ESP收集效率

影响ESP采集效率的因素及提高方法

本文将回顾几个会对ESP收集性能产生负面影响的设计和操作问题，并概述可能的改进措施，以帮助提高性能和效率。

纵横比

集尘器的长径比是指集尘器的高度与集尘器的水平高度之间的比值。一般来说，设计良好的ESP的纵横比应该大于1.0。在这里显示的示例中，宽高比等于0.8，对于最有效的集合性能来说，这不是一个好的设计。

气速

烟气通过除尘器的速度将影响其收集性能。颗粒速度越快，收集效率越低。一般来说，理想的速度为3至5英尺/秒，这将允许大约大于10秒的处理时间。如果烟气速度超过此值，则会降低ESP的性能。

特定收集区域

特定收集面积（SCA）是所有收集板的总表面积除以烟气体积流量的度量。因此，表面积或气体流量的任何变化都可能对收集效率产生积极或消极的影响。ESP的尺寸可以满足要求的性能或颗粒收集效率。大小调整过程确定指定性能的收集表面的大小。设计不当的除尘器，收集面不足，将无法达到或维持所需的颗粒负荷收集，除非每平方英尺的收集面可以应用更多的功率。然而，更多的功率并不是每个应用程序都适用的解决方案。

改进性能的修改

针对这三个设计限制的解决方案包括：

1. 串联添加另一个字段
2. 增加ESP的高度
3. 并联或串联添加另一个ESP
4. 改造现有ESP

在评估推荐的升级选项时，必须考虑现有ESP外壳和现场可用空间的空间限制。

下面的照片显示了两个ESP油田被改造成顶级的美国设计，以提高ESP收集效率。顶部的电场比原来的欧洲设计有更多的电场（更大的功率）。这种改造取代了欧洲设计的翻滚锤式隔震系统（位于ESP外壳内部，因此需要空间），采用顶部隔震设计，将高压电气和隔震系统置于ESP隔间上方。在某些情况下，这可以在不增加现有ESP大小的情况下实现所需的更高收集效率。

如下图所示，可以添加一个全新的ESP来增加特定的收集区域。虽然这种替代方法在某些应用程序中是可行的，但它可能成本过高，因为它需要大量的停机时间。

完全改造现有ESP是四种方案中最经济有效的，但也有局限性。改造后的ESP可以设计成更大的电场、更小的电气母线截面和更高的功率密度，有时（但并非总是如此）可以减轻对更大集电板表面积的需求。

其他设计限制

过大的T-R或拉段、气流差和烟气泄漏是额外的设计限制，这将对除尘器的性能产生不利影响。

每台T-R为ESP的一个特定部分供电。如果某台T-R为一个太大的收集面供电（大约20000平方英尺），可以通过增加额外的TR来提高收集效率，从而有效地减少T-R必须供电的区域。类似地，如果一个擦除系统被设计用于擦除超出其容量（约1500平方英尺）的区域，则擦除效果将会降低，擦除不透明度峰值将会增加。

通常，欧洲设计的电潜泵会在牺牲装机功率的情况下具有更大的SCA。因此，同样的单位的效率可以通过增加电气分区和重新供电，如这张照片所示增加。在这里，两个高压车架和T-R组取代了原来的一个欧式车架，增加了ESP的功率。

在这张照片中，每个铁砧梁/rapper有三个收集板。早期的ESP设计有时会在每个砧梁上安装多达10个板。这种修改将说唱密度降低到每个说唱器小于1500平方英尺。

气流差和烟气泄漏也会降低ESP的性能。气体泄漏是指含尘烟气偷偷地通过通电处理区。这可能发生在没有DEs的最后收集板和除尘器外壳之间，或者如果气流扫过处理区域的上方或下方。

如果怀疑存在气体流动问题，利用数学模型或物理比例模型的气体流动建模可以非常有助于减少出口排放。通过纠正不良的气流分布，排放量可以减少多达50%。该计算流模型表明，ESP出口气流速度极高（如图红色所示）。

除了通常可以通过设备修改来纠正的设计限制之外，通过检查或性能测试，操作问题有时也很明显。

示例包括以下问题，可以在离线检查中轻松识别：

• 收集板翘曲
• 电路板和电线上积有大量灰尘
• 转动叶片或穿孔板上积聚灰尘
• 空气泄漏到管道系统或除尘器外壳
• ESP入口或出口积尘
• 摆动式高压电极

这些操作问题通常可以通过更详细的性能测试来确定，例如运行V-I曲线或评估电压控制结果：

• 动力不足的T-R装置
• 高灰电阻率
• 温度分布不均

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