电除尘培训范本

1、第二章 静电除尘器第一节 电除尘器概述我国电力生产以火电为主， 目前在全国发电量中， 火电占 80左右， 火电机组中90为燃煤机组。煤炭燃烧产生的烟尘，不仅污染环境，影响人类健康，同时也给生产带来很大损失， 为此必须装置除尘器对烟尘加以捕集。 在众多类型的除尘器（旋风除尘器、水膜除尘器、布袋除尘器、电除尘器等）中，静电除尘器是一种较理想的除尘设备。静电除尘器主要有以下几个特点：除尘效率高，可以达到99以上。阻力小，一般在150300Pa之间。3）能耗低，处理1000n3烟气大名需要0.20.6Kw。4）处理烟气量大，单台电除尘器的烟气处理量可达106m3/h。5）耐高温。普通钢材制作的电除尘器

2、可以在350下运行。静电除尘器有以下几种类型：1）按收尘极的型式分有板式和管式两种。2）从气流方向上可分为卧式电除尘器和立式电除尘器。3）按粉尘荷电区、分离区的布置不同可分为单区和双区电除尘器。4）按照沉积粉尘的清灰方式可分为湿式和干式电除尘器。电除尘器为板式、卧式、干式、单区静电除尘器。1.1 电除尘器工作原理：在两个曲率半径相差较大的金属阳极和阴极上， 通过施加高压直流电， 维持一个足以使气体电离的电场。 气体电离后产生的电子、 阴离子和阳离子， 吸附在通过电场的粉尘上， 使粉尘荷电。 荷电粉尘在电场力的作用下， 向电极性相反的电极运动而沉积在电极上， 从而达到粉尘和气体分离的目的。 当带

3、有离子的颗粒到达极板时就释放离子， 而颗粒依附在极板上， 随着越来越多的烟尘颗粒的依附，极板上就形成了块状的尘埃， 这时再通过振打机构， 使块状尘埃掉落至灰斗， 从而达到除尘的目的。如上所述，电除尘就是利用强电场，使气体电离，即产生电晕放电，使粉尘荷电， 并在电场力的作用下， 依附到极板上， 将粉尘从气体中分离出来的除尘装置。电除尘分离烟气中的悬浮尘粒大体上包含了以下五个物理过程：1）施加高电压产生强电场使气体电离，产生电晕放电；2）悬浮尘粒荷电；3）荷电尘粒在电场力的作用下向电极运动；4）荷电尘粒在电场中被捕集；5）振打消灰。静电除尘器的收尘过程如图1 1所示：含尘烟气1j正离子粘 附 尘，

4、粒*高压静电场 一*气体介廉电离-自由电干-I卜f粘附尘粒L负离子r含尘烟与振打一带正电颗粒一受电场力作用超向阴极-落度一,卜一灰斗一帝正电颗苞一*受电场力作用趋向阳极A落衣一1T撮打图i-i静电除尘过程这是五个既复杂又相关的物理过程。 它是在电晕极（阴极）与收尘极（阳极） 之间施加了足够高的直流电压，使两极间产生极不均匀的电场。电晕极附近的电 场强度最高，使电晕极周围的气体电离，即产生电晕放电。电晕放电就是在相互对置着的电晕极和收尘电极之间， 通过高压直流建立起 极不均匀的电场，当外加电压升到某一临界值，即电场达到气体击穿的强度时， 在电晕极附近很小范围内会出现蓝白色辉光， 并伴有吸吸的响声

5、，这种现象称为 电晕放电。这是由于电晕极处的高电场将其附近的气体局部击穿所引起的，外加电压越高，电晕放电越强烈。在产生电晕放电之后，在极间电压继续升高到某值时，两极之间产生一个 接一个的瞬时的、通过整个间隙的火花闪络和嚅啪声，闪络是沿着各个弯曲的或 多或少成枝状的窄路贯穿两极，这种现象称为火花放电，火花放电的特征是电流 迅速增大。在火花放电之后，若再提高电压，就会使气体间隙强烈击穿，出现持 续的放电，爆发出强光和强烈的爆炸声并伴有高温。这种强光会贯穿电晕极与收 尘极两极之间整个间隙，这种现象称其为电弧放电。它的特点是电流密度很大， 而电压降很小。为保证电除尘器的安全及稳定运行， 要使其保持在电

6、晕放电范围 内。电晕放电后，气体被电离产生大量自由电子和正离子，在电晕外区由于自 由电子动能的降低，不足以与气体发生碰撞电离而附着在气体分子上形成负离 子，负离子在电场力的作用下向收尘极运动， 在电场空间充满了大量负离子，当 含尘气体通过电场时，负离子与粉粒碰撞并附着其上实现了粉尘荷电。 荷电粉尘 在电场中受电场力的作用被驱往收尘极， 经过一定时间后到达收尘极表面，释放 出所带离子而沉集其上。收尘极表面上的粉尘沉集到一定厚度后，用机械振打（或 电磁振打）将其清除掉，使之落入下部灰斗中。另外，电晕区内的正离子在电场力的作用下向邻近的电晕极运动，在运动的过程中，烟气中的尘粒碰撞使其荷电，荷正电荷的

7、尘粒受电场力驱动沉集在电晕 极上，电晕极上附着的粉尘量比收尘极要少得多。电晕极隔一段时间也需要进行 振打消灰，以便保持良好的放电性能。正离子碰撞电晕极会打出二次电子， 以提 供电晕放电必需的电子源。那么电场内是怎样完成粉尘捕集的呢？在电晕极和收尘极之间施加一定电 压时产生了一个极不均匀的电场， 靠近曲率较大电极的强电场区域内（称为电晕 区），自由电子获得了足够的能量，它和气体分子碰撞而产生正离子和新的电子， 而产生新生的电子立刻又参与到碰撞电离中去， 使得电离过程加强，生成更多的 正离子和电子。这样，由于在电子的行程上，新生成的电子不断参加碰撞电离， 结果气体中的电子象雪崩似的增长，形成电子崩

8、，迁移率较大的电子集中在“崩” 的头部，迅速向阳极方向发展，而正离子则留在“崩”尾向阴极加速并撞击阴极 使其释放出达到自持放电所必需的工况电子。 这样，在电晕极附近的狭小区域就 产生了放电条件，形成电晕，这就是电晕形成的机理。在强电场区以外（电晕外 区），电子逐渐减慢到小于碰撞电离所必需的速度（多次碰撞后动能减小），并 附着在气体分子上形成负离子向阳极运动， 具运动速度和它们的电荷及电场强度 成比例。这些气体离子构成了电晕外区的电晕电流， 含尘的烟气进入电场，其中 的尘粒将被负离子碰撞而荷电，形成带负电的尘粒。而荷负电尘粒在电场力作用 下向阳极运动并被吸附，从而达到收尘目的。高压供电装置 立电

9、量茶电b粉尘存电阴极 高压供电式矍C电场捕集图1-2气体电离及粉尘荷电过程实践证明：静电场场强越高，电除尘器效果越好，且以负电晕捕集灰尘效果 最好。电除尘设计为高压负电晕电极结构型式。第二节电除尘器结构特点电除尘器主要由两大部分组成，一部分是电除尘器本体，烟气在其中完成净 化过程；另一部分是产生高压直流电的供电和低压控制装置。电除尘器本体也称为机械部分，从结构来分可划分为内件、外壳和附属部件。 内件主要部件包括阴极系统、阳极系统、槽形板系统、振打装置；外壳主要部件 包括进口封头、出口封头、储灰系统、壳体和屋顶；附属部件包括保温结构、支 承、接地和走梯平台等。图2-1卧式电除尘结构简图1.灰斗；

10、2.进气箱；3.分布板振打；4.进口烟道；5.分布板；6.阴极吊挂；7. 人孔；8.内外顶盖；9.阳极；10.顶盖保温层；11.阴极振打；12.阴极；13.阴极 支架；14.出口分布板；15.出口气箱；16.人孔门；17.阳极振打；18.平面轴承； 19.保温毡；图2-2 静电除尘器结构图图2-3 板式静电除尘器组成结构图每台炉配两台电除尘器，每台电除尘器为双室四电场。所谓台就是具有一个 完整的独立外壳的电除尘器。而在电除尘器内部由外壳（或隔墙）所围成的一个 气流的流通空间称为室。一般电除尘器为单室，我公司是把两个单室并联在一起， 故称为双室电除尘器。沿烟气流向将各室分为若干区，每一区有完整的

11、收尘极和 电晕极，并配以相应的一组高压电源装置， 称每个独立的区为收尘电场。 卧式电 除尘一般按烟气流向设置两个、三个、四个或五个电场。电除尘器本体一、 内件：阴极系统包括电晕线、电晕线框架、框架吊杆及支持套管、电晕极振打装置 等部分。阴极系统是产生电晕、建立电场的最主要构件，它决定了放电的强弱， 影响烟气中粉尘荷电的性能，直接关系着除尘效率。另外它的强度和可靠性也直 接关系着整个电除尘器的安全运行， 所以电晕极系统是电除尘器设计、 制造、和 安装的关键部件，必须选配良好的线性，合理的结构和适宜的振打。在安装时要 保证严格的极间距，保证整个电晕极系统与除尘器其它部件的良好绝缘和足够的 放电距离

12、。电晕线越细，起晕电压越低。我公司阴极系统由阴极吊挂、上横梁、 竖梁、上、中、下部框架、阴极线等零部件组成。阴极吊挂常用结构型式包括绝 缘套管和阴极绝缘支柱。阴极线是专用设备制成的放电极，在一、二电场采用 RSB芒刺线，三、四、 五电场采用不锈钢螺旋线。RSB芒刺线不仅具有传统RS芒刺线所具有不断线、 不变形、刺尖上下不易积灰、振打性能好、放电强度大的优点，而且还克服了其 放电均匀性差，平均电场强度弱的缺点。使得RSB芒刺线既能适应不同工况的要 求，而且又具有放电均匀性好、尘粒荷电迅速充分、平均电场强度大的优点。在 芒刺线的主干管背部有背刺，主要是为了改善电晕电流的密度的均匀性，增强平均电流密

13、度，可有效提高除尘效率。不锈钢螺旋线的放电强度较弱，但均匀性好，特别适宜低浓度、 细粉尘的捕集。 它的高电压低电流的特性， 也能有效抑制高比阻粉尘工况中反电晕现象的产生，对原材料、加工、安装要求严格，只有各个环节严格把关才能最大限度地防止断线。极线采用进口的高镍不锈钢，不易粘灰，制造成本较高。阳极系统由若干排极板与电晕极相间排列共同组成电场， 是使粉尘沉积的重要部件， 它直接影响电除尘器的效率。 我公司阳极系统由阳极悬挂装置、 阳极板和撞击杆等零部件组成。 阳极系统采用大C 型极板。 大 C 型极板具有良好的收尘性能，能有效地降低二次粉尘，具有刚度大，振打性能好的特点。另外，大C 型板的独特设

14、计能有效增大收尘极面积。 收尘极面积是指收尘极板的有效面积。 由于极板的两个侧面均起收尘作用， 所以两面的面积均应计入。 每一排收尘极板的收尘面积为电场长度与电场高度的乘积的二倍。 每一个电场的收尘面积为一排极板的收尘面积与电场通道数的乘积。 一个室的收尘面积为单电场收尘面积与该室电场数的乘积。一台电除尘器的收尘面积为单室收尘面积与室数的乘积。槽形板系统排列在最后一个电场的出口端， 是由除尘器出气烟箱前平行安装的两排槽形板组成。 在电除尘电场内， 由于气流涡流现象， 总有一些微小粉尘从电场逸出， 流向出气烟道和出气管道。 此外， 在靠近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

15、一般不会重新沉积到收尘极上， 因此在出口烟箱前加装不带电的槽形板对这些粉尘有再次捕集的作用。 同时它还具有改善电场气流分布和控制二次扬尘的功能。 所以它对提高除尘效率有显著作用。 在槽形板装置上装设振打设备，以清除板上的积灰。振打装置， 即电除尘振打清灰机构， 它是保证电除尘器连续运行的重要设备。当尘粒沉积在阳极收尘板上， 达到一定的厚度就需要振打清灰， 以恢复收尘能力。烟气中的粉尘有一部分带上正电荷， 会积附到阴极系统上， 同样需要通过振打清灰，恢复阴极线的放电能力。电除尘器就是要靠“振打系统”振打，把附着在极线、极板上的尘粒振落到除尘器灰斗，由输灰系统把灰运送到灰库或灰场。如果阳极收尘系统

16、清灰效果不佳，阳极板上剩留的粉尘层形成较大的电压降， 会减少作用于烟气的电场强度， 从而影响收尘效果。 严重时还会产生反电晕，使收集到阳极板上的粉尘又返回到烟气中。 阴极系统清灰效果如果不佳， 阴极线被粉尘层包围后， 就不能有效地放出电子使烟气中的粉尘充分荷电， 严重时就会产生电晕封闭， 导致二次电流很小， 收尘效率很低。 合理的振打清灰能力除了与电除尘器结构有关外，还与煤种有关。我国大部分动力煤灰分高，粉尘粘性大，要求电除尘器振打清灰力大。振打清灰主要有两种方式：电磁振打和机械振打，前者具有结构简单、检修方便、电除尘器尺寸小、成本低的优点；缺点是被振打体质量大、振打清灰力小、漏风率高、二次扬

17、尘大。当粉尘粘性较大时，特别是大型除尘器，极板、极线上的灰就会清不下来，从而影响除尘效率。因此通常采用的是机械振打装置。机械振打装置包括阳极振打和阴极振打。 阳极振打由阳极振打传动装置、 振打轴系和尘中轴承等零部件组成。 阴极振打由阴极振打传动装置、 竖轴、 大小针轮、振打轴系和尘中轴承等零部件（顶部传动）或阴打传动装置、振打轴系和尘中轴承等零部件（侧部传动）组成。在槽形板处一般还设置槽形板振打。尘阴、阳极振打均采用侧面摇臂锤旋转振打机构由于阴极振打尘中轴承固定在带有负高压的阴极系统构件上， 所以阴极振打轴端串连有一支用来绝缘的电瓷传轴， 以便隔离高压电。 投入振打时， 同一电场中阴、阳极振打

18、不能同时敲打；前后电场阳极（阴极）振打不能同时敲打；末电场阳极振打与槽形板振打不能同时敲打。1集尘极（ 1）对集尘极板的基本要求对集尘极板的基本要求是：板面场强分布和板面电流分布要尽可能均匀；防止二次场尘的性能好。在气流速度较高或振打消灰时产生的二次场尘 少；振打性能好。 在较小的振打力作用下， 在板面各点能获得足够的振打加速度，且分布较均匀；机械强度好（主要是刚度）、耐高温和耐腐蚀。具有足够的刚度才能保证 极板间距及极板与极线的间距的准确性；容纳粉尘量大，消耗钢材少，加工及安装精度高。（ 2）集尘极板的结构形式极板用厚度为1.22.0mm的钢板在专用轧机上轧制而成，为了增大容纳粉尘量大，通常

19、将集尘极做成各种断面形状。 ，常用的断面形状如图 2-4 所示。图2-4 集尘极板的结构形式极板高度一般为215m每个电场的有效电场长度一般为 34.5m,由多块 极板拼装而成。常规电除尘器的集尘极板的间距通常采用 300mm国内、外研究结果表明， 加大极板问问距，增大了绝缘距离，可以抑止电场火花放电；同时可以提高电除 法器的工作电压，增大粉尘的驱进速度；另外还可使电极板面积也会相应减小。 由于这种除尘器的工作电压比常规的高， 故称为宽间距超高压电除尘器。宽间距 电除尘器的极板间距一般为 400600mm根据目前的试马研究，采用 400mm* 好，其工作电压为12080kV。这种除尘器目前已在

20、电站、水泥等行业应用。.电晕极(放电极)(1)对放电极的基本要求对放电极的基本要求为：放电性能好(起晕电压低、击穿电压高、电晕电流强)；机械强度高、耐腐蚀、耐高温、不易断线；清灰性能好。振打时，粉尘易于脱落，不产生结瘤和肥大现象。(2)电晕极的结构形式放电极的形式很多，常见的形式如图 2-5所示。图2-5常见的电晕极结构形式圆形采用直径1.52.5mm的高度锲铭合金制作，上部悬挂在框架上，下部用重 锤保持其垂直位置。圆线也可作成螺旋弹簧形，上、下部都固定在框架上（如图 2-6所示），由于导线保持一定的张力，放电线处于绷紧状态。图2-6圆形电晕极固定方式星形它是用46mmi勺圆钢冷拉成星形断面的

21、导线。它利用极线全长的四个尖角 放电，放电效果比光线式好。星形线容易粘灰，适用于含尘浓度低的烟气。锯齿形用薄钢条（厚约1.5mn）制作，在其两侧冲出锯齿，形成锯齿形电极。锯齿 形的放电强度高，是应用较多的一种放电极。芒刺式芒刺型电晕线是依靠芒刺的尖端进行放电。形成芒刺的方式很多，R S 是目前采用较多的一种（见图2-7）,它是以直径为20mm勺圆管作支撑，两侧伸出 交叉的芒刺。 这种线的机械强度高， 放电强。 芒刺式采用点放电代替极线全长的 放电，试验表明，在同样的工作电压下，芒刺式的电晕电流要比星形线大，有利 于捕集高浓度的微小尘粒。 芒刺式电晕极的刺尖会产生强烈的离子流， 增大了电 除尘器

22、的电风 （由于离子流对气体分子的作用， 气体向集尘极的运动称为电风） ， 有利于减少电晕闭塞。芒刺式电晕极适用于含尘浓度高的烟气， 因此， 有的电除尘器在第一、 二电 场采用芒刺式，在第三电场采用光线或星形线。芒刺式电晕极尖端应避免积尘， 以免影响放电。极线间距通常取 0.500.65倍的通道宽度，对常规电除尘器可取160200mm芒刺式的间距一般为 50100mm集尘极和电晕极的制作、 安装质量对电除尘器的性能有很大影响， 安装前极板和极线必须调直，安装时要严格控制极距，偏差不得大于 5mm如果个别地点 极距偏小，会首先发生击穿。图2-7 R S芒刺式电晕极.振打消灰装置沉积在电晕极和集尘极

23、上的粉尘必须通过振打及时清除，电晕极上积灰过 多，会影响放电。集尘极上积灰过多，会影响尘粒的驱进速度，对于高比电阻粉 尘还会引起反电晕。及时消灰是防止电晕的措施之一。常用的振打方式是锤击振 打（如图28所小）。振打频率和振打强度必须在运行过程中调整。 振打频率高、强度大，积聚在 极板上的粉尘层薄，振打后粉尘会以粉末状下落，容易产生二次飞扬。振打频率 低、强度弱，极板上积聚的粉尘层较厚，大块粉尖会因自重高速下落，也会造成 二次飞扬。振打强度还与粉尘的比电阻有关，高比电阻粉尘应采用较高的振打强 度。为了防止比电阻小的粉尘产生二次飞扬，有的电除尘器专门在集尘极的表面 淋水，形成一层水膜，用水膜把粉尘

24、带走，这种电除尘器自然称为湿式电除尘器。 用湿法消灰虽解决了粉尘的二次飞扬问题，但是也带来了泥浆和废水的处理问 题，因此目前应用较少。图2-8锤击振打方式.气流分布装置电除尘器中气流分布的均匀性对除尘效率有较大影响。除尘效率与气流速度成反比，当气流速度分布不均匀时，流速低处增加的除尘效率远不足以弥补流速 高处效率的下降，因而总的效率是下降的。气流分布的均匀程度与除尘器进出口的管道形式及气流分布装置的结构有密切关系。在电除尘器的安装位置不受限制时， 气流经渐扩管进入除尘器，然后 再经12块平行的气流分布板进入除尘器电场。在这种情况下，气流分布的均 匀程度取决于扩散角和分布板结构。除尘器安装位置受

25、到限制，需要采用直角入 口时，可在气流转弯处加设导流叶片，然后再经分布板进入除尘器。气流分布板有多种型式，常用的是圆孔形气流分布板，采用35mmffl板制作，孔径约为4060mm开孔率为50%-65%二、外壳：进口封头是进口烟道和电场外壳之间的连接过渡段。 进口封头内部装有二至 三道气流均布板，其目的是使由烟道中来的含尘烟气经过时气流尽可能均匀进入 全电场截面。因为喇叭接口有一个气流降速过程，所以一些较大尘粒的灰尘易自然沉降而 积附在封头和分布板上。因而在一些灰尘粘性较大的电除尘器中设置了气流分布振打。 出口封头是使净化后的烟气接入排气烟道的装置， 它的结构形状同样对气流分布有关。 一般情况下

26、， 在出口封头内部靠近与壳体相接的截面上间隔装有槽形出口气流分布板。壳体由立柱、侧封、端封、管撑等组成，是电除尘器钢壳受力支撑件，它与前后的进、 出口封头和上下的屋顶、 灰斗组成一个密闭的容器。 电除尘器的每个电场前后均设有通道和人孔， 侧封上装有人孔门， 人孔门有可靠的接地和安全连锁装置， 在电除尘器顶部设有检修孔， 以便对电极悬吊系统进行检修。 底梁把壳体与部件和灰斗连接成一体。灰斗是收集振落灰尘的容器， 它把从电极上落下来的粉尘进行集中，经排灰装置送到其它输送装置中去。 一般灰斗为四棱台状或棱柱状， 四棱台状灰斗多采用气动圆顶排灰阀顺序定时排灰。 棱柱状灰斗多采用气力输灰装置输灰。电除尘

27、器的输灰系统事故较多， 特别是定时排灰的灰斗， 往往由于灰斗沉积过满造成电晕极接地。连续排灰的灰斗积灰太少或斗壁密封不严会使空气泄入引起二次飞扬。 此外， 如果下部排灰装置能力不够也容易造成运行故障。 灰斗倾角过小或斗壁加热保温不良， 会造成落灰不畅， 甚至结块堵塞。 所以为了保障灰斗的安全运行， 电除尘采用了灰斗加热装置和料位显示信号、 高低灰位报警装置等检测装置。而为了防止气流旁路， 在灰斗中设置了阻流板。 阻流板包括电场内部阻流板和外部阻流板， 作用是防止气流不经过电场从旁路绕流， 绕流气体有可能将灰斗中的积灰以及下落的粉尘带走， 造成严重的二次飞扬。 为了防止温度降至露点以下使灰斗结灰

28、， 一般在灰斗下部设置加热装置。 加热装置有两种型式： 电加热或蒸汽加热。 灰斗下口直接接气力输灰装置或接抽板阀和排灰阀。 每台电除尘器下设40只灰斗，每只灰斗只设一个排灰口，灰斗出口接仓泵。为了避免烟气短路， 灰斗内装有阻流板， 它的下部尽量距排灰口较远。 灰斗斜壁与水平面的夹角不小于 60， 相邻壁交角的内侧， 做成圆弧型， 圆角半径大于200mm以保证灰尘自由流动。灰斗及排灰口的设计是为了保证灰尘能自由流动排出灰斗。每只灰斗的容积能满足锅炉810小时满负荷运行。灰斗有良好的保温措施，并装设灰斗板式电加热器，使其保持灰斗壁温不低于120，且高于烟气露点温度510C。灰斗加热设有恒温装置及测

29、温热电偶，以保证电加热器的安全和稳定运行。 另外每个灰斗都设有高料位指示装置， 还有一个密封性能很好的捅灰孔。屋顶由内顶盖和外顶盖组成。 其中的顶横梁是一个重要零部件， 它担负阳极、阴极的支撑悬挂，载荷较大。因为高压电（不管高压电源是装于顶部或地面）通过顶梁引入阴极，为保证瓷套的干燥以利于绝缘，绝缘子室内部设有加热装置。加热装置有两种型式：电加热或电加热附加热空气加热。采用电加热的型式。三、附属部件:为保证电除尘器的正常运行， 防止烟气温度因散热而降至露点以下， 必须对电除尘器外壳进行保温， 目的是减少热交换。 保温的基本要求是保证烟气介质的最低温度必须在露点以上20 c30C。支座是冷支承的

30、位置在电除尘器的本体和支座之间。体， 因而支承除担负电除尘器重载外， 还需要补偿热膨胀引起的位移。 支承一般采用平板型负荷材料（摩擦片）滑动轴承。电除尘器在高电压下运行， 且采用负电晕制， 即阳极与壳体等电位。 为保护高压设备和人身安全， 必须对设备进行可靠的接地。 接地的基本要求如下： 接地网平均能达到 2 欧姆以下。除尘器电气系统电除尘器的电源控制装置的主要功能， 是根据烟气和粉尘的性质， 随时调整供给电除尘器的最高电压， 使之能够保持平均电压稍低于即将发生的火花放电的电压 （即伴有一定火花放电的电压） 下运行。 目前通常采用可控硅自动控制高压硅整流装置， 它可将工频交流电变换成高压直流电

31、并进行火花频率控制。 电除尘还配备具有许多功能的低压控制装置， 如温度检测和恒温加热控制、 振打周期控制、灰位指示、高低位报警和自动卸灰控制、检修门和柜的安全连锁控制等，这些都是保证电除尘器长期安全可靠运行所必需的。电除尘器的电气部分由高压直流电源 （包括其控制系统） 和低压控制系统组 成。1）高压直流电源（包括其控制系统）高压直流电源装置一般包括高压整流变压器、 自动控制柜和电抗器， 或高阻抗整流变压器和自动控制柜。 该装置能灵敏地随电场烟气条件的变化， 自动调整电场电压， 能根据电流反馈信号调整电场火花频率， 使其工作在最佳状态下， 达到最佳收尘效果。高压电源目前常规配用型号为GGAJ02

32、S,其型号意义为：G高压用；G硅整流；AJ油浸自冷；02 可控硅控制。电除尘器的高压电源部分采用可控硅控制， 使电除尘器的电源获得了良好的控制特性， 即快速降压和升压。 这种特性使电除尘器在电场发生闪络瞬间快速降压而不产生拉弧， 同时又能立即使电压回升， 让电场恢复正常工作。 这样电场的工作电压始终接近于击穿前的临界电压， 从而保证电除尘器获得尽可能高的除尘效率。 电除尘器每台为双室四电场配置， 每个电场配置一套微机型自动控制高压硅整流变设备，其中包括高压整流变压器、高压硅整流控制柜、阻尼电阻、高压隔离开关箱等。高压硅整流变压器和高压隔离开关柜布置在电除尘器本体顶部，为屋外防雨防尘型，接线盒密

33、封。高压硅整流变压器为高抗阻，侧出线型。整流变滚轮为导轨轮，滚轮方向与线套管方向平行，轨道轮可转90 度，底部设有集油盘及通至零米的排油管路。 高压硅整流变压器设有油温报警， 当油温达到 80时报警， 当油温达到85时自动切断高压电源，并发出声光报警信号。 硅整流变压器选用 45 油。硅整流变设有瓦斯保护。瓦斯保护的作用就是当变压器内部发生绝缘被击穿， 线圈匝间短路及铁芯烧毁故障时， 给值班人员发出信号或切断各侧断路器，以保护变压器。对于油冷却的变压器， 当油箱内发生短路故障时， 在短路 电流和短路点电弧的作用下， 绝缘油和其他绝缘材料因变热分解， 产生气体必然会从油箱流向油枕上部， 故障越严

34、重， 产生的气体越多， 流向油枕的气流速度也越大。 利用这种气体来动作的保护装置就是瓦斯保护。 轻瓦斯保护动作后发出报警信号，重瓦斯保护动作后使变压器跳闸。硅整流变压器设有不同档次白调压抽头，电压分别为60kv、66kv、72kv。其一次侧和二次侧的电流和电压均引至电除尘控制室的控制柜进行显示。 高压直流电源的电动控制装置的电动控制采用单片机。 高压整流微机控制设备具有以下功能：控制功能包括火花跟踪控制、 峰值跟踪控制、 闪频跟踪控制、 阶段恢复跟踪控制、间歇供电和脉冲供电控制，粉尘浓度反馈控制。通信联网控制功能包括传送运行的一次电压、 一次电流、 二次电压、 二次电流、火花频率、设备启、停状

35、态，设备故障、变压器故障、除尘器故障信号；设备的启动、停止、升压、降压、调整可受上位机控制。保护功能包括负载开路、 短路保护、 设备过流保护、 变压器油温超限及偏励磁保护。显示功能具有一次电压、一次电流、二次电压、二次电流的表计显示；火花率的数字显示；主回路接通、设备故障、变压器故障、除尘器故障显示。（注： 一次电压是指输入到整流变压器初级的交流电压； 一次电流是指输入到整流变压器初级的交流电流； 二次电压是指整流变压器输出的直流电压； 二次电流是指整流变压器输出的直流电流。）硅整流装置能灵敏地随电场烟气条件的变化， 自动调整电场电压， 能根据电 流反馈信号调整电场火花频率，使其工作在最佳状态

36、下，达到最佳收尘效果。2）低压控制系统及其功能包括阴、阳极振打程序控制；高压绝缘件的加热和加热温度控制；料位检测及报警控制；门、孔、柜安全连锁控制；排灰及输送控制；灰斗电加热功能；进、出口烟气温度检测及显示；通过上位机设定低压系统的功能和参数； 综合信号显示和报警装置。 每台炉配用的低压程控设备包括微机型低压控制柜（带动力回路、安全联锁）；顶部加热端子箱；振打就地操作端子箱；卸灰就地操作端子箱。除尘效率除尘效率是指含尘烟气流经电除尘器时， 被捕集的粉尘量与原有粉尘量的比值， 它在数值上近似等于额定工况下除尘器进出口烟气含尘浓度的差与进口烟气含尘浓度的比值 （精确的数值还应用漏风系数进行修正）

37、。 除尘效率是除尘器运行的主要指标。除尘效率测定：”=（G! Gdd） / G进X100%式中：“ 一 除尘效率，; G进一 进口烟尘量，kg/h; G出一 出口烟尘量,kg/h ；除尘效率是除尘器运行的主要指标，主要受以下几点因素的影响：1)气流分布是反映电除尘器内部气流均匀程度的一个指标，它一般是通过测定电除尘器入口截面上的气流分布来确定的。 如果各个点的气流速度与整个截面上的平均气流速度越来越接近， 其气流速度分布就越来越均匀， 对除尘效率的提高也就越来越有利。气流分布不均的原因大体包括： 由锅炉引起的压力不均； 在烟道中摩擦引起的紊流；由于烟道弯头曲率半径小，气流转弯时，因内侧速度减小

38、，而形成的振动； 粉尘在烟道中沉积过多使气流严重紊流； 进口烟箱扩散太快， 使中心流速高引起气流分布不均；为改善气流分布采取的方法有： 正确选择烟道断面与除尘器断面的进口烟道；在入口端设气流分布板， 即多孔板； 在烟箱系统中安装导流叶片。 在除尘器进口烟道内设置导流板， 使进入每台除尘器的烟气气流均匀； 每台除尘器的进口都配备多孔板和导流板，以便烟气均匀地流过电场，保证烟气的均布性(700.2,保证局部最大粉尘浓度A 30g/m3。2)沉积在电除尘器收尘极表面上的粉尘，必须具有一定的导电性，才能传导从电晕放电到大地的离子流。 根据粉尘的比电阻对电除尘器性能的影响， 大致可分为三个范围：当p 1

39、04( Q - cm)时，比电阻在此范围内的粉尘，称为低比电阻粉尘；当104( Qcm)p5X 1010(Q - cm)时，比电阻在此范围内的粉尘称为高比电阻粉尘。粉尘比电阻过高或过低， 如不采取预处理措施， 都不适合采用电除尘器进行 捕集。当比电阻P 5X 1010(0 cm)的粉尘经过电除尘时，会产生反电晕现象。反 电晕就是沉积在收尘板表面上的高比电阻粉尘层所产生的局部放电现象。 若沉积 在收尘极上的粉尘是良导体， 就不会干扰正常的电晕放电。 但如果是高比阻粉尘， 则电荷不容易释放， 随着沉积在收尘极上的粉尘增厚， 释放电荷更加困难。 此时 一方面由于粉尘层未能将电荷全部释放， 其表面仍有

40、与电晕极相同的极性， 便排 斥后来的荷电粉尘； 另一方面由于粉尘层电荷释放缓慢， 于是在粉尘间形成较大 的电位梯度。 当粉尘层中的电场强度大于其临界值时， 就在粉尘层的孔隙间产生 局部击穿， 产生与电晕极极性相反的正离子， 所产生的离子便向电晕极运动， 中 和电晕区带负电的粒子，导致电流增大，电压降低，粉尘二次飞扬严重，除尘性 能显著恶化。为防止和减弱反电晕而采取的措施是进行调质处理， 就是向烟气中加入导电性好的物质，如SO3 NH3等合适的化学调质剂，以及向烟气中喷水或水蒸汽等； 采用高温电除尘器；脉冲供电系统。3）在干式电除尘中，沉积在收尘极上的粉尘如果粘力不够，容易被通过电除尘器的气流带

41、走， 这就是通常所说的二次飞扬。 二次飞扬影响除尘效率， 其产生的原因有粉尘层局部击穿产生反电晕； 气流速度分布不均， 以及气流紊流和涡流； 振打电极强度或频率过高时， 使脱落的粉尘不能成为较大的片状或块状而是成为分散的小片状或单个粒子易被气流重新带走； 气流不经过电场而通过灰斗出现旁路现象； 烟气流速过高， 会出现冲刷现象， 将沉积在收尘极板和灰斗中的灰尘再次扬起。为防止和克服粉尘的二次飞扬损失， 采取的措施是使电除尘器内保持良好状态和使气流分布均匀； 使设计出的收尘电极具有充分的空气动力学屏蔽性能； 采用足够数量的高压分组电场， 并将几个分组电场串连； 对高压分组电场进行轮流均衡地振打，

42、也就是说要有良好的振打制度； 严格防止灰斗中的气流有环流现象和漏风。4）烟气含尘浓度就是指每单位体积 （ 标准状态体积或实际工况状态体积） 干烟气所含有的粉尘量，单位为g/Nm或g/m3。当含尘气体通过电除尘器的电场空间时， 粉尘粒子与其中的游离离子碰撞而荷电， 于是在电除尘器内便出现两种形式的电荷， 离子电荷和粒子电荷。 所以电晕电流一方面是由于气体离子的运动而形成， 另一方面是由粉尘离子运动而形成。 但是粉尘粒子大小和质量都比气体离子大得多， 所以气体离子的运动速度为粉尘离子的数百倍。 这样， 由粉尘离子所形成的电晕电流仅占总电晕电流的12%随着烟气中含尘浓度的增加，粉尘离子的数量也增多，

43、 以致由于粉尘离子形成的电晕电流虽然不大， 但形成的空间电荷却很大， 接近于气体离子所形成的空间电荷， 严重抑制电晕电流的产生， 使尘 粒不能获得足够电荷，以致除尘效率下降。当烟气中的含尘浓度高到一定程度时， 甚至能把电晕极附近的场强减少到电晕始发值，此时，电晕电流大大降低，甚至会趋于零，严重影响了除尘效率，这种现象称为电晕闭塞。电晕闭塞也将大大影响除尘效率。电晕线越细， 产生的电晕越强烈， 但在电晕极周围的离子区有一些获得正电荷的粉尘粒子会在电场力作用下向电晕线运动并沉积在上面， 如果粉尘粘附性很强，不易被振打下来，则电晕线上的粉尘越来越多，使电晕线变粗，降低了电晕放电效果。 电晕肥大产生的

44、原因包括粉尘因静电作用产生的附着力； 电除尘器的温度低于露点， 产生了部分水或硫酸， 由于液体粘附而形成； 粉尘本身粘附性较强。5）烟气流速（电场风速）对除尘效率也有影响。电场风速就是指烟气在电除尘电场中的平均流动速度， 它等于进入电除尘的烟气流量与电场截面之比。 从降低电除尘器的造价和占地面积少的观点出发， 应该尽量提高电场风速， 以缩小电除尘器的体积。 但是电场风速不能过高， 否则会给电除尘器运行带来不利的影响。因为粉尘在电场中荷电后沉积到收尘板上需要一定的时间，如果风速过高，荷电粉尘来不及沉积沉降就被气流带出。 同时电场风速过高， 也容易使已经沉积在收尘极的粉尘层产生二次飞扬，特别是电极

45、消灰振打时更容易产生二次飞扬 所以电场风速过高，会使除尘效率相对降低，并且使极板、极线的磨损量增加第三节电除尘器设计介绍一、系统概况和相关设备（一）主机及运行方式锅炉采用东方锅炉（集团）股份有限公司生产的超临界参数变压直流炉，汽 轮机采用哈尔滨汽轮机厂生产的超临界蒸汽参数、一次中间再热、直接空冷凝汽 式汽轮机，发电机采用哈尔滨电机厂有限责任公司生产的水氢氢冷却发电机。锅炉规范锅炉型式超临界直流锅炉锅炉最大连续蒸发量2100t/h锅炉保证效率（MCR 93.3%燃烧器型式、布置方式低NO旋流燃烧器、前后墙式对冲布置空气予热器型式三分仓容克式回转空预器空预器出口过剩空气系数1.18除尘器入口过剩空

46、气系数1.333锅炉运行方式带基本负荷并参与调峰制粉系统中速磨煤机冷一次风正压直吹式系统引风机型式静叶可调轴流式除尘器安装地点室外除灰系统气力干除灰（二）燃煤煤质分析表表64燃煤煤质分析表1燃料元素分析符号单位设计煤种校核煤种1碳Gr%53.1248.18氢Hr%2.443.08硫Sr%1.060.46氧Or%8.038.27氮N%0.810.81水份Mr%2.41.4灰分Aar%33.9437.82收到基低位发热量Qnet.arkJ/k g20110187003空气干燥基水份Md%0.90.974干燥无灰基挥发份Vdaf%33.3737.945哈氏可磨性系数HGI70566Ke1.55.19

47、7灰熔点DTC15001500STC15001500HTc15001500FTc1500 15008灰成分二氧化硅SQ%50.0751.78三氧化二铁FeQ%8.084.99三氧化二铝ALQ%30.1434.01氧化钙CaO%4.263.88氧化镁MgO%1.020.98氧化钠NaO%0.530.64氧化钾K2O%0.800.53二氧化钛TiO2%1.401.26三氧化硫SO%1.700.89二氧化镒MnO%0.020.049飞灰比电阻测量温度26.5C测量电压500V 时Q .cm94.40 X 1095.80X109测量温度80c测量电压500V 时Q .cm_ 11.10X100,_ -

48、 14.15 X 100测量温度100c测量电压500V 时Q .cm4.90 X 10101.70 X 1011测量温度120c测量电压500V 时Q .cm4.10X10111.26 X 1012测量温度150c测量电压500V 时Q .cm1.20 X 10121.91 X1012测量温度180c测量电压500V 时Q .cm9.00X10111.20 X 1012表65烟气其他性质表（锅炉MCM况）在舁 厅p名称单位设计煤种校核煤种1校核煤种21除尘器入口烟气露点 温度C93812除尘器入口烟气含湿 量g/kg474742.63除尘器入口烟气量m3/h152409615525664除尘

49、器入口烟气温度 （修正后）C1271275除尘器入口烟气含尘 量g/Nm45.0249.87二、技术特征及规范（一）技术特征一期2X660MW机组电除尘器采用浙江菲达环保科技股份有限公司的2F456-5 型除尘器设备名称：静电除尘器型号2F456-5型式：干式、卧式、板式数量：每台炉配两台空预器、两台除尘器，本期工程共两台锅炉每台空预器出口湿烟气量（BMCR 485.93 m3/s （设计煤种）492.63m3/s （校核煤种）除尘器入口过剩空气系数（BMC）R： 1.3330 （设计煤种）1.3338 （校核煤种）空预器出口烟气温度（BMC）R： 127 （设计煤种）126 （校核煤种）除尘

50、器入口含尘量（BMC）R： 45.02 g/Nm 3（设计煤种，湿烟气，实际含氧量）49.87 g/Nm 3（校核煤种，湿烟气，实际含氧量）电除尘入口过剩空气系数1.338 （校核煤种）保证效率99.8 % （设计煤种）99.8 % （校核煤种1）本体阻力200 Pa每台炉除尘器功耗：99.80保证效率（停一电场时）%随设计资料T提供校核煤种效率（停一供电区时）%99.802 1本体阻力Pa2003本体漏风率%2.54噪声dB50每个振打锤的振打面积2 m1、2 电场 139.53、4、5 电场 124每个电晕极振打锤的肩效长度m芒刺线62螺旋线12413比集尘面积m/m3/s104.5一个供

51、电区/、，作时的比集尘面积m/m3/s94.0514驱进速度cm/s6.49一个供电区/、，作时的逐进速度cm/s6.5715 烟气流速m/s1.00516壳体设计压力：负压KPa9.98正压KPa8.717 1壳体材料Q235-A18每台除尘器保温材料材质岩棉19每台除尘器保温材料量3 m78020 每台除尘器灰斗数量个202门灰斗电加热装置最大消耗功率kW200灰斗料位计数量只10灰斗料位计形式射频导UDC-2000台湾科力L2000美国普林柯RF805G2A平迪凯特灰斗气化板数量只20灰斗气化板材料碳化硅灰斗气化板抗压强度MPa14.5灰斗气化板透气性m3/m2 min0.73灰斗气化板

52、阻力KPa灰斗气化板耐温C200在舁 厅P项 目单位卖方提供的内容22 每台除尘器所配整流变压器台数台1023整流变压器型式（油浸式或干式）油浸式24一ir整流变压器重量t2.525 每台整流变压器的额定容量KVA18326 1整流变压器适用的海拔高度m135027整流变压器适用的环境温度C-40+4528电气总负荷（每台炉）KVA460929最大运行负荷（每台炉）kW298530设计烟尘排放浓度（折合到6%含氧 量，干基）mg/Nrn85.75 （设计煤种）94.97 （校核煤种）31效率修正曲线：I.进口含尘量修正系数H .烟气量修正系数田.进口烟气温度修正系数 IV.燃料中含硫量修整系数

53、V烟气湿度修正系数（三）结构要求/系统配置要求a、除尘器本体1）每台除尘器的进口都应配备多孔板或其他形式的均流装置（采用耐磨材 质），以便烟气均匀地流过电场。在除尘器出口应采取防止灰二次飞扬的措施。2）壳体应密封、防雨、防腐蚀，壳体设计应尽量避免死角或灰尘积聚区， 且顶部不积水。3）除尘器的每个电场前后均设有人孔和通道。在除尘器顶部应有检修孔 ， 以便对电极悬吊系统进行检修。所有门孔应保证严密不漏。圆形人孔门直径不小于600mm矩形人孔门不小于450mrK 600mm4）通向每一高压部分的入口门应与该高压部分供电的整流变压器相联锁， 以免发生高压触电事故。5）绝缘子应设有电加热装置。6）所有平

54、台均设栏杆和护沿，平台扶梯采用网格栅。平台载荷应为4KN/R2。 栏杆高度为1200 mm平台宽度不小于1000ml并设置相应明显规范的荷载和标 高指示牌。7）扶梯应能满足到各层需检修和操作的作业面，扶梯载荷应为2KN/mi。扶 梯宽度为800mm角度不大于45。并设置相应明显规范的荷载和标高指示牌。8）由零米到本体的第一层平台（走道式）的扶梯，除尘器钢架能承载输灰设 备、管道荷重。暂定第一层平台标高为 4.2m。9）设备支撑件的底座应考虑到地震力加速度对它的作用。10）外壳应充分考虑到膨胀要求。11）每台除尘器都应有结构上独立的壳体。12）除尘器设计寿命为30年。b、灰斗1）每台除尘器设20

55、只灰斗，每只灰斗只设一个 400X 400排灰口。2）为了避免烟气短路，灰斗内应装有阻流板，它的下部尽量距排灰口远些， 阻流板与水平面成垂直，阻流板应加固，防止塌脱。灰斗斜壁与水平面的夹角不 应小于60口。相邻壁交角的内侧，应作成圆弧型，圆角半径大于 200mm以保证 灰尘自由流动。3）灰斗应有良好的保温措施，灰斗的加热采用新型陶瓷自控恒温电加热方式， 使灰斗壁温保持不低于120C,且要高于烟气露点温度 510C。加热面均匀分 布在灰斗下部不小于1/3表面上。为保证电加热器安全、稳定运行，应采用恒温 自动装置，使用寿命不低于三年。灰斗的电加热装置由卖方设计供货。4）每只灰斗应有一个密封性能好的

56、捅灰孔并便于操作。5）灰斗设有防止灰斗内灰流粘结或结拱的设施。灰斗壁不得采用振打器，每 只灰斗装一个手动搅灰装置用于事故放灰。每只灰斗设一组气化板，应躲开捅灰 孔，由除尘器气化风机供气。6）每只灰斗均应设有高、低料位指示器，并采用质量可靠、性能优良的射频 导纳料位计。料位计应提供二组灰位信号，一组供给电除尘控制系统，一组供给 除灰控制系统。G阳极板和阴极线1）阳极板的厚度不应小于1.5mm,其弯曲、扭转等变形应符合最新版DL/T514燃煤电厂电除尘器技术条件的有关规定。2）所有阳极板和阴极线框架均应铅垂安装，应有防止其摆动的措施。3）根据入口烟气浓度相对较低，粉尘比电阻相对较大，灰份中氧化钙的

57、含 量较高，灰有一定的粘性等特点，选择相适应的极板、极线的形式和极配形式。4）针对本工程煤质特点，选择合理的板、线结构及配置方式。本工程煤灰中SiO2和A12O3含量较高，烟气中飞灰粒径细小，比重轻，易产生二次飞扬。粉尘具有一定粘性， 电场内部特别是末电场有可能产生反电晕现象。确定的极配型式为：阳极板采用 480C钢性极板。阴极线一、二电场采 用“RSB多刺芒刺线，三、四电场采用“ RSB1”小刺芒刺线，五电场采用螺旋 线。480C 型钢性阳极板特点：板面压有较多沟槽，提高极板刚性，易于吸尘及清灰。 两旁的防风沟不仅增加了极板的刚性， 而且能有效的防止粉尘的两次飞扬；振打加速度传递良好，易于清

58、灰，在高温和振打作用下，抗变形能力强。“RSB多刺芒刺线特点：能提高阳极板的有效利用及防止反电晕。同时“RSB线具有多个刺，因此放电性能强烈，收尘量大，能有效地收集高浓度粉 尘。“RSB- 1”小刺芒刺线特点： 能适当控制二次电流及放电强度， 相对提高电 场的运行电压，以捕捉到细小的粉尘。螺旋线特点：放电均匀，振打后清灰效果好，电场的运行工作电压较高，电场强度较大，且线电流均匀，对细粉尘的收尘及克服反电晕现象有较好效果。第四节 电除尘器启动和停止除尘设备的启动1）投运前的检查工作完毕，所有的安全措施已恢复。各加热器至少在开始锅炉点火前8 小时投运， 以确保灰斗和各绝缘件 （绝缘瓷套管、电瓷转轴

59、等）的干燥；防止因结露爬电而引起的任何损害。检查各加 热器系统的电流是否正常。3）打开电除尘器进出口烟道上的各挡板风门。4）启动引风机。5）向电场通烟气预热以消除电除尘器内部机件上的潮气。锅炉烧油时不应 启用高压硅整流电源。6）启动飞灰输送系统。7）启动所有振打机构。8）为防止油灰混合物粘在极板、极线上而影响以后电除尘器的运行，电除尘器应在锅炉燃烧正常、 运行稳定后， 按值长的命令合上高压控制柜的电源开关，然后按启动按钮， 开动高压控制系统各种动能， 静待电场电压升至闪络点， 使电 场投入运行。除尘设备的短期停运1）停运所有风机，静待35分钟；2）按电场顺序由后向前降低一、二次电压和电流直至为

60、零，然后关掉各供电单元的高压电源，并将高压控制柜锁定；3）关闭进出口烟道所有风门；4）让振打系统和加热系统在暂停阶段继续运行；5）如需人员进入电场检修则应使高压部件接地，阴、阳极振打停转，并等电场内降温至40以下，穿着防护服装，有安全照明方可进入。设备的长期停运1）停运所有风机，静待35分钟；2）按电场顺序由后向前降低一、二次电压和电流直至为零，然后关掉各供电单元的高压电源，并将高压控制柜锁定；3）关闭进出口烟道所有风门；4）切断各供电单元的高压隔离开关转至接地位置并锁定；5）振打系统和排灰系统在高压电源切断后继续运行直至让所有烟灰从电除尘器中清除干净为止；6）切断总的电源开关（不包括照明线路