风道面积0.9 m2；风道风速2.5 m/s；处理风量7 200 m3/h；2组电场收集碳粉效率≥90%；4组电场收集碳粉效率≥95%。
（1）静电场有效工作风速≤2.5 m/s，实测风速均值为12～14 m/s，测量的风速对应截面积为0.38 m2。取中间风速值13 m/s×0.38 m2=4.94 m3/s（风量）。静电场内实际在做的工作风速为4.94 m3/s÷2.0 m2（静电场除尘面积）=2.47 m/s，实测工作风速基本满足静电场有效工作风速。
结合徐州电厂现场设备的详细情况，决定选用平板式静电碳粉搜集装置来治理现场碳粉扩散问题。
考察调研同类型电厂的情况，制定方案为采用蜂窝式静电碳粉收集装置（4组静电电场），其优点为：收集装置体积小，设施安装灵活，悬吊安装；阻力损失小（12～50 Pa）容尘量大，便于维护；数据处理集成化、模块化；连续有效上班时间长、功耗低；能收集小于0.01 μm的颗粒物；能在温度（-10～70 ℃）、湿度（≤85%）的工况下正常工作。
（2）静电场二次高压侧有效工作电压≥DC 6 000 V，实测工作电压为：DC来自6 200 V。
（3）碳粉收集装置允许工作时候的温度为-10～70 ℃，在线）碳粉收集装置允许工作湿度＜70%，仪表测出风管道气体湿度为13%～28%。
机组运行过程中，碳刷与滑环摩擦会产生细小的碳粉。目前，集电环装置中滑环与碳刷摩擦产生的热量与碳粉采用风管出风的方法排出，其碳粉颗粒物的总质量浓度为PM10，有时甚至达到PM2.5。排风中含有一定浓度的碳粉，其周围环境为6 kV开关室，严重威胁电气设备的安全运行。因此，开展碳粉搜集装置的研究非常有必要。
通过在发电机集电环处加装碳粉收集装置，使碳粉得到一定效果收集，保障了发电机集电环的稳定运行。因发电机集电环发生碳粉引起接地故障不是普发性故障，故本次项目经济效益与社会效益不是特别明显。但是发电机若发生因碳粉引起的接地故障，则会与电网瓦解，造成机组跳闸事故，带来非常大经济损失和社会负面影响。通过加装本设备，大幅度的降低了因碳粉引起的发电机集电环接地故障发生率。通过试验数据可知，本设备能有效平稳地收集集电环装置排放的碳粉颗粒物，去除率≥90%。碳粉颗粒物经静电场模块吸附后的PM10日平均排放浓度值＜50 μg/m3，符合国家颁布的环境空气品质衡量准则要求[2]，大幅改善了厂区的环境，提高了人们的生活质量。
目前在用的基本为布袋式净化技术和静电净化技术。对平板式静电碳粉收集装置与布袋收集碳粉装置从运行时间、维护周期及成本等方面做比较，见表1。
表1 平板式静电碳粉收集装置与布袋收集碳粉装置的比较表需专业技术人员清洗，清洗后无纺布袋结构易变形，过滤层板结，效率降低，阻力能耗增加，拆洗过程易造成二次污染常规使用的寿命 碳粉收集板15年 无纺布袋1年管道清洗 通常管道内壁无需清洗 管道内壁需定时清洗(一般2～3年)，清洗费用≥24元/m2阻力损耗 阻力损耗小，12～50 Pa 阻力损耗≥200 Pa易损易耗件 无易损易耗件 无纺布袋易损，需定期更换安全性能 每组静电电场独立运行，有完善的自控系统及报警显示，可实施远程监控— 平板式静电碳粉收集装置（2组静电电场碳粉收集模块） 布袋收集碳粉装置（1 000 MW机组为例）维护周期 ＞6个月（7 200 h） ＜6个月维护方法 用超声波或水冲洗碳粉收集板，冲洗后对静电场的碳粉收集效率及功耗无任何影响无自动操控系统，需根据经验按时进行检查维护，增加了工人与有害于人体健康的物质接触机会功耗 处理风量7 200 m3/h，功耗约0.3 kW/h 处理风量8 300 m3/h，功耗约40 kW/h
来自发电机组的污染气体通过进风口进入本装置系统。气流首先进入预过滤器，预过滤器去除气流中有几率存在的纤维、毛发等污染物。气流随后进入第1级静电场装置至第4级静电场装置。根据需要开启静电场装置，可以开启一个静电场装置，也可以开启2个或更多的静电场装置。当某个电场出现故障时，可以关闭该电场，不影响其他电场的工作。当开启一个静电场装置不能够达到排放要求时，可以同时开启2个或2个以上的静电场装置。经过净化的气流通过出风口排放。本工艺设计有前置传感器与后置传感器。前置传感器包括温度监控、PM10进口浓度监控及差压信号监控。后置传感器包括PM10出口浓度监控与差压信号监控。静电场装置采用高压静电产生大量的高浓度负离子，可以使通过的碳尘气溶胶带上饱和电量，带电的碳尘气溶胶在电场的作用下迁移到固定的收集板上，进而达到净化的目的。
碳粉收集装置由电气控制柜、静电场、高压发生器、信号控制PCB板、PM10传感器、风压变送器及控制程序等部件组成，实现对碳粉收集的自动控制。通过加装此装置达到收尘效果。碳粉收集装置最重要的包含进风罩、前置压差传感器、预过滤器、PM10进口浓度监测传感器、4组静电电场模块、后置压差传感器、PM10出口浓度监测传感器、温度传感器及出风罩[1]。
本次改造将在原刷架出风口管路上安装收尘装置，以达到碳粉收集作用。安装方法采用吊装，上部支撑采用焊接，其余部分用螺栓连接，PLC柜采用立式安装，电源取自机用MCC段。根据现有和改造后的安装方法，依照拆除原集电环刷架出风管直线段及弯管段→悬挂吊架焊接（依据预埋垫块位置）→刷架出风管及弯管安装（与碳粉收集装置安装高度配装）→碳粉收集装置吊装→电控箱安装→电气接线调试的顺序进行改造。
[1]上海源盛机械电气制造有限公司.集电环碳粉收集装置产品说明书[Z].2009.
[2]中华人民共和国卫生部卫生法制与监督司.室内空气品质衡量准则GB/T18883-2002[S].北京：中国标准出版社，2002.