高效节能型静电除尘器系统设计说明书

- 1 -1 前言随着环境保护事业的发展，电除尘器的应用日益增多。利用静电吸引微细尘粒现象可以追溯到十七世纪。电除尘在工业中的应用却晚得多，1885 年 Lodge 在炼铅厂建造了第一台电除尘器，然而由于对铅烟尘了解不足以及整流供电设备的局限，该设备未能成功地运行。直到 1907 年 Cottrell 才成功地将电除尘技术用于工业气体净化。随着工业的发展，特别是整流供电设备的发展，电除尘技术也得到相应的发展，在工业中的应用也日益广泛。目前电除尘器已经成为高效除尘的主要设备之一，在处理高温大烟气量的场合，更显示出突出的优越性，因而在建材、冶金、水泥、电站锅炉以及化工、轻工等行业中得到了广泛应用。1.1 国内外研究现状静电除尘器是一种高效除尘器。静电除尘器在我国的应用始于 20 世纪 30 年代，随着工业水平的提高和电除尘技术的发展，国内一些环保企业引进了具有国际先进水平的电收尘器技术和袋收尘器技术。现在研究的新型静电除尘器可以分成三类：（1）电除尘器结构形式的改变。新型结构的电除尘器：超高压宽间距电除尘器 这种除尘器与传统的结构相类似，不同的是将板间距加宽，达 4001000mm，电压提高到 80200kV 以上。在超高压宽间距电除尘器中，荷电尘粒除了受库仑力外，更多的是受高电压下产生的电风的作用。超高压宽间距电除尘器在电晕极附近产生的电风速度比传统的电除尘器高，而在收尘极附近的电风速度比传统的低。前者可以提高尘粒的有效驱进速度，减轻反电晕造成的影响，后者可以减少二次扬尘，使除尘效率得到提高。横向极板电除尘器 通常的电除尘器，气流流向与收尘极板的设置是平行的，而横向极板电除尘器采用与气流方向垂直的极板布置方式，试验表明比常规电除尘器的除尘效率高。还有一种横向极板除尘器，在除尘器内连续设多孔板。各板间隔地施加高压和接地，板与板间造成静电场。由于这种静电除尘器采用了涡流增强静电沉降和静电截留机理，故能有效捕集普通电除尘器未能捕集的粉尘。原式电除尘器 这是日本提出的一种新型结构电除尘器。收尘极为一系列圆管排列组成，放电极为鱼骨形，同时在放电极轴线上设辅助电极，由 35 根圆管组成。鱼骨的刺不是垂直于收尘极，而是在放电极平面内。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，这样既有利于防止反电晕，又可捕集由于反电晕而产生的荷正电的粉尘，从而提高对高比电阻粉尘的收集效率。- 2 -双区电除尘器 一般（单区）电除尘器，粉尘的荷电与沉积是在同一电场中进行，而双区电除尘器，则是在两个区段中进行，即粉尘的荷电区荷电后，在沉积区内被捕集。双区电除尘器具有以下特点：电晕极采用正电晕；荷电区电压是沉积区的 2 倍；在供电电压低于火花放电电压时，没有电晕电流。三极预荷电器 这种预荷电器是在简单的线-板式电极基础上，增设多孔屏极，屏极与极板平行。电晕极放电时产生的电流一部分流至屏极，一部分流至极板，电流大小依各电极的相对电位而定。对三极预荷电器的试验研究表明，即使粉尘比电阻在 101210 13cm范围内，尘粒仍能达到良好的荷电。一般是与下游的以高电场强度和低电流密度运行的电除尘器结合使用。（2）与其它除尘机理联合，即将电的作用加到其他除尘器中，以提高其效率或降低阻力。电袋一体化除尘器是将电除尘与布袋结合使用，即在布袋前加多级电场使粉尘荷电，大颗粒粉尘被电场吸附，未吸附的粉尘进入布袋除尘器。高比电阻粉尘及未被电场吸附的粉尘经高压电场改变粉尘特性后，更有利于布袋的过滤及清灰。还有用静电强化的颗粒层除尘器，静电强化的湿式除尘器，静电强化的旋风除尘器。（3）改变供电方式：脉冲供电和微机控制供电。1.2 我国与国外差距与展望我国电除尘技术与国外先进水平相比，还存在一些差距。例如一些基础研究设施上不配套或完善；科研力量还相对薄弱分散；测试仪器和科学手段比较落后；电除尘器电源仍大可改善；数据库还没有完全形成，选型设计水平较低，电除尘设计效率与实测效率偏离较大；各生产厂家还没有形成自己的特点或特色，产品一般化；影响电除尘的重要物性参数尚不能定量计算。装备水平、节电的中央控制尚在起步。在管理体制上，试验研究、设计选型和生产制造三个环节还不能高效地协调工作等。对电除尘器行业而言，产品特点为品种多，小批量，必须推行先进的设计方法，提高生产效率和管理水平。虽然若干企业在模块化设计、成套技术、计算机辅助设计等方面做出突出成绩，但仍要针对市场变化和需要更新技术。另一方面，我国环境保护工作不断加强，为满足日益严格的排放标准，不仅新建企业要加强废气净化设施，老的企业也要及时更新，因而电除尘器的应用将日益广泛，必然会推动电除尘技术的进一步发展，可以断言，我国电除尘技术的发展正处于方兴未艾的势头下，部分应用技术将很快地迈进国际先进水平行列。- 3 -2 静电除尘器的基本知识电除尘是属于物理学研究范畴，确切地说是属于电物理学。电除尘器则设计到许多其他学科，如机械工程学、空气工程学、电气工程学、电化学、电子学、气溶胶工艺学、振动力学、化学工程学和公用工程等。电除尘器的结构设计主要应用机械工程学来解决问题。2.1 静电除尘器的工作原理电除尘器是利用高压电场使尘粒荷电，在电场力（主要是静电力）的作用下使粉尘从气体中分离出来并沉积在电极上的除尘装置。静电除尘器的工作原理（如图 2.1 所示）是利用高压直流不均匀电场使烟气中的气体分子电离，产生大量电子和离子，在电场力的作用下向两极移动，在移动过程中碰到气流中的粉尘颗粒使其荷电，荷电粉尘在电场力作用下与气流分离向极性相反的极板或极线运动，荷电粉尘到达极板或极线时由静电力吸附在极板或极线上，通过振打装置使粉尘落入灰斗从而使烟气得到净化。- 4 -图 2.1 静电除尘器的工作原理电除尘器的工作过程可分为以下阶段：电晕放电和气体电离，粉尘荷电，粉尘沉积，清灰。2.1.1 电晕放电和气体电离气体中通常只含有极其微量的自由电子和离子，被视为绝缘体。当气体进入到非均匀场强的电场时，则会发生改变。非均匀电场距离放电极表面越近，电场强度越大。而当非均匀电场电位差增大到一定值时，放电极附近气体中的自由电子具有了足够的能量和速度，与气体中性分子发生碰撞并使其离子化，结果又产生了大量电子和正离子，失去能量的电子与其他中性气体分子结合成负离子，这种现象称为气体电离。该过程在极短的时间内即可产生大量的自由电子和正负离子，通常也称为雪崩过程，在这时可以看到淡蓝色的光点或光环，也能听到轻微的气体爆裂声，这现象称为电晕放电现象，开始发生放电的电压称为起晕电压。电晕放电首先发生在放电极，因此放电极也称为电晕极。如果在电晕极上加的时负电压，则产生的是负电晕；反之时正电晕。出现电晕后，在电场内形成两个不同的区域，围绕放电极约 23mm 的小区域称为电晕区，而电场内的其他区域称为电晕外区。发生电晕放电后，如果非均匀电场的电位差继续增大，电晕区也将随之扩大，最终致使电极间产生火花放电和电弧放电，即电场中气体全部被击穿，造成短路，电极间的电压将急剧下降。电除尘运行时，应经常保持电场内气体处于不完全被击穿的电晕放电状态，尽量避免短路现象。气体电离后，产生大量自由电子和正负离子向异向极运动，因此在电晕外区空间内充满了自由电子和负离子。- 5 -2.1.2 粉尘荷电粉尘荷电是电除尘过程的第一步，粒子的荷电量越大越容易被捕集。粉尘荷电是通过自由电子、离子和粉尘粒子的碰撞，并附着于粉尘粒子上而完成的。在除尘器电晕电场中存在两种截然不同的粉尘荷电机理。一种是气体离子在静电力作用下做定向运动，与粉尘碰撞使其荷电称为电场荷电或碰撞荷电；另一种是离子的扩散现象导致粉尘荷电过程，称为扩散荷电。影响尘粒荷电的重要因素，对于粒子特性时粒径 dp 和介电常数 ；对于电晕电场则为电场强度 E0 和离子密度 N0；对 dp0.5m的尘粒，以电场荷电为主；对dp510 10（cm） ） ，当粉尘的比电阻在 1045-10 10-20 20-40 40百分含量(%) 25 17 23 17 18粉尘比电阻：6.410 109.610 11cm,媒质含硫量：0.4%1.45%要求除尘效率：99.5%3.3 设计是相关数据进口压力 1.5210 3pa 当地气象条件出口压力 1.6710 3pa 年最高气温：40 最低气温：15漏风率 5% 大气压：9.9510 4pa3.4 预期结果- 15 -设计的是高效节能型静电除尘器系统设计，按照国家标准设计，绘制装备图及相关零件图。手绘和计算机绘的图折合不少于 3A0 的图纸。预期结果是最终设计的电除尘器除尘效率不小于 99.5%。4 静电除尘器的设计计算- 16 -4.1 静电除尘器的选型由设计内容中的要求和电除尘器的类型综合考虑，设计的电除尘器型式为集尘电极采用板式的，气流流动采用水平流动（卧式的） ，放电电极采用负电晕，粉尘的荷电采用单区式，清灰方式采用干式的。4.2 电晕极（放电极）系统设计电晕极系统包括电晕线、电晕极框架、框架吊杆、支撑绝缘套管及电晕极振打装置等4.2.1 电晕极的形式电晕极是产生电晕放电的主要部件，其性能的好坏直接影响除尘器的性能。良好的电晕极的基本要求：放电性能好、起晕电压低、击穿电压要高，对烟气条件变化的适应性能强；放电强度强、电晕电流高；较高的机械强度和耐腐蚀性能，清灰性能好；制造容易，重量轻，成本低。电晕极的形状对它的放电性能和机械强度都有较大的影响。电晕电极的形式很多，目前常用的有直径 3mm 左右的圆形线、星形线、锯齿线和芒刺线等，其中芒刺线又可分为三角芒刺、角钢芒刺、波形芒刺、扁钢芒刺、锯形芒刺、针形芒刺、条形芒刺和 R-S 管状芒刺等，如图 4.1 电晕线的结构形式。（a）圆形线 （b）针刺线 （c）角钢芒刺 （d）锯齿线 （e）扭麻花星形线（f）R-S 线图 4.1 电晕线的结构形式最简单的是圆形导线，直径为 1.53mm 多采用耐热合金钢（如镍铬线、不绣钢丝）制作。圆形电晕线的放电强度与直径成反比，即直径越小，起晕电压越低、放电强度越高，但机械强度也较低，振打时容易损坏，因此圆形电晕线不宜过细。- 17 -适用于含尘浓度较低的场合，且常采用重锤悬吊式或者框架式结构星形电晕线是用直径 46mm 的普通碳素钢材经冷拉而成的，材料易得，价格便宜，易于制造。它利用四个尖角边放电，放电性能好，机械强度高。多采用框架方式固定，适用于含尘浓度较低的场合。芒刺形和锯齿形电晕电极都属于尖端放电，放电强度高。在正常情况下比星形电晕电极产生的电晕电流大一倍，起晕电压比其他的形式低。由于芒刺或锯齿尖端放电产生的电子流和离子流特别集中，在尖端伸出方向，增强了电风，这对减弱和防止因烟气含尘浓度高时出现的电晕闭塞现象是有利的。因此芒刺和锯齿电晕电极适合于含尘浓度高的场合。4.2.2 电晕线的固定电晕线的固定方式与电除尘器的高效稳定运行有密切的联系。良好的固定方式应具备以下要求：电除尘器运行时电晕线不易晃动，不变形，也不因电蚀等原因断线；要具有良好的振打加速度传递性能，使极线清灰效果较好；固定电晕线的材料少，安装维修方便，极间距的精度要容易保证；对电晕线的性能影响小。电晕线的固定方式通常有三种方式：重锤悬吊式、框架式、桅杆式。一般多采用重锤悬吊式和框架式，我国大都采用框架式。（1）重锤悬吊式：电晕线在上部固定，下部用小锤拉紧，以保持电晕线处于平衡的伸直状态，通过设于下部的固定导向装置，防止电晕线摆动，保持电晕极与集尘极之间的距离。（2）框架式：用细钢管作成框架，电晕线绷设于框架上。每隔大约 0.61.5m设一横杆，以缩短单根电晕线的长度。当电场强度很高时，可作成双层框架，各自采用独立的支架和振打机构。这种方式工作可靠，断线少，采用较多。（3）桅杆式：通过中间的主立杆作为支撑，在两侧各绷以 12 根电晕线。在高度方向，通过横杆分隔成 1.5m 长的间隔。该方式与框架式相似，但能节省金属材料。电晕线与框架横杆的连接固定牢固，不能晃动，否则在这些点容易产生局部火花和电弧，形成电腐蚀，使电晕线很快烧损，造成断线。这是电晕极最常见的故障之一。4.2.3 电晕线的选取通过比较各个形状的放电极优缺点，以及设计内容的要求，所要设计的电除尘器电晕极的形式选择为 RS 管状芒刺形，固定方式为框架式。设计内容中粉尘入口浓度为 3036 g/m 3，含尘浓度比较高，因此要选择锯齿形和芒刺形。我国现在大多生产的电除尘器多采用 RS 管状芒刺形作为电晕线。电晕线的优劣最终通过极配形式表现出来的，因为电除尘器的本体核心是板线结构及其配置，板线配置同电场、- 18 -流场有密切关系，极配直接决定了电场、流场，并通过其影响粉尘的荷电，沉降和消除。综合考虑，最终选择了 RS 管状芒刺形（如图 4.1.f 图）作为本次设计的电除尘器的电晕极形式。图 4.2 电晕极的固定方式相邻电晕极之间的距离对放电强度影响很大。间距太大会减弱电场强度，间距过小会因屏蔽作用降低放电强度。实验表明间距处于 200300mm 之间。还有就是与收尘极板的间距也要相对应。4.2.4 电晕极振打装置沉积在电晕极上的粉尘必须通过振打或其他方式及时清除。电晕极上积灰过多，会影响电晕放电。为了避免电晕闭塞现象，需要设置电晕极的振打装置。因此，及时清灰是维持电晕极正常放电的重要条件。电晕极振打装置的形式有水平转轴挠臂锤击装置、摆线针轮传动机构和凸轮提升振打机构。使用较多的是水平轴挠臂锤击装置和提升振打机构。本次设计采用水平轴挠臂锤击装置作为电晕极振打装置。在电晕极的侧架上安装一根水平轴，轴上安装一些副振打锤（重 23kg） ，每个振打锤要对准每个单元框架，当轴转动时，锤子随其转动被背起，当锤子落下时打击到安装在单位框架的砧子上。电除尘器在工作过程中，电晕极是带有负电高压的，故框架的锤打装置也是带负电高压的，因此锤打装置的转轴与安装与外壳的传- 19 -动装置连接时，必须有一瓷绝缘连杆进行绝缘，转轴穿出壳体时要注意留有足够的击穿距离。电瓷轴两端装有方向联轴节，用以补偿振打轴的中心与链轮轴中心的偏差。转轴穿入电场处装有绝缘性能良好的密封板，密封板采用 5mm 厚的聚四氟乙烯板制作。密封板与转轴结合处应有一密封填料函，以防止粉尘从密封板与转轴的间隙处漏出。传递扭矩的瓷连杆要能承受 80kV 的直流电压及大于 800Nm 的扭矩。在实践中，这种结构运行可靠，维修工作量小，框架和电晕线上都能获得足够的震动加速度。因瓷连杆不能承受太大的扭矩，水平振打轴不宜过长，当电除尘器宽度大于 5m时，应在除尘器的两侧各设置一套振打装置；电除尘器高度大于 5m 时，应上下各设置两套振打装置；当电场大于 5m 时，应在框架的两侧振打。电晕极振打时，转轴的转速范围为 0.250.3r/min，电机的相应功率为 0.20.4kW 。振打轴可用普通碳素钢制成。中间联轴器除了与瓷连杆连接的一段采用刚性联轴器外，其余应选用允许径向位移的柱销联轴器。4.2.5 绝缘套管电晕极框架是借助于吊杆悬吊于壳体顶部的绝缘套管上，通过绝缘套管、瓷管或石英管，使之与顶板绝缘的。绝缘套管可以由以下三种材质制成：石英质绝缘套管：由不透明的石英玻璃制成的，壁厚为 2025mm，直径为400mm，高度为 500700mm，适用于烟气温度为 120800的电除尘器上，石英套管的绝缘性能大于 10kVmin，抗压强度不小于 40Mpa，但石英套管的抗冲击强度较差，一般小于 0.083 Mpa。瓷质绝缘套管：壁厚为 3035mm，高度不低于 400mm，其易于制造，价格便宜，适用于工作温度在 120以下的电除尘器。安装时最好采用稳定性和密封性都比较好的机械卡装。刚玉瓷质套管：具有良好的抗冲击强度（700770 Mpa） ，且耐高温，被广泛采用。4.3 集尘极（收尘极）系统设计集尘极系统设计主要是对集尘极板、极板悬挂构件和清灰装置的设计。所要设计的电除尘器为板式的，因此集尘极是极板式的。集尘极的结构形式直接影响到电除尘器的除尘效率、金属消耗量和造价，应精心设计。性能良好的集尘极应满足下述基本要求：易于荷电粉尘的沉积，具有良好的防止粉尘的二次扬尘性能；单位收尘面积消耗金属量低；气流通过极板空间的阻力要小；机械强度好（主要是刚度） 、耐高温和耐腐蚀； 振打时易于清灰，造价低。- 20 -4.3.1 集尘极的型式和设计板式集尘极分为平板式和异形板式两种，异形板的形式有很多种，如 C 形、波纹形、CW 形、ZT 形、Z 形、工字形、大 C 形等，如图 4.2 所示。平板形极板对防止二次扬尘和使极板保持足够刚度的性能较差。异形板式极板是将极板加工成沟槽的形状。当气流通过时，紧贴极板表面处会形成一层涡流区，该处的流速较主气流流速要小，因而当粉尘进入该区时易沉积在收尘极表面。同时由于板面不直接受主气流冲刷，粉尘重返的可能性以及振打清灰时产生的二次扬尘都较少，有利于提高除尘效率。平板形 Z 形 C 形 波浪形 曲折形图 4.3 集尘极板的结构形式极板的材料，通常用普通碳素钢的三号镇静钢制作。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结构钢。二次扬尘的控制：为要在极板面附近形成宽度 34mm 的死流区，抑制粉尘二次飞扬，流体流速为 1m/s 左右时，防风沟宽度与板宽之比控制为 1:10。极板之间的间距，对电场性能和除尘效率影响较大。通常采用的 6070kV 变压器的情况下，极板间距一般取 200400mm。收尘极和电晕极的制作和安装对电除尘器的性能影响很大。在安装之前，极板、极线必须调直，安装时要严格控制极距，安装偏差要控制在5%以内。4.3.2 集尘极的选取通过分析比较各极板的优缺点，C 形极板在满足集尘极板的基本要求下，性能比较优异。其板面上的电场强度及电流密度分布均匀，火花电压高，收尘效果好，能有效地防止二次扬尘，并且其机械性能较好，不易变形，容易清灰，且比其他的异形极板易加工制造。4.3.3 集尘极的悬挂- 21 -极板通常被悬吊在固定于壳体顶梁的小梁上。其联接点有铰接和固接两种，不同的联接方法，其板面振动加速度不同。上下两端采用固接方式可获得较大的板面振动加速度。但上下均采用固接形式，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。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。4.3.4 集尘极的布置方式集尘极的布置方式采用极板异向布置，如图 4.3 所示。图 4.4 集尘极板的布置方式这种布置方法是每个通道两侧板面形状与该通道中心平面对称。当电晕线安装到位时，板面的电流密度分布相对通道中心平面是对称的，中心平面两侧的场强也是对称的，这就使得通道两侧收尘的几率均等。当含尘气流进入通道入口防风沟对面布置的第一对极板电场处时，因通道两侧的板面附近都有相等的且范围较宽的死流区，两侧极板面都有利于粉尘的收集；因死流区较宽，气流对粉尘的冲刷相对较小；振打时，也因死流区较宽，引起的二次飞扬也相对减弱。当含尘气流进入防风沟面背面侧相对布置的第二对极板时，因该区两侧的板面附近死流区较窄，均不易粉尘的收集，板面的收尘量相对少些。随着尘粒被前部极板所收集，气流含尘浓度沿着气流方向递减的。极板异向布置还会使气流方向的任一横断面上含尘浓度容易均一。从防止电除尘器在运行中极板受热变形和气流冲刷引起极板的晃动来看，在一排中交错排列而在同一通道中相对布置都是同向布置的方式，由于整排集尘极中各块极板往异极距方向的变形是相反的，可互相抵消一部分，而使极板的变形相对较小，气流冲刷引起的晃动也会更小些。4.3.4 集尘极的振打清灰- 22 -沉积在集尘极上的粉尘必须通过振打或其他方式及时清除。集尘极上积灰过多，会影响荷电尘粒向电极运动的速度，对于高比电阻粉尘还会引起反电晕。因此，及时清灰是维持电除尘器高效运行的重要条件，也是防止反电晕的措施之一。在干式静电除尘器中沉积的粉尘，是通过机械撞击或电极振动产生的振动力清除的。电极的振打方式主要有：摇臂锤振打、顶部振打、互撞振打、电磁振打和振动器振打。目前应用最广效果较好的清灰方式是锤击振打。对振打装置的基本要求是：能使电极获得足够大的加速度，在整排集尘极板及电晕极框架上的加速度都能得到充分的传递；能够按照粉尘的类型和浓度不同，对各电场的振打强度、振打时间和振打周期等进行适当的调整；工作可靠，维护方便。振打频率和振打强度必须在运行中进行调整。振打频率高、强度大、积聚在极板上粉尘层薄，振打后粉尘会以粉末状落下，容易产生二次飞扬；振打频率低、强度弱、积聚在极板上粉尘层较厚，大块粉尘因自重高速下落，也会造成二次飞扬。振打强度该与粉尘的比电阻有关，高比电阻粉尘附着力大，应采用较高的振打强度。集尘极板一般采用间歇振打，振打频率为每分钟 48 次，振打周期随气体含尘浓度而定。敲打极板方式中平行于板面的振打方式比垂直于板面的振打方式要好，它既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，产生一定惯性切力，使粘附在板面上的粉尘更容易脱落。我国的电除尘器大都采用机械振打装置，集尘极振打装置安装在极板的下冲击杆旁。本次设计的集尘极板采用锤击振打清灰方式，敲打极板方式平行于板面，如图 4.3 所示。- 23 -图 4.5 集尘极板的锤击振打装置5 静电除尘器的计算过程5.1 设计的基本数据进口压力：p j=1.5210 3Pa；出口压力：p c=1.6710 3Pa；漏风率 C0 取 3%；当地大气压：p 0=9.95104 Pa；电晕电极选用 RS 管状芒刺形，放电点的曲率半径取 r0=1mm 作计算电晕极线的半径；集尘极选用 480-C 型；集尘极板与电晕极的配置：同极距：2B=400mm异极间距：B=200mm每根电晕线放电点间距：120mm相邻电晕极端点的间距：a=360mm放电点与极板间距：b=190mm电晕极与集尘极板的配置如图 5.1 所示。图 5.1 电晕极与集尘极板的配置- 24 -5.2 设计参数的确定5.2.1 电除尘器处理的烟气量 Q（5.1）2101325.7200 Cpt 333 059.267.2cjp其中 Q0=1.12105，t =150, p 0=9.95104 Pa。 2.1059.1.903273151. 345=1.823105m3/h=50.64m3/s5.2.2 粒子在电场中的驱进速度 （1）临界电场强度 Ec（5.2）50193.0rmc（5.3）0PT其中 T0=273+(4015)=298，T =273+t=273+150=423， P0=1.01325105，；m =1。5335 1942.215.1067.19. P 555 10.03.8.3.942830 cE=44.48105V/m=44.48kv/cm（2）临界电压 Vc- 25 -（5.4）arbErVcc002ln其中 r0=0.001m，E c=44.48105V/m，a=0.36m，b=0.19m。 36.0142ln36.019414.5cV=25381.6V=2.53815kV参照电除尘器实际使用情况，选取操作电压：V=60kV=60000V（3）集尘极附近的电场强度 Ep（5.5）kbrabkCp 0204ln=04lnrbaVc01.4319.ln.366584=148765V/m=1.48765kv/cm（4）E 0（5.6）bVE0V/m5.31789.6（5）驱进速度 （5.7）20pEd其中 0=8.851012 ， =15，=2.0510 -5Pa.s，d p 为粉尘平均粒径。120.514876398.1=1.7895104dp- 26 -表 5.1 粉尘的平均粒径及其驱进速度粉尘的平均粒径 40 30 15 7.5 2.5驱进速度（cm/s）71.58 53.68 26.84 13.42 4.474百分含量% 18 17 23 17 25总的平均驱进速度：=71.580.18+53.680.17+26.840.23+13.420.17+4.4740.25=31.58cm/s由于在电除尘器内影响驱进速度的因素很多，用理论方法计算得到的驱进速度，要比实际测得的大 210 倍。锅炉飞灰的有效驱进速度为 420cm/s，取 =10 cm/s。5.3 电除尘器的总体计算（1）集尘极板的面积（5.8）1lnfs/m539.0l.m2 （5.9）.684.53fQA考虑处理气量、温度、压力等的波动，供电系统的可靠性等因素的影响，参照实际情况，取储备系数 K=1.21.5，所需的集尘极面积为A=（1.21.5）2683.92=（3220.7044025.88）m 2取实际集尘极面积为A=3600 m2实际比面积s/m719.68305f（2）除尘效率验算=99.92% （5.10）2.011.7ef- 27 -满足要求。（3）气体在电除尘器内的通道数 Z取集尘板高为 h=8m，总的有效电场为 L=11.4m。（5.11）74.19.82360hA取 Z=20 个通道。（4）气体在电除尘器内的速度 m/s （5.12）79.04826.5ZhbQ其中 b=0.4m 是极板间距。取 =0.8m/s（5）气体在电除尘器内的停留时间 ts （5.13）25.148.0Lt（6）电除尘器的有效截面积及电场总长度有效截面积m2 （5.14）3.68.0312.605QF电场总长度m （5.15）4.125.80tL通道数（5.16）2078.194.036bhFZ（7）确定电场的室数及电场数根据使用电除尘器的实际情况，确定采用双室三电场（即共计 6 个电场）的电除尘器。每个电场的有效长度- 28 -L=11.43=3.8m每排集尘极（沿气体流向）布置 8 块 480-C 型极板。每个电场有 10 个气流通道、11 排极板、10 排电晕极。6 静电除尘器的安装、管理及维护6.1 电除尘器的安装电除尘器的性能的好坏，除了与设计制造有关外，安装质量也是很重要的。大量事实证明，电除尘器的安装的质量与进度，很大程度上取决于地面工作的严格程度及质量控制。电除尘器的安装与其它机械设备相比，很显著的特点是安装工作工期长、零部件分散、结构复杂、质量要求高，在整台设备的安装中，不单纯是设备零部件的组合，而是一项技术性非常强的工作。既要克服制造中的局部偏差和运输、堆放中引起的变形，又要保证安装中各项技术指标的实现，以达到设备长期可靠运行的目的。因此。电除尘器的安装，实际上体现了对设备的再加工而且是保证设计意图体现的过程。安装要做的工作：施工准备，合理安排安装顺序，注意必要的技术要求，现场清理与检查等。6.2 电除尘器的管理和维护电除尘器的管理和维护是保证电除尘器高效稳定下运行必不可少的条件。现在的电除尘器正在朝着自动化的目标发展，为了更好的适应其发展，就必须建立一套完善的科学管理，以使电除尘器在较长的时间内获得最高的除尘效率。所谓最高的除尘效率就是指电除尘器能保持最好的操作性能，出现最少的故障。电除尘器的管理应根据其在生产的地位、作用和数量来建立相应的管理机构。并由专门的部门根据电除尘器的构造特点和生产工艺要求，制订相应的管理办法和制度。电除尘器的设备管理，一般分为机械、电气和运行三个部分。我国现在的管理体制主要有以下四种：机械检修、电气检修和运行分别属于三个车间管理；机械和电气属于一个车间，运行属于另一个车间；机械和运行属于一个车间，电气隶属于另一个车间；机械、电气和运行均由一个车间管理。对电除尘器的维护保养工作除了定期对一些重点部分检查外，还必须按照电除尘器本体设备和其他机电产品的说明书进行检修。电除尘器的正常维护主要包括的- 29 -内容有：清除绝缘件上的积灰；每周对所有的传动件加一次润滑油；美半月用示波器测量电压自动调整器的工作情况，并做好记录；每三个月对可控硅冷却风扇加一次机油；及时清理高压控制柜及电压自动控制器内部的积灰，等等。7 结 论7.1 设计总结本次毕业设计为高效节能型静电除尘器系统设计，主要从集尘极板和集尘极板振打系统、放电极和放电极振打系统等方面进行设计。整个设计遵循以下几个步骤：（1）查找资料；（2）设计总体装配草图；（3）设计局部图；（4）修改装配图；（5）画装配图与部件图；（6）写毕业设计说明书。这次毕业设计使我对大学四年所学的理论知识有了进一步的巩固、深入和系统化，增强了分析问题和解决问题的能力。通过这次毕业设计，我学到的不仅仅是知识，更重要的是学到了一种解决问题的方法。当接到一个新的课题时，首先应该仔细查阅与其相关的资料，并在其基础上展望其发展的前景。争取能够在较高的起点上，同时有不至于导致重复设计开发，使得能够在前人的研究基础上进行设计开发。如在这次的毕业设计中，通过在校图书馆、清华同方 CNKI 数据库、国道外文数据库、专利局等查阅了相关资料。把对本次设计有用的资料进行整理利用，在这当中遇到的很多问题，就像查字典那样，分步的逐个问题进行解决，逐个的分析它。独立完成一个课题涉及到的知识很多，要经过仔细的翻阅查找，这就需要自己有足够的耐心和细心，经过花大量的时间进行的查阅和调研，这就使我获得了大量的相关资料，为我的设计方案提供了数据及理论依据，并针对我自身的课题提出了此次系统设计的总体方案。7.2 设计结果通过这三个多月的设计，终于按照设计要求完成了任务，设出了满足条件的静电除尘器，最终的除尘效率在 99.5%以上。从开始设计电除尘器时，对其了解甚少，几乎没有了解，但三个月过去后，自己能在老师的指导下设计出了电除尘器，这过- 30 -程中学习到很多知识和理论。虽然此次设计总体上算是成功了，但