毕业设计与论文（燃煤电站电除尘性能分析研究）

内蒙古工业大学本科毕业论文摘 要中国是世界上静电除尘器生产、应用大国，目前国内绝大多数的燃煤电站都选用静电除尘器作为其烟气除尘设备。然而由于静电除尘器的除尘效率较低，其已经不能满足新的环保标准的要求，现役的静电除尘器面临着被淘汰的危险。如何提高静电除尘器的除尘效率是当今电力行业急需解决的问题。想要解决这个问题就一定要了解影响静电除尘器性能的因素，而分析研究这些因素所造成的影响也是本文的主要内容。本文总结有四种影响静电除尘器性能的因素，分别是粉尘特性、烟气特性、结构因素和运行因素。这四种因素对电除尘效率的造成的影响，本文都进行了细致的分析。其中粉尘比电阻和烟气特性对静电除尘器性能影响较为突出。本文针对这些因素所造成的不良影响给出了应对方法，诸如高粉尘比电阻粉尘需要进行烟气调质，在烟气特性方面则需要选择适当的煤种来降低不良的影响。这些对策能够对静电除尘器进行外部或局部的优化改造，能够有效提升静电除尘器性能。在此基础上本文还通过两种除尘器运行特点的比较指出静电除尘器的不足之处，介绍了目前可行的对静电除尘器本体进行优化改造的方案。其中改造电袋复合式除尘器取得了良好的效果并得到广泛应用。相信随着对电除尘技术进一步认知，优化改造方式的完善以及新技术的应用，未来静电除尘器还会拥有广阔的应用前景。关键词：电除尘器；优化改造；除尘效率；影响因素及对策内蒙古工业大学本科毕业论文AbstractChina is the worlds electrostatic precipitator production and application in power, the home of most of the coal-fired power stations are chosen as the electrostatic precipitator flue dust removal equipment. However, because of the electrostatic precipitator dust removal efficiency is low, the cannot have satisfied the requirements of the new environmental standards, current of electrostatic precipitator face elimination dangerous. How to improve the electrostatic precipitator dust removal efficiency is the electric power industry problems needed to resolve. Want to solve this problem will be to understand the influence factors of electrostatic precipitator performance, and analysis the effect of these factors is the main content of this article.This paper summarizes the four of the influence factors of performance electrostatic precipitator, respectively is dust characteristics, smoke characteristics, structure factors and operation factors. The four factors on the electric dust removal efficiency, this paper is the influence of a detailed analysis. Including dust resistance properties and smoke characteristics than the impact on performance of electrostatic precipitator is serious. This paper factors for the harmful effect gives way to deal with such as high resistance, dust to dust than gas conditioning, smoke characteristics in are the need to choose the appropriate coal to reduce the negative effect. The countermeasures of electrostatic precipitator to external or local optimization and transformation, and it can effectively improve electrostatic precipitator performance. Based on this, this article also through the two kinds of filter is pointed out that the operation characteristics of the shortcomings of electrostatic precipitator, introduces the current feasible for electrostatic precipitator ontology to optimize the reforming scheme. Transformation of electricity-composite bag dust catcher achieved good effect and widely used. Believe that with electric dust removal technology to further optimized renovation of cognitive, perfect way and the application of new technology, in the future electrostatic precipitator will still have a broad application prospect.Keywords: electrical precipitator; Optimal modification; The dust removal efficiency; The influence factors and the countermeasures.内蒙古工业大学本科毕业论文目 录引 言 .1第一章 电除尘技术发展状况及发展趋势 .21.1 我国电除尘技术发展状况 .21.2 电除尘技术发展趋势 .3第二章 静电除尘器的结构及原理 .52.1 静电除尘器工作原理 .52.2 电除尘过程 .52.3 静电除尘器的本体结构 .62.4 供电电源的结构 .8第三章 影响静电除尘器性能的因素及对策分析 .93.1 粉尘特性对电除尘性能的影响及对策 .93.2 烟气特性对电除尘性能的影响及对策 .103.3 结构因素对电除尘性能的影响及对策 .113.4 运行因素对电除尘性能的影响及对策 .11第四章 静电与袋式除尘器运行特点比较 .134.1 静电除尘器的运行特点 .134.2 袋式除尘器的运行特点 .14第五章 静电除尘器的优化改造方案 .155.1 改变供电方式 .155.2 增加电场 .155.3 静电除尘器+烟气调质 .165.4 改为电 袋复合式除尘器 .16第六章 电除尘技术新的发展和应用前景 .186.1 电除尘新技术的发展应用 .186.2 电除尘技术应用前景 .20结 论 .22参考文献 .24谢 辞 .25内蒙古工业大学本科毕业论文1引 言在现代社会，电力已经成为人们日常生活的一部分，是人们必不可少的能源，因此作为主要电源供应的燃煤电站也越来越受到国家和社会的重视，得到了极大的支持与发展。然而事情总是有两面，燃煤电站在极大地带给人们方便的同时，由它而引发的与燃煤有关的区域性和全球性的环境问题也越来越突出。这主要是由于燃煤电站排放的废弃物含有粉尘、二氧化硫、氮氧化物及二氧化碳等对环境及人体有害的物质。尤其是粉尘对人们的身体健康及经济生活造成了直接危害，对人体可造成呼吸系统疾病、尘肺甚至是癌症等严重病症，在经济生活方面会造成磨损工业设备，影响农作物生长等危害。而我国燃煤电站动力用煤普遍灰分的比例较高，对人们的身体健康和日常生活造成的影响就更加严重。在这样的背景下，进行除尘以减少烟气中的粉尘含量势在必行，于是在上世纪 80 年代除尘器得到了迅速的发展和广泛的应用。现如今，除尘器已经成为燃煤电站必不可少的环保设备，能够有效的控制排入大气的粉尘量。同时经过数十年的发展，除尘器有了长足的进步，现代电厂主要进行烟气处理的除尘器有机械除尘器、静电除尘器、袋式除尘器以及湿式除尘器四大类。其中袋式除尘器和静电除尘器更是得到了广泛的应用。在我国，静电除尘器以其高效低阻的优势得到了广泛认可，目前我国燃煤电站烟气除尘基本上是以静电除尘器为主，其数量占到国内市场总量的 75%，中国已成为世界电除尘生产、应用的大国。然而随着近年来我国环保标准的提高，尤其是 2004 年颁布的火电厂国家允许排放新标准，将使现有新、老电除尘器难以达到新标准的要求。其主要原因在于电除尘器除尘效率较低且长期使用会造成除尘效率下降，而袋式除尘器在除尘效率方面相较于电除尘器稍高，却也存在着阻力大、受滤料性能影响大等不足。因此，提高电除尘器的除尘效率，改善电除尘器除尘效果以满足我国日益提高的环保标准已经成为现代电力工业生产中急需解决的问题。想要找出解决这个问题的方法首先要对静电除尘器的原理和结构进行了解，在此基础上，结合实际生产情况分析各种因素对电除尘效率产生的影响以及静电除尘器在运行过程中出现的不足，根据其影响因素及不足给出对策及优化改造方案。内蒙古工业大学本科毕业论文2第一章 电除尘技术发展状况及发展趋势在现代电力工业生产中，基于不影响人们的身体健康及日常生活和保护生态环境的目的，除尘已经成为了燃煤电站的必修课，除尘器已经成为每个燃煤电站必不可少的环保设备。在我国，在众多种类的除尘器中，静电除尘器以其高效低阻的特点得到了我国绝大多数的广泛应用。其实，中国使用静电除尘器的历史由来已久，可以追溯到上世纪 30 年代。那么经过了数十年的发展，我国电除尘器有着怎样的发展状况，在今后的生产中又有着怎样的发展趋势，本章将予以阐述。1.1 我国电除尘技术发展状况静电除尘器首先于 1907 年被美国加利福尼亚大学化学教授科特雷尔成功地使用来捕集硫酸烟雾，几年后他再次把电除尘技术用于捕集水泥生产过程产生的粉尘。这是电除尘器应用的起点。我国应用电除尘器的历史可以追溯到上世纪 30 年代末，本溪工农兵水泥厂在窑尾安装了我国第一台电除尘器。1949 年以前，我国先后从国外引进过几台电除尘器，应用于冶金的有色冶炼厂和建材的水泥厂，主要用于贵重金属和有用物料的回收。50 年代，我国主要从当时的苏联和东德引进过一些电除尘器产品。为了满足工业生产过程中工业卫生的要求，在一些炉窑上安装了消烟除尘器，这可谓是我国最早的环保产品之一。我国对电除尘技术的研究要始于上世纪 60 年代中期。1965 年，冶金部组织当时的武汉安全技术研究所等单位，在包钢白云铁矿进行了我国第一次系统地对电除尘的试验研究。1973 年，国家有关部委组织 11 个院所联合设计的 SHWB 系列电除尘器开始生产，这是我国电除尘发展史上的重要事件，也是当时我国电除尘技术和产品发展的综合体现。但由于当时对电除尘技术认识的局限性，所设计和加工的产品在使用过程中也暴露了许多缺陷和需要改进完善的地方。70 年代中期，国内的造纸、建材和电力部门又引进了数台电除尘器，引起了我国电除尘界的关注。各工业部门在对上述引进设备进行学习、消化、吸收的基础上，组织本行业的科技人员进行攻关，开发研制成功适用于本行业的新的电除尘器，较大地推动了我国电除尘技术的发展。到 70 年代末，按装备台数计，有色冶金工业占 32%，钢铁工业占30%，建材工业占 18%，电力工业占 10%，其他工业占 10%,并且可控硅调压设备迅速取代了老一代供电设备。到这个时期为止我国在电除尘领域还是处于非常落后的地位。内蒙古工业大学本科毕业论文3我国电除尘器尤其是电力工业的第一次迅速发展是在 80 年代末期，这个时期我国燃煤电厂锅炉向大型化发展，出现了 30 万千瓦、60 万千瓦机组。需要处理的炉窑增多、烟气量增大，相应需求的电除尘器也向大型化发展。火电厂使用的电除尘器数量剧增，处理的烟气量飚升，而电力工业从而一跃成为我国电除尘器的第一大用户。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 90 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。2004 年开始实施的新的环保标准规定新建电厂大气污染物的排放浓度控制在 50 mg/m3，比过去的旧标准 150 mg/m3 整整提高了 100 mg/m3。老式电除尘器已经不能满足新的环保标准的要求,面对这种形式，电除尘器的创新研究和应用技术进一步得到飞速发展。目前,电除尘器已广泛应用于火力发电、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。1.2 电除尘技术发展趋势（1）致力于进一步提高除尘效率，以满足更加严格的排放标准的要求随着国家排放标准的提高，老化的电除尘器已经难以满足环保要求，提高除尘效率自然而然成为当今除尘技术的发展趋势。提高除尘效率的措施主要有防止清灰振打引起的粉尘二次飞扬，提高对微尘的捕集能力，扩大对高比电阻粉尘的适应范围等几个方面，各国除尘界对此进行大量的研究，并取得了一定的成果。（2）减少电除尘器的基建投资和现有设备改造的费用一次性投资大是电除尘器的主要劣势，尽管电除尘器的运行费用较低，运行几年后就能得到补偿，但是除尘界还是对此研究不辍。经研究发现，宽间距不但能改内蒙古工业大学本科毕业论文4善电除尘器的性能，而且有明显的经济效益。（3）在保证除尘效率的前提下，尽可能节约能源这也是提高电除尘器经济效益的一种方法。电除尘器在停止供电时如同一个大的电容器，平均电场强度几乎与常规供电方式时一样高。解决的措施之一是采用间歇供电，也就是供电一个或几个半波后停止供电几个半波，它尤其适于捕集高比电阻粉尘。而且因其减小了板电流密度，故可减小收尘极板上粉尘层的电场强度，从而控制了反电晕的产生。另一个措施是采用能源管理系统。当电除尘器在烟气浊度很低下工作时，消耗能量很大，如果能够准确控制环保要求所允许的烟气浊度，则在少许增大浊度的情况下可以获得较大的节能效果。（4）采用经济有效的方法解决高比电阻粉尘的捕集问题为减少 SO2对环境的污染，要求工厂尽量多烧低硫煤。低硫煤的粉尘比电阻一般较高，如何解决高粉尘比电阻粉尘的捕集问题，也是当务之急。烟气调质处理是捕集高比电阻粉尘的有效方法，但是费用较高。脉冲供电也是提高粉尘比电阻捕集效率的有效手段。（5）提高电除尘器对煤种变化的适应性常规电除尘器对煤粉粉尘比电阻较敏感，比电阻过高或过低都将造成除尘效率急剧下降。而国内在烧低硫无烟煤或者贫煤时，粉尘电阻比两级分化，细粉粉尘比电阻极大，飞灰粉尘比电阻极小。提高电除尘器对煤种变化适应性是势在必行。（6）开发电除尘器智能控制软件，进一步提高自动化水平自动化是现代工业设备的主流发展趋势，电除尘设备自然也不例外，除了对电除尘器本体等硬件进行改造外，优化电除尘器控制软件以对电除尘器进行更好的控制也是一个重要方面。现代电除尘行业对这方面也进行着积极而卓有成效的研究，它也是现代电除尘器的一个重要的发展趋势。内蒙古工业大学本科毕业论文5内蒙古工业大学本科毕业论文6第二章 静电除尘器的结构及原理了解完我国电除尘器的发展状况及其发展趋势，接下来我们将对静电除尘器的结构及其原理进行介绍。静电除尘器是我国燃煤电站应用最为广泛的除尘器，它主要有四种分类方式：按电极清灰方式不同主要可分干式、湿式、半干式和雾状粒子捕集器；按气体在电场内的运动方向可以分立式和卧式两种；按收尘极形式可分为管式、板式和棒帷式；按收尘极及电晕极的不同配置分为单区和双区。虽然静电除尘器种类众多，但它们都是由机械本体和供电电源两大部分组成，都是按照同样的基本原理设计的。2.1 静电除尘器工作原理静电除尘器的原理就是把除尘器的电晕极（即放电极）和收尘极接与高压直流电，维持一个足以使气体电离的的强电场。当含尘气体通过两极间非均匀电场时，在电晕极周围强电场作用下发生电离，形成气体离子和电子并使粉尘粒子荷电，荷电后的粒子在电场力的作用下向收尘极运动并在收尘极上沉积，从而达到粉尘和气体分离的目的。由以上可以看出，要实现电除尘过程有两个基本条件：（1）由电晕极和收尘极组成的电场应是极不均匀的电场，以实现气体局部电离。（2）需要在两电极之间施加足够高的电压，能提供足够大电流的高压直流电源，为电晕放电、尘粒荷电及捕集提供充足的动力。2.2 电除尘过程电除尘过程主要是由气体电离和电晕放电、尘粒荷电、尘粒沉积及振打清灰等过程组成的。（1）气体电离和电晕发电a.气体电离当气体分子获得能量时就就会使气体分子中的电子分离出去成为自由电子，从而使气体具有导电能力，这个过程称之为气体电离。在电除尘过程中，在电场力作用下，被加速的自由电子与气体原子碰撞发生碰撞电离，通过碰撞电离产生大量电子和正离子。b.电晕放电随着电极之间的电压进一步升高，在电子的行程上，新生的电子不断参加碰撞内蒙古工业大学本科毕业论文7电离，气体中的电子迅速增加，产生出的