粒；其產(chǎn)品特點(diǎn)功耗低、效率高、成本低，可以拼接使用滿足大風(fēng)量空氣凈化需求等等優(yōu)勢。但產(chǎn)品電場維護(hù)問題一直為市場所詬病，尤其在地鐵項(xiàng)目上，客戶非常希望可以滿足在線清洗功能，減少現(xiàn)場的人工操作。

EP-AC系列在本公司靜電除塵設(shè)備銷售額中占比較高，現(xiàn)階段為空調(diào)箱除塵凈化的主要方式。因此優(yōu)先開發(fā)水洗EP-AC系列產(chǎn)品，但是EP-AC系列有其特殊要求，比如：需要滿足正面檢修功能、空調(diào)箱布滿率≥80%、風(fēng)速2.5 m/s、成本低、可以拼接使用多種風(fēng)量需求等等功能。水洗除塵凈化產(chǎn)品除了滿足在線水洗要求外，還需滿足EP-AC系列產(chǎn)品同等功能。同時(shí)水洗靜電除塵產(chǎn)品因?yàn)樾枰獫M足各種風(fēng)量需求，因此在設(shè)計(jì)的時(shí)候需要考慮模塊化設(shè)計(jì)，產(chǎn)品需要模塊化設(shè)計(jì)，可以上下左右拼接使用即克服了產(chǎn)品多種風(fēng)量需求。

1 產(chǎn)品設(shè)計(jì)目的

（1）水洗靜電除塵設(shè)備研發(fā)的目的在于實(shí)現(xiàn)靜電除塵凈化設(shè)備在線清洗，減少人工操作，降低維護(hù)成本，減少設(shè)備損害風(fēng)險(xiǎn)，使設(shè)備長期保持一個(gè)高效率的狀態(tài)運(yùn)行，同時(shí)通過多條水路和恒壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)，保證噴淋系統(tǒng)恒壓，解決大風(fēng)量凈化系統(tǒng)水壓不穩(wěn)定，無法滿足大風(fēng)量凈化的要求。

（2）水洗靜電除塵設(shè)備研發(fā)的目的在于實(shí)現(xiàn)清洗系統(tǒng)的智能化、人性化、遠(yuǎn)程監(jiān)控、遠(yuǎn)程操作等等功能，增強(qiáng)人使用的舒適感和便捷性。

2 產(chǎn)品設(shè)計(jì)方案

2.1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案

①產(chǎn)品由云系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、靜電除塵設(shè)備、水洗設(shè)備、監(jiān)測設(shè)備、加熱系統(tǒng)幾部分組成；②云系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)測控制、遠(yuǎn)程控制、遠(yuǎn)程設(shè)置、數(shù)據(jù)可查等功能；③控制系統(tǒng)可以控制或監(jiān)測靜電除塵設(shè)備、水洗設(shè)備、監(jiān)測設(shè)備、加熱系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)信息傳導(dǎo)，預(yù)留485通訊接口；④靜電設(shè)備可以實(shí)現(xiàn)正面檢修功能，滿足各種風(fēng)量凈化組合功能；⑤水洗設(shè)備滿足清洗效果、不同風(fēng)量設(shè)備清洗功能；⑥監(jiān)測設(shè)備滿足PM2.5和臭氧監(jiān)測功能；⑦加熱功能：實(shí)現(xiàn)水泵、噴淋管等部件的防凍和噴淋水加熱功能使其增加清洗效果，如圖1。

圖1 系統(tǒng)示意圖

2.2 靜電設(shè)計(jì)方案

2.2.1 靜電框架+噴淋管道設(shè)計(jì)

說明：此部分的設(shè)計(jì)難點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)電場的正面檢修、安裝與維護(hù)便捷性、設(shè)備使用壽命和產(chǎn)品成本控制。

靜電電場整體采用鋁合金鈑金制作，既保證了電場的導(dǎo)電性能又保證電場重量比較輕便于檢修；靜電外框架采用304不銹鋼材質(zhì)，鉚接拼接工藝，并輔助加強(qiáng)筋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，可以保證其整體一個(gè)使用壽命、人工成本和整機(jī)的強(qiáng)度。靜電設(shè)備后端設(shè)置一個(gè)電器檢修箱體，使用時(shí)使用擋板限位電場，檢修時(shí)取下?lián)醢?，把最后一個(gè)電場推入檢修箱體，即可以正面取出倒數(shù)第二個(gè)電場，具體見圖2、表1。

圖2 靜電設(shè)計(jì)方案示意圖

表1 靜電設(shè)計(jì)方案

2.2.2 電場設(shè)計(jì)方案

說明：方案1與方案2電離采用的是尖刺結(jié)構(gòu)+雙高壓設(shè)計(jì)方案，不同點(diǎn)是方案2電離區(qū)與集塵區(qū)距離大50 mm；方案3用的電離絲+單高壓的設(shè)計(jì)方案，分為4配置，只是配置了不同的電離絲，目的是評(píng)估不銹鋼絲與鎢絲的凈化效率和強(qiáng)度。詳見圖3、表2。

圖3 電場設(shè)計(jì)方案示意圖

表2 電場設(shè)計(jì)方案

2.3 清洗桶設(shè)計(jì)方案，見圖4、表3

圖4 清洗桶設(shè)計(jì)方案示意圖

表3 清洗桶設(shè)計(jì)方案

2.4 水路設(shè)計(jì)方案

說明：3條水路設(shè)計(jì)分段清洗，克服水泵因流量問題無法滿足大風(fēng)量多模塊產(chǎn)品清洗的問題；變頻恒壓水泵保證整個(gè)回路水壓恒定，不會(huì)因?yàn)閲婎^增多或者減少，水壓變化影響清洗效果；常閉閥1和止回閥雙重保險(xiǎn)防止藥劑流入自來水管道，見圖5。

圖5 水路設(shè)計(jì)方案示意圖

2.5 電控設(shè)計(jì)方案

①電控箱體控制清洗桶+高壓電源箱體（靜電設(shè)備）統(tǒng)一供電；②電控箱體控制風(fēng)機(jī)的啟停，確保與靜電設(shè)備實(shí)現(xiàn)聯(lián)動(dòng)和自動(dòng)啟動(dòng)風(fēng)機(jī)吹干清洗后的靜電設(shè)備；③電控箱體可以監(jiān)控靜電設(shè)備的工作狀態(tài)。

3 實(shí)驗(yàn)裝置和測試條件

效率測試裝置如下圖6，由上至下設(shè)備為風(fēng)機(jī)、發(fā)塵裝置、管道（上游取樣點(diǎn)、下游取樣點(diǎn)）、凈化裝置。按照EPM2.5=(1-CPM2.5,2/ CPM2.5,1)X100%計(jì)算產(chǎn)品的凈化效率。

圖6 測試設(shè)備示意圖

4 結(jié)論

①尖刺結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案臭氧增加量較高，經(jīng)分析主要原因是電壓高；②同型號(hào)不銹鋼絲相比鎢絲效率低；③電離與集塵距離會(huì)影響產(chǎn)品的效率；④電離絲直徑越大，抗拉強(qiáng)度越好；⑤最終選擇方案：單高壓+板線結(jié)構(gòu)+集塵板+0.18鎢絲。詳見表4、表5。

表4 實(shí)驗(yàn)儀器及標(biāo)準(zhǔn)

表5 產(chǎn)品效率測試結(jié)果

方案2 雙高壓+板尖刺結(jié)構(gòu)+集塵板(加寬)單高壓+板線結(jié)構(gòu)+集塵板+0．18鎢絲單高壓+板線結(jié)構(gòu)+集塵板+0．15鎢絲方案3單高壓+板線結(jié)構(gòu)+集塵板+0．15不銹鋼絲1m/s,92．6%;1．5m/s,91．5%;2．0m/s,90．2%;2．5m/s,86．5%;3m/s,80．5%;1m/s,93%;1．5m/s,92．7%;2．0m/s,90．1%;2．5m/s,85．6%;3m/s,77．6%;1m/s,90．1%;1．5m/s,90．1%;2．0m/s,88．8%;2．5m/s,84．2%;3m/s,74．9%;1m/s,92．6%;1．5m/s,89．5%;2．0m/s,85．4%;2．5m/s,77．7%;3m/s,67．7%;1m/s,469．41．5m/s,317．452m/s,255．152．5m/s,209．43．0m/s,191．411m/s,20．91．5m/s,15．12．0m/s,12．22．5m/s,10．93．0m/s,9．91m/s,281．5m/s,17．32．0m/s,10．92．5m/s,10．33．0m/s,9．51m/s,20．51．5m/s,18．22．0m/s,17．72．5m/s,15．43．0m/s,11．8/ 12/6KV 50N 6KV 30N 6KV 40N 6KV單高壓+板線結(jié)構(gòu)+集塵板+0．2不銹鋼絲1m/s,90．7%;1．5m/s,86．3%;2．0m/s,81．0%;2．5m/s,74．0%;3m/s,67．1%;/ 50N 6KV

5 展望

在空氣凈化領(lǐng)域靜電凈化技術(shù)因其效率高、可以重復(fù)清洗、維護(hù)成本低等特點(diǎn)，因此在未來中國市場將持續(xù)占有一席之地；隨著人們對(duì)生活質(zhì)量的需求日益提升，水洗靜電除塵設(shè)備將在未來的空氣凈化領(lǐng)域日益的重要，為市場主要發(fā)展方向；水洗靜電除塵設(shè)備的現(xiàn)場應(yīng)用，將是未來靜電空氣凈化產(chǎn)品的主要研究方向。