摘要：氣流分布試驗標準是保障電除塵器氣流分布優(yōu)化、高效收塵的重要工具。在《電除塵器氣流分布模擬試驗方法》（JB/T 7671－2007）實施之際，介紹了電除塵器氣流分布試驗標準發(fā)展現(xiàn)狀，并結(jié)合實例分析了其存在的問題，提出了對應的調(diào)整建議。

關(guān)鍵詞：電除塵器  氣流分布  標準

氣流分布是影響電除塵器收塵效率的主要因素之一。電場區(qū)內(nèi)氣流分布均勻是高效收塵的必要條件，氣流分布不均勻?qū)е碌拇鬁u流、氣流死角及二次飛揚等現(xiàn)象將顯著降低電除塵器的收塵效率[1]。而解決氣流均布問題的主要方法是開展物理模型試驗，在一定比尺的相似模型內(nèi)調(diào)整流場并進行測試，達到要求后將此調(diào)整方案同比放大應用于實際設備。

鑒于氣流均布的重要性及氣流分布測試的專業(yè)性，電除塵標準體系下專設了電除塵器氣流分布模擬試驗方法標準，對模型設計、測點設置、測試儀器及評判標準等進行了規(guī)定，并不時組織修訂。2007年8月28日，國家發(fā)改委發(fā)布了最新版的《電除塵器 氣流分布模擬試驗方法》（JB 7671—2006）。

本文對近三版氣流分布試驗標準進行了對比分析，并結(jié)合當前氣流分布技術(shù)的發(fā)展及一些試驗實例，提出了針對性的建議。

1  氣流分布試驗標準的現(xiàn)狀

電除塵器氣流分布試驗標準屬于行業(yè)標準，歸口于機械工業(yè)環(huán)境保護機械標準化技術(shù)委員會，起草單位主要是浙江菲達環(huán)?？萍脊煞萦邢薰荆ㄔT暨電除塵器研究所）、上海冶金礦山機械廠及西安熱工研究院等。近3次修訂后的標準ZB J 88001.4－1988、JB/T 7671－1995、JB/T 7671－2007，都是在流體三大相似定律及自模理論的基礎上，對模型設計、測試方法及評定依據(jù)做出不同程度的規(guī)定，基本上滿足了電除塵氣流分布模型試驗的要求，一定程度上保障了電除塵器氣流分布設計的準確性，對電除塵技術(shù)的應用與發(fā)展起到了重要的作用。

ZB J 88001.4－1988的重要規(guī)定概括如下：

（1）模型設計符合幾何相似準則，模型比不小于1∶16，模型中應設置模擬極板。

（2）模型試驗的流體流量復核動力相似準則。根據(jù)自模化區(qū)原理，模擬電場通道中的雷諾數(shù)應大于4 000。

測試斷面可設在一電場進口端、各電場出口端或相鄰電場之間，每個電場至少有一代表截面，首尾界面允許深入電場的距離不大于900 mm。

原則上將整個截面分為等面積的小矩形，取其中點為代表點測風速。相鄰測點間距一般不大于1 m，上下行測點到電場邊緣距離一般不大于600 mm（實機尺寸）。

測試儀器可采用標準皮托管、S型皮托管或熱球式風速儀。測電場區(qū)流速用翼式風速儀或熱球（線）式風速儀，測速時探頭方向應和除塵器軸線平行，其偏差不大于5°。

氣流均布評判標準采用RMS標準，對一電場進口截面測得的相對均方根差系數(shù)σr<0.25，其他截面小于0.2，99％以上測點的流速小于平均流速的140％，頂部與底部行的流速宜小于截面流速，平行室或平行進出口封頭的流量分配、各室（封頭）流量和理想分配流量之差不超過±5％[2]。

JB/T 7671－1995相對ZB J88 001.4－1988來說限制有所放寬，去掉了部分細節(jié)規(guī)定并加以修訂，測試斷面只設置在第一電場進口端，測點數(shù)只要求不少于8×8。模型比也放寬到分兩級分別要求。多封頭電除塵器流量分配試驗時，要求各分配流量之間的相對誤差應不大于10％。但加上了氣流流向的要求：要求在電場中氣流無旋渦、無回流、無死角、流向與電除塵器的軸線一致[3]。

JB/T 7671－2007則又完全回到ZB J 88001.4－88的軌道上來，但限定有所放寬，測試斷面也只設置在第一電場進口端，去掉了測點設置中上下行測點到電場邊緣間距的限制，評判標準中也刪除了各測點流速與平均流速的比較限定[4]。

從上述可知，電除塵器氣流分布試驗標準發(fā)展至今，均采用物理模型試驗法，以氣速均方根值為檢驗指標，以流體三大相似為目標，根據(jù)氣流分布技術(shù)的新發(fā)展，以ZB J 88001.4－88規(guī)定內(nèi)容為基本框架進行增刪或修訂而成，是電除塵技術(shù)在我國的應用與推廣的基礎保證。但從后續(xù)修訂思路來看，整體是在不斷放松其約束，增大其自由性，這樣對氣流分布試驗的可靠性有一定影響，實際上弱化了氣流均布的重要性。

2  當前問題

（1）限制放寬，難以確保氣流充分均勻，與當前環(huán)保形勢不相符。

電除塵器氣流分布試驗標準雖歷經(jīng)修訂，從氣流分布這個角度保障了電除塵器的高效穩(wěn)定運行，但由前述可知，最近兩次修訂實際上均是對ZB J 88001.4－1988限制條件的放松，其中不乏影響整個測試準確性的關(guān)鍵條件，如今氣流分布測試一般只在第一電場進口端設置測試斷面。這一修訂的基礎是普遍認為后續(xù)電場區(qū)氣流分布均勻性好于前部電場區(qū)，但實際上卻并非完全如此。表1是對某鋼鐵廠264 m2兩室三電場電除塵器氣流分布試驗的最終調(diào)試結(jié)果，第一、二、三、四斷面分別設置在第一電場進口端、一二電場間、二三電場間、三電場出口端，表中數(shù)據(jù)代表對應斷面上均布的8個風速傳感器在各對應垂向位置上的測試值。
由上表可知，4個測試斷面的б分別為0.16、0.26、0.18及0.21，并未呈逐級遞減的趨勢，而是無規(guī)律的變化。如按現(xiàn)有標準檢驗，則本次試驗的結(jié)果可謂非常理想，但實際上一二電場中某些區(qū)域的氣流均勻性比較差，從而對收塵效率會產(chǎn)生局部的消極影響。

此外，現(xiàn)有標準對多封頭流量分配試驗的約束的放緩也會在某些時候?qū)M氣量、流場分布造成較惡劣的影響。

而當前正掀起新一輪的環(huán)保熱潮，環(huán)保意識日益提高，污染物排放標準修訂迅速，顆粒物排放濃度由以前的150 mg/mN3修訂至100 mg/mN3，許多地區(qū)又迅速以50 mg/mN3開始作為檢測標準，這樣，在原標準下建造的大批電除塵器明顯不能適應新的形勢，改造工作迫在眉睫，如何經(jīng)濟、高效地提高電除塵器收塵效率已成為電除塵工作者研究的熱點問題。氣流分布作為影響電除塵器收塵效率的重要因素之一，此時就應凝聚上更多關(guān)注而加以研究。因為氣流分布技術(shù)具有改造周期短、工作量小、對原有設備改動小等優(yōu)點，加之以前對其關(guān)注度不夠，提效空間大，理應成為新時代下電除塵器達標改造的重要方向。進而氣流均布技術(shù)的前提保證—氣流分布試驗標準的嚴實度就顯得尤為重要了。

（2）只以氣流均布為最終目標，與當前氣流分布技術(shù)發(fā)展不相稱。

一般認為，氣流分布均勻是電除塵器最佳收塵的前提。但HEIN等以電除塵器內(nèi)實際觀測到的顆粒濃度分布及氣流廓線為出發(fā)點，推出了以“在除塵器內(nèi)合理分布粉塵，提高電場空間利用率，減少二次飛揚”為目標的不均勻氣流分布技術(shù)——斜氣流技術(shù)（SGFT），提倡在電場入口處采用上低下高的流速分布，在出口處采用上高而下低的流速分布。其應用關(guān)鍵在于確定對應設備對應工況的理想斜氣流廓線，即傾斜度[5]。

 斜氣流技術(shù)應用一般分三步走：首先根據(jù)原設備的尺寸、煙氣條件及運行參數(shù)，通過數(shù)據(jù)模擬計算，或根據(jù)經(jīng)驗預設，得到初步斜氣流廓線；然后建立物理模型進行氣流分布調(diào)試和模擬工況試驗，得到最終廓線模式及設計參數(shù)、提效幅度；最后將形成廓線的設計參數(shù)放大應用于原設備中。在當前數(shù)值模擬準確度有限的情況下，斜氣流技術(shù)的成功應用很大程度上依賴于氣流分布試驗，物理模型試驗的成敗在較長時間內(nèi)仍是斜氣流技術(shù)推廣與發(fā)展的關(guān)鍵。

斜氣流技術(shù)已在國外多臺設備上應用并取得顯著成效，但在我國尚停留在實驗研究或數(shù)模計算階段，但研究者已趨之若鶩，相信在不久的將來必將看到在我國成功應用的報道。因此，作為電除塵器行業(yè)標準之一的電除塵器氣流分布試驗標準應當注意到這一動向，及時調(diào)整，改變氣流分布試驗即為氣流均布試驗的成規(guī)，對斜氣流模型試驗方法及評價標準等做出同等規(guī)定，以適應不斷發(fā)展的氣流分布技術(shù)要求。

3  建  議

（1）在排放標準日益嚴格，電除塵技術(shù)面臨嚴峻挑戰(zhàn)的今天，更應重視氣流分布技術(shù)所能帶來的提效空間，從而意識到氣流分布試驗標準的重要性，把握住每一條款的修訂所帶來的相關(guān)影響，加強研究，更準確地給出其理論與實踐依據(jù)，更加周全地為氣流均布的最終目標設定試驗準則。

（2）嚴格尺度，以更合理、準確的試驗方法，更高的氣流分布試驗目標求得更好的氣流均布狀態(tài)，從而保障電除塵器更大幅度地發(fā)揮其收塵功效，適應新的環(huán)保需求。

（3）重視到斜氣流技術(shù)對當前電除塵器提效改造項目的強大優(yōu)勢，積極組織開展斜氣流技術(shù)研究工作，增設斜氣流物理模型試驗方法、評價標準等條款，大力推動該技術(shù)在我國的應用與發(fā)展。

4  結(jié)  語

電除塵器氣流分布試驗標準發(fā)展至今，為電除塵器的發(fā)展起到了保駕護航的作用，但在電除塵技術(shù)面臨巨大挑戰(zhàn)的當今與未來，該標準更應是時而動，與時俱進，進而發(fā)揮更大更強的作用。

參考文獻：

[1]  WHITE H J.工業(yè)電收塵[M].王成漢，譯.北京：冶金工業(yè)出版社，1984.

[2]  ZB J 88001.4－1988，電除塵器氣流分布測試[S].

[3]  JB/T 7671－1995，電除塵器氣流分布模擬試驗方法[S].

[4]  JB/T 7671－2007，電除塵器氣流分布模擬試驗方法[S].

[5]  HEIN A G.粉塵二次飛揚、氣流分布與電除塵器性能[J].電力情報，1991（1）：91-99.

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