電除塵器設(shè)計指導(dǎo)書

1、電除塵器課程設(shè)計任務(wù)與指導(dǎo)書一、設(shè)計目的 通過該設(shè)計，使學(xué)生能夠綜合運用課堂上學(xué)過的理論知識和專業(yè)知識。以鞏固和深化課程內(nèi)容；熟悉使用規(guī)范、設(shè)計手冊和查閱參考資料，培養(yǎng)學(xué)生分析問題、解決問題和獨立工作的能力；進一步提高學(xué)生計算、繪圖和編寫說明書的基本技能。二、設(shè)計內(nèi)容和步驟：1. 設(shè)計基本資料某電廠地處東南季風(fēng)區(qū)，四季分明，溫暖濕潤，春季溫暖雨連綿，夏季炎熱雨量大，秋季涼爽干燥，冬季低溫，少雨雪。根據(jù)當(dāng)?shù)貧庀笈_多年氣象資料統(tǒng)計，其特征值如下：累年平均氣壓： 1011.0hPa累年最高氣壓： 1038.9hPa累年最低氣壓： 986.6hPa累年平均氣溫： 17.6極端最高氣溫： 40.9極端最

2、低氣溫： -9.9廠址處全年北(N)風(fēng)出現(xiàn)頻率為20.0%，西北 (NW)風(fēng) 出現(xiàn)頻率為14.7%，西(W)風(fēng)出現(xiàn)頻率13.1%，南(S)風(fēng)出現(xiàn)頻率6.0%，東北(WE)風(fēng)出現(xiàn)頻率9.6%，東(E)風(fēng)出現(xiàn)頻率8.3%，東南(SE)風(fēng)出現(xiàn)頻率8.0%，西南(SW)風(fēng)出現(xiàn)頻率7.2%，靜風(fēng)出現(xiàn)頻率為13.1%。電廠煙氣情況：廢氣量 Q =28000 m3/h（工況)廢氣溫度 tj =350-400 tc=330-370含塵濃度 C =20-40g/m3 (工況)煤揮發(fā)分A=266(烘煤時)電廠所用煤的組成成分 成分SO2SO3O2N2H2O組成10-120.1-0.32.7-377.6-808-9

3、粉塵粒徑分布粒徑20-2515-1010-88-66-44-22-11總計平均值17.512.597531.50.5含量2.24.62.614.127.941.36.01.1100%粉塵比電阻溫度21120230300比電阻·cm3×1079×1071×1073.8×1072. 電除塵器基本結(jié)構(gòu)圖根據(jù)前述條件，繪制電除塵器的各個部件，包括集塵板系統(tǒng)（集塵極板、集塵極板懸吊、集塵極板振打）、電暈極系統(tǒng)（電暈線、電暈極框架、電暈極吊掛、電暈極振打）、氣流均布裝置（電流均布板、電場內(nèi)部阻流板、灰斗阻流板）、殼體支座、儲、排灰系統(tǒng)等。具體參數(shù)的設(shè)計見后

4、。電除塵器總體結(jié)構(gòu)圖要求用1號圖紙繪制，重要部位要求有剖面圖，并附有設(shè)備名稱及必要的說明（明細(xì)表）。常規(guī)板臥式電除塵器結(jié)構(gòu)透視圖三、設(shè)計說明書整理后的說明書應(yīng)編有章節(jié)目錄，設(shè)計任務(wù)來源，原始資料和設(shè)計要求放在最前，分組表隨其后，各人在分組表中劃定自己的設(shè)計條件。有關(guān)參數(shù)的設(shè)計與計算應(yīng)按流程的先后次序分章節(jié)編寫。對所采用的設(shè)計數(shù)據(jù)（反映了設(shè)計者的設(shè)計思想及設(shè)計原則）應(yīng)做必要的說明。1.說明書要求A4開紙，用鋼筆書寫或打?。ㄕ乃误w、小四號字，1.5×行距），草圖要求按比例。2.設(shè)計計算書參數(shù)計算，電除塵器基本結(jié)構(gòu)。四、設(shè)計基礎(chǔ)資料4.1主要參數(shù)計算4.1.1電場風(fēng)速電場風(fēng)速可由下式計算

5、：V= Q/F(m/s) (1)式中 Q被凈化的煙氣量， m3/s；F電場斷面積， m2；電場風(fēng)速大小的選取，一般在0.41.5m/s范圍。過高的電場風(fēng)速，不僅使電場長度增大，占地面積增大，還會引起大的粉塵的二次飛揚，降低除塵效率。反之，過低的電場風(fēng)速必然需要大的斷面積，這樣煙氣沿斷面的分布較難達(dá)到均勻，所以電場風(fēng)速的選擇要適當(dāng)。4.1.2收塵極板的板間距電除塵器收塵極板的板間距，根據(jù)多年的設(shè)計經(jīng)驗，從電除塵器的各個方面考慮，若= f(2b)，則當(dāng)曲線的導(dǎo)數(shù)為正值時（即>0時），加大極間距合理，反之不合理。b = (m+1)bb是施工誤差和極板積灰產(chǎn)生的誤差之和，可取 25mm40mm，

6、m一般為 4b5 之間。所以b = (4+1)40=200mm b = (5+1)40 =240mm因此極板的板間距為 400mm480mm。美國南方研究所推薦的最大板間距為 457mm, 李秋蘭等人推薦的最大板間距不超過500mm。4.1.3 電暈線的線間距(2c)電暈線的線間距對電暈電流的大小會有一定影響，電暈線距太小，由于屏蔽作用，電流值降低，甚至為零；電暈線距太大，電流密度降低，影響除塵效率。經(jīng)試驗，最佳線距與電暈線的形式和外加電源有關(guān)。一般取0.60.65倍的通道寬度為宜。對于星形斷面和圓形斷面，電暈線的線距取160200mm為宜；當(dāng)極間距為400mm時，線距應(yīng)取240mm；對于鋸齒

7、線、魚骨針線和RS管狀芒刺線一般取500mm為宜。4.1.4粉塵的驅(qū)進速度20世紀(jì)，英國中央發(fā)電局曾用計算機對19個發(fā)電廠的74次電除塵器的試驗結(jié)果進行了線型多重回歸分析，得出飛灰電除塵器的有效驅(qū)進速度（這里用除塵參量表示）的計算公式：=67.2-4.81lnAQ-0.7432-0.7×10-7S-8.1e-b2-43.3a式中 S入口飛灰比表面積，cm2/g；b煤含硫量，%；a煤含灰量，%；A電除塵器總收塵面積，m2；Q處理煙氣量，m3/h；高壓供電機組每千伏安容量供電載荷量，cm2/（kv·A）粉塵的驅(qū)進速度與很多因素有關(guān)。因此，驅(qū)進速度的確定，既復(fù)雜又十分重要。依據(jù)煤

8、質(zhì)和灰理化分析，依據(jù)用戶對電除塵器的要求和類比計算，考慮在設(shè)計、制造、安裝和使用時所應(yīng)采取的有利于提高驅(qū)進速度的措施，綜合分析，驅(qū)進速度按下式計算= 9.62 kS 0.625 (2)式中 驅(qū)進速度，cm/s；S煤的含硫量，%；K平均粒度影響系數(shù)按下表選定。a平均=W1a1 +W2 a2 +Wn an100 (3)式中 W1,W2粒度為 a1，a2 組成的百分比；a1,a2粒度平均粒徑。平均粒度影響系數(shù)a平均101520253035k0.90.9511.051.11.15但是，實際上用戶所要求的除塵效率是選取驅(qū)進速度時要考慮的重要因素，一般來說，用戶要求的效率越高，選取的驅(qū)進速度越小。一般情況

9、下驅(qū)進速度的設(shè)計值是根據(jù)經(jīng)驗選取的。當(dāng)板間距取300mm時，驅(qū)進速度取56cm/s；板間距為400mm時，驅(qū)進速度為板間距300mm時的1.11.3倍。4.2電除塵器主要部件的結(jié)構(gòu)形式4.2.1集塵板臥式電除塵器的集塵極目前多采用以下幾種形式：1、小C形極板；2、波紋形極板；3、CW形極板；4、魚鱗板狀極板；5、網(wǎng)狀形極板；6、ZT形極板；7、工字形極板；8、Z形極板；9、大C形極板等。目前的電除塵器多采用Z型或大C形極板，名義寬度為400mm或500mm。4.2.2電暈線電暈極按放電形式分為三種：1、點放電型，如RS管形芒刺線、新型管形芒刺線、角鋼芒刺線、鋸齒線、魚骨針刺線等；、線放電型，如

10、星型線、麻花形線、螺旋線等；3、面放電型，如圓電暈線等。電暈極的固定方式有垂錘式和框架式兩種。第一、二電場的電暈線多選用芒刺線，第三、四電場的電暈線選用管狀芒刺線或星形線，有時為便于制造，減少備件品種，也可都采用芒刺線。4.2.3集塵極及電暈線的振打目前的振打方式主要有：頂部繞臂錘振打；中部繞臂錘振打；下部繞臂錘振打；側(cè)部繞臂錘振打；頂部電磁錘振打等。目前電除塵器多采用下部繞臂捶打裝置，為保證正確的振打制度，均應(yīng)采用單邊振打。電暈極振打可選用中部繞臂振打裝置，但每個電場、每個框架最好兩側(cè)都裝設(shè)振打裝置。4.2.4進氣煙箱與出氣煙箱電除塵器的進出氣煙箱常做成喇叭形，在特殊要求時，可做成上進氣或下

11、進氣形式。當(dāng)進口煙氣含塵濃度較高時，進氣箱下部需設(shè)置灰斗，以避免由于分布板分離出的大量粉塵在進氣箱底板堆積或大量流入第一電場前的振打裝置。4.2.5氣流分布板和槽型板氣體的導(dǎo)流和分配部件主要是控制氣流分布，實現(xiàn)均流措施。為使氣流沿電場均勻分布，需在進氣箱內(nèi)設(shè)置氣流分布裝置。分布板的形式多采用多孔分布板，這種分布板結(jié)構(gòu)簡單，且有較好的均布作用。為使氣流均布良好，多孔板的層數(shù)應(yīng)不少于兩層。在出氣煙箱處設(shè)置槽型板裝置。4.2.6殼體殼體的作用是引導(dǎo)氣體通過電場，支撐電極和振打設(shè)備，形成獨立的收塵空間，它應(yīng)該有足夠的剛度和強度，穩(wěn)定性，不能有改變電極間相對距離的變形，要求嚴(yán)密，漏風(fēng)率在標(biāo)準(zhǔn)限度以內(nèi)。殼

12、體多采用箱形的鋼結(jié)構(gòu)，僅僅在處理高壓煙氣時才做成圓柱形。殼體的頂蓋有戶內(nèi)式和戶外式兩種，規(guī)格在10m2以上的電除塵器一般均設(shè)計成戶外式。4.2.7灰斗殼體下部灰斗有四棱臺狀和棱柱狀兩種，根據(jù)排灰方式的不同，可采用不同的形式，四棱臺狀灰斗多適用于順序定時排灰，棱柱狀灰斗適用于連續(xù)排灰，灰斗的出灰口需裝設(shè)密封性良好的排灰閥。4.2.8梁柱的布置形式根據(jù)集塵極在頂梁的固定形式的不同，梁柱的布置形式也不同，分為不均勻分布的立柱結(jié)構(gòu)形式和均勻分布的立柱結(jié)構(gòu)，前者是將相鄰的兩根柱和兩根梁并在一起因此有較大的橫向剛度。后者的結(jié)構(gòu)有利于煙氣加熱整個頂梁，這樣可以減少整個頂梁由于上下溫差而產(chǎn)生的熱應(yīng)力。4.2.

13、9集塵極與電暈極的配置在電場設(shè)計中，集塵極與電暈極的配置通常有兩種形式：一種是集塵極高度大于電暈極，而電暈極的寬度略大于集塵極這種形式，這種配置形式的電暈極多制成框架式，電暈極的振打可以設(shè)置在框架中部，有較好的清灰效果，其缺點是：除塵器的長度較大。目前電廠多采用這種形式。 另一種形式是電暈極高于集塵極，而寬度略小于集塵極，這種配置形式的電暈極多制成框架式。缺點：對于高溫電除塵器（高于350），由于電暈線的伸長量大，電暈線容易彎曲影響電除塵器的正常運行。4.2.10計算所需的收塵極面積電除塵器工作時的實際條件（如煙氣性質(zhì)、風(fēng)量、風(fēng)壓、溫度）與設(shè)計時設(shè)定的條件可能存在差異，或者設(shè)計者選取某些數(shù)值（

14、如驅(qū)進速度、選定的振打周期以及氣體分布等）有生產(chǎn)實際可能有出入，所以在設(shè)計除塵器時，不需考慮一定的儲備能力。 從多依奇效率公式中可知，設(shè)計時只要適當(dāng)改變、A、Q、 四個數(shù)之中任意一個，便可使電除塵器的工作能力有所儲備。為使電除塵器具有儲備能力通常有以下幾種方法：一是采用提高除塵效率；二是采用增大設(shè)計煙氣量；三是降低值的方法；四是采用增大收塵極面積。但是電除塵器的除塵效率絕對值已經(jīng)很高，空間小；采用增大設(shè)計煙氣量的方法，容易與電除塵器的漏風(fēng)率混淆；采用降低值的方法也不易看出究竟有多大裕度；因此，目前多采用增大收塵極面積的方法作為除塵器的儲備能力。設(shè)計時按下式計算所需收塵極面積A=-qvln(1-

15、)×K (4)式中 驅(qū)進速度，m/s；A總除塵面積，m2 ；k儲備系數(shù)，1.01.3；qv煙氣量，m3/s；除塵效率，%。其中儲備系數(shù)k選取時應(yīng)綜合考慮，如電除塵器用于何種流程；煤種的變化；環(huán)保要求等。根據(jù)上述幾點，可選取其中較大的k值。4.2.11 確定電場數(shù)在臥式電除塵器中，為滿足高效、可靠的運行要求，根據(jù)我國的具體情況，電場長度取3.5m5m為宜，電場數(shù)就排放標(biāo)準(zhǔn)取34個，新標(biāo)準(zhǔn)建議取46個，特別難收集的粉塵可取68個。4.2.12煙氣量考慮鍋爐運行一段時間后排煙溫度的提高和漏風(fēng)的增加，總體設(shè)計中的煙氣量Q，建議采用鍋爐熱力計算書中的排煙量Q工況（工況值）乘以煙溫變化修正系數(shù)K

16、1和漏風(fēng)修正系數(shù)K2，Q= K1 K2Q工況 (5)K1=273+t1273+t (6)式中 t鍋爐熱力計算書中的排煙溫度，；t 1計算排煙溫度，；（建議取高于t 1525）K2 建議取 1.051.10。4.3電除塵器各部分尺寸的計算當(dāng)電除塵器的主要參數(shù)和結(jié)構(gòu)形式確定后，其各部尺寸便可通過下列計算方法求得：4.3.1初定電場斷面 F'F'=qvv (7)式中 F '初定電場斷面積，m2；V 電場風(fēng)速，m/s。4.3.2電場高度 h當(dāng) F '80m2 hF ' (8)當(dāng) F'80m2 hF '2 (9)式中 h電場高度，m。要對于極板高度

17、h進行圓整。4.3.3電除塵器的通道數(shù) NN = F ' / 2bh (10)式中 2b相鄰兩極板中心距，m。將N圓整為整數(shù)，當(dāng)選用雙進風(fēng)口時，N 值應(yīng)取偶數(shù)。4.3.4電場有效寬度 B有效B有效=2bN (11)4.3.5實際電場斷面FF = hB有效 (12)4.3.6電除塵器的內(nèi)壁寬度 B單進風(fēng)： B=2Ns+2 (13)雙進風(fēng)： B=2Ns+2+ e1 (14)式中 最外層的一排極板中心線與內(nèi)壁的距離，此值可以根據(jù)除塵器的大小在50100mm間選??；e 1中間小柱寬度。Ns除塵器內(nèi)部兩極間的距離，mm。4.3.7柱間距 Lk電除塵器在與氣流流動方向垂直斷面上的外側(cè)柱間距 Lk

18、按下式計算L k= ( B + e' )/m (15)式中 e '=400mm，m=24.3.8內(nèi)高 H1從除塵器頂梁底面至灰斗上端面的距離 H1H1= h+h1+h2+h3 (16)式中 h除塵極板有效高度，m；h1當(dāng)極板上端懸吊于頂梁的X型梁上時，h1 =0；當(dāng)極板懸吊于頂梁下面的懸掛裝置時h1=80mm300mmh2除塵極下端至撞擊桿的中心距離，按結(jié)構(gòu)型式取h2=35mm50mm；h3撞擊桿中心至灰斗上端的距離，取h3 =160mm300mm。4.3.9單電場的長度LL=A2Nnh (17)式中 n電場數(shù)量4.3.10電除塵器殼體內(nèi)壁長LHLH = n(L + 2Le2

19、+ c) + 2Le1c (18)式中 Le1電除塵器內(nèi)壁頂端到電暈線框架的距離，400500mm；Le2電暈線框架到極板的距離，450500mm；c 兩電場間框架間距，380440mm。4.3.11煙氣流方向的柱距中間柱距 Ld1 = L + 2 Le2+ c (19)外側(cè)柱距 Ld2 = L+ 2Le2+ c/ 2 (20)最外側(cè)的柱距與除塵器內(nèi)壁：X1 = Le1 (21)4.3.12進氣箱進氣口面積 F0進氣箱的進氣方式有上進氣和水平進氣兩種，一般采用水平進氣。當(dāng)采用水平引入式進氣箱時，進氣箱的進氣尺寸按下式計算：F0=qvV0 (22)式中 F0進氣口面積，m2；V0進氣口處的流速，

20、m/s，在電場的電除塵器設(shè)計中，進氣風(fēng)速可取 8m/s左右。4.3.13進氣箱長度 LzLz= (0.55 0.56 )(a1 -a2)+250 (23)（安裝導(dǎo)流裝置時系數(shù)取 0.35）式中 a1，a2是 Fk 及 F0 處最大邊長，m；Fk 進氣箱大端的面積，m2。4.3.14氣流分布板層數(shù) n當(dāng)6<F有效F0<20 n=2 (24) 當(dāng)20<F有效F0<50 n=3 (25)4.3.15氣體分布板開孔率t多孔板阻力系數(shù) 與它的開孔率t 間的關(guān)系由下式確定： =0.7071-t+1-t2/t2 (26)=N0FKF02n-1 (27) 式中 阻力系數(shù)；N0氣流在入口

21、處按氣流動量計算的速度場系數(shù)，對于直管 N0=1.2 ；n多孔板層數(shù)。4.3.16相鄰兩層多孔板的距離L2L2 0.2Dr (28)Dr=Fk nk (29) 式中 Dr Fk 斷面上的水力直徑，n k Fk 斷面上的周長，m。4.3.17進氣管出口到達(dá)一層多孔板的距離 HpH p 0.8Dr (30)Dr=F0 n0 (31)式中Dr進氣管的水力半徑。4.3.18保溫箱a0 = (0.8 1.2)b (32)h0 = (2 2.5)b (33)b0 = (1.11.2)b (34)式中 a0絕緣棒中心到套管外臂的距離，mm；h0絕緣棒套管頂端到保溫箱頂端距離，mm；b0加熱管中心到套管邊緣的

22、距離，mm；4.3.19初定除塵效率=1-C0Ci (35) 式中 初定除塵效率，%；C0出口含塵質(zhì)量濃度，g/m3；Ci入口含塵質(zhì)量濃度，g/m3。除塵效率的驗算：=1-e-f×100% , f=AQ (多依奇公式)4.3.20灰斗排灰量 G0G0=3Qqn1 (36)式中 3考慮排灰口的排灰能力應(yīng)增大的倍數(shù)；q粉塵進口濃度， t /m 3；Q煙氣量， m3 /h ；當(dāng)采用角錐形斗時，近似取 0.850.9；n1為沿除塵器寬度方向的斗數(shù)。4.3.21比集塵面積ff=A實際/qv (37-1)f=1×ln11- (37-2) 4.3.22單區(qū)供電面積 AiAi=A實際N1=

23、2LaHZM=2LmHZM (38)式中 N1供電分區(qū)數(shù)；m電場數(shù)；M電除塵器室數(shù)。4.3.23供電分區(qū)數(shù) N1N1=A實際/Ai (39)4.3.24整流器額定電流II = 1.05ISA (40)式中 I整流器的額定電流，mA；IS板電流密度，mA/m2，一般在 0.250.45。采用芒刺電極時板電流密度為0.4mA/m2。A單區(qū)的電場收塵極面積，。整流器的容量應(yīng)根據(jù)除塵器的工作電壓、電流值選取，而不能根據(jù)空載時的情況來選取，整流器的額定電壓按除塵器極間距大小選取。當(dāng)同極間距為300mm 時可取額定電壓為65KV；當(dāng)同極間距為400mm時可取額定電壓為72KV。電流值與煙氣性質(zhì)、電暈線型式等有關(guān)。五、主要參考資料1 化工設(shè)備設(shè)計全書除塵設(shè)備設(shè)計. 上海: 科學(xué)技術(shù)出版社,1989.2 （日）通產(chǎn)省公安害保安局除塵技術(shù). 建筑工業(yè)出