电除尘器技术介绍

电除尘器技术介绍概述电除尘器是一种高效节能的烟气净化设备，具有收尘效率高、处理烟气量大、使用寿命长、维修费用低等特点。20世纪初电除尘器首先应用在冶金和水泥行业，并逐渐应用到钢铁、化工、造纸、电力等领域。我国的能源结构以煤为主，约占能源总量的75%，因此燃煤电厂是目前应用电除尘器最多的工业部门。电除尘器分类电除尘器有多种分类方法，根据电除尘器的结构和气体流动方式等特点，可作如下分类。一、按集尘电极的型式分类1、管式电除尘器结构最简单的管式电除尘器为单管电除尘器。这种管式电除尘器的集尘极为巾150~300的圆形金属管，管长为3~5m，放电极极线（电晕线）用重锤悬吊在集尘极圆管中心。含尘气体由除尘器下部进入，净化后的气体由顶部排出。管式电除尘器的电场强度高且变化均匀，但清灰较困难。多用于净化含尘气量较小或含雾滴的气体。在工业上，为了净化气量较大含尘气体，常采用呈六角形蜂窝状或多圈同心圆管状排列的多管管式电除尘器。多管式电除尘器的电晕线分别悬吊在每根单管的中心。2、板式电除尘器板式电除尘器是由多块一定形状的钢板组合成集尘极。在两平行集尘极间均布放电极（电晕线）。两平行集尘极极板间距一般为200~400mm,极板高度为2~15m，极板总长可根据要求的除尘效率高低来确定。板式电除尘器的电场强度变化不均匀，清灰方便，制作安装较容易，可以根据工艺要求和净化程度设计成大小不同规格的电除尘器。二、 按含尘气流流动方式分类1、 立式电除尘器立式电除尘器能使含尘气流在自下而上流动过程中完成净化过程。它具有捕集效率高、占地面积小等优点。一般来讲，管式电除尘器为立式电除尘器。2、 卧式电除尘器卧式电除尘器含尘气流净化过程是在气流水平运动过程中完成的。卧式电除尘器可设计成若干个电场供电，容易实现对不同粒径粉尘的分离，有利于提高总除尘效率;在处理烟气量较大时，比较容易保证气流沿电场断面均匀分布。此外，安装高度比立式电除尘器低，操作和维修比较方便，但占地面积比较大。一般工业上采用的电除尘器多采用卧式电除尘器。三、 按电极在除尘器内空间布置不同分类1、 单区电除尘器单区电除尘器的集尘极和电晕极都装在同一区域内，含尘粒子荷电和捕集也在同一区城内完成。是当今应用最为广泛的一种电除尘器。2、 双区电除尘器双区电除尘器的收尘极系统和电晕极系统分别装在两个不同区域内，前区安装放电极称放电区，粉尘粒子在前区荷电;后区安装收尘极称收尘区，荷电粉尘粒子在收尘区被捕集。双区电除尘器主要用于空调净化方面。四、按清灰方式分类1、干式电除尘器在干燥状态下，捕集干燥粉尘的，叫干式电除尘器。它采用机械振打、电磁振打和压缩空气等方法清除收尘极上的粉尘，有利于回收有经济价值的粉尘，但容易产生二次扬尘。2、湿式电除尘器用溢流或者喷雾等方法，使收尘极表面形成一层水膜，被捕集的粉尘沾附在水膜上一起流下来的方式，叫湿式电除尘器。它具有效率高、无二次扬尘等特点，但清灰水需要处理，而且容易腐蚀设备。今天我们介绍的电除尘器按照上面的电除尘器分类来划分，应是干式、单区、卧式、板式电除尘器。国内电除尘器应用情况国内电除尘器按引进技术来分类，主要可分欧派、美派。一、欧派1、 德国鲁奇Lurgi技术：兰州电力修造厂，西安矿山机械厂、天津水泥工业设计研究院，宣化冶金环保等；2、 瑞典FLAKT技术：浙江菲达、天洁等；3、 英国技术：北票机械厂（改名为北票市波迪机械制造有限公司）；二、美派1、美国通用电气（GE）技术：福建龙净环保。目前国内电除尘器应用技术已比较成熟，在各行业的应用十分广泛，占有的比例也很高。但随着国家环保要求的不断提高，特别是布袋除尘器的设计、制造水平已极大提高，其使用经验，选用软件等应用技术都已达到了新的高峰，布袋除尘器已逐步有替代静电除尘器的趋势。当然静电除尘器也有其独特的优势，其本体技术和电气自动化控制技术也在不断发展进步。目前已被广泛应用的电袋复合除尘器可能是今后发展的方向。电除尘器原理各种类型和结构的电除尘器都基于相同的工作原理。它是把电除尘器的放电极（又称电晕极）和收尘极（又称集尘极）接于高压直流电（通常均为负高压），维持一个足以使气体电离的静电场，当含尘气体通过两极间非均匀电场时，在放电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。当收尘极上粉尘达到一定厚度时，借助于清灰机构使粉尘落入下部灰斗。电除尘器的工作原理涉及电晕放电、气体电离、粒子荷电、荷电粒子的迁移和捕集，以及清灰等过程。电除尘器基本概念及特点、电除尘器常用术语及主要参数1、台：具有一个完整的独立外壳的电除尘器称为一台。2、室：在电除尘器内部由外壳(或隔墙)所围成的一个气流的流通空间称为室。3、电场：沿气流流动方向将各室分为若干区，每一区有完整的收尘极和电晕极，并配以相应的一组高压电源装置，称每个独立区为一个收尘电场。4、 电场高度(m)：—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板高度)称为电场高度。5、 电场通道数(个)：电场中两排极板之间的空间称为通道，电场中的极板总排数减一称为电场通道数。6、 电场宽度(m)：一个电场最外侧的两个阳极板排中心平面之间的距离，称为电场宽度。它等于电场通道数与同极距(相邻两排极板的中心距)的乘积。7、 电场截面(m2)：—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的主要参数之一。8、 电场长度(m):在一个电场中，沿气流方向一排极板的长度(即每排极板第一块的前端到最后一块极板末端的距离)称为单电场长度。沿气流方向各个单电场长度之和，称作除尘器的总电场长度，简称电场长度。9、 处理烟气量(m3/h):即被净化的烟气量。通常指工作状态下电除尘器入口与出口烟气流量的平均值，它等于工作状态下电除尘器入口处的烟气流量与除尘器漏风量的一半之和。10、 电场风速(m/s)：烟气在收尘电场中的平均流动速度，称为电场风速。它等于进入除尘器的烟气流量与电场截面之比。11、 停留时间(s)：烟气流经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。12、 收尘集板面积(m2)：指收尘极板的有效投影面积。由于极板的两个侧面均起收尘作用，所以两面的面积均应计入。每排收尘极板的收尘面积为电场长度与电场高度乘积的二倍。每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。一般所说的收尘面积多指一台电除尘器的总收尘面积。13、 比收尘面积(m2s/m3)：单位流量的烟气所分配到的收尘面积与烟气流量之比。比收尘面积的大小，对电除尘器的除尘效果影响很大，它是电除尘器的重要结构参数之一。14、 驱进速度(cm/s):荷电悬浮尘粒在电场力作用下向收尘极板表面运动的速度称为尘粒的驱进速度。它与电场强度、空间电荷密度、粒子性质等多种因素有关。15、 除尘效率(％)：含尘烟气流经除尘器时，被捕集的粉尘量与原有粉尘量之比称为除尘效率。它在数值上近似等于额定工况下除尘器进、出口烟气含尘浓度差与进口烟气含尘浓度之比。除尘效率是除尘器运行的主要指标，每个电场都有它自已的除尘效率，它们的总和即为每台除尘器的效率。16、 一次电压(V)：输入到整流变压器初级的交流电压。一次电压为380V。17、 一次电流⑷：输入到整流变压器初级的交流电流。18、 二次电压(KV)：整流变压器输出的直流电压。19、 二次电流(A)：整流变压器输出的直流电流。二、电除尘器选型计算公式多依奇(Deutsch)公式：n―除尘效率(%)A―总收尘面积（m2）Q―一烟气流量（m3/s）3—一粒子驱进速度（m/s）f比收尘面积（m2/m3/s）三、电除尘器的特点1、 分离粉尘的作用力直接作用于粉尘粒子本身，而不是作用于整个烟气。2、 除尘效率高，可达99.9%以上，对于粒径为0.1um的微粒粉尘仍有较高的除尘效率。3、 本体压力降小，为160~295Pa。^200m2电除尘器阻力要求W235Pa,100~200m2电除尘器阻力要求W255Pa,W100m2电除尘器阻力要求W295Pa。4、 能耗较低，处理1000m3烟气约需0.1~0.8KW的电力（0.1~0.8度电）。5、 处理烟气量大，目前单台除尘器处理烟气量可达106m3/h。6、 耐高温，采用普通钢材可在350°C下运行。7、 耗钢量大，一次性投资大。8、 占地面积大。9、 对粉尘的物理特性较敏感，比较适宜的粉尘比电阻为104〜1011Q*cm。和布袋除尘器的硬性的纤维过滤收尘原理不同，电除尘的收尘原理是一种软性的（受电场强度影响）和一种不可抗拒的二次飞扬的影响，使排放受很多不确定因素的控制。10、 对制造、安装质量要求很高。11、 需要用高压整流变及整流控制设备。电除尘器简介电除尘器的型式多种多样，但都由电除尘器本体、电气部分和辅助设备三大部分组成。一、电除尘器本体部分电除尘器本体由阳极系统、阴极系统、清灰系统、气流分布装置、壳体和灰斗等所构成。从结构来分可划分为内件、外壳和附属部件。1、内件1.1、阳极系统阳极系统由阳极悬挂装置、阳极板和撞击杆等零部件组成。阳极板为收尘极，它是由61.2-51.5的薄板在专用的轧机上成型，目前普遍采用480C型阳极板。1.2、 阴极系统阴极系统为多点吊挂的笼式框架结构，由阴极吊挂、上横梁、竖梁、阴极线和极线框架等零部件组成。阴极线为放电极，它是由专用设备制成的，是电除尘器的关键零部件之一，目前普遍采用的是管状芒刺线。阴极吊挂是把整个阴极系统吊挂在顶部大梁上并引入高压负极。由竖梁、上横梁和框架等组成了一个坚固的笼框架结构，是阴极线的支持体。阴极振打轴系固定在其上。重锤悬挂的阴极系统通常用在管式电除尘结构中。1.3、 阳极振打（机械振打、电磁振打、移动电极清灰、声波清灰）阳极振打由阳打传动装置、振打轴系和尘中轴承的等零部件组成。形成了一个完整的机械传动、旋转自由落锤下部侧振打的清灰系统。1.4、 阴极振打（机械振打、电磁振打）阴极振打由阴极传动装置、竖轴、大小针轮、振打轴系和尘中轴承等零部件（顶部传动）或阴打传动装置、振打轴系和尘中轴承等零部件（侧部传动）组成。振打装置是电除尘器的一个很重要装置，通过振打使积附在极板、极线上的灰尘振落下来落入灰斗。阴、阳振打均采用侧面摇臂锤旋转振打。由于阴极振打尘中轴承固定在带有负高压的阴极系统构件上，所以阴极振打轴端串联有一支用来绝缘电瓷转轴，以便隔离高压电。2、外壳2.1、进口封头进口封头是烟道和电场外壳之间的连接过渡段。进口封头内部装有二至三道气流分布板，其目的是使烟道中来的含尘烟气经过时气流尽可能均匀进入全电场。因为喇叭接口有一个气流降速过程，所以一些较大尘粒的灰尘易自然沉积而积附在封头和分布板上。因而在一些灰尘粘性较大的电除尘器中设置了气流分布板振打（结构类似阳极振打）。2.2、出口封头出口封头是使净化后的烟气直接排入烟道的装置。它的结构形状同样对气流分布有关。一般情况下，在出口封头内部靠近与壳体相接的截面上间隔装有槽形（不开孔）出口气流分布板。2.3、屋顶内顶盖和外顶盖组织成了屋顶。其中的顶横梁是一个重要的部件，它担负阳极、阴极的支撑悬挂，载荷较大。因为高压电（不管高压电源是装于顶部还是地面）通过顶横梁引入阴极，为保证瓷套绝缘性能，绝缘子室内部设有加热装置。加热装置有两种方式：电加热或电加热附加热空气加热。2.4、壳体由立柱、侧封、端封、管撑等组成。是电除尘器钢壳受力支撑件，它与前后的进出口封头和上下的屋顶、灰斗组成一个密闭的容器。侧封上装有人孔门。2.5、底梁和灰斗底梁把壳体部件和灰斗连接成一体。灰斗是收集振落灰尘的容器。为防止烟气流经灰斗旁路串气而降低除尘效率，灰斗内部装有挡风装置。灰斗角度保证灰斗自卸。为防止温度降低至露点以下使灰斗结灰，一般在灰斗下部设置加热装置（个别全灰斗）。加热装置有两种形式：电加热和蒸汽加热。灰斗下口直接接气力输灰装置或接抽板阀和排灰阀。3、附属部件3.1、走梯平台走梯平台是为了方便电除尘器的就地操作、日常维护保养之用，所有主要维修点皆可以通过走梯平台到达。3.2、支承支撑位置在电除尘器本体和支承（水泥柱或钢支架）之间。由于热胀冷缩引起除尘器各支点有一定位移，因而“支承”除负担电除尘器重载外，还需有补偿位移的功能。“支承”一般采用平板型复合材料（摩擦片）滑动轴承。3.3、保温结构为保证电除尘器的正常运行，防止烟气温度因散热而降至露点以下，必须对

电除尘器外壳进行保温。保温的基本原理是减少热交换，保温的基本要求是保证烟气介质的最低温度必须在露点以上20°C。保温结构设计确定了保温材料的种类、主保温层的厚度、外壳防护板的型式以及它们的用量。3.4、接地电除尘器在高压下运行，且采用负电晕制，即阳极与壳体等电位。为保护高压设备和人身安全，必须对设备进行可靠接地。接地的基本要求为：接地网应考虑全年均能达到2欧姆以下；接地网的设置，力求使周围对地电压均匀。二、电气部分电除尘器电气部分由高压直流电源（包括其控制系统）和低压控制系统组成。1、高压电源、自动控制装置及其功能高压电源及控制装置一般包括油浸自冷高阻抗整流变压器和自动控制柜。该装置能灵敏地随电场烟气条件的变化，自动调整电场电压；能根据电流反馈信号调整电场火花频率，使其工作在最佳状态下，达到最佳收尘效果。有比较完善的连锁保护系统。可按用户需要加配计算机管理系统，即上位机管理系统。1.1、高压控制柜采用微机型数字型，为适应电场的各种不同工况，通常高压控制柜有以下6种控制方式：方式1:最佳工作点探测控制方式（少火花运行方式）方式2:间歇供电控制方式方式3:简易脉冲控制方式方式4:火花率整定控制方式方式5：普通火花跟踪控制方式方式6:输出功率自动调节控制控制方式（配合浊度仪反馈信号进行控制）整定范围:＜额定输入电流值整定范围:20KV-100%额定值整定范围:20%-100%额定值整定范围:整定范围:＜额定输入电流值整定范围:20KV-100%额定值整定范围:20%-100%额定值整定范围:50-200次/分3、一次电流运行值、整定值显示4、二次电压运行值、整定值显示5、二次电流运行值、整定值显示6、高压硅整流变压器油温运行值显示7、闪络频率运行值、整定值8、闪络封锁整定8、闪络封锁整定自动分析火花幅度,分别采取1-4个半波进行封锁9、 幅度比整定109、 幅度比整定10、 占空比整定11、 设备号整定12、 遥控/就地选择与指示13、 二次欠压整定14、 开路跳闸最大电压整定15、 二次断路最大电流整定整定范围:1/2，1/4，1/6整定范围:1--16整定范围：15-18KV整定范围:＜额定输出电压值整定范围:＜额定输出电流值1.3、为安全运行和维护起见，高压控制系统提供以下保护报警功能并给出指示：1、输入过流保护 注:设备能自动调整使实际运行值不超过整定值2、可控硅开路保护报警3、输出短路保护报警

4、输出开路保护报警54、输出开路保护报警5、偏励磁保护报警6、临界油温保护报警7、限温保护报警8、危险油温保护9、重瓦斯保护报警10、轻瓦斯保护报警注:设备能自动调整使实际运行值不超过整定值75°C报警85°C跳闸注:设备能自动调整使实际运行值不超过整定值11、低油位保护报警2、低压控制系统及其包括的功能2.1、阴、阳极振打程序控制振打程序及控制：各振打电机振打周期0-90分钟可调，振打电机自动控制程序停用时，能实现手动控制。并具有短路、过载、断相保护、报警显示功能。阴极振打、阳极振打不同时进行，相邻电场不同时振打。振打设手动、自动两种控制方式，切换开关设在低压控制柜内，具有振打装置过流报警显示。在除尘器本体设就地操作箱，设就地集中控制切换开关。电场顺序1234阳极振打程序电场顺序12电场顺序1234阳极振打程序电场顺序1234振打时间（分钟）1.51.51.51.5振打时间（分钟）1.51.51.51.5停歇时间（分钟）4.591827停歇时间（分钟）4.5918272.2、加热及加热温度控制瓷套绝缘子室和瓷轴电加热器、灰斗采用连续和恒温加热方式。加热器自动控制停用时，能实现手动控制。并具有短路、过载、断相保护、报警显示功能。恒温加热可设定控制温度，具有超温和欠温报警，测温元件采用PT100测温装置。温控范围：90—110C，低于露点温度时，能进行报警。2.3、 进出口烟道温度显示进出口烟道各用一只PT100测温传感器，控制柜能显示温度信号。2.4、 料位检测及报警控制每只灰斗设有高料位指示器及低料位指示器，料位状态指示应在控制柜上声光指示报警。料位计提供二组灰位信号，一组供给电除尘控制系统，一组供给除灰控制系统。2.5、 故障信号综合显示报警低压部分还包含:加热器欠电流、电机过负荷、缺相、短路等；2.6、 通过上位机设定低压系统的功能和参数；三、辅助设备部分1、安全联锁箱:为了确保人身安全，有关高压电源的门和电除尘器人孔门都要进行安全联锁，设壁挂式安全联锁箱及机械挂锁。2、 检修电源箱:电除尘器设有两只检修电源箱。容量:35KVA•输出电压等级分别为24V、220V、380V（三相）；3、 照明电源箱：内设6组220VAC电源。照明设计考虑事故照明，事故照明布点位置为电除尘器楼梯口等重要位置。4、 现场操作箱及端子箱：电除尘器本体上设置阴阳极振打现场操作箱及电加热端子箱。5、 电缆：电除尘器高低压设备所需的控制电缆及动力电缆。电除尘器运行常见问题在锅炉煤、油混烧的情况下，电场电压不宜过高，一般控制在30KV以下，以免油烟粘附在电极表面上。待投入煤粉燃烧器燃烧稳定后，通常在锅炉负荷达到额定负荷70%或排烟温度达到110°C时，即可对电场送电（此时送电可以徐徐升压，一直达到55KV以上），并按给定的振打周期设定振打时间，即可投入正常运行。否则烟气就要经旁通烟道排出，不能经过电除尘器内，防止极板粘油泥。电除尘器实际运行中，最常见的事故为阴极线断线，振打锤脱落，绝缘子击碎和灰斗堵灰，这被称为电除尘器运行中的“四大事故”，如果能防止“四大事故”的发生，则电除尘器运行的可靠性就会大大提高。锅炉除尘难易程度：从锅炉类型分：煤粉炉，循环流化床锅炉、链条炉；从机组大小分：大机组工况更稳定，除尘更容易。电除尘器应用与探讨实例一北仑电厂1#600MW机组电除尘器为2台双室五电场，设计效率为99%,于1991年10月投运，随着时间推移，除尘效果不佳。第一次大修期间厂方委托浙江电除尘器总厂（浙江菲达）对该除尘器进行改造，改造后自自1994年7月投运，由北仑电厂委托南京电力环保隶属机构“国家环保局南京除尘设备质量监督检验中心”承担此项监测任务，整个实验分别于1994年12月25日-30日和1955年元月8日-12日完成。当1#机发电负荷在605MW时，测得电除尘器压力降平均值为172.25Pa,温度降为2C,漏风率为1.3%，含湿量为3.6%，电除尘器出口烟尘排放总量为：39.17Kg/h，平均排放浓度为18.52mg/Nm3（实测烟气量为2152516Nm3/h，实测灰量为31.8t/h）,实测除尘效率平均为9