一、 電除塵的基本原理
1、 什么叫電除塵器?(簡(jiǎn)稱EP或ESPelectrostatic precipitation 的縮寫)
在高壓電場(chǎng)內(nèi),懸浮于煙氣流中的塵粒,受到發(fā)射離子的作用而帶電,這種荷電塵粒受到帶有不同極性的電極表面的吸引而被吸附在電極表面上,通過周期性或連續(xù)性振打或沖刷,由金屬表面脫落,同時(shí)在重力的作用下落入灰斗.
一臺(tái)單獨(dú)的電除塵器是將沉淀極和電暈極置于一個(gè)單獨(dú)殼體內(nèi)的一種構(gòu)造.再配有高,低壓電源供電及控制系統(tǒng).
2、 電除塵的基本過程,可分為三或四個(gè)階段:
a進(jìn)入電除塵器的粉塵粒子荷電-----電離和荷電過程
b荷電塵粒移動(dòng)后(到陽(yáng)極或陰極)沉積-----收塵過程
c振打或沖刷使沉積粉塵脫落-----清灰過程
d從灰斗中將粉塵再輸送出去
3、具體過程
1) 電暈放電:
在極不均勻電場(chǎng)的空氣間隙中,隨外加電壓升高,曲率半徑較小的電極表面附近的場(chǎng)強(qiáng)將首先達(dá)到引起空氣游離的數(shù)值,且在該電極前很小的范圍內(nèi)滿足形成流注的起始條件,就在這一局部區(qū)域內(nèi)形成電暈放電。產(chǎn)生的電流稱為電暈電流。
只有電暈放電,才有收塵作用
電除塵器具備兩個(gè)電極系統(tǒng),產(chǎn)生電暈放電的電暈極和捕集荷電粉塵的收塵極
電暈極------也稱為放電極,或陰極
收塵極------也稱為沉淀極,或陽(yáng)極,或集塵極
2) 伏安特性:
二次電暈電流與二次電壓之間的關(guān)系曲線
3) 電場(chǎng)強(qiáng)度:
兩個(gè)電極系統(tǒng)施加負(fù)極性直流高壓后,便形成高壓電場(chǎng),表示電場(chǎng)強(qiáng)度的物理量,便稱為電場(chǎng)強(qiáng)度(簡(jiǎn)稱場(chǎng)強(qiáng))。
有三種作用:
電場(chǎng)越強(qiáng),越能產(chǎn)生大能量的荷電離子;
荷電離子與塵粒碰撞的動(dòng)能就越大
荷電粒子吸附到異性電極的速度就越快;
4) 粉塵荷電:
電除塵基本過程就是塵粒荷電。兩個(gè)基本荷電機(jī)理:
A 電場(chǎng)荷電:負(fù)離子與懸浮于氣體中的塵粒相碰撞,使粉塵荷電;(即碰撞荷電)這是
最主要的粉塵荷電
B擴(kuò)散荷電:由于氣體中離子的熱運(yùn)動(dòng)及離子的濃度差(濃度大的向濃度小的方向運(yùn)動(dòng)),向塵粒擴(kuò)散而荷電,即所謂擴(kuò)散荷電
5)收塵:浮于氣體中的塵粒荷電后,根據(jù)異性相吸原理,在電場(chǎng)電力(庫(kù)侖力的作用下,向收塵極(在此泛指陽(yáng)極和陰極)移動(dòng)并沉積于上。
收塵效率(除塵效率)η:
入口含塵濃度C1-出口含塵濃度C2
η=×100%
入口含塵濃度C1
即:?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)電除塵器所收集的粉塵質(zhì)量除以同一時(shí)間里進(jìn)入電除塵器粉塵總質(zhì)量所得的百分比。
4、圖示電除塵工作原理:
電除塵工作原理圖
收塵原理圖
5,多依奇(Deutsch)收塵效率計(jì)算公式
AA:收塵板面積 單位:m2
η=1-exp〔- ----- w〕Q:煙氣量單位 m3/h
Qw:驅(qū)進(jìn)速度單位 cm/s
A/Q;收塵比表面積單位:m2/m3/h
二、 電除塵器的結(jié)構(gòu)
1、電除塵器的機(jī)械部件
電除塵器由除塵器本體和供電裝置兩大部分組成。
主要部件有殼體、收塵電極、放電電極、振打裝置和氣流分布裝置等。
電除塵器部件組成:
2、電除塵器的結(jié)構(gòu):
三、 電除塵器的分類
1、 按氣體流動(dòng)方向分為:
A:水平流動(dòng)------》臥式電除塵器
B 垂直流動(dòng)------》立式電除塵器
2、按進(jìn)氣截面分:
A 方型(常規(guī))結(jié)構(gòu)電除塵器
B 圓型(特殊)結(jié)構(gòu)電除塵器
3、按收塵板截面分:
A 軋制而成型的各種板式電除塵器
B 直徑不同的圓管式電除塵器
4、按清灰方式分:
A 濕式電除塵器-----用水來清除電極表面上的粉塵,用量越來越少
B 干式電除塵器-----用濕法以外方式來清除電極表面上的粉塵;
普遍采用,也是最常見的。
C 旋轉(zhuǎn)電極式電除塵器-------近年新開發(fā)出來的,尚不普及。
D 聲波震動(dòng)原理清除電極表面上的粉塵;目前屬于輔助清灰方式。
5、按(干式)振打方式分
A 機(jī)械振打:
側(cè)部旋轉(zhuǎn)錘振打
頂部旋轉(zhuǎn)錘振打
B 電磁振打;
屬于頂部振打方式的一種。
以上幾個(gè)分類還經(jīng)常設(shè)計(jì)組合在一起,以滿足不同的實(shí)際要求。
例如:有常見的有:板臥式側(cè)部振打電除塵器;
板臥式頂部電磁振打電除塵器;
干法圓式電除塵器;
濕法立式電除塵器;
四 、電除塵器名詞術(shù)語(yǔ)
1、一般術(shù)語(yǔ)
(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(wú)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(chǎng)———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(chǎng)。
(4) 電場(chǎng)長(zhǎng)度———電場(chǎng)中沿氣流方向一排收塵極板的總寬度。
(5) 電場(chǎng)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(chǎng)風(fēng)速———煙氣在電場(chǎng)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(chǎng)長(zhǎng)度所需要的時(shí)間。它等于電場(chǎng)長(zhǎng)度與電場(chǎng)風(fēng)速之比。
(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(zhǎng)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(chǎng)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(chǎng)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)。
2、本體部分
(1) 絕緣子室———支承高壓系統(tǒng)的絕緣子保溫密閉小室。
(2) 人孔門———用于進(jìn)入電場(chǎng)進(jìn)行維護(hù)檢修的活動(dòng)門。
(3)氣流分布裝置———用以改善進(jìn)入電場(chǎng)的氣流的分布,使之均勻的裝置。通常設(shè)置在進(jìn)口喇叭管內(nèi)。
(4) 擋風(fēng)板( 阻流板) ———設(shè)置在電除塵器內(nèi),用于防止煙氣不經(jīng)過電場(chǎng)而旁通流走的—構(gòu)件。
(5) 收塵極板( 陽(yáng)極板、沉淀極、集塵極) ———是電除塵器的接地電極,荷電塵
粒在電場(chǎng)力的作用下移向并被吸附其上。
(&)收塵極振打裝置———使極板發(fā)生沖擊振動(dòng)或抖動(dòng),以振落沉積在極板上的塵粒的裝置。
(6) 放電極( 陰極、電暈極)———與收塵極相對(duì)設(shè)置,使空氣電離、粉塵荷電及產(chǎn)生電場(chǎng)效應(yīng)的構(gòu)件。其橫斷面的曲率半徑較小。
(7) 放電極振打裝置———使放電極產(chǎn)生沖擊振動(dòng)或抖動(dòng)。以振落沉積在放電極上的塵粒的裝置。
(8) 絕緣子———支承放電極系統(tǒng)并使之與其他部件絕緣的構(gòu)件。
(9)絕緣軸———使放電極系統(tǒng)與周圍部件絕緣,并能傳遞使放電極系統(tǒng)產(chǎn)生必要的振動(dòng)或抖動(dòng)的絕緣瓷軸。
3、電氣部分
(1) 高壓電源———使電除塵器獲得所必需的直流高壓電的供電裝置。
(2)變壓整流器———變壓器將標(biāo)準(zhǔn)民用電轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)十千伏的高壓電,而整流器則將交流電整流為直流電。
(3) 控制系統(tǒng)———使施加的電壓和電流隨煙氣工況變化而調(diào)整的系統(tǒng)。它設(shè)在變壓器的低壓側(cè)。
(4) 電抗器———用于限制電流上升率、改善電流波形的電感線圈。
(5) 自動(dòng)調(diào)壓裝置———能自動(dòng)調(diào)節(jié)高壓電源的電氣裝置。
(6) 高壓隔離開關(guān)———用于通斷和轉(zhuǎn)換高電壓回路的開關(guān)。
(7)高壓電纜———傳輸高壓電流的電纜。利用油浸絕緣紙作為絕緣層的電纜稱為充油電纜;利用聚乙烯、橡膠等干性物質(zhì)作為絕緣層的電纜稱為干電纜。
(8) 匯流條———封閉在接地管道中的導(dǎo)線。
(9) 火花———高壓帶電體向接地部件釋放的短時(shí)間自滅放電現(xiàn)象。火花放電時(shí)電流迅速增大。
(10) 電弧———高壓帶電體向接地部件釋放的大量電荷。它持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng),發(fā)出強(qiáng)光并產(chǎn)生高溫。
(11) 電暈電流———發(fā)生電暈放電時(shí)從電極間流過的電流。
(12) 電暈功率———輸入電除塵器的有效功率。它等于電場(chǎng)的平均電壓和平均電暈電流的乘積。
(13)伏安特性———電暈電流與電壓之間的關(guān)系。它是許多變量的函數(shù),其中最主要的是放電線的幾何形狀,煙氣成分和粉塵性質(zhì)等。
(14) 一次電壓———輸入到整流變壓器初級(jí)的交流電壓。
(15)二次電壓———整流變壓器輸出的直流電壓。它是高壓輸出端和除塵器接地端之間測(cè)得的直流電壓平均值。
(16) 一次電流———輸入到整流變壓器初級(jí)的交流電流。
(17)二次電流———整流變壓器輸出的直流電流。它是整流器接地端上的毫安表測(cè)得的通向電除塵器的直流電流平均值。
五 、電除塵器的特點(diǎn)
電除塵器與其他種類除塵器的根本區(qū)別。在于實(shí)現(xiàn)粒子與煙氣分離所需的力是直接作用在荷電粒子上的庫(kù)侖力。同其他類型的除塵器相比,它具有以下幾個(gè)特點(diǎn):
(1)阻力小,耗能少。一臺(tái)處理煙氣量為400000m3/h的電除塵器,一套電源最大功率不超過60KW。由于煙氣進(jìn)入電除塵器后既不轉(zhuǎn)彎,又不與其他物體碰撞,加之流速較低,氣體阻力很小,壓力損失一般為200Pa,串聯(lián)四個(gè)電場(chǎng)也不會(huì)超過300Pa。與袋式除塵器、旋風(fēng)除塵器或文丘里洗滌器相比,電除塵器的阻力僅僅是它們的1/3—1/8。因此大大節(jié)約電力消耗。
(2) 收塵效率高。電除塵器的除塵效率,理論上可達(dá)到接近100%的任何效率。實(shí)際上所需效率應(yīng)根據(jù)具體情況確定,追求過高的效率,在經(jīng)濟(jì)上是不合理的。例如將實(shí)際需要的效率98% 提高到99%,設(shè)備造價(jià)將增加18% 。
電除塵器的除塵效率高還包含著長(zhǎng)期效率的含義。除袋式除塵器外,其他各種除塵器的除塵效率尤其是長(zhǎng)期效率都比不上電除塵器。如某燒結(jié)廠使用了18年的電除塵器,從未更換任何部件,而除塵效率基本沒有降低。其他種類的除塵器由于零部件的壽命較短,雖然早期效率較高,但后期效率都較低。電除塵器的主要構(gòu)件基本上是靜止的,振打機(jī)構(gòu)也是在極低的速度下運(yùn)行,相對(duì)運(yùn)動(dòng)面不會(huì)很快磨損。所以只要設(shè)計(jì)得當(dāng),并能正常進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng),電除塵器能長(zhǎng)期高效運(yùn)行。
(3) 適用范圍廣。電除塵器甚至能捕集到0.1μ的細(xì)顆粒粉塵;粉塵濃度允許高達(dá)每立方米數(shù)十克至上百克;能適應(yīng)4000C以下的高溫?zé)煔狻?/p>
(4)處理煙氣量大。隨著大型工藝設(shè)備的日益增多,要求處理的煙氣量也大為增加。例如,高爐出鐵場(chǎng)的煙氣量可達(dá)1000000m3/h發(fā)電機(jī)組排出的煙氣量在3000000以m3/h以上。電除塵器比較容易實(shí)現(xiàn)大型化,目前已出現(xiàn)單臺(tái)處理1200000m3/h煙氣量的電除塵器。
(5)自動(dòng)化程度高,運(yùn)行可靠。電除塵器采用微機(jī)可以實(shí)現(xiàn)全盤自動(dòng)化。由于其運(yùn)動(dòng)零部件少,在正常情況下維修工作量較小,可以長(zhǎng)期連續(xù)安全運(yùn)行。
(6)一次投資大。與其他除塵設(shè)備相比,電除塵器結(jié)構(gòu)較復(fù)雜,消牦鋼材多、一次性投資費(fèi)用較高。電除塵器對(duì)制造、安裝和維護(hù)管理水平要求較高。
(7)應(yīng)用范圍受粉塵比電阻的限制。電除塵器的收塵性能受粉塵比電阻的支配,粉塵比電阻在106-----1011Ω.cm范圍以外,則除塵效率顯著下降。因此粉塵比電阻過高或過低,采用電除塵器不僅不經(jīng)濟(jì),有時(shí)甚至不可能。
六 、 高壓供電裝置和低壓自動(dòng)控制裝置
1、電除塵器供電裝置的性能對(duì)除塵效率影響極大
一般來說,在其他條件相同的情況下,電除塵器的除塵效率取決于粉塵的驅(qū)進(jìn)速度,而驅(qū)進(jìn)速度是隨著荷電電場(chǎng)強(qiáng)度和收塵電場(chǎng)強(qiáng)度的提高而增大的。要獲得最高的除塵效率,需要盡可能地增大驅(qū)進(jìn)速度,也就是需要盡可能地提高除塵器的電場(chǎng)強(qiáng)度。對(duì)電除塵器供電裝置的要求是:在除塵器工況變化時(shí),供電裝置能快速地適應(yīng)其變化,自動(dòng)地調(diào)節(jié)輸出電壓和電流,使電除塵器在較高的電壓和電流狀態(tài)下運(yùn)行;另外,電除塵器一旦發(fā)生故障,供電裝置
應(yīng)能提供必要的保護(hù),對(duì)閃絡(luò)、拉弧和過流信號(hào)能快速鑒別和作出反應(yīng)。
電除塵器的供電是指將交流低壓變換為直流高壓的電源和控制部分。作為與本體設(shè)備配套,供電還包括電極的清灰振打、灰頭卸灰、絕緣子加熱及安全連鎖等控制裝置,通稱低壓自動(dòng)控制裝置。
2、 高壓供電裝置的控制方式
(1)火花頻率控制。以控制最佳火花頻率為出發(fā)點(diǎn)的電壓自動(dòng)跟蹤調(diào)節(jié)控制方式的可控硅自動(dòng)控制高壓硅整流裝置,是目前國(guó)內(nèi)外使用最普遍的一種高壓電源。這種控制方式的主要特點(diǎn)是利用電場(chǎng)的高壓閃絡(luò)訊號(hào)作為反饋指令。檢測(cè)環(huán)節(jié)把閃絡(luò)信號(hào)取出,送到整流器的調(diào)壓自動(dòng)控制系統(tǒng)中去,自控系統(tǒng)得到反饋指令后,使主回路調(diào)壓可控硅迅速切斷電壓輸出,并讓電場(chǎng)介質(zhì)絕緣強(qiáng)度恢復(fù)到正常值。通過調(diào)節(jié)電壓上升速率和閃絡(luò)封鎖時(shí)的電壓下降值,控制每?jī)纱伍W絡(luò)的時(shí)間間隔(即閃絡(luò)頻率或火花率),使設(shè)備盡可能在最佳火花率下工作,以獲得最好的除塵效果。
最佳火花放電頻率,與電除塵器電源的反應(yīng)速度、含塵煙氣特性以及電除塵器的極配形式有關(guān)?;鸹ǚ烹婎l率與電除塵器效率之間存在著函數(shù)關(guān)系。因?yàn)殡妷荷邥?huì)加快塵粒驅(qū)進(jìn)速度,但火花放電次數(shù)增多,會(huì)使塵粒沉積條件變壞,故電除塵器效率與單位時(shí)間火花放電次數(shù)存在著最佳值。
(2)最佳電壓控制。最佳電壓控制方式的目的是使電場(chǎng)在任何工況條件下,能得到最高的平均電壓,即最大的電暈功率,使除塵器達(dá)到高的除塵效率。
如上所述,火花頻率控制可使電除塵器的除塵效率達(dá)到最高值。但是,電除塵器被處理的煙塵量、溫度和性質(zhì)是在不斷變化的,因此,火花放電頻率和火花放電電流的大小,不是總保持一定的關(guān)系。若火花放電頻率不高,而放電電流很大的話,容易產(chǎn)生弧光放電。也就是說這是不穩(wěn)定的狀態(tài)。所以說僅控制火花放電頻率,還不能說是最佳的控制方式。
為改良這方面的缺點(diǎn),可采用最佳電壓控制方式。這種方式是檢測(cè)出火花放電電流的大小與火花放電的次數(shù),使此積分值保持一定。這就是最佳外加電壓控制方式。
(3)定電流控制。定電流控制方式是利用電除塵器在接近火花放電出現(xiàn)臨界電壓時(shí),電暈放電電流會(huì)顯著增加的關(guān)系,可以檢測(cè)出電暈電流。用自動(dòng)控制電壓的方法使電暈電流保持一定。
定電流控制方式輸出電壓控制是用飽和電抗器。為了使電流控制在一定值,并使之與煙塵條件的變化無(wú)關(guān),則電流設(shè)定比較困難。因?yàn)殡娏髟O(shè)定值較大,則有轉(zhuǎn)變?yōu)榛」夥烹姷奈kU(xiǎn)。若設(shè)定在低于火花開始電壓的狀態(tài)下,則不能取得預(yù)期的除塵效率。
定電流控制方式是設(shè)法將電除塵器控制在不發(fā)生火花閃絡(luò)的狀態(tài)下工作。這種方式適于處理有爆炸性氣體的電除塵器。另外對(duì)于寬間距(同極距大于600MM)電除塵器,由于不會(huì)形成與一般電除塵器一樣的火花放電,沒有必要去控制火花,也可以使用定電流方式。
以上三種控制方式也可以都?xì)w屬在最佳火花頻率控制的范疇內(nèi).
(4) 高壓脈沖供電
電除塵器高壓脈沖供電技術(shù)是上世紀(jì)80年代發(fā)展起來的一種先進(jìn)的電除塵器供電技術(shù)。它能夠有效地抑制高比電阻粉塵在電場(chǎng)中形成反電暈現(xiàn)象,使電除塵器在高比電阻粉塵的工況下能較好地運(yùn)行,因而提高了電除塵器處理高比電阻粉塵的能力。對(duì)于處理正常粉塵比電阻的電除塵器,亦能取得高效節(jié)能的效果。
目前,電除塵器使用的高壓脈沖電源有兩種基本類型,一種是在高壓電源的高壓側(cè)形成脈沖的脈沖電源。這種脈沖電源的基本工作方法是將高壓直流電用一種特制的高壓開關(guān)切割成脈沖。這種高壓脈沖電源的主要優(yōu)點(diǎn)是形成的脈沖寬度窄,可達(dá)2μS以下。這對(duì)于提高電除塵器的電場(chǎng)擊穿電壓,加強(qiáng)粉塵荷電很有幫助。脈沖電源的另一種形式是在比較低的電源電壓下形成脈沖,然后用脈沖變壓器將低壓脈沖升壓成為高壓脈沖,這種脈沖電源的主要優(yōu)點(diǎn)是開關(guān)壽命長(zhǎng),噪聲小。
(5) 恒流源供電
電除塵器采用恒流源供電,是80年代中期開始的。雖然它采用了大量的無(wú)源元件———電抗器、電容組成L--C變換網(wǎng)絡(luò),但卻改變?yōu)橐环N供電方式,即電流源供電。無(wú)論是較早的磁飽和放大器電源,還是現(xiàn)在的可控硅電源,即使是高阻抗的電壓源,均是電壓源的特性。電壓源的工作方式:一種方式是改變回路的阻抗,進(jìn)行限流;一種是改變輸出電壓的平均值(波形),雖然可以做到“恒壓”、“恒流”運(yùn)行,但是通過控制調(diào)整電壓來達(dá)到的,其主變量,即能直接控制、調(diào)整的量是電壓,而恒流源是一種電流源的概念,能直接控制、調(diào)整的是電流,通過控制和調(diào)整電流,做到“恒壓”、“恒流”、“最佳火花率”等工作狀態(tài)下運(yùn)行。
(6) 高頻開關(guān)式電源
高頻開關(guān)式電源(全稱為高頻開關(guān)式集成整流電源)是電除塵器高壓供電的新動(dòng)
向,它具有重量輕、體積小、結(jié)構(gòu)緊湊、三相負(fù)載對(duì)稱、功率因數(shù)較高以及可能有較高收塵效率等優(yōu)點(diǎn),成為有吸引力的替代傳統(tǒng)可控硅調(diào)壓整流裝置(T/R)的電源。
20 世紀(jì)90年代高頻開關(guān)電源開始商業(yè)化?,F(xiàn)在采用了比80 年代更高的20—50kHz的頻率 在加上是三相供電,所以輸出到電除塵器的電壓幾乎是恒穩(wěn)的純直流,從而帶來一系列常規(guī)單相反并聯(lián)可控硅調(diào)壓電源所不具備的特性與優(yōu)點(diǎn):
①純直流供電的電壓、電流較常規(guī)電源的平均值高,有利于提高中低比電阻粉塵的除塵效率。一般可使粉塵排放降低30%。由于只有單一的直流輸出值,選擇電源避免了峰值、平均值等的狹義。
② 火花時(shí)常規(guī)電源一般至少要關(guān)斷一個(gè)半波,即10ms,高頻電源大都可在2—5ms時(shí)間之內(nèi)使火花熄滅5—10ms 恢復(fù)全功率供電。在 100次/min的火花率下,輸出高壓無(wú)下降的跡象。
③ 整流變壓器(T/R)顯著減輕和縮小,成本可比常規(guī) T/R還低,性價(jià)比高。一臺(tái)70kV/800mA的整臺(tái)電源(包括輸入電源 T/R、控制柜、高頻開關(guān)等)僅200Kg,而常規(guī) T/R可700—1700Kg,甚至比常規(guī)電源的控制柜還輕。安裝也省事、省錢。由于高頻變壓器用油不多,集油盤,排油管,儲(chǔ)油罐也都省了。
④集成度高。所有線路、輸入電源、高頻開關(guān)、T/R、高壓/低壓/振打/加熱控制器都集中在一個(gè)小箱體中,并具有良好的模塊性。
⑤ 電源轉(zhuǎn)換效率高。一臺(tái)額定60KW 的電源,總電損耗小于 3KW。
⑥ 三相均衡對(duì)稱供電,對(duì)電網(wǎng)無(wú)干擾。
⑦ 也可像常規(guī)電源一樣,采取“間歇供電”(類似脈沖方式),用于高比電阻粉塵,自
由度更大,效果更佳。開關(guān)電流的間歇供電“脈沖”不再受常規(guī)供電時(shí)半波寬度(10ms.)
的限制,其最佳供電的寬度和幅值、最佳周期(占/空比),均是可“任意”選擇的,在同
樣的輸入 ESP 的功率下,開關(guān)電源較常規(guī)電源能提供更大的電流和更窄的脈寬,因而更有
利于高比電阻粉塵的收集。
⑧ 三相電源
將工頻三相380V交流電源,通過三路六只可控硅移相調(diào)壓,三相變壓器升壓整流后,并聯(lián)成一路直流高壓輸出。在選用適當(dāng)?shù)碾姌O機(jī)械裝置后,配套組成高壓靜電除塵設(shè)備。
主要特點(diǎn):
(1) 電源的轉(zhuǎn)換效率高
單相直流電源的輸出功率與輸入功率之比的轉(zhuǎn)換效率低于70%;三相高壓直流電源輸出功率與輸入功率之比的轉(zhuǎn)換效率達(dá)到95%;可提高轉(zhuǎn)換效率25%,大大減少電網(wǎng)供電的負(fù)荷空損率,有利于節(jié)約能源。
(2) 輸入供電平衡
三相高壓直流電源輸入采用三相供電,每相輸入的電流相等,輸入供電平衡,輸入的電流??;三相供電的平衡,單相高壓直流電源采用單相供電,相對(duì)輸入的電流大,無(wú)法保證
(3) 輸出的直流平均電壓高
單相電源輸出的電壓脈動(dòng)范圍大于25%,線性度差,容易出現(xiàn)阻抗不匹配,極易觸發(fā)火花放電,造成電暈電流低,難以提高除塵效率;三相電源輸出的電壓波動(dòng)小于5%,其直流平均電壓接近峰值電壓,線性度好,施加到電除塵器上的直流電壓比單相電源要高15%以上,從而提高除塵效率
單相與三相模擬波形對(duì)比:
(4) 節(jié)能效果好
經(jīng)實(shí)驗(yàn)計(jì)算,可節(jié)能15%--25%。
(5) 收塵效率提高
經(jīng)工業(yè)使用證明,三項(xiàng)電源比常規(guī)普通電源能提高除塵效率(特別是在某些比電阻較高,粉塵成份特殊的工況下)10%--15%。
七、電除塵器在不同行業(yè)中的應(yīng)用
1 、在鋼鐵行業(yè)中的應(yīng)用
應(yīng)用場(chǎng)合EP型式煙氣工礦特點(diǎn)
①高爐原料系統(tǒng)干法,臥式,方形常溫,氣量小
②燒結(jié)廠:燒結(jié)機(jī)機(jī)頭干法,臥式,方形負(fù)壓最高,含塵濃度低
燒結(jié)機(jī)機(jī)尾干法,臥式方形溫度、壓力、濃度適中
③焦化廠:粉塵類除塵濕法,臥式方形煤粉,易燃、易爆
煤氣,煤焦油,粉塵濕法,立式圓形油氣混合,易燃、易爆
⑤煉鐵廠;高爐煤氣濕法,立式 圓形煤氣,正壓最高,易燃、易爆
干法,臥式,圓形煤氣,正壓最高,易燃、易爆
高爐出鐵場(chǎng)干法,臥式 方形溫度變化大,粉塵特性變化大
⑥煉鋼廠;平爐煉鋼(不在發(fā)展)干法,臥式方形粉塵細(xì)而粘
轉(zhuǎn)爐煉鋼:
A 煤氣未燃法干法,臥式圓形 周期性變化,煤氣易燃、易爆
B二次煙塵干法,臥式方形煙氣匯集困難
電爐煉鋼干(濕)法,臥(立)式煙氣匯集困難
⑦軋鋼廠;火焰清理機(jī)濕法,臥(立)式,煙氣含濕量大
⑧耐火材料廠;煅燒,運(yùn)輸干法,臥式方形煙氣溫度較高,粉塵粘
⑨有色金屬的冶煉;
銅、鋅、鉛、鋁等冶煉高溫電除塵器煙氣溫度高,大于250℃,粉塵粘而細(xì)
微細(xì)粉塵有害,煙氣中含SO2、SO3
2、在電力行業(yè)中的應(yīng)用
電力行業(yè)主要以燃煤鍋爐的煙氣除塵為主,特點(diǎn)是煙氣量大,需要的除塵設(shè)備總量大,因此市場(chǎng)容量也就很大,在目前大氣污染治理中,占的比例也是最高的。
燃煤的品種不同,粉塵成份特性也有很大差異,是影響除塵效率的最關(guān)鍵因素。
應(yīng)用的除塵器基本都是干法板臥式電除塵器,只有清灰方式上的區(qū)別(機(jī)械旋轉(zhuǎn)錘振打和頂部電磁振打)和電除塵器本體結(jié)構(gòu)上的不同(特別是陰、陽(yáng)極板、線型式和極配方式的不同)。
鍋爐煙氣的溫度和壓力都相對(duì)穩(wěn)定,溫度在1100C-至1700C之間,設(shè)計(jì)上都在1400C---1500C-左右,壓力為負(fù)壓,范圍在—5000Pa至—7500Pa之間。
火力發(fā)電廠鍋爐的規(guī)格(常見的)及對(duì)應(yīng)發(fā)電量如下表所示
鍋爐規(guī)格(T/H)35751302204106701100
發(fā)電機(jī)組(MW)6.2512.52550100200300
所配電除塵器是電廠輔機(jī)中投資額最大的設(shè)備
隨著環(huán)保要求的日益增高,煙氣排放濃度降低在30—50毫克/標(biāo)立米以下,由于有些工況和粉塵特性的原因,綜合技術(shù)和經(jīng)濟(jì)方面的比較,在電力行業(yè)中電袋式除塵器越來越得以廣泛應(yīng)用。
3 、在水泥(建材)行業(yè)中的應(yīng)用
水泥工業(yè)大氣污染物排放量非常大,特點(diǎn)是含塵濃度極高或最高,對(duì)當(dāng)?shù)丨h(huán)境污染也就最嚴(yán)重。
水泥廠的回轉(zhuǎn)窯是主要塵源,所配的電除塵器以干法臥式為主,也有立式的。
近年來,烘干機(jī)、水泥磨、生料磨也應(yīng)用了電除塵器。
4、在在化學(xué)行業(yè)中的應(yīng)用
特點(diǎn):污染物復(fù)雜,屬有機(jī)或無(wú)機(jī)化合物混合煙氣,煙氣量相對(duì)較小。
所配有干法電除塵器和濕法電除霧器。煙氣中SO2、SO3量高,可用于制酸。,
八 、典型部件圖
1、極板形狀圖
2、極線形狀圖:
3、陽(yáng)極吊掛
4、陰極吊掛:
5、收塵極振打:
6、陰極振打傳動(dòng):
7、電磁振打裝置:
8、托輥軸承:
9、分布板及折流板:
九、電袋復(fù)合式除塵器
復(fù)合式電除塵器是將不同的除塵機(jī)理與靜電除塵機(jī)理相結(jié)合,使它們共同作用,
以進(jìn)一步提高除塵效率。復(fù)合式除塵器的形式很多,有靜電旋風(fēng)除塵器、靜電水霧洗
滌器、靜電文氏管洗滌器和慣性沖擊靜電除塵器等。上述復(fù)合式除塵都利用了靜電力,
這是因?yàn)橐腚姵龎m機(jī)理,可以顯著地提高設(shè)備的綜合性能。
電除塵和袋式除塵器都是高效除塵器。自上世紀(jì)中葉開始,人們就考慮用兩者
的優(yōu)點(diǎn)結(jié)合在一起,開發(fā)一種更加高效的新型除塵器。用靜電增強(qiáng)袋式除塵器,迄今
從理論到應(yīng)用相當(dāng)成熟,靜電增強(qiáng)袋式除塵器已顯示許多優(yōu)越的性能:
1,對(duì)微細(xì)粒子,特別是0.01—1μm 的氣溶膠粒子有很高的捕集效率。
2,由于靜電作用,濾袋表面沉積的粉塵層具有松散的組織,過濾阻力低。
3,與電除塵器相比,靜電增強(qiáng)袋式除塵器對(duì)粉塵比電阻有很寬的適應(yīng)范圍。
4,與普通袋式除塵器相比,由于濾速較高(氣布比高),阻力降低。運(yùn)行費(fèi)用減少。
上述成果通常是一種機(jī)械的組合,一般形式是將含塵氣流先通過預(yù)荷電區(qū),在高
壓電場(chǎng)中,粉塵被充分荷電并凝并成較大的粒子,然后由袋式除塵器收集。還有的在
袋式除塵器內(nèi)設(shè)置電場(chǎng),可加與預(yù)荷電塵粒極性相同的電場(chǎng),也可加與荷電塵粒極性
相反的電場(chǎng)。極性相同時(shí),電場(chǎng)力與流場(chǎng)力相反,塵粒不斷透過纖維層,效率很高,同
時(shí)由于排斥作用,沉積于濾袋表面的粉塵層較疏松,過濾阻力減小,使清灰變得更容易一些。
除了預(yù)荷電方法以外,上述方案在工程應(yīng)用上均存在一些實(shí)際問題,尤其是每條濾袋內(nèi)設(shè)置放電線,不僅設(shè)計(jì)、制造安裝復(fù)雜,不便維護(hù),而且改變傳統(tǒng)的袋式除塵器的結(jié)構(gòu),也不利于產(chǎn)品的定型和推廣。
最近新出現(xiàn)的復(fù)合式電除塵器是將電除塵與袋除塵機(jī)理有機(jī)地溶為一體,盡管
這種復(fù)合式電除塵器的組合形式有不同,但是都將電一袋除塵的優(yōu)點(diǎn)互相補(bǔ)充,其結(jié)
果,使除塵設(shè)備的尺寸減少。對(duì)電除塵器而言,粉塵比電阻不再是決定的因素,對(duì)于
PM2.5的微粒也能高效收集;對(duì)袋除塵器而言,可以實(shí)現(xiàn)高氣布比下的超高收塵效率,
也解決了袋濾室內(nèi)粉塵再飛散的問題。
下圖是復(fù)合式電除塵器一種配置方式,
其特點(diǎn)是一排袋濾器和一組電極相間排列,它適用于新建的設(shè)備,也適用于老
的電除塵器改造,如果是電除塵器改造,只將第一電場(chǎng)保留,其后的電場(chǎng)改為復(fù)合式
除塵器,前級(jí)電場(chǎng)將大部分粉塵收集,進(jìn)入復(fù)合式除塵的濃度就低得多,也就強(qiáng)化了
復(fù)合式除塵的作用,即是電除塵未收集到的塵?;蛘翊蚯寤視r(shí)的二次揚(yáng)塵,被袋除塵
收集,相反,袋除塵清灰時(shí)來自濾袋表面的二次揚(yáng)塵進(jìn)入電場(chǎng)又被電除塵所收集,這
種結(jié)合起到了單一的電除塵器或袋除塵所不能獲得的最佳效果:
(1 )能捕集0.01---1μm 的粉塵,有效地減少微細(xì)粉塵的排放。
(2 )除塵效率可以達(dá)到99.99% ,甚至更高。
(3)不受粉塵比電阻的限制,適合于所有工業(yè)窯爐粉塵的凈化。
(4 )復(fù)合式除塵器設(shè)備比常規(guī)電除塵器、袋除塵器體積減少。
(5)電除塵器比收塵面積,可降低50% 以上;袋除塵器的過濾風(fēng)速可達(dá)3.0m/min
迄今為止,我國(guó)燃煤電廠煙塵的凈化,基本上采用電除塵器,過去為節(jié)省建設(shè)投
資,除塵效率要求偏低,設(shè)備選型偏小,隨著環(huán)保要求的不斷提高,大多數(shù)電除塵器的
排放濃度不能滿足新的環(huán)保要求,對(duì)微細(xì)顆粒粉塵的有效捕集也是一個(gè)新的課題,針
對(duì)這些問題,目前推出另一種復(fù)合式除塵器,即前級(jí)收塵為電除塵,后級(jí)為袋除塵,
如圖所示。
這種型式的除塵器特別適用于已投產(chǎn)不達(dá)標(biāo),場(chǎng)地受到限制的電除塵器改造,改
造方案一般情況下保留原電除塵器的第一電場(chǎng)(也可以包括第二電場(chǎng),視條件而定)
利用后級(jí)電場(chǎng)的殼體改裝為袋除塵,由于不增加原電除塵器的寬度、高度,改造的工
作量小,施工周期短,投資可低于單獨(dú)采用袋除塵器或電除塵器的費(fèi)用,同時(shí)排放濃
度可以長(zhǎng)期穩(wěn)定保持在50mg/m3 以下,技術(shù)性能優(yōu)越。
在新建的燃煤電廠煙塵凈化方案中,這種復(fù)合式除塵器也有一定的優(yōu)勢(shì)。如采
用常規(guī)的電除塵器方案,為了適應(yīng)新的環(huán)保要求,只能增加粉塵在電場(chǎng)的停留時(shí)間,
增大設(shè)備的規(guī)格來解決;如采用單純的袋除塵器,需要較復(fù)雜的保護(hù)系統(tǒng)(相對(duì)于電
除塵器),采用這種型式的復(fù)合式除塵器,可以綜合兩者的優(yōu)勢(shì)技術(shù)上互補(bǔ)。
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