電除塵器工作原理

電除塵器工作原理2021/6/271課堂思考題1、斷電振打是什么意思，怎么操作？2、進(jìn)入電除塵保溫箱需要注意哪些危險(xiǎn)因素，如何避免？2021/6/272目錄*一、電除塵器工作原理*二、電除塵器的分類*三、電除塵器構(gòu)造*四、電除塵效率*五、電除塵器名詞術(shù)語*六、電除塵器構(gòu)成*七、電除塵的維護(hù)與保養(yǎng)*八、電除塵器故障原因分析及其處理2021/6/273一、電除塵器工作原理

利用高壓電場產(chǎn)生的靜電力(庫侖力)使含塵氣流中的塵粒與氣體分離的除塵設(shè)備，稱靜電除塵器。電除塵器內(nèi)有多排保持—定間距、曲率半徑相差較大的金屬集塵極(陽極)和電暈極(陰極)，兩極間施加高壓直流電，當(dāng)電壓升高至—定值時(shí)，空氣電離，生成大量高速運(yùn)動(dòng)的負(fù)離子、正離子和自由電子。含塵氣流通過電場空間時(shí)，粉塵與自由電子、離子碰撞，實(shí)現(xiàn)了粉塵荷電。荷電粉塵在電場力的驅(qū)動(dòng)下，分別按異極性相吸的規(guī)律向集塵極和電暈極運(yùn)動(dòng)，絕大部分粉塵沉集于集塵極，少部分粉塵沉集在電暈極上；當(dāng)沉積在電極上的塵粒達(dá)到一定厚度時(shí)，借助于振打機(jī)構(gòu)使電極上沉積的塵層落入下部灰斗，凈化后的氣體從電場尾部排出。2021/6/274電除塵器基本原理基本原理：電除塵器在兩個(gè)曲率半徑相差較大的金屬陽極和陰極上通過高壓直流電，維持一個(gè)足以使氣體電離的靜電場。氣體電離后所產(chǎn)生的電子，陰離子和陽離子，吸附在通過電場的粉塵上，而使粉塵獲得電荷。荷電粉塵在電場力的作用下，便向電極性相反的電極運(yùn)行而沉積在電極上，可達(dá)到粉塵和氣體分離的目的。如右圖所示為電除塵本體內(nèi)部結(jié)構(gòu)，由電暈極（陰極系統(tǒng)）和集塵極（陽極系統(tǒng)）配合工作，電暈極通電后產(chǎn)生電暈附近將空氣電離，當(dāng)煙氣橫向流過時(shí)，煙氣中的塵粒將被負(fù)離子碰撞而荷電形成負(fù)粒子，而負(fù)粒子在電場力作用下向陽極板運(yùn)動(dòng)，吸附在極板上。吸附的灰塵經(jīng)過一定時(shí)間后在振打錘的敲擊下，粉塵掉落到灰斗內(nèi)。

2021/6/275二、電除塵器的分類電除塵器按氣體流向分立式和臥式兩類。(1)立式：氣體自下而上在電除塵器內(nèi)作垂直流動(dòng)。(2)臥式：氣體沿水平方向在電除塵器內(nèi)流動(dòng)。按集塵極形式分管式和板式兩類。(1)管式：集塵極由—根或多根方形、圓形或六角形的管子組成，電暈極懸掛在管子中心。(2)板式：集塵極由若干塊金屬板組成，電暈極安裝在兩排集塵極中間。2021/6/276三、電除塵器構(gòu)造

板臥式電除塵器結(jié)構(gòu)1—外殼；2—集塵電極；3—電暈電極；4—電極清灰裝置5—塵斗；6—?dú)饬鞣植佳b置；7—供電裝置2021/6/277

盡管電除塵器類型較多，但其主要部分基本—致，以板臥式電除塵器為例，由七部分組成。

（1）外殼要求嚴(yán)密不漏氣、有足夠的強(qiáng)度和能適應(yīng)含塵氣體溫度變化，常用鋼板、混凝土和磚制作外殼，—般根據(jù)所處理的氣體性質(zhì)及操作溫度加以選擇。

(2)集塵電極為電除塵器的主要部件，直接影響除塵效率、金屬耗量和造價(jià)。理想的集塵極應(yīng)具備：極板表面上的電場強(qiáng)度和電流密度均勻；板面振打加速度分布均勻，粉塵易振落，集塵重返氣流少；同等集塵面積鋼耗少，制造安裝方便；高溫下(350～400℃)不易變形。板臥式電除塵器的集塵電極多為板狀，可分為C型、Z型、CS等多種型式，另外有網(wǎng)狀式、棒幃式、管幃式極板；立式電除塵器的集塵極有管式、袋式等型式。2021/6/278(3)電暈電極包括電暈線、電暈線框架、電暈線框懸吊架、懸吊桿和支承絕緣套管等。常用的電暈線有圓線、螺旋線、芒刺線等。選用要求是：起暈電壓低、放電特性好、電暈電流大；機(jī)械強(qiáng)度高、易維持準(zhǔn)確的極距、不易斷裂脫落；便于粉塵的振落；耐腐蝕性能好。

(4)電極清灰裝置分濕式和干式兩種。采用噴霧或溢流方法，使電極上經(jīng)常保持—層水膜，使粉塵隨水膜流下，達(dá)到清灰目的，稱為濕式清灰。采用振打方式，將粉塵以干燥的形式振落，稱為干式清灰。集塵極的振打種類有錘擊、電磁和電容振打。清灰裝置的振打強(qiáng)度，用傳遞給電極的振打加速度g來量度，g值的大小隨電極的剛度、粉塵的粒度和沉積厚度、比電阻的不同而異。確定的原則是既使粉塵徹底剝落，又使粉塵二次飛揚(yáng)為最少。2021/6/279(5)塵斗貯存除下的粉塵，有錐形和槽形斗兩種。(6)氣流分布裝置由分布板和振打機(jī)構(gòu)組成，安裝在電除塵器的進(jìn)口或進(jìn)出口處，使流經(jīng)電場的氣流分布均勻，以免影響除塵效率。氣流分布板有多孔式、百葉窗式、網(wǎng)式等多種，開孔率為25％～50％，其中多孔板應(yīng)用最廣泛。(7)供電裝置由高壓整流器及控制器組成。2021/6/2710四、除塵效率除塵效率

η=（λ入-λ出）/λ入％

氣體性質(zhì)、粉塵特性、本體結(jié)構(gòu)、操作條件均影響電除塵器的除塵效率。

(1)氣體性質(zhì)，包括氣體溫度、壓力、濕度、流速和含塵濃度。溫度的升高和壓力的降低，會(huì)使氣體密度減小，從而降低起暈電壓、電暈極表面電場強(qiáng)度和火花放電電壓，氣體溫度的變化，尚引起粉塵比電阻值的改變；—般來說，氣體濕度大(含水多)，收塵效率高，但若氣體濕度過大，電除塵器內(nèi)易結(jié)露而腐蝕；電除塵器內(nèi)的氣流速度不宜過大，以免造成集塵極上的粉塵重返氣流和電極晃動(dòng)，降低除塵效率；但亦不宜過小，以免設(shè)備體積龐大，耗費(fèi)鋼材與投資。—般考慮在滿足除塵效率，盡可能降低鋼耗條件下，選擇合理風(fēng)速。進(jìn)入電除塵器的氣體含塵濃度超過—定值時(shí)，造成空間電荷過多，抑制電暈電流的產(chǎn)生，影響除塵效率，—般要求進(jìn)入電除塵器的氣體含塵濃度在50g/m3以下。

2021/6/2711(2)粉塵特性。粉塵粒徑、粘附性和比電阻影響除塵效率。粉塵在電場中的驅(qū)進(jìn)速度與粉塵粒徑有關(guān)，當(dāng)粒徑在0.3～0.9μm范圍內(nèi)除塵效率最低，總除塵效率隨中位粒徑的增大而提高；粉塵的粘附性，可使微細(xì)塵粒凝聚增大，對(duì)除塵有利，若粘附性強(qiáng)，易粘結(jié)在電極上，不易打下，使除塵效率降低；電除塵器運(yùn)行最適宜的粉塵比電阻范圍為104～1011Ω?cm，比電阻過低，則被捕下的粉塵易脫離極板重返氣流，比電阻過高，集塵極上會(huì)產(chǎn)生反電暈，常用增濕或在氣體中加入—定量的SO3、NH3等添加劑，稱為調(diào)質(zhì)措施，來降低粉塵的比電阻值。

2021/6/2712(3)本體結(jié)構(gòu)。影響除塵效率的關(guān)鍵構(gòu)件是電極和氣流分布裝置。集塵極的幾何形狀、電暈線的半徑、極板間距、電暈線間距等對(duì)電除塵器的電氣性能如起暈電壓、工作電壓、電暈電流都會(huì)產(chǎn)生不同程度的影響；電除塵器內(nèi)氣流分布不均勻，流速低的區(qū)域，除塵效率高，但補(bǔ)償不了高流速區(qū)域除塵效率的降低值，從而降低除塵器的除塵效率。(4)操作條件。包括工作電壓和電暈電流、電極振打強(qiáng)度與頻率。使電除塵器獲得高除塵效率，要求高壓供電電源處于穩(wěn)定的高工作電壓；并不致出現(xiàn)過分頻繁的閃絡(luò)或電弧放電。由于電暈功率由工作電壓和電暈電流組成，因此，為了得到盡量高的除塵效率，要確保電源能在最大的電暈功率下運(yùn)行；若振打強(qiáng)度或頻率過高，脫離電極的粉塵分散，容易重返氣流，反之，電極上的粉塵不易振下，會(huì)使電暈線肥大變粗，降低電暈放電效果，除塵效率下降。2021/6/2713五、電除塵器名詞術(shù)語（1）臺(tái)———具有一個(gè)完整的獨(dú)立外殼的電除塵器稱為一臺(tái)。（2）室——縱向隔離分區(qū)，中間無隔墻的電除塵器叫單室電除塵器；中間有隔墻的叫雙室電除塵器。（3）電場———指氣流方向上的一個(gè)供電分區(qū)，配以一組高壓電源設(shè)備的單元體。臥式電除塵器常設(shè)兩個(gè)、三個(gè)或四個(gè)電場。（4）電場長度———電場中沿氣流方向一排收塵極板的總寬度。（5）電場寬度———電除塵器同名電極中心距與氣流通道數(shù)的乘積。（6）電場風(fēng)速———煙氣在電場中的平均流速。它等于進(jìn)入電除塵器的煙氣量與流通截面積之比。（7）停留時(shí)間———煙氣流經(jīng)電場長度所需要的時(shí)間。它等于電場長度與電場風(fēng)速之比。2021/6/2714（8）收塵面積———收塵極板的有效投影面積。它等于收塵極板的有效長度、有效高度與2倍通道數(shù)的總乘積。（9）比收塵面積———單位流量的煙氣所分配到的收塵面積。它等于收塵面積與煙氣流量之比，單位為m2//m3/s。（10）通流截面———電場的有效高度與寬度的乘積。它從一個(gè)方面反映電除塵器規(guī)格的大小。（11）處理風(fēng)量———單位時(shí)間通過電除塵器的煙氣流量。有的按工況條件下電除塵器人口與出口煙氣流量平均值計(jì)算。（12）驅(qū)進(jìn)速度———荷電粒子在電場力的作用下向收塵極表面運(yùn)動(dòng)的速度。工程上通常采用的是有效驅(qū)進(jìn)速度，是根據(jù)多依奇公式反算出來的。它是對(duì)電除塵器性能進(jìn)行比較和評(píng)價(jià)的重要參數(shù)，也是電除塵器設(shè)計(jì)的關(guān)鍵數(shù)據(jù)。（13）粉塵濃度———每標(biāo)準(zhǔn)立方米干氣體中所含有的煙塵量。（14）除塵效率———單位時(shí)間內(nèi)電除塵器所收集的粉塵重量除以同一時(shí)間內(nèi)進(jìn)入電除塵器的粉塵總重量的百分?jǐn)?shù)。2021/6/2715六、電除塵器構(gòu)成電除塵器主要由兩大部分組成。一部分是產(chǎn)生高壓直流電的供電機(jī)組和低壓控制裝置，俗稱電氣部分。另一部分是電除塵本體。煙氣在本體內(nèi)完成凈化過程。

2021/6/2716（一）、供電控制系統(tǒng)高壓供電系統(tǒng)一般分布于電除塵器的頂部，一般為一個(gè)電場一套對(duì)應(yīng)一套高壓供電裝置，通過除塵器頂部的絕緣子箱與電暈極相連，低壓控制系統(tǒng)即為我們?cè)诩刂剖铱吹降母鱾€(gè)控制柜，與高壓供電系統(tǒng)相對(duì)應(yīng)，低應(yīng)控制系統(tǒng)同樣為一個(gè)電場對(duì)應(yīng)一套低壓控制系統(tǒng)，一般提到的電除塵器供電控制系統(tǒng)即為高壓供電與低壓控制的總稱，兩者不可分割。1.高壓供電電除塵器的電源控制裝置的主要功能，是根據(jù)煙氣和粉塵的性質(zhì)，隨時(shí)調(diào)整供給電除塵器的最高電壓，使之能夠保持平均電壓稍低于即將發(fā)生火花放電的電壓（即伴有一定火花放電的電壓）下運(yùn)行。國內(nèi)通常采用的可控硅自動(dòng)控制高壓硅整流機(jī)組，由高壓硅整流器和可控硅自動(dòng)控制系統(tǒng)組成。它可將工頻交流電變換成高壓直流電并進(jìn)行火花頻率控制，長樂電廠的火花頻率約控制在600次/小時(shí)。2.低壓控制電除塵器低壓控制裝置包括溫度檢測和恒溫加熱控制、振打周期控制、灰位指示、高低位報(bào)警和自動(dòng)卸灰控制、檢修門、孔和柜的安全連鎖控制等，這些都是保證電除塵器長期安全可靠運(yùn)行所必不可少的。2021/6/2717下圖是高壓控制柜和電氣控制裝置2021/6/2718下圖為電除塵的一次回路

工頻交流經(jīng)晶閘管調(diào)壓加在硅整流變壓器的一次繞組上，經(jīng)變壓器升壓為高壓交流，然后經(jīng)硅堆橋式整流電容濾波后輸出負(fù)直流高壓，，高壓正級(jí)接地。其中直流輸出的負(fù)極接到電暈線上，正極接到收塵極板上，硅堆和升壓變都在變壓器本體內(nèi)。

2021/6/2719 K型電除塵系統(tǒng)核心--電壓控制器2021/6/2720整流變和阻尼電阻2021/6/2721（二）本體部分電除塵器本體主要部件包括：煙箱系統(tǒng)、電暈極系統(tǒng)、收塵極系統(tǒng)、振打系統(tǒng)、儲(chǔ)灰系統(tǒng)、殼體、管路、殼體保溫等。1.煙箱系統(tǒng)（進(jìn)出口煙道）煙箱系統(tǒng)包括進(jìn)氣煙箱和出氣煙箱兩部分。進(jìn)氣煙箱是煙道與電場之間的過渡段。煙氣經(jīng)過進(jìn)氣煙箱要完成由進(jìn)氣煙箱的小管道截面到電場大截面的擴(kuò)散，此時(shí)，保持煙氣流速、流場分布均勻性的平衡過渡顯得尤為重要，因此，為了達(dá)到整個(gè)電場截面上氣流分布的均勻，進(jìn)氣煙箱采用喇叭形，并在其中裝有三層氣流均布板，其目的是使煙道中來的煙氣經(jīng)過時(shí)氣流盡可能均勻地進(jìn)入全電場。同時(shí)在進(jìn)氣煙箱上要有對(duì)濕度、溫度、流速、動(dòng)靜壓及含塵濃度等進(jìn)行監(jiān)測的監(jiān)測孔。出氣煙箱是已經(jīng)凈化過和煙氣由電場到出氣煙道的過渡段。這里對(duì)氣流分布的要求比較低，只需注意不要因?yàn)闊煔饬魉俚募眲∽兓瘜?duì)電場內(nèi)的氣流分布造成大的影響就可行了。2021/6/27222.電暈極系統(tǒng)(陰極系統(tǒng))

陰極系統(tǒng)是產(chǎn)生電暈、建立電場的最主要構(gòu)件，它決定了放電的強(qiáng)弱。影響煙氣中粉塵荷電的性能，直接關(guān)系著除塵效率。安裝時(shí)要保證嚴(yán)格的極間距，保證整個(gè)電暈極系統(tǒng)與電除塵器其它部件良好的絕緣性能和足夠的放電距離。陰極系統(tǒng)由陰極框架、陰極砧梁、陰極懸掛系統(tǒng)及防擺裝置構(gòu)成，陰極系統(tǒng)通過砧梁懸掛在陰極吊梁上。

陰極系統(tǒng)支承絕緣子或絕緣軸的周圍若溫度過低，其表面容易結(jié)露，當(dāng)除塵器工作時(shí)，可能沿絕緣子或絕緣軸表面產(chǎn)生爬電或沿面放電，使工作電壓無法上升，所以支承絕緣子附近裝設(shè)電加熱器，外加保溫箱，設(shè)恒溫控制器，以保持溫度。2021/6/27233.收塵極系統(tǒng)（陽極系統(tǒng)）陽極系統(tǒng)由極板排、振打砧及防擺裝置構(gòu)成，陽極板的主要功用是與陰極線形成靜電場及收塵，它是由特制的薄板在專用軋機(jī)上軋制成形的。由若干塊陽極板組成的陽極排平面應(yīng)具有較好的剛性，保證其平面度在規(guī)定范圍內(nèi)，以保證陰陽極間距的極限偏差。極板排通過吊板上的二個(gè)孔自由懸掛在殼體頂梁底部的吊耳上，吊板上焊有振打砧，振打力通過振打砧傳遞到極板排上，陽極系統(tǒng)的振打清灰采用電磁錘振打器，一般三排，或五排陽極板配一個(gè)振打器。2021/6/27244灰塵收集輸送系統(tǒng)電除塵收集下的粉塵，通過灰斗和排、輸灰裝置輸送走，以保證電除塵器的穩(wěn)定運(yùn)行。輸灰方式分為二類：干輸灰和水沖灰，干輸灰又分為氣力輸灰和機(jī)械輸灰兩種。2021/6/27255.殼體殼體可以分為兩部分，一部分是承受電除塵器全部結(jié)構(gòu)重量及外部附加荷載（北方地區(qū)還須考慮冬季雪載）的框架；另一部分是用以將外部空氣與電除塵內(nèi)部隔開，獨(dú)立形成一個(gè)電除塵環(huán)境的墻板。現(xiàn)代電除塵器幾乎都采用鋼質(zhì)殼體，殼體也有用鋼筋混凝土或磚砌筑的，當(dāng)捕集高溫及腐蝕性較大的煙氣時(shí)，則采用瓷磚或鉛板作內(nèi)襯。一般殼體耗鋼量占除塵器總鋼量的1/5~1/3，所以它是影響電除塵器經(jīng)濟(jì)性的重要因素。殼體不僅要有足夠的風(fēng)度、強(qiáng)度及嚴(yán)密性，而且要考慮工作環(huán)境下的耐腐蝕性和穩(wěn)定性。因?yàn)樵谶\(yùn)行前后，電除塵器各構(gòu)件受熱要發(fā)生變形，所以電除塵器殼體下部的支座不能都與基礎(chǔ)固定，而是只有一點(diǎn)固點(diǎn)，其余各點(diǎn)采用各種形式的活動(dòng)支座，使其沿指示方向滑動(dòng)。2021/6/27266.保溫系統(tǒng)保溫不良不僅會(huì)影響電場內(nèi)氣流分布的均勻性或由于絕緣子結(jié)露造成沿面爬電而影響電除塵器的正常工作，而且還會(huì)導(dǎo)致電除塵器銹蝕，若保溫層敷設(shè)質(zhì)量差，使用壽命短，必將造成人力和物力的浪費(fèi)，因此殼體保溫的設(shè)計(jì)施工同樣也是不可忽視的，保溫材料要選熱阻大、重量輕、易敷設(shè)的材料，如巖棉板、礦渣棉板、玻璃棉氈、微孔硅酸鈣、蛭石板、珍珠巖板等。保溫層的護(hù)板材料要選耐腐蝕、抗老化、方便施工的板材，并要求斷面呈波形，如薄的刷漆鋼板、玻璃鋼瓦楞板等，對(duì)保溫層和護(hù)板的敷設(shè)，要做到敷設(shè)連續(xù)，搭縫嚴(yán)密，防止漏雨。2021/6/27277、頂部電磁錘振打頂部振打作用力的方向與極線的軸線方向一致，極線不會(huì)受到剪切力，極線的軸向強(qiáng)度大于徑向強(qiáng)度，因此不易斷線。由于頂部振打其振打裝置設(shè)置在電除塵器頂部，隔離于煙塵之外，煙塵中沒有運(yùn)動(dòng)部件，因此運(yùn)行安全可靠，便于維護(hù)管理。頂部電磁錘振打可實(shí)現(xiàn)振打強(qiáng)度、振打頻率和振打順序在一定范圍內(nèi)隨意調(diào)節(jié)，調(diào)整靈活、方便。電磁錘振打器的工作原理：當(dāng)線圈通電時(shí)，線圈周圍便產(chǎn)生磁場，振打棒在磁場力的作用下被提升，達(dá)到一定高度時(shí)，線圈斷電，磁場消失，振打棒在重力作用下自由下落，撞擊振打桿，由振打桿將振打力傳遞到電除塵器內(nèi)部的陰、陽極系統(tǒng)或氣流分布裝置上，達(dá)到振打清灰的目的。2021/6/2728七、電除塵的維護(hù)與保養(yǎng)為了使電除塵器長期有效地運(yùn)行，達(dá)到預(yù)期的除塵效率，必須做好電除塵器的維護(hù)和保養(yǎng)。常規(guī)維護(hù)保養(yǎng)：（1）進(jìn)入電場先檢查積灰情況，再進(jìn)行清掃。（2）檢查電場側(cè)壁、檢查門、頂蓋上絕緣子室等部位是否有漏風(fēng)結(jié)露、極板腐蝕現(xiàn)象或積灰現(xiàn)象，并消除之。（3）有時(shí)煙氣流速較低部位氣流分布板有可能積灰、堵塞，檢查并進(jìn)行人工清掃。2021/6/2729（4）檢