大气污染控制工程课程设计---电除尘器设计说明书

1、电除尘器设计说明书目录1. 概述31.1 选题背景31.1.1 课题来源31.1.2 课题目的41.1.3 课题意义41.2 电除尘器的历史及应用41.3电除尘器存在的优点及问题51.3.1 电除尘器的优点51.3.2 基本问题51.3.3设计原则52. 电除尘器的选择62.1 除尘机理62.2 电除尘器的分类72.3静电除尘器的主要部件及其作用92.4供电系统102.4.1 供电装置的选型102.4.2 接地保护102.5 电除尘器的选型103. 电除尘器的结构设计113.1 集尘极系统113.1.1 集尘极的设计113.1.1.1 集尘极的设计原则113.1.1.2 集尘极的型式113.1

2、.1.3 集尘板的设计113.1.2 极板的悬挂123.1.3 极板清灰装置的设计123.1.4 锤击装置的传动系统设计133.2 电晕极系统143.2.1电晕线得选择143.2.2电晕极排数和线间距的确定143.2.3电晕线的固定143.2.4电晕极的振打153.2.5保温箱及高压进线箱153.3 气流分布装置153.3.1分布板的设计163.3.1.1 分布板层数的确定163.3.1.2 分布板的阻力系数及开孔率163.3.1.3气流分布板的尺寸163.3.1.4 其他数据183.3.2分布板的振打183.3.3槽型板183.4 电除尘器壳体结构与几何尺寸183.4.1 电除尘器箱体横断面

3、各部分尺寸193.4.1.1了解进口浓度Ci以及出口浓度Co193.4.1.2 收尘面积193.4.1.3 箱体断面积F的初步确定193.4.1.4 电场高度h193.4.1.5 电除尘器的通道数N203.4.1.6电场有效宽B有效203.4.1.7 电除尘器的过流断面积F203.4.1.8 电除尘器的内壁宽B203.4.1.9 除尘器顶梁底面至灰斗端面上的距离H1213.4.1.10 灰斗上端至支柱的基础面距离H2213.4.2 箱体沿气流方向的内壁有关尺寸213.4.2.1 单电场长度l213.4.2.2校核电场风速223.4.2.3验证实际效率1223.4.2.4 电除尘器壳体的内壁长2

4、23.4.2.5 柱距223.4.3 进出气箱的形状和尺寸233.4.3.1进气箱的设计233.4.3.2 出气箱的设计243.4.4 灰斗的设计243.4.5 电除尘器总体外形尺寸253. 5输灰系统254.设计总结265 图纸设计26参考文献：27中文摘要：本文根据给定的烟气的含尘量、电场数以及除尘效率等参数设计电除尘器。设计遵循节能、环保、经济的设计理念，在全面了解电除尘器的除尘机理、掌握电除尘器的结构的基础上设计出满足要求的卧式、板式电除尘器。Abstract：This design devises an electrical precipitator according to the

5、 given design parameters such as the dust content, electric field numbers and the dust removal efficiency. The design follow the energy-saving, environmental and economic concept, on the base of understanding the dust removal mechanism electrical precipitator and mastering the structure of electrost

6、atic precipitator that design an horizontal and plate type electrical precipitator that satisfied the requirements. 关键词：电除尘器；除尘机理；设计Keywords：Electrical precipitator；the mechanism of electrostatic precipitator dust； Design 1. 概述1.1 选题背景1.1.1 课题来源随着社会经济的发展，城市化与工业化进程的加速，以及煤、油为主的能源框架，环境污染越来越严重。而在我国的能源结构

7、中以燃煤为主，众所周知煤炭在燃烧过程中会产生较多的污染物，尤其是向大气中排放酸性污染物，在大气迁移过程中形成酸性沉降物，即酸雨，而酸雨控制又得到广泛关注。电除尘器是重要的环保设备，同时也是火电厂的高能耗设备，一般情况下电除尘器的耗电量约占机组容量的4 。国家十一五规划明确提出“建设资源节约型、环境友好型社会”的要求，如何响应国家号召在提高除尘效率、降低烟尘排放浓度由此可见，由于电除尘器本身的技术瓶颈、我国煤质资源的客观实际以及环保要求的日趋严格，我国电除尘器的应用和发展正面临这前所未有的挑战。1.1.2 课题目的通过课程设计进一步消化和巩固本课程所学内容，并使所学的知识系统化，培养运用所学理论

8、知识进行净化系统设计的初步能力。通过设计，了解工程设计的内容、方法及步骤，培养学生确定大气污染控制系统的设计方案、进行设计计算、绘制工程图、使用技术资料、编写设计说明书的能力。1.1.3 课题意义本课题主要为了进一步理解电除尘器的除尘原理以及主要部分，利用所学的知识设计出一个较合理、实用的电除尘器，从而达到所需要的除尘效率，是烟气得到净化。1.2 电除尘器的历史及应用电除尘器是一种高效除尘器，与其他类型除尘器相比，电除尘器的能耗小，压力损失一般为200-500Pa，除尘效率高，最高可达99.99%，且能分离粒径为1左右的细粒子。但从经济方面考虑，一般控制除尘效率在95%-99%的范围内。此外，

9、处理气体量大，可以用于高温、高压的场合，能连续运行，并可完全实现自动化。电除尘器的缺点是设备庞大，耗钢多，初投资高，要求制造、安装和管理的技术水平较高1。我国全面系统地对电除尘器技术进行研究和开发始于上个世纪60年代。在1980年以前，我国在国际电除尘器领域还处于非常落后的地位。改革开放以来，我国国民经济持续不断地高速增长，环境保护对国民经济的可持续发展显得愈来愈重要。受市场经济下的利益驱动，国内许多大、中型环保产业对电除尘器进行技术研究和开发方面的投入不断加大，电除尘器的应用得到了长足的发展。国家更是将高效电除尘器技术列入“七五”国家攻关项目。通过对引进技术的消化、吸收和合理借鉴，到上世纪9

10、0年代末，我国电除尘器技术水平基本上赶上国际同期先进水平。进入21世纪以后，我国把“大力推进科学技术进步，加强环境科学研究，积极发展环保产业”作为经济发展的重要相关政策，环保产业进一步得到重视。随着国家对污染控制要求的不断提高，对粉尘排放的要求也大幅提高。B13223-2003火电厂大气污染物排放标准（2004-01-01开始实施）规定新建电厂大气污染物的排放浓度控制在50mg/m3（标准状况，下同）以下，而旧标准GB13223-91要求粉尘排放浓度小于150mg/m3。电除尘器作为控制大气污染、解决环保与经济发展之间的矛盾的主要设备之一，其应用技术进一步得到飞速发展。目前，电除尘器已广泛应用

11、于火力发电、钢铁、有色冶金、化工、建材、机械、电子等众多行业。我国作为世界电除尘器大国立足于国际舞台，不仅在数量上，而且在技术水平上都已进入国际先进行列。电除尘器技术从设备本体到计算机控制的高低压电源，以及绝缘配件、振打装置、极板极线等已全部实现国产化，并且已有部分产品出口到30多个国家和地区。1.3电除尘器存在的优点及问题1.3.1 电除尘器的优点 （1）除尘效率高，对小至01m的粉尘仍有较高的效率。（2）可以处理大风量。随着工业的发展，应用于生产的大型设备日益增多，所要求处理的烟气量也大为增加。如500t平炉的烟气量近5×105m3/h以上，6×105kW汽轮发电机所配

12、锅炉的烟气量在30×105m3/h以上，如果采用袋式除尘器，需要3万多条滤袋（按袋径120mm、高2.0m、过滤风速2.5m/min计算），而用电除尘器，选用断面为240m2的4台就完全能够满足要求。（3）阻力低（仅150300Pa），耗电少，运行费用低。（4）能处理高温烟气。一般情况下电除尘器可在350400下工作。目前为满足高温高压下煤气进入透平发电及其他一些工业的需要，高温高压电除尘器工作温度可达1200K（工作压力11×105Pa）。（5）电除尘器的操作控制的自动化程度高。1.3.2 基本问题电除尘器的基本问题：（1）一次投资高，钢材消耗量较大。（2）电除尘器通常较

13、高的制造安装精度，否则不能保证其正常高效运行。（3）电除尘器由于电场风速较低而占地面积较大。（4）电除尘器对所处理的粉尘比电阻有一定的要求，通常认为最适宜的范围是1045×1010·cm。在此范围以外，采用电除尘器就要有相应的措施，才能保证必需的除尘性能。1.3.3设计原则本设计遵循如下原则进行工艺路线的选择及工艺参数的确定：（1）基础数据可靠，总体布局合理。（2）避免二次污染，降低能耗，近期远期结合、满足安全要求。（3）采用成熟、合理、先进的处理工艺，处理能力符合处理要求；（4）投资少、能耗和运行成本低，操作管理简单，具有适当的安全系数，各工艺参数的选择略有富余，并确保处

14、理后的尾气可以达标排放2；（5）在设计中采用耐腐蚀设备及材料，以延长设施的使用寿命；（6）废气处理系统的设计考虑事故的排放、设备备用等保护措施；2. 电除尘器的选择电除尘器的放电极（又称为电晕极）和收尘极（又称为集尘极）与高压直流电源相连接，当含尘气体通过两极间非均匀高压电场时，在放电极周围强电场力的作用下，气体首先被电离，并使尘粒荷电，荷电的尘粒在电场力的作用在电场内向集尘极迁移并沉积在集尘极上，得以从气体中分离并被收集，从而达到除尘的目的。2.1 除尘机理电除尘器是一种烟气净化设备，它的工作原理是：烟气中灰尘尘粒通过高压静电场时，与电极间的正负离子和电子发生碰撞而荷电（或在离子扩散运动中荷

15、电），带上电子和离子的尘粒在电场力的作用下向异性电极运动并积附在异性电极上，通过振打等方式使电极上的灰尘落入收集灰斗中，使通过电除尘器的烟气得到净化，达到保护大气，保护环境的目的3。电除尘器中的除尘过程如图21所示，大致可分为三个阶段。 图21 电晕放电原理图（1）电晕放电和尘粒荷电     尘粒的荷电机理有两种，一种是电场荷电，另一种是扩散荷电。电场荷电是指电晕电场中的电子在电场力的作用下做定向运动，与尘粒碰撞后使尘粒荷电的方式。扩散荷电是指电子由于热运动与粉尘颗粒表面接触，使粉尘荷电。 （2）荷电尘粒的运动和捕集   尘

16、粒荷电后，在电场力的作用下，按其所带电荷的极性而向极性相反的电极运动，并沉积其上。 （3）被捕集粉尘的清除 集尘极表面的灰尘沉积到一定厚度后，为了保证放电效果，防止粉尘重新进入气流，需要将其除去，使其落入灰斗中，电晕极上也会附有少量的粉尘，它会影响电晕电流的大小和均匀性，隔一段时间必须清除。电晕极的清灰一般采用机械振打方式。集尘极清灰方法在干式和湿式除尘器中是不同的。现在的电除尘器大多采用电磁振打或锤式振打清灰，两种常用的振打器是电磁型和扰臂锤型。可见，为保证电除尘器在高效率下运行，必须使上述三个过程进行得十分有效。2.2 电除尘器的分类 根据电除尘器的结构特点，可以做不同的分类，现仅从以下几

17、方面做一简单介绍。 （1）按收尘极的形式可分为管式和板式电除尘器两类4。管式电除尘器的结构如前所述，就是在圆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150300mm，长度为25m。由于单根圆管通过的气体量很小，通常是用多管并列而成。为了充分利用空间，可以用六角形（即蜂房形）的管子来代替圆管，也可以采用多个同心圆的形式，在各个同心圆之间布置电晕极。管式电除尘器一般适用于处理气体量小的情况，一般皆采用湿式清灰方式。板式电除尘器是在一系列平行的金属薄板（收尘极板）的通道中设置电晕极。板极间距一般为200350mm，通道数由几个到几十个，甚至上百个，高度为212m，甚至达15m。一

18、般以除尘器的横断面积表示。除尘器长度根据对除尘效率而定。由于其几何尺寸很灵活，可做成各种大小以适应各种气体量的需要，因此在除尘工程中被广泛采用。板式电除尘器也可以采用湿式清灰方式，但绝大多数采用干式清灰方式。结构特点如图22所示。  图22 板式电除尘器1高压直流电源；2净化气体；3重锤；4收尘极；5含尘气体；6挡板；7电晕极；8高压母线；9高压电缆  （2）按照气流流动方向可分为立式和卧式电除尘器两类。在立式电除尘器中，气流一般是由下而上，通常做成管式，但也有采用板式的。立式除尘器由于高度较高，可以从其上部将净化后的气体直接排入大气而不需要另设烟囱。由于立式除尘器是往高度

19、方向发展的，因而占地面积小。当需要增加电场长度（对立式电除尘器即其高度）来提高除尘器效率时，立式就不如卧式灵活。此外，在检修方面也不如卧式方便。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求，通常每隔3m左右（有效长度）划分成单独的电场，常用的是23个电场，除尘效率高时，也有多到4个以上电场的。在工业废气除尘中，卧式的板式电除尘器是应用最广泛的一种。 （3）按照粉尘荷电段和分离段的空间布置不同分为一段式和两段式电除尘器。粉尘的荷电和分离沉降皆在同一空间区域内的电除尘器称为一段式（亦称单区）电除尘器；反之，将分设在两个空间区域的称为两段式（亦称双区）电除尘器（见图23）。一段式电除

20、尘器是目前工业废气除尘中应用最广的一类，本书所介绍的有关电除尘器的理论和实践，除特殊指明外，均指一段式电除尘器。过去，两段式电除尘器主要用于空气调节系统的进气净化方面。近年来，已开始用于工业废气净化方面。据介绍，它也适用于高比电阻粉尘的除尘，可以防止反电晕，并具有体形小、耗钢少、耗电少等特点。 图23 板式电除尘器示意  （4）按照沉集粉尘的清灰方式可分为湿式和干式电除尘器。湿式电除尘器是用喷雾或淋水等方式在收尘板表面形成水膜将粘附于其上的粉尘带走，由于水膜的作用避免了二次扬尘，故除尘效率很高（见图24），同时没有振打装置，运行也较稳定。但是，与其他湿式除尘器一样，存在着腐

21、蚀、污泥和污水的处理问题。所以只是在气体含尘浓度较低、要求除尘效率较高时才采用。  图24 喷水型湿式电除尘器示意  干式电除尘器是通过振打或者用刷子清扫使电极上的积尘落入灰斗中。这种方式粉尘后处理简单，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尘极上的粉尘再次扬起而进入气流中，造成二次扬尘，致使除尘效率降低。2.3静电除尘器的主要部件及其作用     （1）电晕电极 电晕电极是产生电晕放电的主要部件，其性能好坏直接影响除尘器的性能。 （2）集尘极 集尘极的作用是使粉尘沉积于其上，其结构型式直接影响除尘效率。 （3）气流分

22、布板 电除尘器内气流分布装置的作用是保证气流分布均匀，减少涡流，对除尘效率有较大的影响。对气流分布装置的要求是阻力损失小、均匀布气。 （4）振打装置 振打装置也叫清灰装置，只有保持集尘电极与电晕电极的洁净，才能保证除尘效率，因此必须经常通过振打将极板、极线上的积灰清除干净。常用的振打装置大致可分为电机械式、气动式和电磁式三种类型。 （5）外壳 除尘器外壳必须保证严密，尤其要注意人孔门的密封处理，尽量减小漏风。漏风量大，不但风机负荷加大，也会因电场风速提高使除尘效率降低。 （6）高压供电和低压控制设备 电除尘器的高压供电设备是指将交流低压变换为直流高压的电源设备。高压供电设括升压变压器

23、、高压整流器和控制设备，它提供粒子荷电和捕集所需要的场强和电晕电流。电除尘器只有在良好的供电清况下，才能获得高效率。2.4供电系统2.4.1 供电装置的选型 二次电压一般电除尘器工作电压为异极间距乘以平均场强，工作场强一般为30003500V/cm，空载场强一般为4000V/cm。工作电压 U1=（30003500V/cm）×20cm=6070kV空载电压 U2=4000 V/cm×20cm=80 kV 二次电流选取板电流密度为0.40mA/m2,取每个电场用两台整流器，故每个整流器对应的极板面积为8822/8=1103 m2，故整流设备应输出的电流为I=0.4×

24、1103=441mA根据计算求得的电压和电流值，在高压供电装置的定型产品样本中选与计算值接近的装置，所以选用GGAJ02-1.0/72型的自动控制高压硅整流器8台。2.4.2 接地保护对除尘器本体、变压器和控制柜等的接地保护要求：由于高压硅整流器的正极是接地的，负高压接到电除尘器的阴极系统，为了保证人身安全和电除尘器的可靠运行，电除尘器本体、整流变压器和控制柜等的接地要认真做好。一般在电除尘器本体顶部设一圈接地母线（扁钢）保温箱和人孔门等接地用扁钢与接地母线焊接。另在电除尘器本体和整流室的下部设一圈接地母线，再使人孔门壳体与此接地母线焊接，则上下接地母线通过金属壳体连成通路。再用接地母线与电除

25、尘器本体和整流室周围装设的接地网络连接，电除尘器壳体要与接地网可靠连接，接地点要求每个电场设一个，用扁钢与接地网相连接，整流室内所有金属部分如控制柜、变压器和电抗器及其外壳体的接地端、电缆头支架、金属隔离网，都必须十分可靠接地。2.5 电除尘器的选型综上所述，本次设计采用的是卧式、板式、宽间距电除尘器。根据设计要求所设计的电除尘器除尘效率为92%，设计流量为1000000m3/h，设计 电场数为3，进口颗粒物浓度为29g/m3。3. 电除尘器的结构设计电除尘器的结构设计主要包括有集尘极系统、电晕极系统、气体分布装置、壳体结构以及排灰装置等。3.1 集尘极系统3.1.1 集尘极的设计电除尘器的集

26、尘极也可称为除尘极、集尘极或阳极等。电除尘器的结构设计主要部件包括有集尘极系统、电晕极系统、气体分布装置、壳体结构以及排灰装置等5。3.1.1.1 集尘极的设计原则（1） 具有良好的电性能，极板电流密度分布要均匀（2） 具有良好的振动加速度分布性能（3） 具有良好的防止粉尘二次飞扬性能（4） 钢材耗量少，强度大，不易变形3.1.1.2 集尘极的型式集尘电极的结构形式直接影响到电除尘器的除尘效率、金属耗量和造价。对集尘极的一般要求如下6： （1）极板表面上的电场强度和电流分布均匀，火花电压高； （2）有利于粉尘在板面上沉积，又能顺利落入灰斗，二次扬尘少； （3）极板的振打性能好，利于振打加速度均

27、匀地传递到整个板面，使清灰效果好； （4）形状简单，制造容易； （5）刚度好，在运输、安装、运行中，不易变形。3.1.1.3 集尘板的设计集尘极的形式很多，有板式和管式两大类，而板式电极又可分为三类：平板形电极：包括网状电极和棒帏式电极等；箱式电极：包括鱼鳞板式和袋式电极等；型板式电极：是用1220mm厚的钢板冷轧加工成一定形状的型板，如Z形、C形、CS形、波浪形和槽形等。本设计采用卧式电除尘器,采用C型极板。Z型板由于有较好的电性能以及振动力、速度均匀的性能，重量也较轻，因而使用较普遍，但由于两端的防风沟朝向相反，极板在悬吊后容易出现扭曲；C型极板克服了Z型极板的这种缺点。图3-1 极板形式

28、极板的材料，通常用普通碳素钢的三号镇静（A3）钢制作。用于净化腐蚀性气体时，应用不锈钢，对水泥磨和生料磨用的电除尘器，其极板需选用不含硅的优质钢结构（08Al）。二次扬尘的控制：为要在极板面附近形成34mm的死流区，抑制粉尘二次飞扬，流体流速为1m/s左右时，防风沟宽度b与板宽B之比控制为1：10。3.1.2 极板的悬挂本次设计极板的悬吊方式为固定在壳体顶梁的小梁上，联接点采用固接。采用固接方式可获得较大的极板振动加速度。但是，上下均采用固接型式，当各条极板受热不均匀时，则会造成某些极板弯曲，影响两极间距，降低操作电压，使除尘效率降低。上端固接的悬吊方法：极板的一端焊接一块厚为68mm的联接板

29、，悬吊梁用单根或双根角钢组成（由极板长度及极板块数定）并焊于壳体顶梁下平面，极板用螺栓紧固于悬吊梁上。在实践中发现，极板两端的联接板与极板的联接容易脱开，目前新设计的电除尘器，上部将极板直接用螺栓与悬吊梁联接，下部将极板与撞击杆相联（铰接或固接）7。3.1.3 极板清灰装置的设计 集尘极板上粉尘沉积较厚时，将导致火花电压降低，电晕电流减小，除尘效率大大下降。因此，不断地将集尘极板上沉积的粉尘清除干净，是维持电除尘器高效运行的重要条件。 集尘极板的清灰方式有多种，如刷子清灰、机械振打、压缩空气振打、电磁振打及电容振打等。目前应用最广、效果较好的清灰方式是挠臂锤振打。图32为锤击振打器。敲击锤由转

30、动轴带动，改变轴的转速可以改变振打频率，可以用不同质量的锤子来改变振打强度。  图32 锤击振打器本次设计敲打极板方式采用平行于板面的振打方式，它即可保证极板间距在振打过程中变化不大，又可使粉尘和板面间在振打时，产生一定的贯切力，使粘附在板面上的粉尘更易脱落。3.1.4 锤击装置的传动系统设计 （1）振打强度的大小，取决于很多因素，主要有以下几点8。 电除尘器容量大小 对于尺寸大的电除尘器，需要振打强度大。 极板安装方式 集尘板安装方式不同，如采用刚性连接，或自由悬吊方式，由于它们传递振打力情况不同，所需振打强度不同。 振打方向 法向振打（垂直于板面）的效果要比常用的切向振打（平行于

31、板面）好得多。这是因为法向振打能量转变成极板加速度的能量比切向振打高得多。在切向振打中，有从极板顶部向下振打、在底部向上振打及在侧面的中部和下端水平振打等方式。就一定振打强度而言，以在侧面下端水平振打最为有效。法向振打一般只用于小型除尘器。 粉尘性质 黏性大的粉尘振打强度要大，如水泥粉尘较燃煤飞灰的振打强度约大4倍。低比电阻粉尘主要是靠机械的粘着力和内聚力附着在集尘板上，容易振打掉。而高比电阻粉尘的附着力，除上述机械力外主要靠静电力，所以需要振打强度更大。细粉尘比粗粉尘的粘着力大，振打强度也要大些。 温度 一般情况下温度高些对清灰有利，所需振打加速度小些。但温度过高可能使粉尘软化，产生相反的效

32、果。 总之，合适的振打强度和频率，在设计阶段有时很难确定，可以在运行中通过现场调节来完成。 机械振打机构简单，强度高，运转可靠，但占地较大，运动构件易损坏，检修工作量大，控制也不够方便。低强度的连续的电磁脉冲振打方式，强度和频率都可以调节，体积也小。 （2）电晕电极的清灰 电晕极上沉积粉尘一般都比较少，但对电晕放电的影响很大。如粉尘清不掉，有时在电晕极上结疤，不但使除尘效率降低，甚至能使除尘器完全停止运行。因此，一般是对电晕极采取连续振打清灰方式，使电晕极沉积的粉尘很快被振打干净。 电晕极的振打方式也有多种，如挠臂锤振打方式，常采用的提升脱钩振打方式，以及电磁振打和气动振打方式。3.2 电晕极

33、系统 电晕极是电除尘器的放电极亦即阴极。电晕极必须要有良好的放电性能和便于粉尘的振落；应有好的机械强度，能耐一定的温度和含尘气体的腐蚀。电晕极系统包括点晕线、电晕极框架、框架吊杆、支承套管及电晕极振打装置等9。3.2.1电晕线得选择电晕线应选择放电性能好，起晕电压低，对烟气条件变化的适应性强；机械强度大，不断线，耐腐蚀；高温下不变形，利于振打传递；有足够的刚度以及清灰性能号等。常用的电晕线有圆线、星形线、RS线、锯齿线、鱼骨线。圆形电晕线耐腐蚀，电晕线越细，电晕放电性能越好，但机械强度差，一般仅用于小型管式电除尘器，不宜用于卧式电除尘器。星形电晕线的放电性能好，不易产生粉尘的二次飞扬，但机械强

34、度不够大，一般用于卧式电除尘器的末级电场，有利于提高除尘效率。近年来，发展了多种形式的芒刺线，有RS线、锯齿线、鱼骨线、RS管状芒刺线等。还有鲁奇公司研制的V15线，放电性能较好，具有起晕电压低，电晕电流大的特性，对含尘浓度大、尘粒细的烟气，仍具有较高的除尘效率。本设计除尘器采用芒刺线。3.2.2电晕极排数和线间距的确定在卧式电除尘器内阴极线间距大小会直接影响到电晕电流值和除尘效率。线间距如果太近，电晕线会发生电屏蔽，使线单位电流值下降，随着线间距增大，单位长度电晕电流值趋向定值，因此线间距也不宜过大，否则会减少电晕线总长度，使总电流下降，降低除尘效率。这样会存在一个最佳线距与电晕线的形成和外

35、加电源有关。一般取0.60.65倍通道宽，本设计采用ZT24板型极板，名义宽度为480mm，根据极板的构形，应将电晕线放置在凹槽的中间，因此取线间距为240mm。3.2.3电晕线的固定 放电极悬挂框架水平杆和垂直杆全部采用钢管，用专用管卡进行固定，下部与框架连接的间距架用90°弯头向上，整个悬挂架设计合理，坚固轻便，减少了内部空间占用，现场安装方便。放电极绝缘子支承中绝缘支承中绝缘套管有700mm和500mm高两种，即保持下部直径和斜度不变而使上口直径加大，可是顶梁高度降低。为了使绝缘套管在500mm高时能承受400mm间距所需的高压而稳定使用，设计了与之相配套的支撑底座，将原来的支

36、承底座和电流保护管设计成一体，并穿过电流保护管的悬吊管上加有一个电流扩散管，加大了悬吊管的曲率半径，从而能有效地提高电场内部的电压和场强。这种结构的特点是可减少反吹清扫气体量和增加反吹清灰效果，有效地防止了绝缘管内壁上的积灰和爬电。每个电场的放电极悬挂架用四根吊杆悬吊于顶梁内的绝缘套管上，为防止绝缘套管表面冷凝结露而引起的电击穿，在绝缘套管下部的支座内设有电加热器，它有两组400W的加热器组成，同时在顶梁内设有恒温控制器用以控制顶梁内气体的温度。3.2.4电晕极的振打当排放浓度（标准状况）要求为50mg/m3以上时，放电极振打传动装置为顶部凸轮提升机构，采用摆动锤击方式，装在振打轴上的振打锤随

37、着轴的转动而提起下落打在放电极框架的砧头上，从而抖落附在放电线及框架上的粉尘。当排放浓度（标准状况）要求低于50mg/m3时，放电极振打采用侧部振打传动，放电极振打控制应是连续进行的。因排放浓度要求为低于50mg/m3，所以采用侧部振打传动。3.2.5保温箱及高压进线箱如果电晕极框架的支承绝缘套管周围的温度过低，则其表面会出现冷凝水汽，那么，当收尘器操作时，便容易沿绝缘套管表面产生沿面放电，使工作电压升不上去，以致无法操作。所以在绝缘套管附近需装设管状电加热器。因为壳体采用工字梁结构，则在套管外设保温箱，保温箱内的温度应高于收尘室烟气露点温度。并在保温箱装设恒温控制仪，以便控制加热器的工作10

38、。保温箱的内部尺寸在保证不发生电击穿条件下尺寸越小越好，这样既可节省材料，减轻质量，又有利于内部清扫。保温箱的壳体保温层可采用100mm厚的矿渣棉，保温箱的各部分尺寸按下式计算：A0=（1.21.4）SH0=（22.5）SB0=（1.11.2）S式中 S收尘器内两极间的距离，取400mm。A0=280mm H0=500mm B0=240mm3.3 气流分布装置电除尘器中气流分布的均匀性对除尘效率影响很大。当气流分布不均匀时，在流速低处所增加的除尘效率远不足以弥补流速高处效率的降低，因而总效率降低。 气流分布均匀程度决定于除尘器断面与其进出口管道断面的比例和形状，以及在扩散管内设置气流分布装置情

39、况。在占地面积不受限制时，一般是水平布置进气管，并通过一渐扩管与除尘器相连。同时，在气流进入除尘器的电场之前，设13块气流分布板。气流分布的均匀程度取决于渐扩管的扩散角和分布板的结构。气流分布板形式多为圆孔板和方孔板。其优点是可以根据气流实际分布情况进行现场调节。一般开孔率（开孔面积与分布板总面积之比）约为2550，相邻分布板的间距与入口高度之比为0.20.5左右。若为直角进口，可在气流转弯处加设导流叶片。3.3.1分布板的设计3.3.1.1 分布板层数的确定根据经验，多孔板的层数可由工作室截面积FK与进风管面积FO的比值近似确定：当由于 故分布板的层数取n=23.3.1.2 分布板的阻力系数

40、及开孔率=N0（）2/n-1=1.8×9.412/2 -1=15.94式中，阻力系数； N0气流在入口处按气流动量计算的速度场系数。对于直管或带有导向板的弯头N0=1.2；对于不带导向板的缓慢弯头，当弯管后面没有平直段时N0=1.82；由于进口处是不带导向板的缓慢弯。弯管后设有平直管，故取N0=1.8；N多孔板层数。开孔率的确定：多孔板的阻力系数与它的开孔率f下式确定=（0.707+1-f）2/f2为避免求高次方程，已知阻力系数，可利用图解法求解。查图可知，f=32%。3.3.1.3气流分布板的尺寸根据电场断面，进气管出口到第一层多孔板的距离Hp应满足的条件为 Hp0.8Dr

41、0;式中，Dr´进气管的水力直径，Dr =; nF0断面的水力直径。Dr ´=1.87m0.8Dr=0.8×1.87=1.49 故取Hp为1.5m。相邻两层多孔板的距离l2应满足的条件为l20.2 Dr式中，DrFk断面上的水力直径，Dr =; nkFk断面上的周长。由0.2 Dr =0.2×=0.2×=1.15m取l2=1.2m图3-3 气流分布板尺寸根据3-3，根据CAD图像可得 h1=6567mm h2=8619mm为了避免分布板沉积下来的粉尘堵塞。在分布板与进、出气底板之间要有一定的间隙=0.02h=0.02×12000=24

42、0（mm），故两层分布板高度为 H1=6327mm 将H1 圆整为6400mm 宽度B1=5600mmH2=8379mm 将H2 圆整为8400mm宽度B2=7350mm多孔板可由3mm厚的钢板弯成槽型制成，其弯边可为25mm，这样可以增加板的刚度，其宽取400mm左右，上下焊以联结板，上部用螺栓悬吊于上部顶梁，下部与一撞击杆相连，敲击撞击杆则可振落板上的积灰11。电除尘器安装好以后，要求对分布板进行通气测试，气流分布不均匀处，贴堵或切割部分孔眼，调整达到5%的测定速度大于或小于30%气体的平均速度为止。3.3.1.4 其他数据多孔板的孔径为40-50mm的圆孔，多孔板可由3mm厚的钢板弯成槽

43、型制成。弯成为20-25mm。孔板宽400mm左右，长度按进气箱确定。上下焊以联接板，上部用螺栓悬吊于上部梁上，下部与撞击杆相连，板与板之间，可用扁钢和螺栓固定。3.3.2分布板的振打多孔分布板需要安装振打机构，以清除板上的积灰。因除尘器较宽，故采用与收尘极类似的振打方法。将振打轴伸入两层分布板中间，并用夹板夹住每层分布板，用连杆将两层分布板联结在一起，在其中较长的分布板上安装砧子，当安装在振打轴上的锤子打击砧板时，振动传到两层分布板上。气体分布板的振打也采用挠臂锤连续振打，其砧头固定在分布板工字钢支架上，分布板工字钢支架借助钢管将几层分布板联为一体，将振打力传到分布板上，使粉尘落入下灰斗。分

44、布板的振打控制应是连续的。3.3.3槽型板在电收尘器的电场内，由于气流涡流现象的存在，使得无论电场长度有多长，总有一些微小粉尘从电场逸出，流向出气箱和出气管道。此外，在靠电场出口部分的极板在振打时会产生粉尘的二次飞扬，这些粉尘一般在电场中也来不及重新沉积到沉积板上便脱离电场流出。从而使出气箱和出气管道中存在积灰，而且这些灰粒较细，大多在5m以下，因此降低了除尘效率12。当加了槽型板以后，对粉尘的二次飞扬有强烈的吸收作用，提高了除尘效率。槽型板可用3mm厚的钢板制成（冷压或热轧），一端焊以6mm的连接板，然后悬吊于上部悬吊架上。每块槽型板宽100mm，翼缘为30mm，两槽型板的气流间隙取50mm

45、左右，使孔隙率不小于5%。槽型板用钢管、螺栓、螺母固定联成一组，因此在末端电场出口设置两排槽型板并装有振打机构，已清除板上的积灰。为防止槽型板受气流作用而摆动，在槽型板的背风面需装设一限位工字梁，并用U形螺栓将槽型装置箍住。3.4 电除尘器壳体结构与几何尺寸电除尘器的壳体结构主要由箱体、灰斗、进风口风箱及框架等组成13。为了保证电除尘器正常运行，壳体要有足够的刚度、强度、稳定性和密封性。电除尘器的壳体出承受自重外，还要考虑风、雪、灰斗积灰、极板挂灰、地震、温度、屋面活载（按2kPa考虑）等外部附加荷载。当被处理烟气中含有可燃物质容易引起爆炸时，为释放爆炸压力，除设置防爆阀外，箱体设计可考虑承受

46、部分爆炸力。本设计采用钢结构。3.4.1 电除尘器箱体横断面各部分尺寸3.4.1.1了解进口浓度Ci以及出口浓度Co=由=92%，Ci=29g/cm3得Co=2.32g/cm33.4.1.2 收尘面积根据德意希公式，有 =1-exp（-·p） 取A=6000m2式中 除尘效率 A集尘板面积，m2 Q烟气总量，m3/h本设计取p=0.14m/s3.4.1.3 箱体断面积F的初步确定80 m2 采用双进气式中，Q被处理的烟气量，m3/h,V电场风速，m/s。对板卧式电除尘器而言，其电场断面接近正方形，或高略大于宽（一般高与宽之比为11.3）3.4.1.4 电场高度h当F80 当F80 由

47、于F>80m2 即当F80m2时，电除尘器要设双进风口。计算后的h值应进行调整，当高度小于8m时，以0.5为一级，大于8m时，以1m为1级。本设计电除尘器设双进风口，取h为12m。3.4.1.5 电除尘器的通道数N故取通道数为54 式中，2b相邻两极板中心距，m。将N值圆整为整数，当选用双进风口时，N值应取偶数,取为N=54。3.4.1.6电场有效宽B有效B有效=2bN =0.454 =21.6m3.4.1.7 电除尘器的过流断面积FF= B有效.h =21.612 =259.2m23.4.1.8 电除尘器的内壁宽B电除尘器为双进风，内壁宽为B=2bN4e式中：电除尘器最外层的一排极板中

48、心线与其内壁的距离，50100mm，本设计取100mm。 中间小柱的宽度,一般取为300mm或370mm,此处取370mm。B=0.4×544×0.10.37=23.37m，取为24m。3.4.1.9 除尘器顶梁底面至灰斗端面上的距离H1H1 =h+h1+h2+h3 h集尘极板有效高度，m；h1从收尘器顶梁底面到阳极板上端的距离。当极板上端悬吊于顶梁的梁上时，等于0；h2除尘极下端至撞击杆的中心距离，按结构形式不同取h2=35-50mm，取为h2=0.04mm；h3撞击杆中心至灰斗上端的距离，h3=160-300mm，取为160mm。H1 =h+h1+h2+h3 =12+0

49、+0.04+0.16 =12.2m3.4.1.10 灰斗上端至支柱的基础面距离H2 H2=8001200mm，根据除尘器大小确定，本设计取为800mm。图3-4 灰斗简图3.4.2 箱体沿气流方向的内壁有关尺寸3.4.2.1 单电场长度l单电场长度将l值按每块板0.5的倍数圆整，取l=1.5m电场总长3.4.2.2校核电场风速 则合格3.4.2.3验证实际效率11=1-exp（-·p）=95%>92%符合设计标准。3.4.2.4 电除尘器壳体的内壁长=（3+2+C）+2-C =（1.2+20.5+0.4）+20.50.4 =13.6 取定为15m电晕极吊杆至进气箱大端面距离；4

50、00500，此处取500集尘极一侧距电晕极吊杆的距离；450500，此处取500C两电极框架吊杆间距；此处取400mm3.4.2.5 柱距除尘器内壁宽度B（取）由上已知B=2bN4e=0.4×544×0.10.37=23.37m沿气流方向上的柱间距与气流垂直方向的柱间距（取）3.4.3 进出气箱的形状和尺寸3.4.3.1进气箱的设计进气烟箱采用水平进气方式（两个进气口），并设置导流板和开孔率为50%的气流均布板， 取进口烟气流速为10m/s，进气烟箱进口的截面积 式中： 进气口的面积，；进气口处的风速，/s图3-5 进气箱尺寸图将圆整为14m²，进气烟箱的进口截面

51、形状为4m×3.5m的矩形，进气烟箱大端的顶端可距梁底面350mm左右，以防止窜气。为防止粉尘在进气烟箱底板的沉积，底板的斜度需大于50°。进气烟箱长式中：，分别为及处的最大边长，；进气箱大端面积，。进气中心高度（从进气中心至侧部低梁下端面）H3为H3=（Lz-100）tg50°+600+850+0.5×3500=8132 mm 3.4.3.2 出气箱的设计出气箱的大端尺寸一般设计成比进气箱大端小，以降低粉尘的二次飞扬。出气箱尺寸如图（3-2）底板与水平夹角=。 图3-6 出气烟箱出气端小端面积=14出气箱长度为: =0.84238=3391出气箱大端高

52、度：=0.8 a1+0.2 a2+170=0.8（12200-350-600）+0.2×3500+170=9870出气烟箱大端的顶端取在顶梁底面下350mm处。3.4.4 灰斗的设计采用四棱台形灰斗，沿气流方向设5个灰斗。与气流垂直的方向也设4个灰斗。灰斗的排灰量=25.65t/h按表（2-6）取灰斗下口为350×350，斗壁斜度最小为60， 四棱台灰斗：电除尘器每一个区下面设置一个灰斗，灰斗的斜壁与水平夹角大于60°。灰斗下料口尺寸大小，参照表3-1确定，最小不小于300×300mm。表3-1 灰斗规格表排灰斗下口宽300300350350400400

53、500500排灰量（t/h）203550100 综合设计：（1）宽度方向取灰斗个数4个：灰斗的长度为24/4=6m（2）长度方向取灰斗个数3个：灰斗的宽度为15/5=3m（3）灰斗的斜壁与水平夹角取60°。（4）灰斗的高为h2h2=4.89m5m3.4.5 电除尘器总体外形尺寸取走台宽度1800mm；顶部大量高度1700mm；底部遮拦高度1200mm；地步卸灰阀高度600mm除尘器总长=进气烟箱长+柱距长电场数+出气烟箱长 =4238+3000×5+3391=21629mm 除尘器总宽=2×走台宽度+室数×柱间宽 =2×1800+1×23400=27000mm 除尘器总高=极板有效高度+灰斗高度+顶部大梁高度+底部遮拦高度+底部卸灰阀高度 =12200+5000+1700+1200+600=20700mm3. 5输灰系统电除尘器的排灰装置要求密闭性能好，工作可靠，满足排灰能力。本设计采用下述设备和备件组成输灰系统：一台除尘器共有16个灰斗，每个灰斗下部设有检修用的插板阀和星形卸灰阀，星形卸灰阀下部设有两条纵向螺旋，一条横向螺旋和一个储灰仓，灰仓仓壁上设有仓壁振动器和高料位监测器，灰仓下部设星形阀和加湿机。操作时，除尘器灰斗下星形阀、灰仓星形阀、加湿机按顺序卸灰。每操作班将除尘器收下的灰储于灰仓，白班由汽车