电除尘技术(一).课件

1、电除尘技术主要内容 一、除尘技术概述二、电除尘器基本知识三、电除尘器结构四、电除尘器的基本理论和有关概念五、性能影响因素及对策六、电除尘器的运行七、电除尘器故障及处理方法 一、除尘技术概述1除尘器的定义2除尘器的分类3除尘器的性能指标粉尘的性质我国燃煤电厂除尘技术发展1除尘器的定义 一般说，任意形状与任何密度的固体粉尘或液滴，大小在10-3 103m之间，与气体介质一起所组成的气态分散体系称为气溶胶（俗称含尘气体）。 把气溶胶中固相粉尘或液相雾滴从气体介质中分离出来的过程称为除尘过程（亦称为分离捕集过程）。 将气溶胶中的粒子从气体介质中分离出来并加以捕集的装置统称为除尘器。 2. 除尘器分类3

2、除尘器的性能指标（1）处理气体的流量（2）除尘器的压力损失 技术性能指标（3）除尘效率（4）设备基建投资与运行管理费用（5）使用寿命 经济性能指标（6）占地面积或占用空间体积4. 粉尘的性质（1）粉尘的形状 ：粒子的外形。 （2）粉尘的粒径：颗粒在某方向与同质有相同特性的球体的直径。（3）粉尘的分散度：粉尘粒径的分布 （4）粉尘的密度： 真密度不考虑颗粒间空隙的实有密度。 堆积密度自然堆积时单位体积的质量。（5）粉尘的安息角 （堆积角/休止角） ：自漏斗连续落到平板上，自然 形成的圆椎体母线与水平面的夹角。（6）粉尘的磨损性：粒子冲击器壁或与壁面摩擦产生的磨损。4. 粉尘的性质（7）粉尘的黏附

3、性：粉尘之间存在黏附力（分子力、毛细黏附力、库仑力）而形成团聚的性质。 （8）粉尘的荷电性质：由于摩擦和电场的作用而荷电的能力。（9）粉尘的比电阻：每平方厘米面积上厚度为1cm的粉尘层，沿厚度方向测得的电阻值，cm （10）粉尘的成分：粉尘的化学成分。（11）粉尘的浸润性：粉被水浸润的现象（用浸润速度表示，亲水性粉尘/疏水性粉尘）（12）粉尘的爆炸性：遇明火、高温、摩擦可能发生爆炸的特性。（13）粉尘的放射性：原生放射性和次生放射性5我国燃煤电厂除尘技术的发展与应用1995年之前湿式除尘器为主1995年至今电除尘器为主2000年之后布袋除尘器的应用受到重视二、电除尘器基本知识1电除尘器的工作原

4、理2电除尘器常用术语3实现电除尘的基本条件4电除尘器的分类5电除尘技术的发展趋势6电除尘器的特点 7电除尘器的应用方式 静电除尘器 Electrostatic Precipitator ，ESP1. 电除尘器的工作原理 利用直流高压电源产生的强电场，使气体电离，进而使悬浮尘粒荷电，荷电尘粒在电场力的作用下使悬浮尘粒从气体中分离出来。电除尘器的净化烟气的过程描述（1）气体的电离和粉尘荷电。在电晕极与收尘极之间施加直流高电压(一般为负高压)，使电晕极附近的气体电离(即电晕放电)，产生成大量正负离子。在电晕区(其范围一般限于距电晕极周围23mm处)内，正离子立即被电晕极(负极)吸引过去，负离子则因受

5、电场力的驱使向收尘极(正极)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，负离子与粉尘碰撞并附在其上，使粉尘荷电。（2）粉尘的沉积。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。（3）清灰。收尘极表面上的粉尘沉积到一定厚度后，用机械振打等方法将其除去，使之落人下部灰斗中。电晕极也会附着少量粉尘，隔一定时间也需要进行清灰。2. 电除尘器常用术语（一）台：具有一个完整的、独立外壳的电除尘器称为台。室：在电除尘器内部由壳体所围成的一个气流的通道空间称为室。一般电除尘器设计为单室，将两个单室并联在一起，称为双室电除尘器。场：沿气流流动方向将各个室分成若

6、干区，每一个区有完整的收尘极和电晕极，并配一组高压供电装置，则每个独立的区称为收尘电场。电场高度（m）：集尘极板有效高度。电场通道和电场通道数：电场中两排极板之间的宽度，称为电场通道；电场中横截面极板的总排数减去一为电场通道数电场宽度（m） ：一个室最外两侧收尘极板的中轴线之间的有效距离（减去极板阻流宽度）。2. 电除尘器常用术语（二）电场截面积：电场的有效高度和其有效宽度的乘积，是表示电除尘器规格、大小的主要参数之一。电场长度：在一个电场中沿气体流动方向，一排收尘极板的宽度（即每排极板第一块极板的前端到最后一块极板的末端的距离）。停留时间：烟气流过电场长度所需要的时间。电场风速：烟气在电场中

7、的流动速度，它等于进入电除尘器的烟气流量与电场截面积之比。烟气阻力：电除尘器入口和出口烟道内烟气的全压之差。收尘面积：收尘极板的有效投影面积。因为极板的两个侧面都起收尘作用，所以两面都应计入。2. 电除尘器常用术语（三）比收尘面积：单位流量的烟气所分配到的收尘面积。处理风量：单位时间内处理的烟气量，通常是指工作状态下电除尘器入口与出口的烟气量的平均值。驱进速度（cm/s）：荷电的悬浮尘粒在电场力的作用下向收尘极板表面运动的速度。是电除尘器设计的关键数据。收尘效率：含尘烟气留经电除尘器时，所捕集的粉尘量与原粉尘量之比。一次电压（V）：输入到整流升压变压器一次侧的交流电压。一次电流（A）：输入到整

8、流升压变压器一次侧的交流电流。二次电压（kV）：整流升压变压器二次侧输出的直流电压。二次电流（mA）：整流升压变压器二次侧输出的直流电流。2. 电除尘器常用术语（四）电晕电流：发生电晕放电时，在电极间流过的电流。电晕功率：在电除尘器运行中，其电场的平均电压和平均电晕电流的乘积就是电晕功率，它是投入到除尘器的有效功率，电晕功率越大，除尘效率就越高。伏安特性：电除尘器运行过程中，电晕电流与电压之间的关系。 （1）由电晕极和收尘极组成的电场应是极不均匀的电场，以实现气体的局部电离。 （2）具有在两电极之间施加足够高电压，能提供足够大电流的高压直流电源，为电晕放电、尘粒荷电和捕集提供充足的动力。 （3

9、）电除尘器应具备密闭的外壳，保证含尘气流从电场内部通过。 （4）气体中应含有电负性气体（诸如：O2、SO2、Cl2、NH3、H2O等），以便在电场中产生足够多的负离子，满足尘粒荷电的需要。 （5）气体流速不能过高或电场长度不能太短，以保证荷电尘粒向电极驱进所需的时间。 （6）具备保证电极清洁和防止二次扬尘的清灰和卸灰装置。3实现电除尘的基本条件4电除尘器分类（1）按清灰方式分：干式电除尘器和湿式电除尘器 干式是采用振打清灰，优点是粉尘后处理简单，便于综合利用，因而最为常用。但易造成二次扬尘，使除尘效率降低。 湿式是用喷雾或淋水、溢流等方式清灰。水膜的作用避免了二次扬尘，故除尘效率很高；同时没有

10、振打设备，工作也较稳定；但是产生大量泥浆，如不加适当处理，将造成另一种形态的二次污染。喷水型湿式电除尘器（2）按收尘极的形式：分为板式、管式和棒帏式 1）板式电除尘器 在一系列平行的金属板(收尘极板)的通道中设置电晕极。极板间距一般为200350mm，通道数由几个到几十个，甚至上百个，高度为212m，甚至达15m。除尘器长度根据对除尘效率的要求而定。板式电除尘器由于它的几何尺寸很灵活，可以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。2） 管式电除尘器 接地的金属圆管作收尘极(或集尘极)，与高压直流电源相连的细金

11、属线作电晕极(或放电极)。电晕极置于圆管中心，靠下端的重锤张紧。含尘气流从除尘器下端进口引入，净化气体从上部出口排出。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。管式电除尘器适用于处理气体量较小的情况。一般采用湿式清灰方式。3）棒帏式电除尘器 棒帏式电除尘器的收尘极由圆管排列而成。 优点： 收尘面积大 不易变形。 缺点： 耗材多 初投资大。（3）按气流流动分：卧式和立式 立式气流一般由下而上垂直运动，通常做成管式， 但也有板式的。

12、 优点： 高度较高，可以将净化后的气体直接排入大气而不需要另设 烟囱；往高度方向发展，占地 面积少。 缺点：当需要增加电场长度提高除尘效率时，不 如卧式灵活。检修 不如卧式方便。 卧式气流水平通过。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24个电场，除尘效率高时，也有多到4个以上电场的。 优点：便于通过增加电场长度提高除尘效率。检修方便。 缺点：占地 面积少大 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。（4）按内部荷电区和分离区布置分为单区电除尘器 和双区电除尘器单区电除尘器（一段式电除尘器）：荷电与分离在同一区内完成。双区电除尘器（

13、二段式电除尘器）：荷电与沉积分别在两个区段中进行，即粉尘在荷电区荷电后，在沉积区(收尘区)被捕集。双区电除尘器过去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。例：武钢从原联邦德国引进的FCD435型双区电除尘器处理风量为18 400m3/h，它具有以下特点： 电晕极采用正电； 荷电区电压为14kV，沉积区电压为7kV，仅为单区电除尘器的1415。但由于极距仅为810mm，为单区的112115，所以电场强度可达810kVcm，约比单区大1倍。由于沉积区电场强度大，驱进速度高，驱进

14、距离短，因而除尘效率高； 由于沉积区是由一系列平行平板组成的均匀电场，在供电电压低于火花放电电压时，没有电晕电流，即使处理高比电阻粉尘，也不致产生反电晕。单区电除尘器双区电除尘器（5）按间距分分为窄间距(150) 电除尘和宽间距(150) 电除尘。（6）按温度分分为常温(350) 电除尘和高温(350 )电除尘。5. 电除尘技术的发展趋势 改进结构、提高供电质量、与其他形式的除尘器联合作用：（1）加大极间距 （2）提高电压（3）改变供电方式（4）电除尘器电源的高频化和数字化（5）各种形式的除尘器联合作用（6）其他（1）加大极间距 常规电除尘器的基本结构形式为线板式或线管式，极间距为200300

15、mm，电压为5060KV。对结构进行改进加大极间距，达到4001000mm，可大大节约钢材。 （2）提高电压 常规电除尘器电压为5060KV。新型电除尘器电压提高到80200KV以上。提高了除尘效率。（3）改变供电方式 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，粉尘穿透率可减少5060%。（4）电除尘器电源的高频化和数字化 低频整流电源的缺点：1）转换效率低，耗费电能；2）变压器和滤波器体积大，重量重，耗费大量的铜和铁，3）电磁兼容性差，对电网的电磁干扰大，4）电晕电压低5）无法适应高比电阻的工况，达不到环保领域粉尘排放标准的新要求（2004年我国火力电厂粉尘排放标准由原来90年

16、代的200毫克/立方米降低至50毫克/立方米）。 而采用高频电源可以大大提高输出功率、提高除尘效率、减少粉尘排放浓度 。 另外，通过一个系统控制器，采用电子计算机，实现数字化，而不是模拟控制器，可将电除尘器系统的各个设备的工作有机连接起来，协调工作，以实现最佳控制。 （5）各种形式的除尘器联合作用1）与袋式除尘器联合作用2）与湿式除尘器联合作用3）与旋风除尘器联合作用 在同一除尘器中利用电的作用和其它除尘机理联合作用，形成复合机理的除尘器，以提高除尘器的性能。如静电袋式除尘器、静电湿式除尘器、静电旋风除尘器、静电颗粒层除尘器等，其中有的已经在生产中应用。 1）与袋式除尘器的联合应用在粉尘进入袋

17、式除尘器之前用预荷器使粉尘荷电。 预荷电器的形式： -入口管道中心设高压放电极 - 每条滤袋下部串接一短管荷电器，其中心为放电极表面电场的袋式除尘器。它是利用每条滤袋中的骨架竖条间隔作正、负极，沿滤袋表面形成电场。使粉尘在电场力和过滤双重机理作用下被捕集。 利用静电强化袋式除尘器，可降低除尘器阻力、增大处理风量、提高除尘效率。2）与湿式除尘器的联合应用 尘粒与水滴都荷电，但极性不同。在两者之间产生静电力，加强水滴与尘粒的接触，使粉尘加湿，凝聚成更大的颗粒，便于捕集。 尘粒荷电，水滴为中性。当荷电尘粒接近水滴时，使后者产生镜象感应电荷。在两者间产生吸引力（镜象力），使尘粒与水滴接触。例如在喷淋塔

18、在入口加电晕荷电器，使尘粒荷电。 水滴荷电，尘粒为中性。当两者接近时同样会产生镜象感应电荷，在镜象力作用下，使尘粒加湿、凝聚。在水喷嘴上通过感应效应，使水滴荷电。 静电水膜除尘器实例3）与旋风除尘器联合应用 在旋风除尘器中心设置放电极，利用筒体的外壁和排出管的管壁作为集尘极。在静电力的作用下，尘粒获得较大的向外的径向速度，有利于尘粒的捕集，显著提高除尘效率。 应注意选择最佳的进口速度，使静电力和离心力的作用得到最佳组合。（6）其他 1）改变极板布置形式横向极板电除尘器。烟气流动方向与由电场作用的粉尘驱进方向互相垂直，变为电场作用的粉尘驱进方向与气流方向一致。据试验表明，它比常规电除尘器效率高。

19、 2）以日本静电集尘器公司经理原惠一命名的一种结构新颖的电除尘器原氏电除尘器。这种电除尘器的收尘极由一系列圆管排列组成，电晕极为鱼骨形；同时在电晕极轴线上设有辅助电极，采用与收尘极同样的圆管35根，和电晕极交替布置。对辅助电极施加与电晕极极性相同的电压，可以产生高电场强度和低电流密度，有利于防止反电晕，又可捕集荷正电的粉尘，从而可以提高对高比电阻粉尘的捕集效率。 在水泥熟料冷却机上进行的试验表明，停留时间为35s(比常规电除尘器缩短12)时，除尘效率仍可达99959998。此外，由于采用了圆管状收尘极，使收尘表面积(包括辅助电极的收尘面积)大为增加，约为常规电除尘器的1倍以上。6静电除尘器的特

20、点1）优点： 效率高，总的能耗低。适用于微粒控制，对粒径12m的尘粒，效率可达9899；对小于01m粉尘仍有较高的效率； 阻力低。在电除尘器内，尘粒从气流中分离的能量，不是供给气流，而是直接供给尘粒的，因此，和其它的高效除尘器相比。电除尘器的阻力较低，仅为100200Pa； 耐高温。可以处理高温（在400以下）的气体，采用一般涤纶绒布的袋式除尘器工作温度需要控制在120130以下，而特殊设计可达到500，大大简化了烟气冷却设备。 处理气体量大。适用于大型的工程，处理的气体量愈大，它的经济效果愈明显。例如500t平炉的烟气量达5105m3h；6105kW汽轮发电机所配锅炉的烟气量在30105m3

21、/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20m，过滤风速25mmin计算)，而用电除尘器，选用断面为240m2的4台就完全能满足要求； 能捕集腐蚀性大、黏附性强的气溶胶颗粒。 电除尘器的操作控制的自动化程度高。2）缺点：设备庞大，占地面积大；耗用钢材多，一次投资大；结构较复杂，制造、安装的精度要求高；易受工况条件的影响。比如对粉尘的比电阻有一定要求。最适宜的范围是10451010cm。在此范围之外，就需要采取一定措施才能达到必要的效率； 目前电除尘器已广泛应用于火力发电、冶金、化学和水泥等工业部门的烟气除尘和物料回收。7静电除尘器的应用方式 （1）烟道气除尘 （2）

22、尘源控制分散产尘点的粉尘控制以及难于密闭的 开放性尘源抑止粉尘的飞扬 如皮带转运点、破碎机、振动筛等产尘点的尘源控制，车间的扬尘控制。方法是把晕线架设在车间内，施加足够的负高压，在电晕线与“地”这间形成强大的静电场。尘源及其附近的物体如物料、砂、砖、木板、结构物等均起着集尘极的作用。在静电场作用下，带电尘粒将直接返回尘源，实现粉尘的就地抑制。 优点是省掉了排风系统，消除了风机噪声。在寒冷地区冬季不需对车间进行补风，有利于节能。三电除尘器的结构干式、卧式、板式进电除尘器电除尘器由本体和供电两大部分组成序号 本体设备供电控制设备（1）收尘极系统（收尘极板；收尘极振打系统）中央控制器（2）电晕极系统

23、（ 电晕线； 阴极小框架；阴极大框架及吊挂装置； 电晕极振打装置； 保温箱）高压供电设备（3）烟箱系统（ 进、出口烟箱 ；气流分布板； 槽形极板）低压控制设备（4）箱体系统（梁柱； 壁板； 支座； 保温层； 平台）检测设备等（5）储卸灰系统（灰斗、阻流板、插板箱、卸灰装置）1. 收尘极系统（1）组成：收尘极板 极板的悬挂结构极板的振打系统（2） 基本要求： 良好的电性能; 良好的电晕放电性能; 良好的振打传递性能 良好的防止二次飞扬的性能 机械强度高，刚性高，热稳定性好，不易变形 钢耗小，重量轻。(3) 收尘极板的形式 a）圆管式 （b）蜂窝式 （c）郁金花状 立式收尘极板的形式 卧式收尘极板

24、的形式（a）小C板 （b）波纹板 （c）CW形板 （d）ZT形板 （e）棒帏形板 （f）Z形板 （g）480C形板 （h）735C形板（4）收尘极振打装置收尘极振打装置的基本要求：有适当的振打力能使极板获得满足清灰要求的加速度能够按照尘粒的类型和浓度不同，适当调整振打周期和频率运行可靠，能满足主机大小检修周期要求 锤击振打方式（5）收尘极板的拼装和悬挂2.电晕极系统（1）组成 电晕线； 阴极小框架； 阴极大框架及吊挂装置; 电晕极振打装置； 保温箱 （2） 基本要求 电气性能良好（起晕电压低；放电强度高，电晕电流大）； 牢固可靠，机械强度大，不断线。耐腐蚀；能维持准确的极距； 易清灰，振打力传

25、递均匀，清灰效果好。 机构简单，制造容易，成本低和安装维护方便。() 电晕线（阴极线或放电线）的种类不同形式的电晕线的特点光圆线是最简单的一种电晕线，易生产，但电性能较差，随直径变小，起晕电压降低，放电强度提高。受振打和火花放电时易受损伤，电晕线不能太细。多用镍铬不锈钢或碳钢制成直径为1538mm的丝。这种线目前用得较少。螺旋形电晕线：采用管框绷线固定，安装拆换方便，导线张紧较好，线上积灰易于抖落，因此较圆线优越。较多用于大型电除尘器。星形电晕线：四周带有尖角，起晕电压低，放电强度高。断面积比较大(边长为4mm4mm左右)，抗损伤能力较强。RS型芒刺线：起晕电压低，单位时间内的有效电晕功率大，

26、除尘效率高。强度高，振打力传递及清灰效果好，不易变形，不易断线。对烟气适应性强。 目前，RS型芒刺线应用得最多（4） 电晕线的吊挂方法吊挂方法有两种：1）重锤悬吊式。为了保持导线垂直和准确的极距，重锤重为27kg。2）管框绷线式。电晕线先用单元阴极小框架固定，再将一片片阴极小框架装在阴极大框架上，最后把整个阴极系统（联同振打装置）吊挂在壳体的绝缘套管上。 1电晕框架；2电晕线；3电晕框悬吊架；4悬吊杆；5绝缘套管管框绷线式吊挂（5）阴极振打装置注意 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

27、，会首先发生击穿。3.烟箱系统烟箱系统由进、出气烟箱，气流均布装置 和槽形板组成 （1）进、出气烟箱 为使烟气在电场中有足够的停留时间，需要改变管道截面，使烟气流速从烟道中烟气比较高的流速（一般为813m/s）降低为0.81.5m/s，同时为了防止由于管道截面的突然变化造成流场质量恶化，进、出气烟箱均应该做成渐变截面形式的。为防止底部积灰，底部与水平面的夹角取5060。（2）气流均布装置 气流均布装置是专门设计的孔板，布置在进气烟箱，作用是防止气流出现旋涡、回流，导致电场中气流不均匀，影响除尘效率。 （3）槽形板 槽形板用3mm厚的钢板制成的，宽为100mm,翼缘为2530mm，成迷宫式结构布

28、置在出气烟箱进口，作用是降低细灰（5m以下）在出气烟箱和出口烟道的沉积。槽形板可以垂直于气流方向布置（为减少阻力，两槽形板之间的间隙宜取50mm左右，使槽形板排的空隙率不小于50%），也可以平行于气流方向布置。4.箱体系统梁、柱；壁板；支座；辅助设施（1）梁、柱下图为不同的梁、柱结构形式。其中（b）多用于中型电除尘，（c） （） （）多用于大型电除尘。（2）壁板侧墙板、屋面板、屋顶板、烟箱壁板、灰斗壁板；一般均用5mm钢板，加肋以提高刚度和强度。（3）支座支座有三种形式：）滚珠式活动支座）滚柱式活动支座）固定式支座壳体的热应力由活动支座消除。地震产生的水平应力由固定支座承担。电除尘器的柱脚通常

29、有一个固定支座，（4）辅助设施包括保温层（使表面温度低于50）、梯子，栏杆，平台，护板（覆盖在保温层外），吊车。防雨篷等5.储卸灰系统（1）灰斗为防止棚灰，灰斗内壁与水平面的夹角取6065。为防止结露，灰斗下段焊有蒸气加热管6。为防止气流短路和二次扬尘，灰斗内装有阻流板3。（2）卸灰阀图示为回转式卸灰阀，能在卸灰的同时保持气密性。均压管的作用是保持待受格腔与灰斗内气压的均匀，以利于灰料顺畅卸入。（3）插板箱插板箱是连接灰斗和卸灰阀的中间设备。装在灰斗侧面。6. 电除尘器高压供电装置（1）电除尘器高压供电装置的作用向电除尘器施加高压电流和电压，提供烟气粉尘荷电电荷和收集粉尘的电场力。高压供电装置是组