電除塵設(shè)備工作原理和故障處理判斷方法

1、電除塵設(shè)備工作原理和故障處理判斷方法趙慧鋼趙慧鋼 粉塵是日常生活及工業(yè)生產(chǎn)中經(jīng)常接觸到的一種物質(zhì)。從工業(yè)通風及除塵研究角度來說，粉塵是指在一定時間內(nèi)能懸浮在空氣中的固體微粒。在氣體介質(zhì)中懸浮有固態(tài)或液態(tài)微粒的空間體系通常稱為氣溶膠，其中氣體介質(zhì)是連續(xù)的分散體系，固態(tài)或液態(tài)微粒是分散相。對懸浮于氣體介質(zhì)中的固體微粒統(tǒng)稱為粉塵。一般工業(yè)性粉塵是在生產(chǎn)過程中對固體物質(zhì)進行機械性破碎、金屬冶煉或?qū)ξ镔|(zhì)進行加熱時由于化學作用形成的微小塵粒，在對粉狀物料的混合、轉(zhuǎn)運、篩分過程中有大量塵粒從設(shè)備縫隙中逸出。概述:電除塵器本體外觀v除塵效率高。電除塵器可以通過加長電場長度、增大電場截面積、提高供電質(zhì)量和對煙氣

2、進行調(diào)質(zhì)等手段來提高除塵效率。v設(shè)備阻力小，總的能耗低。電除塵器的總能耗是由設(shè)備阻力損失、供電裝置、加熱裝置、振打和卸灰電動機等能耗組成的。v處理煙氣大。電除塵器由于結(jié)構(gòu)上易于模塊化，因此可以實現(xiàn)裝置大型化。v耐溫高，能捕集腐蝕性大、黏附性強的氣溶膠顆粒。電除塵器的優(yōu)點:v一次性投資和鋼材消耗量大。v占用面積和占用空間體積較大。v對制造、安裝和運行水平要求較高。v易受工況條件的影響。電除塵器的缺點: 風機粉塵入口管道螺旋式輸送機雙層卸灰閥下料位開關(guān)上料位開關(guān)儲灰倉煙氣（刮板式輸送機）電暈極收塵極靜電除塵器系統(tǒng)工作原理介紹: 粉塵入口管道接在需要除塵的各個設(shè)備上，如皮帶機、燒結(jié)機風箱等設(shè)備上，整

3、個管道形成一個密閉系統(tǒng)。當電場極板通入70KV以上直流高壓電和風機開始運轉(zhuǎn)后，整個除塵管道內(nèi)形成一個空氣負壓力，管道密閉越好，負壓越大。管道產(chǎn)生負壓后，灰塵和空氣一起被吸入管道，當灰塵通過電場時，由于高壓電的作用，將灰塵荷電并吸附在電場極板上，剩下的煙氣和少量灰塵通過煙囪排放到大氣中，電場的集塵效果越好，大氣中排放的灰塵越少。當電場極板上收集到一定灰塵后，振打系統(tǒng)對極板進行敲打，使極板上的灰塵落入到儲灰倉中，振打以一定的周期敲打極板，不使極板上沉積的灰塵太厚而影響收塵效果。 當儲灰倉中灰塵積累到上料位開關(guān)的位置后，上料位的料位開關(guān)動作，通過計算機控制雙層卸灰閥工作，將儲灰倉中的灰塵通過螺旋式輸

4、送機（或刮板式輸送機）送走后再利用。當儲灰倉中的灰塵放到低于下料位開關(guān)位置后，下料位的料位開關(guān)動作，通過計算機控制雙層卸灰閥停止工作。在電除塵器工作中，如果儲灰倉中的灰塵積累到高于上料位開關(guān)時而料位開關(guān)不動作，計算機收不到料位信號不能使雙層卸灰閥工作進行放灰時，灰塵在儲灰倉積累，當積累到一定程度將使電場中的極板短路，影響電場正常工作；如果在放灰過程中，儲灰倉中的灰塵低于下料位開關(guān)時而料位開關(guān)不動作，計算機收不到料位信號不能使雙層卸灰閥停止工作時，灰塵將會放完，儲灰倉將會漏風，如果漏風量過大，將增加風機的負荷，使電場風速提高，降低除塵效率。 v由電暈極和收塵極組成的電場應(yīng)是極不均勻的電場，以實現(xiàn)

5、氣體的局部電離。v具有在兩極之間施加足夠高的電壓，能提供足夠大電流的直流高壓電源，為電暈放電、塵粒荷電和捕集提供充足的動力。v電除塵器應(yīng)具備密閉的外殼，保證含塵氣流從電場內(nèi)部通過。v氣體中應(yīng)含有電負性氣體（如O2，SO2，H2O等），以便在電場中產(chǎn)生足夠的負離子，來滿足塵粒荷電的需要。v氣體流速不能過高或電場長度不能過短，以保證荷電塵粒向電極驅(qū)進所需的時間。v具備保證電極清潔和防止二次揚塵的清灰和卸灰裝置。實現(xiàn)電除塵的基本條件:v靜電除塵是在電除塵器內(nèi)，通過電暈放電使含塵氣流中的塵粒荷電后，在電場力的作用下驅(qū)使帶電的塵粒移向沉降電極，并沉積在沉降電極上，從而實現(xiàn)氣固分離。v一般來說，電除塵器本

6、體主要由放電電極（或稱電暈電極）和集塵電極（或稱沉降電極）及殼體所組成。通常情況下可認為氣體是絕緣的，因此，當放電電極和集塵電極沒接上高壓電源之前，含塵氣體從它們之間通過時，氣流中的塵粒仍維持原來的流動狀態(tài)，隨氣體一起流動。但是，將高壓直流電的正、負兩極分別接到集塵電極和放電電極上時，兩極間就形成了高壓電場。靜電除塵的基本工作原理: 當兩極間的電壓增大到某一電壓值時，放電電極的電荷密度增高，出現(xiàn)部分擊穿氣體的電暈放電現(xiàn)象，從而破壞了電極附近氣體的絕緣性，使氣體離子化。也就是說，由于放電電極發(fā)生電暈放電，把電極附近的氣體電離成正離子和負離子。由于靜電具有同性相斥、異性相吸的特性，因此電離出來的正

7、負離子各自向電場中極性相反的方向移動，即正離子移向帶負電的放電電極，而負離子則被吸向帶正電的沉降電極。這時如果含塵氣體從上述高壓電場中通過，電場中的負離子在向沉降電極驅(qū)進過程中，與氣流中的塵粒碰撞并吸附在塵粒上，這樣使中性的塵粒帶上了負電荷，這就是塵粒荷電過程。這種塵粒荷電現(xiàn)象繼續(xù)進行，直至荷電飽和為止。當然，這一過程是連續(xù)進行的，而且進行的相當快。在工業(yè)電除塵中，幾乎全部采用陰電暈，這是因為在相同條件下，陰電暈可以獲得比陽電暈高一些的電流，陰電暈的擊穿電壓也遠比陽電暈要高，而且運行穩(wěn)定。 +- oo電暈電極自由電子正離子電暈區(qū)已荷電塵粒失去電子的塵粒集塵電極供電及整流裝置氣體電離及除塵過程示

8、意圖 帶負電荷的塵粒在電場力的作用下被極性相異的塵降電極吸引過去，沉積在極板上同時失去電性，然后借助振打裝置使電極抖動，使塵粒脫落掉入灰斗中，從而實現(xiàn)了塵粒從含塵氣流中分離出來的目的。 v施加高電壓產(chǎn)生強電場使氣體電離，產(chǎn)生電暈放電。v懸浮塵粒的荷電。v荷電塵粒在電場力的作用下向電極運動。v荷電塵粒在電場中被捕集。v電極清灰。 用電除塵的方法分離、捕集氣體中的懸浮塵粒主要包括以下五個復雜而又相互有關(guān)的物理過程:v一次電壓：施加到整流變壓器一次繞組上的交流電壓。v一次電流：通過整流變壓器一次繞組的交流電流。v二次電壓：整流變壓器輸出的直流電壓。v二次電流：整流變壓器通向電除塵器電場的直流電流。v

9、安全聯(lián)鎖：為保證人身安全和電除塵器的正常運行，由鑰匙開關(guān)與機械鎖組成的安全邏輯控制。v導通角：指晶閘管在一個正弦電壓半波內(nèi)的導通范圍。v火花率：單位時間內(nèi)（1min）出現(xiàn)火花放電的次數(shù)。電除塵器供電控制術(shù)語:v反電暈：沉積在收塵極表面上高比電阻粉塵所產(chǎn)生的局部反放電現(xiàn)象。v電暈閉塞：當氣體含塵濃度較高時，在電暈線周圍的負離子抑制電暈放電，使電暈電流大大降低甚至趨于零的現(xiàn)象。v電場短路：由于極板變形、電暈線斷線、灰斗滿灰和絕緣子結(jié)露等原因，使陰陽極之間絕緣破壞，二次電壓非常小，二次電流非常大，電場無法正常運行的現(xiàn)象。v高壓供電設(shè)備故障：由于整流變壓器繞組短路、硅堆擊穿、阻尼電阻燒毀、晶閘管損壞等

10、故障使高壓供電設(shè)備無法正常工作現(xiàn)象。電除塵器常見故障類型術(shù)語:v偏勵磁：由于某種原因，直流變壓器一次繞組上施加的電壓的正半波數(shù)與負半波數(shù)不相等，致使整流變壓器偏向勵磁而引起發(fā)熱，甚至燒毀的現(xiàn)象。v灰短路：由于灰斗滿灰、極板線嚴重積灰等原因，構(gòu)成陰、陽極之間通過灰塵形成的短路現(xiàn)象。v爬閃：由于絕緣套管或絕緣子表面結(jié)露、積污、破損等原因而引起的局部擊穿或沿面放電現(xiàn)象。v灰斗堵棚灰：由于灰斗加熱、保溫不良而引起灰斗結(jié)露，致使粉塵結(jié)塊搭拱引起卸灰不暢的現(xiàn)象。電除塵器常見故障類型術(shù)語: 電除塵器供電裝置性能的好壞，對除塵效率及操作的穩(wěn)定性有直接影響。實踐證明，電除塵器的除塵效率在很大程度上與塵粒的驅(qū)進速

11、度有關(guān)，而塵粒的驅(qū)進速度與電暈電極的形式有關(guān)外，還隨荷電電場強度和沉降電場強度的提高而增大。一般情況下，盡可能提高電極的電壓，可以獲得較高的除塵效率。電除塵器供電裝置介紹:機組柜前面機組柜后面v升壓變壓器：工業(yè)上電除塵器通常采用的電壓為6070KV，超高壓除塵器達到80KV以上。v整流裝置：是將升壓變壓器輸出的高壓交流電整流為高壓直流電，以便輸入電除塵器的電暈電極和集塵電極，形成高壓電場。v控制裝置：電除塵器正常運行的最佳工作電壓，應(yīng)維持在欲擊穿而又未擊穿之前的電壓，要維持這一工作狀態(tài)，只有靠電壓自動調(diào)節(jié)裝置來實現(xiàn)。自動調(diào)壓采用電流極限、電壓極限、火花放電頻率等控制方法，通過多種信號的反饋環(huán)節(jié)

12、，可以獲得良好的調(diào)壓特性。電除塵器供電裝置包括:電除塵器機組電氣控制原理圖電除塵機組電氣控制主電路原理圖 EPIC-I型機組控制器v檢查現(xiàn)場高壓開關(guān)刀片打在工作位，機組已送電源。v檢查機組無任何故障和報警。v將機組EPIC-I控制器面板上選擇開關(guān)打在“本機”位，“電流極限“電位器回到零位。v按下控制器面板上的“T/R開關(guān)“按鍵，聽到接觸器合上的聲音。v緩慢調(diào)節(jié)“電流極限”電位器，機組電壓和電流緩慢上升，直到正常。EPIC-I型供電機組手動控制方式v檢查現(xiàn)場高壓開關(guān)刀片打在工作位，機組已送電源。v檢查機組無任何故障和報警。v將機組EPIC-I控制器面板上選擇開關(guān)打在“遠程”位。v由主控室計算機控

13、制機組起動和停止，并由計算機給電壓調(diào)節(jié)給定值。v機組電壓和電流緩慢上升，直到正常。EPIC-I型供電機組自動控制方式除塵機組計算機系統(tǒng)控制原理圖除塵機組柜對外端子排接線圖 端子號 信號說明 信號狀態(tài)311，313安全連鎖箱鑰匙接點信號 正常為閉點，斷開對03#線為AC24V電壓10b，12b計算機停止機組接點信號正常為閉點，停止時瞬時斷開，AC24V電壓12z，12b 計算機起動機組接點信號 正常為開點，起動時瞬時閉合，AC24V電壓317，311 變壓器油溫70報警接點信號 常閉接點，故障時斷開，AC24V電壓350，311變壓器油溫80跳閘接點信號常開接點，故障時閉合，AC24V電壓401

14、，03變壓器二次電流取樣信號正常時電阻值為1015403，03變壓器二次電壓取樣信正常時電阻值為150k4d，24z變壓器瓦斯報警接點信號常開接點，故障時閉合，AC24V電壓321，322機組接觸器閉合輔助接點信號到計算機接觸器上時閉合，AC220V/PLC電源338，339機組綜合報警接點信號正常時為開點，故障時為閉點，AC220V電源13V1+，14V1-機組二次電壓顯示信號到計算機420mA電流信號對應(yīng)二次電壓輸出顯示151I+，161I-機組二次電流顯示信號到計算機420mA電流信號對應(yīng)二次電流輸出顯示335，336主回路電源開關(guān)已送上信號到計算機電源開關(guān)已送上時為閉點，AC220V/

15、PLC電源8b，8d 計算機到機組調(diào)壓給定信號420mA電流信號對應(yīng)零到額定電壓除塵機組柜對外端子信號表說明v檢查主回路電源和操作回路電源是否送上；v檢查機組是否有故障報警，K6綜合報警繼電器是否動作，有報警進行復位；v檢查機組對外端子板311、313線號安全連鎖接點是否閉合好；v用手動“本機”方式起動機組，如果能起動，檢查計算機起動電路。故障一：除塵機組不能起動，接觸器合不上除塵機組常見故障的判斷及處理方法機組對外端子板v將控制器打在“本機”位，手動調(diào)節(jié)升壓，如果能升壓檢查計算機4-20mA給定信號；v檢查機組4-20mA給定信號隔離器和電源模塊是否損壞，并進行更換；v機組控制器故障，更換控

16、制器。 故障二：除塵機組接觸器能合上，但不能升壓v檢查機組二次電壓或二次電流到計算機420mA隔離器輸出信號是否正常；v隔離器無輸出,更換隔離器。故障三：機組運行正常,計算機畫面無電壓或電流顯示 計算機給定、電壓、電流顯示隔離器計算機給定、電壓、電流隔離器接線圖v檢查K3、K4、K5繼電器是否動作；vK3繼電器動作是由于機組運行時過載繼電器K1動作，對K1過載繼電器進行復位。檢查機組母線是否發(fā)熱，如果發(fā)熱嚴重應(yīng)降低運行電壓和電流，觀察運行電壓、電流數(shù)值是否正常；vK4繼電器動作是整流變壓器油溫高于70，檢查變壓器是否溫度過高；vK5繼電器動作是整流變壓器油溫高于80，檢查變壓器是否溫度過高。故

17、障四：除塵機組故障報警，K6繼電器動作 K2、K3、K4、K5、K6、K1繼電器 v變壓器內(nèi)繞組絕緣層損壞或整流二極管擊穿引起放電，變壓器應(yīng)停止運行并送修檢查；v變壓器偏勵磁，機組主回路有一只可控硅未工作或已開路，檢查是可控硅問題還是觸發(fā)電路問題；v檢查觸發(fā)板上兩個發(fā)光二極管是否都亮，如果只有一個亮說明可控硅有一個未觸發(fā)；v用萬用表測量機組柜端子板401和03號線電流取樣阻值為10左右，測量403和03號線電壓取樣阻值為150K左右，電阻值不正常說明變壓器內(nèi)部可能有故障。 故障五：變壓器內(nèi)有響聲和放電聲 變壓器信號取樣板和可控硅觸發(fā)板 機組取樣板和端子板接線圖v機組運行時二次電流過大，無二次電

18、壓；v檢查灰斗是否已裝滿或灰斗堵棚灰造成電場短路；v電場內(nèi)部是否有金屬異物造成電場短路；v支撐絕緣子、絕緣套管結(jié)露積灰引起短路；v陰極線在振打的沖擊下產(chǎn)生疲勞斷裂或在頻繁電弧作用下燒斷而引起電場短路；v停機進電場進行處理。故障六：電場接地故障v機組運行時二次電壓正常，無二次電流v高壓隔離開關(guān)刀片未打在工作位。v阻尼電阻燒斷。v陰極套管內(nèi)陰極線放電燒斷。v停機進電場進行處理。故障七：電場開路故障v在電場外部可聽見明顯的“啪、啪”的放電聲；v電場內(nèi)部異極距變短造成拉弧和放電；v陰極框架扭曲變形或搖擺；v陰極套管內(nèi)積水或潮濕絕緣下降造成放電；v適當調(diào)低電壓運行；v停機進電場進行處理。故障八：電場內(nèi)部

19、拉弧和放電v機組運行時二次電壓正常，無二次電流v阻尼電阻積灰嚴重，引起火花放電燒毀。v各種過壓引起阻尼電阻層間對地放電燒毀。v停電進行更換或臨時將阻尼電阻用2.5mm2電線進行短接。故障九：阻尼電阻燒斷阻尼電阻v在開關(guān)柜外部可聽見明顯的“啪、啪”的放電聲和弧光；v高壓隔離開關(guān)銹蝕、電蝕嚴重，觸頭松動。v高壓隔離開關(guān)刀片未打到位。v停電進行處理和更換故障十：高壓隔離開關(guān)刀片打火高壓隔離開關(guān)刀片高壓隔離開關(guān)刀片瓷瓶瓷瓶v在開關(guān)柜外部可聽見明顯的“啪、啪”的放電聲和弧光；v由于潮濕或瓷瓶表面積灰釉質(zhì)損壞造成爬電。v停電將瓷瓶抹干凈或更換瓷瓶。v降低運行電壓。故障十一：高壓隔離開關(guān)柜內(nèi)瓷瓶和變壓器瓷瓶爬電v一次電壓表指示偏小，二次電壓表指示為零，一、二次電流表指示高；（一般電場接地故障居多）v把現(xiàn)場高壓開關(guān)柜的隔離開關(guān)打到“接地”位，（“接地”實際上是指機組變壓器高壓側(cè)接地），阻尼電阻輸出接線斷開，現(xiàn)場確認后送電運行，若此時機組柜門上的表頭指示二次電壓70-90kv，無二次電流和一次電流，說明電場接地，注意操作時間不能過長；v檢查高壓開關(guān)是否接地；用高壓搖表檢查輸出線路絕緣瓷瓶、支撐瓷瓶是否對地擊穿；v電場接地故障