电除尘器原理介绍及计算

1、 静电除尘器外形静电除尘器外形 管式电除尘器管式电除尘器 11高压直流电源高压直流电源 22高压电缆高压电缆 33绝缘绝缘 子子44净化气体出口净化气体出口 55电晕极电晕极 66收收 尘极尘极77重锤重锤 88含尘气体进口含尘气体进口 右图为管式电除尘器示意图。右图为管式电除尘器示意图。 接地的金属圆管叫接地的金属圆管叫 ( () )。 与高压直流电源相连与高压直流电源相连 的细金属的细金属线叫线叫( (或或 ) )。 气体电离气体电离 清灰清灰 在电晕极与收尘极之间施加直流高电压在电晕极与收尘极之间施加直流高电压( (一一 般为负高压般为负高压) )，使电晕极附近的气体电离，使电晕极附近的

2、气体电离( (即即 电晕放电电晕放电) )，生成大量正负离子。，生成大量正负离子。 在电晕区在电晕区( (其范围一般限于距电晕极周围其范围一般限于距电晕极周围2 2 3mm3mm处处) )内，正离子立即被电晕极内，正离子立即被电晕极( (负极负极) )吸引吸引 过去，负离子则因受电场力的驱使向收尘极过去，负离子则因受电场力的驱使向收尘极 ( (正极正极) )移动，并充满到两极间的绝大部分空移动，并充满到两极间的绝大部分空 间。含尘气流通过电场空间时，负离子与粉间。含尘气流通过电场空间时，负离子与粉 尘碰撞并附在其上，使粉尘荷电。尘碰撞并附在其上，使粉尘荷电。 荷电粉尘在电场中受库仑力的作用被驱

3、向收尘极，到荷电粉尘在电场中受库仑力的作用被驱向收尘极，到 达收尘极后，放出负电荷并沉积在其上。达收尘极后，放出负电荷并沉积在其上。 电除尘器中除尘过程示意电除尘器中除尘过程示意 11电晕极；电晕极；22电子；电子；33离子；离子；44尘粒；尘粒； 55集尘极；集尘极；66供电装置；供电装置；77电晕区电晕区 n电除尘本体电除尘本体 升压变压器升压变压器 自动控制装置调压自动控制装置调压 烟箱系统烟箱系统 电晕极系统电晕极系统 收尘极系统收尘极系统 槽形板系统槽形板系统 储灰系统储灰系统 壳体壳体 它 是 将 工 频它 是 将 工 频 3 8 0 V 或或 220V交流电压升到除尘交流电压升到

4、除尘 器所需的高电压，通常工器所需的高电压，通常工 作电压为作电压为5060kV。增。增 大极板间距，要求的电压大极板间距，要求的电压 也相应增高。也相应增高。 卧式板式电除尘器透视图卧式板式电除尘器透视图 11本体结构梁；本体结构梁；22集尘电极悬挂梁；集尘电极悬挂梁；3“C”3“C”槽形集尘极板；槽形集尘极板； 44电晕框；电晕框；55电晕线电晕线( (锯齿形锯齿形) )；66电晕极振打装置；电晕极振打装置；77挠臂锤挠臂锤 控制柜控制柜 静电除尘器升压变压器静电除尘器升压变压器 脉冲控制仪脉冲控制仪 气流分布装置气流分布装置 1第一层多孔板；2第二层多孔板； 3分布板振打装置；4导流叶片

5、(根据需要装设) 气流分布板形式多为圆孔气流分布板形式多为圆孔 板和方孔板。板和方孔板。 一般开孔率一般开孔率( (开孔面积与分开孔面积与分 布板总面积之比布板总面积之比) )约为约为2525 5050， 圆形电晕极固定方式圆形电晕极固定方式 吊杆压簧吊挂式吊杆压簧吊挂式 图图 板式电除尘器板式电除尘器 11高压直流电源高压直流电源 22净化气体净化气体 33重锤重锤44收尘极收尘极 55含尘气体含尘气体 66挡板挡板77电晕极电晕极 88高压母线高压母线 99高压电缆高压电缆 干式电除尘器是通过振打等方干式电除尘器是通过振打等方 法使电极上的积尘落人灰斗中法使电极上的积尘落人灰斗中 的。这种

6、方式粉尘后处理简单，的。这种方式粉尘后处理简单， 便于综合利用，因而最为常用。便于综合利用，因而最为常用。 但这种清灰方式易使沉积于收但这种清灰方式易使沉积于收 尘极上的粉尘再次扬起而进入尘极上的粉尘再次扬起而进入 气流中，造成二次扬尘，使除气流中，造成二次扬尘，使除 尘效率降低。尘效率降低。 管式电除尘器管式电除尘器( (见图见图) )就是在圆就是在圆 管的中心放置电晕极，而把圆管的管的中心放置电晕极，而把圆管的 内壁作为收尘的表面。管径通常为内壁作为收尘的表面。管径通常为 150150300mm300mm，长度为，长度为2 25m5m。由于单。由于单 根圆管通过的气体量很小，通常是根圆管通

7、过的气体量很小，通常是 用多管并列而成。为了充分利用空用多管并列而成。为了充分利用空 间，可以用六角形间，可以用六角形( (即蜂房形即蜂房形) )的管的管 子来代替圆管，也可以采用多个同子来代替圆管，也可以采用多个同 心圆的形式，在各个同心圆之间布心圆的形式，在各个同心圆之间布 置电晕极。置电晕极。 下 吊 架 均 风 管 电 晕 线 绝 缘 吊 挂 上 吊 架 高 压 进 线 灰 斗 集 尘 管 清 灰 器 集 风 帽 排 气 管 立式电除尘器内，气流一般立式电除尘器内，气流一般 是由下而上，通常做成管式，是由下而上，通常做成管式， 但也有采用板式的。立式除但也有采用板式的。立式除 尘器由于

8、高度较高，可以从尘器由于高度较高，可以从 其上部将净化后的气体直接其上部将净化后的气体直接 排入大气而不需要另设烟囱。排入大气而不需要另设烟囱。 由于立式除尘器是往高度方由于立式除尘器是往高度方 向发展的，因而占地面积少。向发展的，因而占地面积少。 当需要增加电场长度当需要增加电场长度( (对立对立 式电除尘器，即其高度式电除尘器，即其高度) )来来 提高除尘效率时，立式就不提高除尘效率时，立式就不 如卧式灵活。此外，在检修如卧式灵活。此外，在检修 方面也不如卧式方便。方面也不如卧式方便。 卧式电除尘器内，气流水平通过。卧式电除尘器内，气流水平通过。 在长度方面根据结构及供电的要在长度方面根据

9、结构及供电的要 求，通常每隔求，通常每隔3m3m左右左右( (有效长度有效长度) ) 划分成单独的电场，常用的是划分成单独的电场，常用的是2 2 3 3个电场，除尘效率高时，也有多个电场，除尘效率高时，也有多 到到4 4个以上电场的。个以上电场的。 脉冲供电可提高电压和电晕电流，脉冲供电可提高电压和电晕电流， 因而可改善电除尘器的性能，粉因而可改善电除尘器的性能，粉 尘 穿 透 率 可 减 少尘 穿 透 率 可 减 少 5 05 0 6 0 %6 0 % 。 是在放电极和集尘极之间有若干狭窄的电击穿是在放电极和集尘极之间有若干狭窄的电击穿, , 放电时电极间的空气完全电离。放电时电极间的空气完

10、全电离。 电晕起始电压指开始发生电晕放电时的电压，也称临界电电晕起始电压指开始发生电晕放电时的电压，也称临界电 压，与之相应的场强称为电晕起始场强或临界场强。压，与之相应的场强称为电晕起始场强或临界场强。 当粉尘所受的静电力与空气阻力相等时，尘当粉尘所受的静电力与空气阻力相等时，尘 粒在静电力的作用下向集尘板运动的速度即为粒在静电力的作用下向集尘板运动的速度即为 理论驱进速度。理论驱进速度。 =qE/(3dc)=qE/(3dc) 其中：其中： q q为粉尘所带的电荷量，为粉尘所带的电荷量， E E为电场强度，为电场强度， 为空气动力粘度，为空气动力粘度， dcdc为粉尘直径为粉尘直径 电除尘器

11、内粉尘的运动要受电场强度、烟气和粉尘电除尘器内粉尘的运动要受电场强度、烟气和粉尘 性质、气流分布、振打以及二次扬尘等因素在电除尘性质、气流分布、振打以及二次扬尘等因素在电除尘 器运行过程中是不断变化的，为此设计时的驱进速度器运行过程中是不断变化的，为此设计时的驱进速度 值已经不是荷电粉尘在物理学上的理论驱进速度，所值已经不是荷电粉尘在物理学上的理论驱进速度，所 以称为有效驱进速度。以称为有效驱进速度。 )exp(1 L A 粉尘浓度过高粉尘浓度过高, , 粉尘阻挡离子运动粉尘阻挡离子运动, , 电晕电流降低电晕电流降低, , 严重时为零严重时为零, , 出现电晕闭塞出现电晕闭塞, , 除尘效果

12、急剧恶化除尘效果急剧恶化. . 随气流速度的增大随气流速度的增大, , 除尘效率降低；其原因是除尘效率降低；其原因是, , 风风 速增大速增大, , 粉尘在除尘器内停留的时间缩短粉尘在除尘器内停留的时间缩短, , 荷电的荷电的 机会降低机会降低. . 同时同时, , 风速增大二次扬尘量也增大。风速增大二次扬尘量也增大。 0 0 7 .16 QC mSn 式中式中 QQ进入电除尘器的烟气量，进入电除尘器的烟气量，m m3 3s s； C C0 0进入电除尘器的入口含尘浓度，进入电除尘器的入口含尘浓度，g gm m3 3； 电除尘器的除尘效率，；电除尘器的除尘效率，； SnSn粉尘层表面积，粉尘层

13、表面积，m m2 2。 参数参数符号符号取值范围取值范围 板间距板间距S2328cm 驱进速度驱进速度318cm/s 比集尘极表面积比集尘极表面积A/Q3002400m2（1000m3/min） 气流速度气流速度v12m/s 长高比长高比L/H0.51.5 比电晕功率比电晕功率 Pc/Q 180018000W/(1000m3/min) 电晕电流密度电晕电流密度 Ic/A 0.051.0A/m2 平均气流速度平均气流速度 烟煤锅炉烟煤锅炉v1.11.6m/s 褐煤锅炉褐煤锅炉v1.82.6m/s 电除尘器的选择和设计仍然主要采用经验公式类比方法。电除尘器的选择和设计仍然主要采用经验公式类比方法。

14、 ee 1111 1 /ln()ln()A Q P 在设计时实际应用的在设计时实际应用的e值，一般都是根据中间试验和现场测值，一般都是根据中间试验和现场测 定结果得到的有效值，影响有效驱进速度的因素有以下：定结果得到的有效值，影响有效驱进速度的因素有以下： 在除尘效率一定时，粒径较大，则所需比集尘极板在除尘效率一定时，粒径较大，则所需比集尘极板 面积（面积（A/QA/Q）减小，有效驱进速度可取高点；反之可取小点。）减小，有效驱进速度可取高点；反之可取小点。 除尘效率降低则有效驱进速度增加；除尘效率增除尘效率降低则有效驱进速度增加；除尘效率增 加则有效驱进速度降低。加则有效驱进速度降低。 比电阻

15、降低则有效驱进速度增加；比电阻增加则有比电阻降低则有效驱进速度增加；比电阻增加则有 效驱进速度降低。则允许的电晕电流密度值减小，尘粒的荷电效驱进速度降低。则允许的电晕电流密度值减小，尘粒的荷电 量减小，荷电时间增大，故可取小的驱进速度。量减小，荷电时间增大，故可取小的驱进速度。 集尘板有效长度与高度之比，直接影响振打清灰集尘板有效长度与高度之比，直接影响振打清灰 时二次扬尘的多少。时二次扬尘的多少。 要求除尘效率大于要求除尘效率大于99%99%时，除尘器的长高比至少时，除尘器的长高比至少 要要1.01.01.51.5。 如果气体含尘浓度很高，电场内尘粒的空间电荷很高，易如果气体含尘浓度很高，电

16、场内尘粒的空间电荷很高，易 发生电晕闭塞。发生电晕闭塞。 提高工作电压，采用放电强烈的芒剌型电晕极，电提高工作电压，采用放电强烈的芒剌型电晕极，电 除尘器前增设预净化设备等。除尘器前增设预净化设备等。 6 6、集尘极板间距、集尘极板间距 常规：常规：250-350mm250-350mm； 宽间距电除尘器的极板间距一般为宽间距电除尘器的极板间距一般为400-600mm400-600mm。 7 7、电晕线线距、电晕线线距 极线间距通常取极线间距通常取0.50-0.650.50-0.65倍的通道宽度，最佳：倍的通道宽度，最佳：150-150- 250mm250mm。 对常规电除尘器可取对常规电除尘器

17、可取160-200mm160-200mm。芒刺式的间距一般为。芒刺式的间距一般为50-50- 100mm100mm。 电晕电极：支撑方式和方法电晕电极：支撑方式和方法 集尘电极：类型、尺寸、装配、机械性能和空气动力学性能集尘电极：类型、尺寸、装配、机械性能和空气动力学性能 整流装置：额定功率、自动控制系统、总数、仪表和监测装置整流装置：额定功率、自动控制系统、总数、仪表和监测装置 电晕电极和集尘电极的振打机构：类型、尺寸、频率范围和强度调整、总数和排列电晕电极和集尘电极的振打机构：类型、尺寸、频率范围和强度调整、总数和排列 灰斗：几何形状、尺寸、容量、总数和位置灰斗：几何形状、尺寸、容量、总数

18、和位置 输灰系统：类型、能力、预防空气泄漏和粉尘反吹输灰系统：类型、能力、预防空气泄漏和粉尘反吹 壳体和灰斗的保温，电除尘器顶盖的防雨雪措施壳体和灰斗的保温，电除尘器顶盖的防雨雪措施 便于电除尘器内部检查和维修的检修门便于电除尘器内部检查和维修的检修门 高强度框架的支撑体绝缘器：类型、数目、可靠性高强度框架的支撑体绝缘器：类型、数目、可靠性 气体入口和出口管道的排列气体入口和出口管道的排列 需要的建筑和地基需要的建筑和地基 获得均匀的低湍流气流分布的措施获得均匀的低湍流气流分布的措施 n QA p c 1 1 ln 1 bhn Q V bnhVAVQ 2 2 b t bV L bhnV hLn

19、 Q A V L t c 2 2 p bV L exp1 集尘极数（集尘极数（通道数）：通道数）：n=An=Ac c/2hL/2hL 通道横截面积：通道横截面积：Ac =2bhnAc =2bhn 处理气量处理气量 处理停留时间：处理停留时间： 于是平板型除尘器的效率公式为：于是平板型除尘器的效率公式为： 解解（1 1）因为采用脉冲清灰，故因为采用脉冲清灰，故取取 3258 10905. 01081. 1104 1480 = = S S= = （2 2）粉尘负荷）粉尘负荷m = Cm = C0 0u uf f P1600Pa P1600Pa 又又 Po=120Pa Po=120Pa Pd = 1

20、600-120 =1480PaPd = 1600-120 =1480Pa 0 2c VR P t f = 9= 91010-3 -3 0.050.0599% =4.0kg/m99% =4.0kg/m2 2 0 2c VR P t f 3258 109033. 01081. 1104 1480 = = 20857 s= 20857 s （4 4）滤袋面积：）滤袋面积： f V Q A 60 360 1000 = = 55.6m= 55.6m2 2 （5 5）滤袋尺寸及条数：）滤袋尺寸及条数： 取直径取直径200mm200mm，长，长4.5m4.5m的滤袋，则单只袋子面积为：的滤袋，则单只袋子面积为： 2 4 ddh 2 2 .0 4 5 .42 .0 = =2.86m=2.86m2 2 滤袋条数：滤袋条数： 2 86.2 56.5 解：解： 60 10130 1 3 =99.8%=99.8% 查表，查表，选选0.1m/s0.1m/s 集尘极板面积：集尘