环保设备及应用——电除尘器ppt课件.ppt

电除尘器培训教材 制作 高伟 前言 气体除尘从广义上来说可以分为机械方法和电气方法两大类 机械的方法包括基本上依靠惯性力和机械力回收粒子的一切方法在内 如重力沉降法 离心分离法 气体洗涤法 介质过滤法等等 电气的方法就是电除尘 它与一切机械方法的区别在于作用在悬浮粒子上的使粒子与气体分离的力 电除尘器运行原理 电离荷电移动沉积清除 电除尘器术语 1 结构术语 1 1电除尘器 简称EP或ESP 在高压电场内 悬浮于烟气流中的尘粒 受到发射离子的作用而带电 这种荷电尘粒受到带有不同极性的电极表面的吸引二被吸附在电极表面上通过周期性或连续性的振打或冲刷由金属表面脱落 同时在重力的作用下落入灰斗 一台单独的电除尘器是将沉尘极和电晕极置于一个单独壳体内的一种构造 1 2人孔门 装于需要经常进出的活动门 应设有安全开关锁装置 1 31阳极系统 是工业电除尘器的接地电极 带电尘粒受该电极的吸引 向其移动并被吸附在该电极上 又称为沉尘极 集尘极 系统 1 32阳极板 是阳极系统的组成单元 又称为沉尘极 集尘极 板 1 33阳极振打装置 使阳极板产生冲击振动或抖动 以使沉积在极板上的尘粒振落的装置 1 34集尘面积 有效电场内阳极板投影面积的总和 1 41阴极系统 电除尘器中带电高压的所有部件的总称 又称为电晕极 放电极 系统 1 42阴极线 在高压系统中使气体电离和产生电场的带电负高压的极线 又称为电晕极线 放电极线 1 43阴极系统支持绝缘子 对电极系统在结构上起支撑作用 在电气上起绝缘作用的器件 包括套管 支柱绝缘子 1 5振打绝缘轴 在电气上起绝缘作用 在机械上传递阴极系统所需的振打或冲击力的器件 1 6壳体 由屋顶 包括大梁和顶封 侧墙 包括立柱和侧封 端底梁 灰斗及底部结构 进出口烟箱构成 1 7电场 在单台电除尘器中垂直烟气流方向舵并列供电分区 1 8大室 电除尘器纵向的隔离分区 1 9台 具有一个完整的独立外壳的电除尘器称为台 2 0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 一般电除尘器设计成单室 有时也将两个单室并联在一起 称为双室电除尘器 2 1场 沿气流流动方向将各室分成若干区 每一区有完整的收尘板和电晕极 并配以相应的一组高压电源装置 称每个独立区为收尘电场 卧式电除尘器一般设有二个 三个或四个电场 有时也可设置四个以上的电场 为了获得更高的除尘效率 也可将每个电场分成二个或三个独立区 每一个区配一组高压电源装置分别供电 2 2电场高度 m 一般将收尘极板的有效高度 即除去上下两端夹持端板的收尘极高度 称为电场高度 2 3电场通道数 电场中两排极板之间的宽度称为通道 电场中的极板总排数减一称为电场通道 电场宽度 m 一般将一个室最外两侧收尘极轴线之间的有效臣离 减去板阻流宽度 称作电场宽度 它等于电场通数与同极距 相邻两排极板的中心距 的乘积减去每块极板的阻流宽度 2 4电场截面 m2 一般将电场高度与电场宽度的乘积称为电场截面 它是表示电除尘器规格大小的主要参数之一 2 5电场长度 m 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末端的距离 称作单电场长度 沿气流方向各个单电场长度之和 称作电除尘器的电场长度 2 6 处理风量 m3 s 即被处理的烟气量 通常指工作状态下电除尘器人口与出口的烟气量的平均值 它等于工作状态下电除尘器人口处的烟气流量与除尘器漏风量的一半之和 2 电气术语 1 11高压整流变压器 一种集升压变压器 硅整流器为一体的供用除尘器用的变压器 1 12高压控制柜 用手控制并调整高压整流变压器输出直流电压的电控设备 1 13高压隔离开关 用来隔离直流高压电源或转换直流高压电源连接方式的不带负荷操作的开关 1 14低压控制设备 用于控制振打 卸灰 加热并具有保护 检测功能的电控设备 1 15安全联锁 由钥匙旋转的主令电器与机械组成的系统 1 21火花放电 电子分割两端子的空气或其他电介质材料突然被击穿 引起带有瞬间闪光的短暂放电现象 1 22火花跟踪 自动控制整流输出电压接近火花放电电压的一种控制方式 1 23反电晕 沉积在阳极表面的高比电阻粉尘层内部的局部放电现象 1 31一次电压 施加于高压整流变压器的一次绕组的交流电压 1 32一次电流 通过高压整流变压器的一次绕组的交流电流 1 33二次电压 高压整流变压器施加于电除尘电场的脉动直流电压 平均值 1 34二次电流 高压整流变压器通向电除尘器电场的直流电流 平均值 一 静电除尘器的工作原理二 静电除尘器的特点三 静电除尘器的结构与类型四 静电除尘器的性能五 静电除尘器除尘效果的影响因素 电除尘器 壳体内件阴极系统阳极系统阳极振打装置阴极振打装置吊挂部分 气体均风板高压供电装置低压控制系统外部保温出口槽形板 电除尘器机构组成 静电除尘器外形 一 电除尘的除尘原理 1 电除尘是何种装置呢 概括而言 电除尘是利用强电场使气体发生电离 气体中的粉尘荷电在电场力的作用下 使气体中的悬浮粒子分离出来的装置 2 电除尘器的工作原理 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 管式电除尘器1 高压直流电源2 高压电缆3 绝缘子4 净化气体出口5 电晕极6 收尘极7 重锤8 含尘气体进口 右图为管式电除尘器示意图 接地的金属圆管叫收尘极 或集尘极 与高压直流电源相连的细金属线叫电晕极 或放电极 3 电除尘器中的净化过程 用电除尘的方法分离气体中的悬浮离子 需四个步骤 气体电离 粉尘荷电 粉尘沉集 清灰 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 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2 3mm处 内 正离子立即被电晕极 负极 吸引过去 负离子则因受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 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 电除尘器中除尘过程示意1 电晕极 2 电子 3 离子 4 尘粒 5 集尘极 6 供电装置 7 电晕区 优点 1 除尘效率高 对小于0 1 m粉尘仍有较高的效率 2 可以处理大风量 3 阻力小仅 150 300Pa 耗电少 运行费用低 4 能处理高温烟气 缺点 1 一次投资费用高 钢材耗量较大 2 对粉尘的比电阻有一定要求 最适宜的范围是104 5 1010 cm 3 设备庞大 占地面积大 4 结构较复杂 制造 安装的精度要求高 河北敬业集团目前烧结机机头机尾 竖炉炉顶 链篦机回转窑窑头等全部安装有静电除尘器 一 电除尘器的结构 电气部分 电除尘本体 升压变压器 自动控制装置调压 烟箱系统 电晕极系统 收尘极系统 槽形板系统 储灰系统 壳体 它是将工频380V或220V交流电压升到除尘器所需的高电压 通常工作电压为50 60kV 增大极板间距 要求的电压也相应增高 静电除尘器的结构 电除尘器 高电压转换装置 气流分布板 集尘极 电晕线 卧式板式电除尘器透视图1 本体结构梁 2 集尘电极悬挂梁 3 C 槽形集尘极板 4 电晕框 5 电晕线 锯齿形 6 电晕极振打装置 7 挠臂锤 用于阴极吊挂起绝缘和支撑作用的瓷瓶 烟箱系统 烟箱系统包括进气烟箱和出气烟箱两部分 进气烟箱是烟道与电场之间的过渡段 烟气经过进气烟箱要完成由进气烟箱的小管道截面到电场大截面的扩散 此时 保持烟气流速 流场分布均匀性的平衡过渡显得尤为重要 因此 为了达到整个电场截面上气流分布的均匀 进气烟箱采用喇叭形 并在其中装有两层以上的气流均布板 同时在进气烟箱上要有对湿度 温度 流速 动静压及含尘浓度等进行监测的监测孔 出气烟箱是已经净化过和烟气由电场到出气烟道的过渡段 这里对气流分布的要求比较低 只需注意不要因为烟气流速的急剧变化对电场内的气流分布造成大的影响就可行了 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 根据需要装设 气流分布板形式多为圆孔板和方孔板 一般开孔率 开孔面积与分布板总面积之比 约为25 50 电晕极系统 电晕极系统是产生电晕 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 必须选配良好的线型 合理的结构和适宜的振打 安装时要保证严格的极间距 保证整个电晕极系统与电除尘器其它部件良好的绝缘性能和足够的放电距离 实际运行中常发生电晕极系统因振打 热膨胀 积灰等造成极板或极线略发生变形而引发极间距变化的故障 其在运行中的直接表现就是二次电压升至较低电压便发生闪络 无法使二次电压保持较高水平 除尘性能恶化 芒刺型电晕线 R S是目前采用较多的一种 见图 芒刺型电晕线 它是以直径为20mm的圆管作支撑 两侧伸出交叉的芒刺 这种线的机械强度高 放电强 试验表明 在同样的工作电压下 芒刺式有利于捕集高浓度的微小尘粒和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 50 0 65倍的通道宽度 对常规电除尘器可取160 200mm 芒刺式的间距一般为50 100mm 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 R S芒刺式电晕极 收尘极系统 收尘极系统是由若干排极板与电晕极相间排列 与电晕极共同组成电场 它是粉尘沉积的重要部件 直接影响着电除尘器的效率 极板一般用厚度为1 2 2 0mm的钢板在专用轧机上轧制而成 为了增大容纳粉尘量大 通常将集尘极做成各种断面形状 极板高度一般为2 15m 每个电场的有效电场长度一般为3 4 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 加大极板间间距 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400 600mm 根据目前的试验研究 采用400mm为好 其工作电压为120 80kV 这种除尘器目前已在电站 水泥等行业应用 阳极振打 阴极振打外观 气流分布板 电场内部板 线 框架 槽形板系统 排列在最后一个电场的出口端 较常见的形状为 形与 形钢错落组成的类似百叶窗的装置 其原理是利用烟气中残余粉尘的惯性力对逸出电场的尘粒进行再捕集 同时它还具有改善气流分布和控制二次飞扬的功能 所以它对提高除尘效率同样具有显著作用 干式电除尘器湿式电除尘器 1 根据清灰方式 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的 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 使除尘效率降低 湿式电除尘器是用喷雾或淋水 溢流等方式在收尘极表面形成水膜将粘附于其上的粉尘带走的 由于水膜的作用避免了二次扬尘 故除尘效率很高 同时没有振打设备 工作也较稳定 但是产生大量泥浆 如不加适当处理 将造成二次污染 二 电除尘器类型 图喷水型湿式电除尘器示意 2 根据收尘极的形式分为 管式电除尘器板式电除尘器 管式电除尘器 见图 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150 300mm 长度为2 5m 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较小的情况 立管式电除尘器由圆形的立管做收尘极 采取宽间距极配形式 由于其独特的设计 其收尘效率优于常规电除尘器 同时具有钢耗低 结构简单 占地面积少 运行平稳 安装周期短等突出特点 特别适合老厂改造及小尘源点的收尘及物料回收 因此广泛用于建材 冶金 电力 化工等工业部门 3 根据气流流动方式 立式电除尘器卧式电除尘器 立式电除尘器内 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方向发展的 因而占地面积少 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2 3个电场 除尘效率高时 也有多到4个以上电场的 影响比电阻的因素有烟气的温度和湿度 目前 国内外解决高比电阻粉尘的处理措施 大致可归纳为两种 1 提高粉尘的导电性 降低粉尘的比电阻 2 改变供电方式 采用新型结构的电除尘器或采用脉冲供电等 喷雾增湿喷雾增湿一方面可以降低烟气温度 在一定条件下可使比电阻处于较为有利的收尘范围 降低或提高气体温度粉尘比电阻通常是随着温度升高而增加 当达到某一极限时 200 250 又随着温度升高而逐渐降低 为使电除尘器有效地工作 通常采取增湿的办法来降低气体的温度 使比电阻降低 在某些情况下也可以采取加热的办法提高气体的温度 使比电阻下降 以改善除尘效果 在烟气中加入导电添加剂各种导电添加剂具有降低粉尘比电阻的作用 研究表明 在烟气中加入三氧化硫 SO3 氨 NH3 三乙胺 N C2H5 3 水雾等添加剂对提高粉尘的导电性 降低粉尘的比电阻均有明显的效果 例如奥地利乌恩奇电站 煤的含硫量为0 5 在烟气中喷入10 5SO3后 除尘效率由原来的65 提高到98 二次扬尘 二次扬尘是粉尘沉降在收尘极表面后 又重新返回气流 降低了除尘效率 引起二次扬尘的原因 主要是气流直接对粉尘层的冲刷 以及在清灰振打的粉尘重新进入气流 试验结果表明 1 不含尘的气流冲刷收尘极时 当气流速度小于3m s时不易产生二次扬尘 但如果气流中含有粉尘 则其中的大颗粒粉尘将会撞击到粉尘层表面上 即使在气流速度较低时 也会引起二次扬尘 2 采用合理的振打周期可以提高除尘效率 在许多情况下 间断振打比连续振打可减少二次扬尘1 2 2 3 电晕闭塞 是指在电除尘器内 如果含尘浓度很高 则电晕电场受到抑制 导致电晕电流显著减少 以致尘粒不能正常荷电的现象 一般认为气体含尘浓度在40 60g m3以下时 不会造成电晕闭塞 越细小的尘粒 即使质量浓度不高也可能造成电晕闭塞 而相反 对于粗颗粒粉尘可以允许入口含尘浓度较高一些 防止电晕闭塞的措施主要如下 1 提高电除尘器的工作电压 以加快电晕速度 2 采用放电强度强的电晕极 如芒刺形电极 3 增设预净化设备 当入口气体含尘浓度超过40g m3时 应使含尘气体先进入其他除尘器 如重力沉降室 旋风除尘器 进行初净化 然后再进入电除尘器 电除尘器及其范围内的配套设备的运行维护规范 对烧结系统工艺的控制要求 1 烧结工艺控制1 1烟气温度 由于烧结烟气湿度大 含硫高 温度过低 易结露 造成设备腐蚀严重 温度过高 比电阻增大 荷电困难 除尘效率降低 因此烟气温度最好控制在100 140 之间 1 2烧结原料配比 原料含碱度最好控制在2 0以内 最高不超过2 2 K2O Na2O含量高 粉尘粘性大 粉尘粒径细 密度小 清灰困难 严重影响除尘效果 1 4三四电场扑集的灰尘 K2O Na2O含量更高 Fe含量少 粉尘颗粒更细 粘性大 造成清灰更困难 因此建议直接外排掉 不返矿循环 1 5目前电除尘器最严重的现象就是灰斗堵灰 灰斗内结块 原因是烧结原料进入除尘器 落入灰斗二次燃烧形成巨块引起的 因此要求烧结机 底料铺设要均匀 防止落料 1 6配料中最好不应用无烟煤 如果无烟煤进入电场 可引起燃烧 损坏极板 甚至发生爆炸 2 电除尘器投入运行时严格按照操作规程执行 运行维护时应注意 2 1本体部分2 1 1定时进行卸灰 4个小时卸一次 设备每次投入运行2小时左右必须将灰斗内灰彻底清理干净 防止烧结原料堆积 引起二次燃烧 2 1 2灰斗灰位不能超过灰斗梁 如果超过了 易出现严重后果 甚至倒塌 应引起用户高度重视 2 1 3应经常检查壳体连接部位是否漏风 壳体焊缝应无脱焊开裂 发现漏风应及时补焊 壳体内壁及框架有无严重锈蚀 开焊 已经发现应修补和补焊 检查保温层是否有脱落现象 最好每月一次 2 1 4要求每半月检查一次所有人孔门密封情况 要求一年左右定期更换密封条 密封条采用发泡硅橡胶 2 1 5每半月检查一次壳体是否有异常变化 如发现应停机检查处理 2 1 6定期检查阴阳极振打轴密封 漏风严重的 要求调整压盖螺丝 或更换石棉绳 每半月检查一次 2 1 7定期检查加热器是否正常工作 烧坏的必须更换 包括 进线箱 保温箱 阴极振打瓷轴 灰斗等加热部位 每半月一次 2 1 8卸灰阀与灰斗连接的法兰必须密封严密 不漏气 每日一次 2 1 9定期检查灰斗内灰位情况 如有堵灰现象要及时彻底清灰 每半月一次 2 1 10定期检查电场内部极板极线是否有脱落现象 积灰是否严重 极板变形 极线变形及之间间距情况 极板连接带部位是否出槽等 如有发生变化 必须修整 如果极板积灰严重 调整振打周期 要求每月检查一次 2 1 11检查阴阳极振打锤位置包括左右及高度方向 特别阳极振打位置 检查阳极振打砧头振打痕迹是否在砧头中心 高度偏差为 10mm 砧头与锤接触宽度为大于砧头80 每月一次 2 1 12阳极底部撞击杆与限位槽不得有卡死现象 撞击杆底边与限位板槽底部间隙必须大于50mm 确保极板热彭胀的余量 限位槽与限位板必须保证间隙大于10mm 每月一次 2 1 13检查振打锤转柄部位是否磨损 如磨损严重必须更换 每三个月一次 2 1 14检查极板极线连接螺栓是否有松动及脱落现象 每三个月一次 2 1 15检查阴阳极振打系统螺栓是否有松动现象 安全销断裂的必须更换 每月一次 2 1 16检查防尘板 悬吊绝缘子有无灰尘和破损 裂纹现象 阴极振打瓷轴应无松动 破损和积灰 有破裂损伤的应更换 每月一次 2 1 17检查气流分布板 出口槽型板 阻气板是否脱落和磨损严重现象 如有必须复位或更换 每月一次 2 1 18检查阴阳极振打轴承支座托辊是否磨损 磨损严重必须更换 阴阳极振打电机是否烧坏 每月一次 2 1 19阴阳极振打电机和减速机要定期注入润滑油 每半年一次 2 1 20顶部有射流刷振时要检查泄压阀及整个供气系统情况 如发现有泄漏现象必须关闭气包上的阀门 停机时及时处理 每日一次 2 1 21要半月检查一次脉冲阀密封情况 如有漏气在停机时要及时处理或更换 每季度一次 2 2电气部分2 2 1检查各接线处是否牢固 不允许有松动现象 三个月一次 2 2 2定期对高压变压器 高 低压瓷套管 电缆头 阻尼电阻及穿墙套管擦拭干净并检查是否有损坏 并清扫控制柜内