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1、静电除尘器一、概述我国电力生产以火电为主，目前在全国发电量中，火电占 80左右，火电机组中 90为燃煤机组。煤炭燃烧产生的烟尘，不仅污染环境，影响人类健康，同时也给生产带来很大损失，为此必须装置除尘器对烟尘加以捕集。在众多类型的除尘器（旋风除尘器、水膜除尘器、布袋除尘器、电除尘器等）中，静电除尘器是一种较理想的除尘设备。1、 静电除尘器主要有以下几个特点：1) 除尘效率高，可以达到 99以上。我厂99.8%2) 阻力小，一般在 150 300Pa 之间。我厂200Pa3) 能耗低，处理 1000m烟气大约需要 0.20.6Kwh。4) 处理烟气量大，单台电除尘器的烟气处理量可达 600m/s。
2、5) 耐高温。普通钢材制作的电除尘器可以在 350下运行。2、 静电除尘器有以下几种类型：1) 按收尘极的型式分有板式和管式两种。2) 从气流方向上可分为卧式电除尘器和立式电除尘器。3) 按粉尘荷电区、分离区的布置不同可分为单区和双区电除尘器。4) 按照沉积粉尘的清灰方式可分为湿式和干式电除尘器。伊犁热电厂 2*330MW 机组是采用兰州电力修造厂生产的 RWDKFH340-4-2 型双室四场静电除尘器。其型式为干式、板式、卧式；每台炉配 2 台电除尘器，每台电除尘器下设有 8 个灰斗；控制方式为微机高、低压控制和集中程序控制，每台电除尘器配有 8 台硅整流变压器、 26 套振打装置。其型号意
3、义如下：单 台 炉 除 尘 器 台 数单 台 室 数单 台 炉 流 通 面 积锅 炉 号电 厂 名 称 汉 语 拼 音 字 头宽 间 距 、 鱼 骨 针 加 辅 助 电 极 、 横 置 槽 板燃 煤 电 厂 、 卧 式 电 除 尘 器单 台 单 室 电 场 数二、电气除尘的常用术语台或列：具有一个完整的独立外壳的电除尘器。室：在电除尘器内部由壳体和中间隔断墙所围成的一个气流的通道空间称为室，中间无隔断墙的称单室电除尘器，有一道隔断墙的称为双室电除尘器。电场：沿气流方向将室分成若干个由收尘极板和电晕极组成的独立的，并配以相应的一组高压电源装置的除尘空间。电场宽度：一个室的最外侧两排收尘极板轴线间
4、的有效距离。电场高度：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）。电场长度：在一个电场中，一排收尘极板的总宽度。电场截面积：同一室的电场高度与电场宽度乘积。通道：电场中相邻两排极板之间的空间称为通道，电场中的极板总数减一就是电场通道数。极间距：相邻电极轴线之间的距离。停留时间：烟气流经某一电场长度所需要的时间。等于电场长度除以电场风速。电场风速：烟气在电场中的平均流速。等于进入电场的烟气量除以电场截面。电除尘器的电场风速一般不大于 1.2m/s。烟尘浓度：标准立方米干烟气中含有的粉尘量。除尘效率：单位时间内电除尘器收集下来的粉尘量占同一时间内进入电除尘器的粉尘量的质量百分比。除尘
5、效率是除尘器运行的主要指标。驱进速度：荷电悬浮颗粒在电场力作用下向收尘极板表面垂直运动的速度（实际运动速度的垂直分量）。它与电场强度、空间电荷密度、粒子性质等多种因素有关，因此不同粒子的驱进速度悬殊很大。工程中通常用的是有效驱进速度，它是根据某一电除尘器实际的总收尘面积、处理风量以及实测除尘效率，利用多依奇效率公式计算出来的，它包含了电极构造、电厂强度、粉尘性质、浓度变化、粒径大小、电场风速、烟气湿度、气流分布、积灰厚度、振打效果、二次扬尘等很多因素的综合影响。它是对电除尘器性能进行比较和评价的主要参数，也是电除尘器设计的关键数据。气流分布：是反映电除尘器内部气流均匀程度的一个指标，它一般是通
6、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。阻力：电除尘器入口和出口烟道内烟气的平均全压之差，称电除尘器的阻力。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为 100300Pa 。一次电压：施加到整流变一次绕组的交流电压。一次电流：通过整流变一次绕组的交流电流。二次电压：整流变输出的直流电压。二次电流：整流变输出的直流
7、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，在放电极附近很小的范围内会出现蓝白色辉光，并伴有嘶嘶的响声，这种现象称为电晕放电。电晕放电是由于放电极外的高电场强度，使通过的气体被局部击穿所引起的。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收尘极，这种现象称为火花放电。火花放电的特点是电流迅速增大。电弧放电：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
8、大，而电压降落很小，出现持续的放电，爆发出强光并伴有高温。这种强光会贯穿整个间隙由放电极到收尘极，这种现象就是电弧放电。电除尘应避免产生电弧放电。电晕电流：发生电晕放电时，在电极间流过的电流。伏安特性：电除尘器运行过程中，二次电压与二次电流（即电晕电流）之间的特性关系。三、 电除尘工作原理在两个曲率半径相差较大的金属阳极和阴极上，通过施加高压直流电，维持一个足以使气体电离的电场。气体电离后产生的电子、阴离子和阳离子，吸附在通过电场的粉尘上，使粉尘荷电。荷电粉尘在电场力的作用下，向电极性相反的电极运动而沉积在电极上，从而达到粉尘和气体分离的目的。当带有离子的颗粒到达极板时就释放离子，而颗粒依附在
9、极板上，随着越来越多的烟尘颗粒的依附，极板上就形成了块状的尘埃，这时再通过振打机构，使块状尘埃掉落至灰斗，从而达到除尘的目的。如上所述，电除尘就是利用强电场，使气体电离，即产生电晕放电，使粉尘荷电，并在电场力的作用下，依附到极板上，通过振达清灰，使灰落入灰斗，将粉尘从气体中分离出来的除尘装置。四、结构特点电除尘器主要由两大部分组成，一部分是电除尘器本体，烟气在其中完成净化过程；另一部分是产生高压直流电的供电和低压控制装置。电除尘器本体也称为机械部分，从结构来分可划分为内件、外壳和附属部件。内件主要部件包括阴极系统、阳极系统、槽形板系统、振打装置；外壳主要部件包括进口烟箱、出口烟箱、储灰系统、壳
10、体和屋顶；附属部件包括保温结构、支承、接地和走梯平台等。高压整流微机控制设备具有以下功能：控制功能包括火花跟踪控制、火花能级控制、间歇供电和工频脉冲供电控制，粉尘浓度反馈控制。内存留有足够的余量，以备设计新的控制功能。通信联网控制功能包括传送运行的一次电压、一次电流、二次电压、二次电流、火花频率、设备启、停状态，设备故障、变压器故障、除尘器故障信号；设备的启动、停止、升压、降压、调整可受上位机控制。保护功能包括具有输出开路、短路、偏励磁、过流、变压器油温、可控硅开路/短路保护及报警等功能。高压硅整流变压器是升压变压器，先升压后整流，采用正极接地负极做电晕线。设有油温报警，当油温达到 80时报警
11、，当油温达到 85时自动切断高压电源，并发出声光报警信号。硅整流变压器选用45 油。硅整流变设有瓦斯保护。瓦斯保护的作用就是当变压器内部发生绝缘被击穿，线圈匝间短路及铁芯烧毁故障时，发出信号或切断各侧断路器，以保护变压器。瓦斯保护的原理：对于油冷却的变压器，当油箱内发生短路故障时，在短路电流和短路点电弧的作用下，绝缘油和其他绝缘材料因变热分解，产生气体必然会从油箱流向油枕上部，故障越严重，产生的气体越多，流向油枕的气流速度也越大。利用这种气体来动作的保护装置就是瓦斯保护。轻瓦斯保护动作后发出报警信号，重瓦斯保护动作后使变压器跳闸。阴极系统包括电晕线、电晕线框架、框架吊杆及支持套管、电晕极振打装
12、置、保温装置等部分。阴极系统是产生电晕、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，必须选配良好的线性，合理的结构和适宜的振打。在安装时要保证严格的极间距，保证整个电晕极系统与除尘器其它部件的良好绝缘和足够的放电距离。电晕线越细，起晕电压越低。我公司阴极系统由阴极吊挂、上横梁、竖梁、上、中、下部框架、阴极线等零部件组成。阴极吊挂常用结构型式包括绝缘套管和阴极绝缘支柱。阴极 线 采 用 ： I 电 场 ： 新 型 整 体 管 状 芒 刺 （ R
13、s） 线 ， IIIII 电 场 ： 新 型 宽 体 锯 齿 线 ， IV电 场 ： 鱼 骨 针 加 辅 助 电 极 。阳极系统由若干排阳极板与电晕极相间排列共同组成电场，阳极板采用“C”形板、是使粉尘沉积的重要部件，它直接影响电除尘器的效率。阳极系统由阳极悬挂装置、阳极板和阳极振打装置三部分组成，它与电晕极共同构成电除尘器的空间电场，是电除尘器的重要组成部分。实践证明，在一个电场中，每一排极板不能用整块钢板制成，一方面是因为受到钢板规格的限制，另一方面是因为整块的极板安装很不方便，使用时也会因平面外刚度差而发生弯曲变形，另一方面平板光滑的表面也不利于减小二次扬尘。因此，极板均制成一条条的细长
14、条形，并且带有凹沟槽和防风沟。我公司阳极系统采用大 C 型极板。大 C 型极板具有良好的收尘性能，能有效地降低二次粉尘，具有刚度大，振打性能好的特点。五、烟气对除尘效率的影响因素1、烟气的温度和压力 ：影响电晕始发电压、起晕时电晕极表面的电场强度、电晕极附近的空间电荷密度和分子、离子的有效迁移率等。2、烟气成分：对电除尘器的伏安特性和火花放电电压有很大影响。3、烟气的湿度 ：烟气中含有一定的水分对电除尘的运行是有利的，一般烟气中水分多收尘效率就高。如果烟气中水分过大，虽然对电除尘的性能不会有不利影响，但若电除尘器的保温不好，烟气湿度会达到露点，就会使电除尘器的电极系统以及壳体产生腐蚀。如果烟气
15、中含有 SO2，其腐蚀程度更为严重，所以含水分高的烟气采用电除尘器，腐蚀问题应予以重视。4、烟气的流速（ 电场风速）：从降低电除尘器的造价和减小占地面积的观点出发，应该尽量提高电场风速，但电场风速不能过高，否则会给电除尘器运行带来不利的影响。因为粉尘在电场中荷电后沉积到收尘极上需要有一定的时间，如果电场风速过高，荷电粉尘来不及沉降就被气流带出，同时电场风速过高也容易使已经沉积在收尘极上的粉尘层产生二次飞扬，特别是在电极进行清灰振打时更容易产生二次飞扬。5、烟气的含尘浓度 ：当含尘气体通过电除尘器的电场空间时，粉尘粒子与其中的游离子碰撞而荷电，于是在电除尘器内就出现两种形式的电荷：离子电荷和粒子
16、电荷。所以，电晕电流一方面是由于气体离子的运动而形成，另一方面是由粉尘粒子运动而形成。由于粉尘粒子大小和质量都比气体离子大得多，所以气体离子的运动速度为粉尘离子的数百倍，这样，由粉尘粒子所形成的电晕电流仅占总电晕电流 12 。随着烟气中含尘浓度的增加，粉尘的粒子数量增多，以致由于粉尘粒子形成的电晕电流虽然不大，但形成的空间电荷却很大，接近于气体离子所形成的空间电荷，严重抑制电晕电流的产生，使尘粒不能获得足够电荷，除尘效率下降。含尘浓度太大时，由电晕区生成的离子都会吸附在烟尘上，此时离子迁移率达到极小值，最后可能电流趋近于零，收尘效果明显恶化，这种现象称为电晕闭塞。6、粉尘特性的影响1）粉尘的粒径分布 ：粉尘的粒径分布对电除尘器总的收尘效率有很大影响，这是因为荷电粉尘的驱进速度随粉尘粒径的不同而变化。驱进速度与粒径大小成正比，也就是说粉尘粒径越大收尘效率越高。然而粒径小于 0.2m 的粉尘，其粒径对驱进速度影响极小，因粒径越细附着性越强，所以吸附在电极上的细粉尘不容易振打下来，这样会使电除
