? ?中核北方核燃料元件有限公司是我国成立最早的核燃料元件制造企业，具备多种核燃料元件的生产、科研能力。纵观核燃料元件制造厂房空调机组送风系统设计情况，所有的核燃料元件制造厂房送风系统由初效过滤加中效过滤组成，初效和中效均由“滤芯”过滤实现。在生产运行过程中，为满足现场环境要求，核燃料元件制造厂相关运行人员会根据送风系统运行情况对现场送风系统中的滤芯进行定期检查更换，这便产生了大量工业固体废物——滤芯。同时，大量采购滤芯导致生产成本提高，不符合高质量发展的理念。为解决以上问题，将近年来发展较为成熟的静电除尘技术与核燃料元件制造厂房空调机组送风系统相结合意义重大。

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? ?除尘技术

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　　随着经济水平和人类生活质量的不断提高，人们对于环境的要求越来越高。现代工业的迅速发展是加重粉尘污染的重要因素之一，粉尘过多不仅危害工人身体健康，还影响高端产品的质量。在多种因素影响下，通过不断探索研究，除尘技术也得到了前所未有的发展。除尘就是通过除尘器分离空气中的粉尘以实现净化空气或回收物料的过程。目前，除尘机理主要包括重力、离心力、惯性、碰撞、接触阻留、扩散、静电力。根据研究，现阶段除尘技术主要朝着除尘设备高效率、高性能的方向发展，注重各类除尘机理和技术的结合。

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? ?静电除尘技术

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　　静电除尘是一种利用静电场产生的静电力将粉尘从气流中分离出来，从而达到净化空气的一种技术，广泛应用于除尘行业。其原理是利用高压电场使空气发生电离，气流中的粉尘带电，在电场作用下粉尘与气流分离。高压电场会产生电晕区和电晕外区，电晕区就是把带有负电的放电极周围的空气电离后形成的一个电离区，一般局限于放电极周围直径约几毫米处；电晕外区就是电晕区以外的空间。空气在电晕区内经过电离后，电离出来的正离子快速向负极移动，而负离子则进入电晕外区，向带正电的阳极板方向移行。含尘空气在通过静电除尘器的时候，由于电晕区的范围比较小，仅有极少数粉尘是在通过电晕区的时候获得正电荷后沉积于放电极上，而其余大部分的粉尘是在电晕外区获得负电荷后沉积在阳极板上。

　　为提升静电除尘的效率，在静电除尘之前会增设一个过滤网一样的机械初级过滤器，截留直径较大的颗粒，以减少静电除尘的压力损失。机械初级过滤器（预粒子发生器）是由不锈钢材质的模块阵构成，安装在静电除尘器前方大约1.5米处，它的作用原理是惯性拦截，即粉尘和空气经过混合进入惯性过滤器后，利用叶片来改变方向，从而使空气大部分脱离粉尘本身，大颗粒粉尘利用其较大的质量和惯性的作用可以直接去除，初级过滤器可去除灰尘中的10%颗粒。既避免了大颗粒过度覆盖小颗粒，明显提高了颗粒物穿梭于预离子发生器和静电除尘器的荷载率，又可以为后面的静电除尘做准备。

　　通过不断研究，目前静电除尘系统的结构可分为四个部分。一是初级过滤，用过滤网除去烟尘气流中较大的颗粒物。二是荷电，带负电的放电极周围空气被电离形成电晕区，释放出来的电子和经过的气流中的颗粒物结合后变为带电颗粒物。三是收尘，带负电的颗粒物在通过收尘区时在电场的作用下向集尘板移动。四是清灰，当集尘板的颗粒物达到一定程度后清洗装置会自动定期清洗。

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? ?静电除尘技术应用

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　　静电除尘能否应用到送风空调系统，除了考虑过滤效率、安全性等因素外，最关键的是室外空气中沙尘的比电阻。根据研究，粉尘比电阻在104～1011Ω·cm范围内时，静电除尘效果较好。为保证厂房内清洁度，核燃料元件制造厂房送风系统中主要过滤物为干沙、干黄土，相关研究显示，干沙与干黄土的比电阻约为2.5×105Ω·cm，因此利用静电除尘过滤在技术上是可行的。

　　工业通风空调系统中进风一般采用中效过滤器进行进化，即室外含尘空气通过中效过滤器净化后就能满足工业厂房对清洁度的要求（中效过滤：对于大于1μm的粉尘，过滤效果达到20%～70%）。静电除尘技术适用于微粒控制，对粒径0～5μm的尘粒，净化效率可达90%以上，尤其对粒径1～2μm的尘粒，净化效率可达98%～99%。表1是国家空调设备质量监督检验中心对某企业生产的静电除尘器净化效率的检测报告（部分）。

　　从过滤效率方面分析，静电除尘过滤相当于高中效过滤。

　　研究表明，通风空调系统中，中效过滤器过滤效率高，但因高阻力导致高耗能，不能去除有害气体，频繁更换滤芯导致人工、原材料成本投入较大。而静电除尘阻力小、能耗小。另外，静电除尘器寿命长、净化效率高，还具备可消毒灭菌、能用水反复冲洗的特点，具有安全稳定、经济实用的优点。据研究，在送风量基本相同的情况下（袋式34178m3/h，静电36480m3/h），袋式除尘风机功率达到10.3kW，静电除尘风机功率仅为8.5kW，静电过滤器功率仅50W。

　　相比较袋式除尘，安装静电除尘设备后，总功率下降比达到：

　　（10.3-8.5+0.05）÷10.3×100%=17.96%

　　使用静电除尘装备，除节省电量外，还可节省大量滤芯，工业固体废物的产生量明显下降。

　　中核北方公司以某核燃料元件制造厂房空调机组送风系统为试点，引进并使用了静电除尘设备。在原始设计中，空调机组送风系统过滤体系主要分为不锈钢除砂过滤器、排架过滤器（初效、中效），排架过滤器中的初效过滤为板式过滤，中效过滤为袋式过滤。引进静电除尘设备后，空调机组送风系统过滤体系主要分为不锈钢除砂过滤器、排架过滤器（初效）、静电除尘器，排架过滤器中的初效仍为板式过滤器。

　　目前，实践表明静电除尘在核元件制造厂房送风系统中可完全满足优化厂房作业环境、保障产品生产质量的生产要求，中核北方公司相关运行人员表示，近年来，通过统计数据和使用体验均反映出静电除尘设备的投入应用，大大减少了生产线运行人员更换滤芯的频次，运行人员的劳动量下降；采购滤芯数量下降，生产成本降低；同时，安装静电除尘器后废滤芯的产生量也大大减少，工业固体废物的产生量下降。综上所述，静电除尘技术完全可应用于核燃料元件制造厂房空调送风系统中，该系统的应用将提高厂房的除尘过滤效果，具备过滤效果好、安全环保等特点。