电除尘器设计

电除尘器设计（ELECTRICPRECLUDE）一、 分类根据清灰方式不同可分为：十式除尘器，湿式除尘器根据烟气流动方式不同可分为：⑴、卧式除尘器烟气水平方向流动（一般大型用）。⑵、立式烟气垂直方向流动，下进上出（一般小型用）。根据收尘极型式不同可分为：板极式除尘器，管极式除尘器二、 特点：除尘效率高，可达98%以上.耗能少；风机风压低，阻力损失小；便于自动控制一因为是靠电场荷电效应除尘;一次性投资大;对粉尘的物理性质敏感，最适应的比电阻范围是：104〜5X10i0Q.cm。三、 术语概念：1、火花一高压带电体向接地部件释放的短时间自灭放电现象火花放电时电流迅速增大.火花率一单位时间（1分钟）火花次数。正常的火花率为15—18次/min2、电晕放电一在导线附近的强电场作用下，气体中原有的自由电子被加速到某一很高的速度，又引起气体分子碰撞电离，这种过程在极短的瞬间重演了无数次，则在放电极附近产生大量的自由电子和正离子，这就是所谓的电晕放电电晕现象是在电晕极的附近出现，其特征是发光并伴有轻微爆裂声电晕放电是在电晕极附近进行，在电场内负离子占据的空间很大，正离子只占据很小一部分空间，绝大部分粉尘与负离子接触，带负电沉积在集尘电极上；只有极少一部分粉尘与正离子接触，带电沉积在电晕极上3、驱进速度一荷电粒子向电极运动的速度3=qEpP/6na^q一荷电尘数的荷电量Ep一电场中的电场强度a一粒子半径W一气体的粘性系数此式表示：驱进速度与电场的结构（极距,）烟气的粉尘性质及电除尘器的操作因素，运行工况等有关由驱进速度的概念可知，其与除尘效率密切相关，驱进速度越高粉尘被捕捉得越快，其随气流被带出电场的可能性越小，其形成的空间电荷对电晕电离的影响越小，除尘效率就越高。多依奇公式：n=1-eSA/O或 3=Q/A.ln（1/1-n）式中：n:除尘效率； 3:驱进速度（m/s）Q:烟气量（m3/s）; A:收尘极面积（m2）由此公式也可看出驱进速度与除尘效率的密切关系。4、比电阻：p=R•S/L（Q.cm）粉尘的比电阻就是其长度和横截面积各为1单位时的电阻S一cm2 L—cmR—Q（欧姆）组成粉尘的各类成分的导电性能决定了粉尘体积比电阻大小，温度对组成粉尘的各种物质的导电性能影响显著当浓度较高时,粉尘内传导电流的离子与电子将获的更大的能量使尘层的导电能力提高，体积比电阻下降。提高粉尘的导电性，降低比电阻的办法如下：(1)、喷雾增湿，喷雾增湿可使粉尘表面增湿，增湿可降低比电阻。⑵、降低或提高温度，比电阻与温度有一定关系，可以通过控制温度的办法将比电阻值调整到最佳范围内。⑶、在烟气中增加添加剂，例如SO3、NH3(氨)、三乙氨、NaCO3能显著改变烟气的比电阻，提高除尘效率。5、反电晕一沉积在收尘极表面上高比电阻粉尘层所产生的局部放电现象。若沉积在收尘极上的粉尘是良导体，就不会干扰正常的电晕放电。但是若荷电后的高比电阻粉尘到达收尘极后，电荷不易释放。随着沉积在收尘极上的粉尘层增厚，释放电荷更加困难。此时一方面由于粉尘层未能将电荷全部释放，其表面仍有与电晕极相同的极性，便排斥后来的荷电粉尘。另一方面由于粉尘层电荷释放缓慢，于是在粉尘间形成较大的电位梯度。当粉尘层中的电场强度大于其临界值时，就在粉尘层的孔隙间产生局部击穿，产生与电晕极极性相反的正离子。所产生的离子便向电晕极运动，中和电晕区带负电的粒子，其结果是电流增大，电压降低，粉尘二次飞扬严重，导致收尘性能显著恶化。6、电晕封闭电场中电晕电流虽以离子传递为主，由荷电粉尘传送的电流不大，但其形成的空间电荷密度却很大使得电场空间电荷密度提高了一个档次。当烟气中粉尘浓度达到一定值时，空间电荷密度的影响会达到使电晕电流几乎为零的地步。这种因粉尘浓度过大引起的电晕电流几乎无法产生的现象称为“电晕封闭，，。一旦电晕封闭现象出现，电晕功率大幅度下降，除尘效率恶化。7、 露点温度含有一定水分的气体，随着温度的降低，相对湿度增加。当降至某一温度值时气体中的相对湿度达到100%（饱和状态），这时水分将开始冷凝出来，使水分开始冷凝的温度称为露点温度。露点温度对通风除尘有着重要意义，因为当气体中出现冷凝水后，粉尘将会粘结到极管或极板上，使除尘器不能正常收尘。通常应采取措施防止气体出现冷凝以保证系统正常工作。8、 粉尘的粒径分布（分散度）是指在不同粒径范围内粉尘所含的个数或质量（计数分散度、计量分散度）分散度高即表示粉尘的粒度细。9、 安息角（休止角、堆积角）粉尘堆积形成的圆锥体母线同水平面的夹角称为粉尘安息角疚息角是设计除尘器灰斗、喇叭、管道的一个重要参数。10、 除尘效率：衡量除尘器去除烟气颗粒的能力。n=（G入-G出）/G入=（入口含尘浓度-出口含尘浓度）/入口含尘浓度X100%（1）、低效除尘器： n=50〜80% 沉降室、惯性除尘器（2）、中效除尘器： n=80〜95%湿式除尘器n=80〜85 旋风除尘器旋风除尘器捕集50〜100Mm粉尘的效率可达98%旋风除尘器捕集小于5Mm粉尘的效率可能只有10%(3)、高效除尘器 n>95%布袋除尘器、电除尘器、高能湿式除尘器11、阻力损失电除尘器 V300pa (一般120pa)布袋除尘器 1000〜1200pa旋风除尘器 800〜1200pa多管旋风除尘器 1400pa高能湿式除尘器 5000pa⑴、低阻除尘器△p(阻力损失)V500pa 重力除尘器、沉降除尘器、电除尘器⑵、中阻除尘器△p=5000〜2000pa旋风除尘器、袋式除尘器、低能文氏管除尘器⑶、高阻除尘器△p=2000〜20000pa 高能文氏管除尘器四、选择除尘器所要考虑的问题1、要求达到的最低除尘效率或排放浓度一般100mg/nf(50mg/m3)；玻壳厂：8.5mg/m32、 烟气的含尘浓度：烧结厂： 15g/m3； 水泥厂：80g/Nm3；化工硫酸：200g/Nm3； 玻壳厂：400mg—1g/Nm3铅烧结：10—15g/Nm、 喷煤： 1000g/m根据含尘浓度选择除尘器时，要注意体积含尘浓度的概念.铅烧结粉尘质量只有0.2kg/d血，仅有炼铁烧结粉尘的1/10，但其体积浓度非常高，故电场风速应选得较低。粒径分布密度比电阻 一般除尘器： 104〜1011。.cm管极式除尘器：103〜1012。.cm亲水性粘性 是否容易清灰（马投涧的铅烧结矿粘性大）毒性湿度3、 烟气量、温度、压力、粘度、露点。⑴、按烟气量的上限选（风机风量有个范围）标准状态下的烟气量折算成工况下的烟气量。⑵、温度：①充分考虑高温下结构强度②高温下电瓷件的抗压（电压）抗击穿破坏的性能。石英绝缘件：95瓷、50瓷高温性质好一耐击穿、高温下机械强度高。⑶、压力负压太大要对结构加强，使其有足够的强度。⑷、露点：为保证烟气不低于其露点温度对除尘器要采取保温措施需要保温的部位有壳体（100〜200mm）喇叭、灰斗、保温箱（保温厚度50〜100mm）。4、 含尘气体是否有害、可燃、爆炸有害气体：SO2、Nx易爆气体：煤粉、CO（当浓度＞12%）爆炸的三个条件:a、易爆粉尘与氧气混合比；b、温度；c、火种五、 电除尘器设计的基本条件1、 烟气条件⑴、所处理的烟气量⑵、所处理的烟气温度⑶、所处理的烟气成份（化工厂一定要提出来）⑷、所处理的烟气露点2、 粉尘条件⑴、含尘浓度（出入口）⑵、粒径分布⑶、尘源点⑷、比电阻最适宜范围104〜5X10i0Q.cm⑸、粉尘的吸湿性六、 电除尘器的选型计算1、 烟气的电场流速（电场风速）可以根据经验参考同类电除尘器来确定。玻壳厂0.5〜0.6m/s铅烧结0.2〜0.3m/s其它 0.8m/s。2、 电场有效截面积A=通道数•同极距•阳极排高度项•b•h（1）、通道数=阳极排数。⑵、相同极排中心距一常用的是400、也有选用420、425.53、300（川维）。⑶、阳极排高度（管极式一矩形管框架高度尺寸）（板极式一0形板高度尺寸）。3、 除尘效率。4、 粉尘的有效驱进速度安钢烧结机：8〜10cm/s安玻玻璃炉窑：6.5〜6.8cm/s。常见粉尘的有效驱进速度见有关资料5、 集尘极总面积（阳极）A=—Q・ln（1—n）/3或A=+Q・ln[1/（1—n）/36、 比表面积（比集尘面积）一单位烟气量所占的收尘表面积，其值越小除尘器越轻。A比=A（收尘面积）/Q（烟气量）。7、 烟气停留时间（通过电场的时间）t=L•n/v式中L：电场有效长度（阳极排的宽度）板极式：4.5〜4〜3.5（米）；管极式：3.5~3（米）。n：电场数量 v：电场风速8、 供电装置参数电除尘器一般采用电压为60〜70KV超高压电除尘器的电压高达80KV以上，目前都是采用硅整流技术，制成各种形式的硅整流设备。硅整流装置工作性能稳定、使用寿命长、易于达到电除尘器所要求的高电压，操作维护简便。电除尘器正常运行的最佳工作电压应维持在欲击穿又未击穿的电压要维持这工作状态需对电压采用自动调节。负压采用负高压，正极接地，负电晕可以获得比正电晕明显高的击穿电压同时由于电场分布相对均匀，也可以得到较高的电晕电流和电场强度，这对提高除尘效率是十分必要的。、电压操作电压：V=(3〜3.5)•S/2(kv)空载电压：V2=4・S/2(kv)式中 S一同极距(cm)1cm距离空气击穿电压5000v(正常天气空气)。、电流(一个电源供一个电场)1=(0.15〜0.25)•Az(一个电场收尘极的面积)(mA)或1=(0.15〜0.4)•L' (一个电场电晕极总长度m)(mA)选中下限即可。9、电场数当除尘效率nV98%或前面有一级旋风除尘器、沉降室，或后面有布袋除尘器时采用二电场。当除尘效率n>98%时采用三电场要求高的特殊场合，采用四电场。例如铅烧结排放浓度V50mg/m3；玻璃炉窑排放浓度V10mg/nf均采用四电场除尘器。10、电除尘器高、宽比中小型：高度/宽度=1.1〜1.2七、电除尘器的结构设计1、 进口喇叭进口喇叭是烟气从管道输送到电场内（壳体内）的过渡结构，设计时主要考虑进入电场后，气流分布的均匀问题。（1） 、气流分布板的开孔率为35〜50%。四周的开孔率是中间的一倍。（2） 、长度一越长越好，有利于气流分布均匀。（3） 、下侧板倾斜角度考虑灰尘的安息角，不使其堆堵在其上影响气流通畅。2、 出口喇叭（1）、出口喇叭中设有槽形板装置，有利于气流分布均匀。（2）、槽形板装置相当于阳极可继续收尘。3、 壳体壳体上有顶盖、保温箱、高压电源，壳体中有阴、阳极排及振打装置，所以对壳体的基本要求是：（1） 、能承受负压，承受阴、阳极排重量。（2） 、密封性能好。4、 阳极排①极距：极板之间的距离对电除尘器的电场性能和除尘效率影响较大。间距太小（200mm以下）电压升不高，会影响效率。间距太大，电压升高又受到变压器整流设备允许电压的限制，管式、板式电除尘器目前常用的同极距为400mm。②极距误差：收尘极和电晕极的制作和安装质量对电除尘器的性能有很大的影响。安装前极板、极线必须校直，安装时要严格控制极距，安装偏差应为土5mm.极板的歪曲及极距的不均匀也会导致工作电压降低和除尘效率下降。5、 阴极排对放电极主要要求是：⑴起晕电压低，击穿电压高；⑵放电强度强，电晕电流高；⑶机械强度高耐腐蚀。板极式放电极一般采用BS或RS芒刺线。管极式放电极一般采用鱼骨针，起晕电压低。管极式的阴极排还设有辅助电极，辅助电极有利于捕集带正离子的粉尘，并能有效的抑制粉尘的二次飞扬。6、 阴极吊挂阴极吊挂由吊杆、瓷支柱、阴极横梁等组成。瓷支柱型式有瓷立柱、瓷套筒。瓷套筒密封性能好，但占地面积大。阴极梁的强度和吊杆的位置要进行计算。7、 振打装置沉积在电晕极和收尘极上的粉尘必须通过振打或其它方式及时清除。电晕极积灰过多，会影响电晕放电，收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。振打可分为顶部振打、侧部振打、下部振打、浮动跟踪振打、超声波清灰等。8、 灰斗灰斗设计要考虑以下问题：（1） 、与安息角相关的卸灰角度；（2） 、卸灰阀和插板阀设计和选用；（3） 、料位计的选用（4） 、振打电机的选用（5） 、加热装置的设计。灰斗中加设加热装置是为避免由结露而引起的粉尘板结。加热方式有蒸气加热、电加热。（6） 、贴角板一减少积灰，增加强度。9、 保温箱保温箱内保持一定的温度，可使电瓷件不结露，进而避免电瓷件爬电击穿，保证瓷件的绝缘性能，保证除尘器正常工作。10、 支座支座可分为固定支座、滑动支座（中、小型）单、双向滑动支座；滚动支座（大型）。支座的设置主要是考虑除尘器的热胀冷缩一个支座的垂直负荷=除尘器的总重X（2.5〜3）/n中间支座的垂直负荷=除尘器的总重X2X（2.5〜3）/n安全系数选为2.5〜3，主要是考虑电场挂灰、灰斗积灰、风载及雪载支座的负荷可由下式计算出：水平负荷（x向、y向）=垂直负荷X0.15（摩擦系数）滚动水平负荷（X向、y向）=垂直负荷X（0.07〜0.08）11、 高压电源电除尘器选用的是户外式电源高压电源分为恒压源、恒流源。恒压源的主控量是“电压”，恒流源的主控量是“电流”恒流源供给负载的电流与负载本身的大小无关，可视为电流源，这就是电源“恒流”的含义。电压调至高于起晕电压后（向〜2万伏）对电场起主要作用的就是电流，恒流源能保证稳定的电流，这是恒流源优于恒压源的主要点。12、 电瓷件电除尘器上常用的电瓷件有：⑴、瓷转轴⑵、瓷套筒⑶、穿墙套管⑷、瓷支柱⑸、瓷盖板常用瓷件品种有：⑴、普通瓷（20瓷）（氧化铝AlO）⑵、50瓷、95瓷⑶、石英电瓷件的主要作用是：隔离正、负电极，传递扭矩，支承阴极排。电瓷件的保护：⑴、瓷件在电场内工作环境恶劣，经常处于高压、高温、高浓度粉尘状态下，极易爬电、击穿、烧毁，故要求定期对其清扫，保持电瓷件的清洁，保证瓷件不被破坏。⑵、瓷件机械强度（抗弯、抗冲击）低，性脆易碎，故安装运输时要格外小心。八、除尘器的密封所有除尘器都有密封的要求，主要因为：（1）、保证除尘效率和有效风舅⑵、保证足够压力；⑶、防爆要求.密封采取的