史 旭，丁 晋
摘要：国内比较成熟的WESP系统基本上都是采用蜂窝管式结构。管式分为四边形、圆形以及六边形。其中六边形形式应用最为广泛。六边形相对圆形空间利用更加充分，相对四边形死区更少，以六边形为基础，通过匹配不同的阴极线介绍了电极匹配和选型参数。
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关键词 ：PM2.5；脱硫；WESP
中图分类号：TU834 文献标识码：A 文章编号：１００８－９５００（２０15）07－００61－０3
收稿日期：２０15－０5－28
作者简介：史 旭（１９82－），男，重庆人，本科，工程师，从事WESP与Dry-ESP等电除尘技术研究工作。
目前国内针对燃煤电厂脱硫后的PM2.5及其他废气的处理基本上都是采用湿式电除尘装置。国家新规范要求燃煤电厂脱硫排放标准必须达到10 mg/m3以下，发达城市则标准更高，必须降到5 mg/m3以下，也就是近零排放标准。新建的燃煤电厂在进行脱硫设计时，业主都会要求设计院将脱硫后的粉尘浓度降到10 mg/m3以下，而且也会要求降低干式电除尘出口粉尘浓度，以满足国家新标准的要求，进而可以不用安装WESP系统就可以达到10 mg/m3以下。已经投产的老电厂，则由于设备已经定型，在现有的工艺基础上不可能降低脱硫出口粉尘浓度，所以这些电厂不得不加装WESP系统，以保证脱硫排放的粉尘浓度达到国家或者地方标准要求。
1放电极
通过中式实验装置反复测试实验，综合分析实验中的各种数据，得出星型电极、针形电极、锯齿电极和正六边形碟片电极性能比较。
放电极性能比较见表1。
分析结果认为，正六边形碟片在电场分布、电流分布和电流方向上较其他形式碟片有优势，碟片的起晕电压和空间阻抗较高，但是这两个参数可以通过调节碟片大小和安装间距来改善，所以WESP建议尽量采用碟片放电极。
另外碟片形式放电极在加工方式和成本方面也比较占有优势。
2阴极线
阴极线选型主要遵循保证电场能最大化与成本可接受两个原则。
不同阴极线直径下空间电场分布见图1。
由图1可知，电场的均匀度随阴极线的增大而变得更加均匀，阴极线越小，场强变化越剧烈，且增加了与收尘极的空间距离。所以阴极线的大小既要保证连接的可靠性，更要保证Ec*Ep值最大化。由图1所示，阴极线半径尺寸选择在8~15（mm）范围较为合适。为了减少经济成本以及减轻阴极线的重量。阴极线可以做成中空形式。
3收尘极
根据阴极线的尺寸范围假设阴极线r=10 mm。
不同收尘极直径下空间电场分布见图2，电场变化区间趋势见表2。
由图2、表2可知，各段曲线可以分成3个变化区间；在平坦区内，电场变化趋于稳定，所以收尘极半径尺寸R选择在110 mm~130 mm范围较为合适。
在工程设计时，应该对该值进行余量处理，一般取系数为1.2~1.4。
4饱和电流
饱和电流计算的原则一般为当电子在带电粉尘周围的电场力与斥力相等时，则认为该粉尘达到了饱和荷电。
饱和荷电见图3。
由图3可知，r为阴极线的半径，R为收尘极的半径，x为距离r中心的空间距离。
假设单个粉尘带电量为q，电子电量为e，当达到饱和时，电场的电场力与粉尘和电子的斥力相同，则有关系式为：
eEx=K*eq/a2；（K=1/（4πε）（1）
式中：a——粉尘半径；ε——介电常数。
化简上式后单个粉尘饱和荷电量为：
假设粒径为a的粉尘在极管空间是均匀分布的，忽略除尘效率的影响，则：
式中：Qa——粒径为a的总电荷量；
n——粉尘体积密度，个/m3；
L——收尘极管长。
总包和电流I为不同粒径下的饱和电流总和。
该公式存在以下不足。一是实际上电子在靠近带电粒子时速度不为零，即便是电场力和斥力平衡时，粉尘也能继续荷电；二是浓度n、击穿场强Emax和粒径a 3个参数需要实验确认。
（责任编辑／陈军）
