水洗靜電除塵設備簡析

王書田

（美埃（中國）環境科技股份有限公司 研發技術中心，江蘇 南京 210000）

市場上也存在少數一些靜電除塵在線水洗設備，但系統設置簡單，無法實現人性化操作，且清洗效果一般，無法達到預期目標。其受限主要原因為：水泵流量太小，無法實現大風量多機組空氣除塵凈化設備同時在線清洗，且無法標準化設計；系統設置簡單，只是采用自來水加壓沖洗，無法達到清洗效果；系統設置簡單，客戶無法根據實際需要調整清洗時長和周期，無法實現智能化、人性化，無法遠程監控，無法遠程操作等等。

美埃公司目前已經銷售10多年，有大量的設計和現場應用經驗，且公司有自己的研發部門、有自己的制造工廠、有自己銷售和售后團隊，完全有能力完成水洗靜電除塵產品的研發及銷售。目前公司自主研發的EP-AC系列產品，主要應用在正壓空氣加熱、制冷或通風系統的回風管道中(例如:新回風混合空調箱或回風管)，它可有效地去除通過其循環的空氣中直徑小至0.01 μm的顆粒；其產品特點功耗低、效率高、成本低，可以拼接使用滿足大風量空氣凈化需求等等優勢。但產品電場維護問題一直為市場所詬病，尤其在地鐵項目上，客戶非常希望可以滿足在線清洗功能，減少現場的人工操作。

EP-AC系列在本公司靜電除塵設備銷售額中占比較高，現階段為空調箱除塵凈化的主要方式。因此優先開發水洗EP-AC系列產品，但是EP-AC系列有其特殊要求，比如：需要滿足正面檢修功能、空調箱布滿率≥80%、風速2.5 m/s、成本低、可以拼接使用多種風量需求等等功能。水洗除塵凈化產品除了滿足在線水洗要求外，還需滿足EP-AC系列產品同等功能。同時水洗靜電除塵產品因為需要滿足各種風量需求，因此在設計的時候需要考慮模塊化設計，產品需要模塊化設計，可以上下左右拼接使用即克服了產品多種風量需求。

1 產品設計目的

（1）水洗靜電除塵設備研發的目的在于實現靜電除塵凈化設備在線清洗，減少人工操作，降低維護成本，減少設備損害風險，使設備長期保持一個高效率的狀態運行，同時通過多條水路和恒壓系統設計，保證噴淋系統恒壓，解決大風量凈化系統水壓不穩定，無法滿足大風量凈化的要求。

（2）水洗靜電除塵設備研發的目的在于實現清洗系統的智能化、人性化、遠程監控、遠程操作等等功能，增強人使用的舒適感和便捷性。

2 產品設計方案

2.1 系統設計方案

①產品由云系統、控制系統、靜電除塵設備、水洗設備、監測設備、加熱系統幾部分組成；②云系統可以實現遠程監測控制、遠程控制、遠程設置、數據可查等功能；③控制系統可以控制或監測靜電除塵設備、水洗設備、監測設備、加熱系統實現信息傳導，預留485通訊接口；④靜電設備可以實現正面檢修功能，滿足各種風量凈化組合功能；⑤水洗設備滿足清洗效果、不同風量設備清洗功能；⑥監測設備滿足PM2.5和臭氧監測功能；⑦加熱功能：實現水泵、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 系統示意圖

2.2 靜電設計方案

2.2.1 靜電框架+噴淋管道設計

說明：此部分的設計難點是實現電場的正面檢修、安裝與維護便捷性、設備使用壽命和產品成本控制。

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，鉚接拼接工藝，并輔助加強筋結構設計，可以保證其整體一個使用壽命、人工成本和整機的強度。靜電設備后端設置一個電器檢修箱體，使用時使用擋板限位電場，檢修時取下擋板，把最后一個電場推入檢修箱體，即可以正面取出倒數第二個電場，具體見圖2、表1。

圖2 靜電設計方案示意圖

表1 靜電設計方案

2.2.2 電場設計方案

說明：方案1與方案2電離采用的是尖刺結構+雙高壓設計方案，不同點是方案2電離區與集塵區距離大50 mm；方案3用的電離絲+單高壓的設計方案，分為4配置，只是配置了不同的電離絲，目的是評估不銹鋼絲與鎢絲的凈化效率和強度。詳見圖3、表2。

圖3 電場設計方案示意圖

表2 電場設計方案

2.3 清洗桶設計方案，見圖4、表3

圖4 清洗桶設計方案示意圖

表3 清洗桶設計方案

2.4 水路設計方案

說明：3條水路設計分段清洗，克服水泵因流量問題無法滿足大風量多模塊產品清洗的問題；變頻恒壓水泵保證整個回路水壓恒定，不會因為噴頭增多或者減少，水壓變化影響清洗效果；常閉閥1和止回閥雙重保險防止藥劑流入自來水管道，見圖5。

圖5 水路設計方案示意圖

2.5 電控設計方案

①電控箱體控制清洗桶+高壓電源箱體（靜電設備）統一供電；②電控箱體控制風機的啟停，確保與靜電設備實現聯動和自動啟動風機吹干清洗后的靜電設備；③電控箱體可以監控靜電設備的工作狀態。

3 實驗裝置和測試條件

效率測試裝置如下圖6，由上至下設備為風機、發塵裝置、管道（上游取樣點、下游取樣點）、凈化裝置。按照EPM2.5=(1-CPM2.5,2/ CPM2.5,1)X100%計算產品的凈化效率。

圖6 測試設備示意圖

4 結論

①尖刺結構設計方案臭氧增加量較高，經分析主要原因是電壓高；②同型號不銹鋼絲相比鎢絲效率低；③電離與集塵距離會影響產品的效率；④電離絲直徑越大，抗拉強度越好；⑤最終選擇方案：單高壓+板線結構+集塵板+0.18鎢絲。詳見表4、表5。

表4 實驗儀器及標準

表5 產品效率測試結果

方案2 雙高壓+板尖刺結構+集塵板(加寬)單高壓+板線結構+集塵板+0．18鎢絲單高壓+板線結構+集塵板+0．15鎢絲方案3單高壓+板線結構+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+板線結構+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

在空氣凈化領域靜電凈化技術因其效率高、可以重復清洗、維護成本低等特點，因此在未來中國市場將持續占有一席之地；隨著人們對生活質量的需求日益提升，水洗靜電除塵設備將在未來的空氣凈化領域日益的重要，為市場主要發展方向；水洗靜電除塵設備的現場應用，將是未來靜電空氣凈化產品的主要研究方向。