火力发电厂静电除尘系统

火力发电厂静电除尘器系统 课件 金元刚 一 静电除尘器工作原理 电晕极放电使电晕区气体电离产生阴离子和阳离子 阴阳离子吸附在粉尘上 在电场力的作用下向两极运动 因电晕区范围较小 大部分粉尘沉积在集尘极上 少部分在电晕极上 1 工作原理 气体的电离 粉尘的荷电 带电粉尘的捕集 振打清灰 2 工作过程 二 电除尘器系统结构 电除尘器系统结构示意图 产生电晕放电是电除尘器的心脏 包括 阴极绝缘瓷支柱 阴极大框架 阴极小框架及电晕线 清灰装置 阴极振打传动装置及振打轴 电缆引入室 1 放电极 阴极系统 三 电除尘器本体 阴极线 目前常用的有两类 一是线状放电电极 包括圆形线 刀形线等 另一类是点状放电电极 包括芒刺线 锯齿形线 RS型线等 针刺线和星型螺旋线 顶部电磁振打可彻底解决传统侧向振打的加速度分布不均匀导致的阴极框架变形 阴极线断线 断轴及绝缘爬电等问题 1 振打棒2 线圈3 外壳4 密封件5 壳体顶板 阴极顶部电磁振打装置 阴极振打装置 阴极振打位于除尘器内顶部 由电机传动振打极线框架 不同与阳打的是 阴极部分全部带电所以传动部分需由瓷转轴隔开 瓷转轴 绝缘板 传动轴 转动轴 振打锤 阴极绝缘支柱作用 承担电场内部阴极系统的荷重及受振打时产生的机械负荷 使阴极系统与阴极系统及外壳之间绝缘 并使阴极系统处于负高压工作状态 阴极小框架及其作用 固定电晕线 产生电晕放电 对电晕极进行振打清灰 阴极大框架及其作用 承担阴极小框架 及阴极振打锤 轴的荷重 并通过阴极吊杆将荷重传到绝缘支柱上 按照设计要求使阴极小框架定位 电晕线的主要要求 不断线 易清灰 放电性能好 即起晕电压低 击穿电压高 放电强度强 电晕电流高 机械强度好 耐腐蚀 阳极系统由阳极板排 振打锤轴和阳极振打传动装置三部分组成 其作用是捕获荷电粉尘 并在振打作用下使极板表面附着的粉尘成片状脱离板面 落入灰斗中 达到除尘的目的 本厂阳极板采用C型极板 由两部分组成 即中间是凹凸面较小比较平直的部分和两边弯钩部分 防风沟 阳极板如果采用平直板 则电极表面完全向气流暴露 其收集粉尘的性能就差 如果采用凹凸面的极板 可以防止气流直接吹到极板表面 则可以减少粉尘的二次飞扬 提高吸尘效率 2 集尘极 阳极系统 阳极板要求 具有良好的电气性能 极板上电场强度和电流密度分布均匀 集尘效果好 防止二次飞扬 振打性能好 清灰效果显著 具有较高的机械强度 刚度好 不易变形 加工制作容易 金属耗量少 每块极板不容许有焊缝 阳极板 轴套 传动轴 振打锤 阳极振打装置机械部分由中心轴 轴套 振打锤等组成 调试时须配合本体安装单位检查轴心是否在一条线 每个锤头的中心与极板固定粱对齐 轴传动是否良好 以上每一向都对振打效率起着关键性的作用 沉积在极板上的粉尘必须通过振打及时清灰 极板上的积灰过多影响放电 影响尘粒的驱进速度 还会引起反电晕 大大降低除尘效率 阳极振打装置 电机 减速机 转动链条 转动轴 3 保温箱 若阴极系统支承绝缘于的周围温度过低 则其表面可能结露 在除尘器工作时 可能沿绝缘于表面产生爬电或沿面放电 使工作电压无法升上去 以至使除尘器无法正常运行 所以支承绝缘子附近需装设电加热器 外加保温箱保持温度 保温箱内的温度应高于烟气露点温度20 30 绝缘轴也设在保温箱内 保温箱设恒温控制器 变压器为顶置 高压电直接通过高压隔离开关 阻尼电阻后送入阴极系统 这种布置可省去高压电缆和电缆终端盒 比较经济 也减少故障 但操作高压隔离开关 需上到除尘器顶部 注意事项 升压前两小时须先打开加热装置 保持瓷瓶干燥 避免爬电 阴打电机首次通电时须点动控制电机 确认正确方向后方可使用 如反转会使瓷转轴爆裂 瓷转轴电加热 瓷转轴在除尘器部件中也起着关键性的作用 位于阴极振打下部 阴极线所有框架都是带负高压 但振打装置在壳体接地 所以必须使用瓷转轴来绝缘振打传动装置 瓷转轴下部装有加热装置及测温装置 由测温装置 PT100 将温度信号传到PLC温度模块 模块里设定上下线温度 使其保持恒温 加热空气干燥瓷瓶 保持绝缘强度 避免爬电 阴极绝缘瓷支柱电加热 外部示意图 内部示意图 瓷套是支撑阴极框架的重要部件 一个电场由四个瓷套共同支撑 筒内装有加热装置及测温装置 由测温装置 PT100 将温度信号传到PLC温度模块 模块里设定上下线温度 使其保持恒温 保证筒内温度干燥 防止结露 避免爬电现象 外部有保温筒防止热量散发 使瓷套内外温度相近 如温差较大易使瓷套破裂 3 出入口装置 若烟气从烟道进入电除尘器或从电除尘器排出烟道时 通道截面发生很大变化 为了使电场内烟气速度分布均匀 必须采用过渡段 即进 出口喇叭连接 同时必须在进 出口喇叭内布置气流均布装置 因为在电除尘器断面上速度分布的不均匀性将影响电除尘器的收尘效率 电除尘器入口喇叭采用多孔板作气流均布装置 出口喇叭装一组槽形板 槽形板交错布置 既起到协助气流均布的作用 又起到收集粉尘的作用 进口气流均布装置和出口槽形板的清灰均采用电磁锤振打器 4 壳体 若电除尘器壳体由 墙板 上 下端板 顶板 下部承压件 中部承压件 斜撑 内部走道等部件组成 它容纳阴 阳极系统 是电除尘器的工作室 因此 必须具有足够的强度和良好的密封性能 壳体上还设有阻流板 以避免因气流短路而降低除尘效率 5 灰斗及排灰装置 电除尘器收集下来的粉尘 通过灰斗和排 输灰装置送走 这是保证电除尘器稳定运行的重要环节之 实践中由于排灰不畅影响设备正常运行的情况时有发生 因此 这一环节必须引起足够重视 灰斗设计应满足以下条件 一定的容量 以备排 输灰装置检修时 起过渡料仓的作用 排灰通畅 斗壁应有足够的溜角 一般保证溜角不小于60 斗壁内交角处加过渡板 避免挂灰 并设仓壁振动器或气化器 以协助排灰 为避免结露 灰斗下部常设加热装置 为便于排除故障 灰斗上设捅灰孔 和手动振打砧 以备万一堵灰时排除故障 灰斗中部设阻流板 以防烟气短路 灰斗排出的灰由输灰装置送走 灰斗和输灰装置之间由电动阀或星型卸灰阀等控制和锁气 粉尘由电场分离后粘附在集尘极 然后借助于振打装置将纷尘脱落到除尘的灰斗内 在料位信号的控制下 将粉尘输送到指定地点 四 电气系统 1 高压供电装置 电除尘器的除尘效率及其工作的稳定性在很大程度上取决于供电装置 主要包括整流变压器 控制装置 阻尼电阻 高压隔离开关及高压控制柜三部分 经整流的高压直流电压电缆 将直流电输入到电除尘器中 整流变压器将380V交流电变为电除尘所要求的高压电 其电压达60 80KV 整流变压器能在电除尘控制室进行程序控制 对每台整流设备的一次侧和二次侧的电流和电压信号 4 20mADC 均在控制室显示器上进行显示 整流设备反馈线采用金属屏蔽线 高压输出端在进入电场前配置高压阻尼元件 采用电动高压隔离开关 并可在控制室显示隔离开关的位置 油浸式整流变压器不应有漏 渗油现象 高压供电装置工作原理图 小分区供电T R配置方式 高压供电装置供电方式 常规供电T R配置方式 高压整流变压器 隔离开关 电场 电源 空气吸湿器 内装有硅胶 硅整流变压器一般装在除尘器顶部 与高压隔离开关相连 电压由硅整流变压经隔离开关送至电场 硅胶正常时显白色 吸水后变黄色 如有变色 必须立即更换 高压整流变压器 高压整流变压器日常检查与维护 油位保持在1 3位置 瓷瓶无裂痕 无渗油现象 换油时须保证是25 变压器油 放油处无渗漏油现象 整流变外壳与除尘器本体接地 整流变内部与外壳接地 高压整流变压器部件 气体继电器 瓦丝 正常情况应该是注满油 如发现内有空气 可打开上面排气孔将空气排净 若变压器漏油而使油面降低 将发出报警信号 当变压器内发生严重故障 气体继电器触点动作 同样发出报警信号 温度传感器 主要检测变压器油温 当变压器温升超过45 时 温升 变压器温度 环境温度 发出临界油温度报警信号 危险油温报警时检查线路是否完好 检查温度传感器是否正常 检查调整器设置是否正确 2 低压控制系统 指示信号 信号灯 绿色 表示电源断开 除尘器停运 红色 表示电源闭合 除尘器运行 白色 控制回路电源监视灯 正常 黄色 不正常状态 跳闸 信号消失等 报警信号 动力或控制电源消失 整流变压器或它的自动调压器故障 单个或整组振打装置故障 单个或整组加热器故障 五 静电除尘器常用术语 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 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 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 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 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 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 停留时间 s 烟气流电场长度所需要的时间称为停留时间 它等于电场长度与电场风速之比 停留的时间是与电场长度成正比的 电场风速 m s 烟气在电场中的流动速度 称为电场风速 它等于进人电除尘器的烟气流量 m3 s 与电场截面 m2 之比 收尘极面积 m2 收尘极板的有效投影面积 每一排收尘极的收尘面积为单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 比收尘面积 m2 m3 单位流量的烟气所分配到的收尘面积称为比收尘极面积 它等于收尘极面积 m2 与烟气流量的烟气量 m3 s 之比 比收尘面积的大小 对电收尘器的收尘效果影响很大 它是电收尘器的最重要结构参数之一 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 除尘效率 含尘烟气流经除尘器时 被捕集的粉尘量之比称为收尘效率 它在数量上近似等于额定工况下除尘器进 出品烟气含尘浓度的差与原入口烟气含尘浓度之比 在除尘器漏风率较大时 要考虑漏风的影响 除尘效率是除尘器运行的最主要指标 一次电压 输入到整流变压器初级侧的交流电压 一次电流 输入到整流变压器初级侧的交流电流 二次电压 整流变压器输出的直流电压 二次电流 整流变压器输出的直流电流 电晕放电 在相互对置着的放电极和收尘极之间 通过高压直流电建立起极不均匀的电场当外加电压升到某一临界值 即电场达到了气体击穿的强度 时 在放电极附近很小范围内会出现蓝白色辉光 井伴有嘶嘶的响声 这种现象称为电晕放电 它是由于放电极外的高电场强度 其通过的气体被局部击芽所引起的 电晕电流 发生电晕放电时 在电极间流过的电流叫电晕电流 火花放电 在产生电晕放电之后 当极间的电压继续升高到某一点时 电晕极产生一个接一个的 瞬时的 通过整个间隙的火花闪络 闪络是沿着各个弯曲的 或多或少或枝状的窄路到达除尘极 这种现象称为火花放电 火花放电的特征是电流迅速增大 电孤放电 在火花放电之后 再提高外加电压 就会使气体间隙击穿 它的特点是电流密度很大 而电压降落很小 出现持续的放电 爆发出强光井伴有高温 这种强光会贯穿想个间隙 由放电极到除尘极 这种现象就是电孤放电 如电焊时的现象就是一种电孤放电 电除尘应避免产生电孤放电 电晕功率 是投入到电除尘器的有效功率 它等于电场的平均电压和平均电晕电流的乘积 电晕功率越大 除尘效率越高 本体阻力 电除尘器入口和出口烟道内烟气的平均全压之差 称为电除尘的阻力 它是烟气在流经电除尘器的过程中 克服与电除尘器内部结构的冲刷 摩擦阻力和气流紊乱对速度的不利影响而消耗的机械能 它与电除尘器内部的结构形式 气流分布 流速等因素有关 一般电除尘器的阻力均为200一30OPa 气流分布 是反映电除尘器内部气流均匀程度的一个指标 它一般是逾过测定除尘器入口截面上的气流速度分布来决定的 如果各个点的气流速度与整个截面上的平均气流速度 其值等于所有各点速度的算术平均值 越接近 其气流分布就越均匀 对除尘效率的提高也就越有利 对气流速度的评定方法有多种 如均方根值法 相对速度系数法和速度场系数法等 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称为伏安特性 它是很多变量的函数 其中最主要的是电晕极和除尘极的几何形状 烟气成分 温度 压力和粉尘性质等 六 影响静电除尘器效率的因素 烟尘的比电阻 烟尘比电阻高导致除尘效率