水洗静电除尘设备简析

王书田

（美埃（中国）环境科技股份有限公司 研发技术中心，江苏 南京 210000）

市场上也存在少数一些静电除尘在线水洗设备，但系统设置简单，无法实现人性化操作，且清洗效果一般，无法达到预期目标。其受限主要原因为：水泵流量太小，无法实现大风量多机组空气除尘净化设备同时在线清洗，且无法标准化设计；系统设置简单，只是采用自来水加压冲洗，无法达到清洗效果；系统设置简单，客户无法根据实际需要调整清洗时长和周期，无法实现智能化、人性化，无法远程监控，无法远程操作等等。

美埃公司目前已经销售10多年，有大量的设计和现场应用经验，且公司有自己的研发部门、有自己的制造工厂、有自己销售和售后团队，完全有能力完成水洗静电除尘产品的研发及销售。目前公司自主研发的EP-AC系列产品，主要应用在正压空气加热、制冷或通风系统的回风管道中(例如:新回风混合空调箱或回风管)，它可有效地去除通过其循环的空气中直径小至0.01 μm的颗粒；其产品特点功耗低、效率高、成本低，可以拼接使用满足大风量空气净化需求等等优势。但产品电场维护问题一直为市场所诟病，尤其在地铁项目上，客户非常希望可以满足在线清洗功能，减少现场的人工操作。

EP-AC系列在本公司静电除尘设备销售额中占比较高，现阶段为空调箱除尘净化的主要方式。因此优先开发水洗EP-AC系列产品，但是EP-AC系列有其特殊要求，比如：需要满足正面检修功能、空调箱布满率≥80%、风速2.5 m/s、成本低、可以拼接使用多种风量需求等等功能。水洗除尘净化产品除了满足在线水洗要求外，还需满足EP-AC系列产品同等功能。同时水洗静电除尘产品因为需要满足各种风量需求，因此在设计的时候需要考虑模块化设计，产品需要模块化设计，可以上下左右拼接使用即克服了产品多种风量需求。

1 产品设计目的

（1）水洗静电除尘设备研发的目的在于实现静电除尘净化设备在线清洗，减少人工操作，降低维护成本，减少设备损害风险，使设备长期保持一个高效率的状态运行，同时通过多条水路和恒压系统设计，保证喷淋系统恒压，解决大风量净化系统水压不稳定，无法满足大风量净化的要求。

（2）水洗静电除尘设备研发的目的在于实现清洗系统的智能化、人性化、远程监控、远程操作等等功能，增强人使用的舒适感和便捷性。

2 产品设计方案

2.1 系统设计方案

①产品由云系统、控制系统、静电除尘设备、水洗设备、监测设备、加热系统几部分组成；②云系统可以实现远程监测控制、远程控制、远程设置、数据可查等功能；③控制系统可以控制或监测静电除尘设备、水洗设备、监测设备、加热系统实现信息传导，预留485通讯接口；④静电设备可以实现正面检修功能，满足各种风量净化组合功能；⑤水洗设备满足清洗效果、不同风量设备清洗功能；⑥监测设备满足PM2.5和臭氧监测功能；⑦加热功能：实现水泵、喷淋管等部件的防冻和喷淋水加热功能使其增加清洗效果，如图1。

图1 系统示意图

2.2 静电设计方案

2.2.1 静电框架+喷淋管道设计

说明：此部分的设计难点是实现电场的正面检修、安装与维护便捷性、设备使用寿命和产品成本控制。

静电电场整体采用铝合金钣金制作，既保证了电场的导电性能又保证电场重量比较轻便于检修；静电外框架采用304不锈钢材质，铆接拼接工艺，并辅助加强筋结构设计，可以保证其整体一个使用寿命、人工成本和整机的强度。静电设备后端设置一个电器检修箱体，使用时使用挡板限位电场，检修时取下挡板，把最后一个电场推入检修箱体，即可以正面取出倒数第二个电场，具体见图2、表1。

图2 静电设计方案示意图

表1 静电设计方案

2.2.2 电场设计方案

说明：方案1与方案2电离采用的是尖刺结构+双高压设计方案，不同点是方案2电离区与集尘区距离大50 mm；方案3用的电离丝+单高压的设计方案，分为4配置，只是配置了不同的电离丝，目的是评估不锈钢丝与钨丝的净化效率和强度。详见图3、表2。

图3 电场设计方案示意图

表2 电场设计方案

2.3 清洗桶设计方案，见图4、表3

图4 清洗桶设计方案示意图

表3 清洗桶设计方案

2.4 水路设计方案

说明：3条水路设计分段清洗，克服水泵因流量问题无法满足大风量多模块产品清洗的问题；变频恒压水泵保证整个回路水压恒定，不会因为喷头增多或者减少，水压变化影响清洗效果；常闭阀1和止回阀双重保险防止药剂流入自来水管道，见图5。

图5 水路设计方案示意图

2.5 电控设计方案

①电控箱体控制清洗桶+高压电源箱体（静电设备）统一供电；②电控箱体控制风机的启停，确保与静电设备实现联动和自动启动风机吹干清洗后的静电设备；③电控箱体可以监控静电设备的工作状态。

3 实验装置和测试条件

效率测试装置如下图6，由上至下设备为风机、发尘装置、管道（上游取样点、下游取样点）、净化装置。按照EPM2.5=(1-CPM2.5,2/ CPM2.5,1)X100%计算产品的净化效率。

图6 测试设备示意图

4 结论

①尖刺结构设计方案臭氧增加量较高，经分析主要原因是电压高；②同型号不锈钢丝相比钨丝效率低；③电离与集尘距离会影响产品的效率；④电离丝直径越大，抗拉强度越好；⑤最终选择方案：单高压+板线结构+集尘板+0.18钨丝。详见表4、表5。

表4 实验仪器及标准

表5 产品效率测试结果

方案2 双高压+板尖刺结构+集尘板(加宽)单高压+板线结构+集尘板+0．18钨丝单高压+板线结构+集尘板+0．15钨丝方案3单高压+板线结构+集尘板+0．15不锈钢丝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单高压+板线结构+集尘板+0．2不锈钢丝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

在空气净化领域静电净化技术因其效率高、可以重复清洗、维护成本低等特点，因此在未来中国市场将持续占有一席之地；随着人们对生活质量的需求日益提升，水洗静电除尘设备将在未来的空气净化领域日益的重要，为市场主要发展方向；水洗静电除尘设备的现场应用，将是未来静电空气净化产品的主要研究方向。