高压静电除尘器爆炸模拟试验装置及试验方法与流程

1.本发明涉及静电除尘器火花放电领域，尤其涉及高压静电除尘器爆炸模拟试验装置及试验方法。


背景技术：

2.高压静电除尘是目前工厂中常用的除尘方法，具有除尘效率高、能耗低等优势。在针对焦炉煤气等可燃气体进行高压静电除尘时，如果气体中氧含量过高，火花放电甚至还会导致气体爆炸，造成严重安全事故。
3.实际高压静电除尘器本体庞大，气路结构复杂，同时对充气速度、充气稳定性和气体混合比都有相应的要求。而目前在实验室中搭建等效试验模型，无法做到完全模拟实际高压静电除尘器中气体的流动状态，有气流不均匀，管道流速过快等缺点，对试验的准确性有一定的影响，因此急需一种新型的高压静电除尘器爆炸模拟试验装置来模拟实际环境下的气体状态。


技术实现要素：

4.本发明提供高压静电除尘器爆炸模拟试验装置及试验方法，进行除尘器可燃气体爆炸模拟试验研究时，试验气流相关参数难以实现的问题。
5.根据本发明实施例的一方面，提供一种高压静电除尘器爆炸模拟试验装置，包括：
6.防爆柜；
7.阳极筒，其固定在所述防爆柜内，且底部封闭顶部敞开，所述阳极筒下端设有一层或多层用于均匀气流的多孔板；
8.阴极杆，其一端悬挂于导电杆上，另一端位于所述阳极筒内，所述导电杆固定在所述防爆柜内；
9.气路结构，包括用于向所述阳极筒内注入空气的第一喷头，和用于向所述阳极筒内注入可燃气体的第二喷头，所述第一喷头通过第一管道与第一止回阀的一端连接，所述第一止回阀另一端通过第二管道连接位于所述防爆柜外的气泵，所述第二管道上设有位于所述防爆柜外的第一流速计，所述第二喷头通过第三管道与第二止回阀一端连接，所述第二止回阀另一端通过第四管道与恒压阀一端连接，所述第四管道上设有位于所述防爆柜外的第二流速计，所述恒压阀另一端通过第五管道与第一电磁阀一端连接，所述第一电磁阀另一端与可燃气体的储气罐一端连接，所述储气罐另一端与第二电磁阀一端连接，所述第二电磁阀另一端连接第六管道。
10.在一些示例中，所述阴极杆位于所述阳极筒内的部分具有芒刺。
11.在一些示例中，所述阴极杆底部具有保证其垂直布置的配重块。
12.在一些示例中，所述阳极筒为正棱柱结构，所述阳极筒与所述阴极杆保持同轴布置。
13.根据本发明实施例的另一方面，提供一种高压静电除尘器爆炸模拟试验方法，利
用所述的装置进行模拟试验，所述方法包括：
14.步骤1，将试验所用除尘器脉冲电源接至分压器以及脉冲电容的高压端，脉冲电源的接地端、脉冲电容的接地端、所述防爆柜接地螺栓分别通过绝缘导线汇集到同一点与试验场地的接地点相连，并在各绝缘导线上装设电流特高频传感器，以测量接地电流；
15.步骤2，将各特高频传感器连接至示波器，锁好所述防爆柜柜门，启动脉冲电源，提升电压直至所述阳极筒和所述阴极杆之间出现火花放电，记录此时电压u1，并借助示波器观测各特高频传感器采集到的放电信号，然后降低电压直至不再产生火花放电；
16.步骤3，通过所述气路结构向所述防爆柜内充入试验所需的气体；
17.步骤4，将脉冲电源输出电压再次升高至u1，观察在此情况下发生火花放电时各特高频传感器的信号变化，若发生燃爆，立即停止送气。
18.步骤5，测量结束后，关闭脉冲电源，向所述防爆柜内鼓入空气，静止设定时长后打开柜门散气。
19.本发明高压静电除尘器爆炸模拟试验装置采用双气路结构实现了实验室中高压静电除尘器中流体状态的模拟，同时配合流速计稳压阀控制流速，气路出口装设喷头用于混合气体。整体气路结构简单，测量方便，也能够将可燃气体与氧气分开，降低风险。实际高压静电除尘器本体庞大，气路结构复杂，同时对充气速度，充气稳定性，气体混合比都有相应的要求。而目前在实验室中搭建等效试验模型，只能对静电除尘器进行电气特性进行等效，无法做到完全模拟实际高压静电除尘器中气体的流动状态，对试验的准确性有一定的影响。根据本发明提出的试验装置的气路结构及试验方法，可以准确稳定模拟出实际高压静电除尘器中气体流动状态。
附图说明
20.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例的附图作简单地介绍。
21.图1为本发明一实施例提供的高压静电除尘器爆炸模拟试验装置结构示意图。
22.图2为本发明一实施例提供的防爆柜结构示意图。
具体实施方式
23.图1展示了一种高压静电除尘器爆炸模拟试验装置，该装置包括用于进行爆炸试验的防爆柜1、用于模拟除尘器阳极的阳极筒3、用于模拟除尘器阴极的阴极杆4、用于悬挂阴极杆4的导电杆2、气路结构。
24.图2展示了防爆柜1示意图，防爆柜1采用高强度金属材质，防爆柜1上设置有用以减轻气体燃爆时柜身压力的泄压口101、安装所述气路结构管道的安装孔103以及接地螺栓104。
25.导电杆2、阳极筒3、阴极杆4设置防爆柜1内。阳极筒2可采用正棱柱结构，顶部敞开，底部焊接金属底板以避免筒身倾倒。阳极筒3下端设有一层或多层用于均匀气流的多孔板6，多孔板6上有密集小孔，小孔直径约为0.5cm，多孔板6之间的间距为0.1
‑
0.2m，多孔板6与阳极筒2内壁之间通过焊接方式连接。
26.阴极杆4一端设有吊孔采用钢丝悬挂于固定在防爆柜1顶部的导电杆2上，另一端
位于阳极筒3内。阴极杆4可在阳极筒3的中心轴线上。阴极杆4的底部悬挂配重块以保证其垂直性。阴极杆4在阳极筒3内的部分具有芒刺，当阴极杆4长1.6m时，可在下部1m长度范围内设置所述芒刺。
27.所述气路结构包括第一喷头5、第一流速计7、第一止回阀8、气泵9、第二喷头10、第二止回阀11、恒压阀12、第二流速计13、第一电磁阀14、带有压力表15的储气罐16、第二电磁阀17。
28.第一喷头5用于向阳极筒3内注入空气，第二喷头10用于向阳极筒3内注入可燃气体。第一喷头5和第二喷头10安装于阳极筒3上并多孔板6下方。第一喷头5通过第一管道与第一止回阀8的一端连接，第一止回阀8另一端通过第二管道连接位于防爆柜1外的气泵9，所述第二管道上设有位于防爆柜1外的第一流速计7。第二喷头10通过第三管道与第二止回阀11一端连接，第二止回阀11另一端通过第四管道与恒压阀12一端连接，所述第四管道上设有位于防爆柜1外的第二流速计13，恒压阀12另一端通过第五管道与第一电磁阀14一端连接，第一电磁阀14另一端与储气罐16一端连接，储气罐16另一端与第二电磁阀17一端连接，第二电磁阀17另一端连接第六管道。由于采用双气路结构，储气罐16中不掺杂氧气，无法点燃，试验中有更高的安全性。
29.在示例性实施例中，还提供一种高压静电除尘器爆炸模拟试验方法，采用上文所述的高压静电除尘器爆炸模拟试验装置进行试验，具体试验步骤见下文。
30.步骤1，将试验所用除尘器脉冲电源接至分压器以及脉冲电容的高压端，脉冲电源的接地端、脉冲电容的接地端、防爆柜1接地螺栓104分别通过绝缘导线汇集到同一点与试验场地的接地点相连，并在各绝缘导线上装设电流特高频传感器，以测量接地电流。
31.步骤2，将各特高频传感器连接至示波器，锁好防爆柜1柜门105，启动脉冲电源，提升电压直至阳极筒3和阴极杆4之间出现火花放电，记录此时电压u1，并借助示波器观测各特高频传感器采集到的放电信号，然后降低电压直至不再产生火花放电。
32.步骤3，通过所述气路结构向防爆柜1内充入试验所需的气体。
33.步骤4，将脉冲电源输出电压再次升高至u1，观察在此情况下发生火花放电时各特高频传感器的信号变化，可借助安装在防爆柜1的摄像头的图像信号观察气体的燃爆情况，若发生燃爆，立即停止送气。所述摄像头外部装设耐热玻璃罩，用以避免试验时阳极筒3中喷射出的高温气流对其造成损坏。
34.步骤5，测量结束后，关闭脉冲电源，向防爆柜1内鼓入空气，5～10分钟后打开防爆柜1的柜门105散气。
35.向防爆柜1内充入试验所需的气体的方法如下：
36.步骤3.1，查询实际可燃气体的爆炸极限范围，确保可燃气体在火花放电时可被点燃，按照可燃气体爆炸极限的上限配气，由可燃气体爆炸极限的上限可以得到可燃气体与空气注入阳极筒的流量比例。
37.步骤3.2，通过步骤1得到的流量比例，计算得到所述气路结构管道内气流流速，实际流速通过第一流速计7和第二流速计13观察得到。
38.步骤3.3，调节恒压阀12，配合第二流速计13确定好所需流速对应的气压，即可将由储气罐16充入的可燃气体流速调节到计算所需流速。
39.步骤3.4，调节气泵9，配合第一流速计7，将由气泵9充入的空气流速调节到计算所
需流速。
40.步骤3.5，对整个气路结构进行通气，空气和可燃气体先经过第一喷头5、第二喷头10进入阳极筒3底部混合，混合后的气体再经多孔板6均流后以稳定流速在阳极筒3内扩散。