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文檔簡介

1、 電除塵技術(jsh)緒論(xln)EP的特點(tdin)除塵效率高,可達99%以上,對于半徑小于0.1m的細灰仍有捕集作用。本體壓力降小,一般為160295pa。能耗較低,一般處理1000m3的煙氣約需0.20.6KW的電能。處理煙氣量大,單臺電除塵處理煙氣量可達106m3/h.耐高溫,采用普通鋼材可在350下運行。一次性投資與鋼材消耗量大。占地面積大。對制造、安裝、運行的要求比較嚴格,否則不能達到預期的除塵效果。對粉塵的特性較敏感,最適宜的粉塵比電阻范圍為1041011.EP的發展趨勢進一步提高除塵效率,對環境保護越來越重要。減少投資。在保證效率的前提下,盡量節約能源。解決高比電阻粉塵的捕

2、集問題。提高電除塵器對煤種變化的適應性。各類除塵器性能比較名稱捕集粒徑(m)壓力損失(Pa)動力費優點缺點旋風105001500一般1、便宜。2、體積小。3、與溫度無關。4、適合高濃度粉塵。1、除塵效率低。2、壓力損失大。文丘里51010003000大1、便宜。2、體積小。3、與溫度無關。1、壓力損失大。2、消耗水量大。3、有二次污染。布袋0.110003000大1、除塵效率高。2、比電阻小。1、壓力損失大。2、不適合處理高溫煙氣。3、不適合含水分大的粉塵。電除塵0.01100200小1、除塵效率高。2、壓損小。3、耐高溫。1、受粉塵比電阻影響大。2、設備費用高。保持電除塵長期、安全、穩定、高

3、效運行環保、安全、發電必不可少的設備,管好、用好電除塵既是環保的需要,也是保證電廠安全生產的需要。電除塵技術性強,管理要求水平高,要象機、電、爐設備那樣進行專業化管理。電除塵設備費用高,占總投資的4%,并且采用比較先進的技術。電除塵設備是特殊的機電一體化的大型設備,體積大,零部件多,有大量的電暈線和收塵極板,靠高電壓和電暈放電實現除塵,技術性強,影響因素多。收塵電場內部結構件發生故障(gzhng),只能在停爐和機組大小修時才能修復,零部件一定要牢固。科學、嚴格的管理,相應(xingyng)制定很多制度(設計、制造、安裝、調試、運行、檢修與管理),注意異極間距,并保證垂直度。電除塵的常用術語(s

4、hy)及分類常用術語臺:具有一個完整的獨立外殼的電除塵器,稱為一臺。室:在電除塵內部由外殼和隔墻(或外殼及立柱支撐)所圍成的一個氣流的流通空間稱為室。電場:沿煙氣流通方向將各室分為若干區,每一個區有完整的收塵極和電暈極及振打裝置,并配以相應的一組高壓電源裝置,稱每個獨立區為收塵電場。電場高度:將收塵極板的有效高度(即除去上下兩端夾持端板的收塵極板的高度),用h表示。電場通道數:電場中相鄰兩排極板之間的空間稱為通道。電場中的陽極板排的總數減1。用n表示。電場寬度:一個電場最外側兩個陽極板排中心平面之間的距離,用B表示。同極距2b,異極距b,則B=2bn。電場截面(F):電場高度與電場寬度的乘積。

5、單位:m2。相對于一個電除塵來說,F=Bh室數。也稱流通截面、斷面積、流通面積。電場長度:在一個電場中,沿氣流方向的一排收塵極板的長度稱為單電場長度。沿氣流方向各個單電場長度之和,稱為電除塵的總電場長度。龍山,L12=0.5*9=4.5m,L34=0.5*8=4m,總長度L=(4+4.5)*2=17m。處理煙氣量:Q(m3/s)工作狀態下,電除塵入口與出口的煙氣流量的平均值,等于工作狀態下電除塵入口處的煙氣量與除塵器漏風量的一半之和。Q=415.9m3/s電場風速:(m/s)煙氣在收塵電場中的平均流動速度。等于進入電除塵的煙氣流量(m3/s)與電場截面積之比。U=0.885 m/s。風速越高,

6、除塵效率越低。一般情況下,u=0.70.9 m/s.停留時間t(s):煙氣流經電場長度所需的時間稱為停留時間。t=19.2s.收塵極板面積A(m2):收塵極板的有效投影面積。陽極板兩面收塵。一個陽極板排:A=2hL一個電場收塵面積:A/=2hLn一個室的收塵面積:A/=2hLnN一臺除塵器的收塵面積:A/=2hLnN室數=39934.7 m2(龍山)13、比收塵面積:f(m2/ m3/s)f=96 m2/ m3/s處理單位(dnwi)流量的煙氣量所需的收塵面積,對效率的影響很大。驅進速度(sd):(m/s)荷電懸浮塵粒在電場力作用下向收塵極板表面運動(yndng)的速度。利用多依奇效率公式:=

7、1-e-反算出來。=()除塵效率(%)含塵煙氣流經除塵器時,被捕集的粉塵量與原有粉塵量之比粉塵重量表示法=(G入G出)/G入100%,式中:G入:單位時間內進入除塵器的粉塵量,Kg/hG出:單位時間內從除塵器排出的粉塵量,Kg/h煙氣含塵濃度表示法=(1-K)100%式中:C入除塵器入口煙氣含塵濃度g/ m3C出除塵器出口煙氣含塵濃度g/ m3K和漏風系數有關,K=1+,漏風系數一次電壓:V1(V)輸入到整流變壓器初級側的交流電壓。一次電流:I1(A)輸入到整流變壓器初級側的交流電流。二次電壓:V2(Kv)整流變壓器輸出的直流電壓。負高壓060KV,070KV。二次電流:I2整流變壓器輸出的直

8、流電流。其中包括三部分:電暈電流I2/,漏電流I2/:高壓絕緣子、高壓硅堆電纜,這是有害的。反電暈電流I2/,有害的。即I= I2/+ I2/+ I2/.電暈放電:在相互對置著的電暈極和收塵極之間,通過高壓直流電建立起來極不均勻的電場,在電暈線附近的場強最大,當外加電壓升到某一臨界值時,在電暈極附近很小范圍內會出現藍白輝光,并伴有咝咝的響聲,電壓越高,電暈放電越激烈。這種現象叫做電暈放電。電暈電流:發生電暈放電時,在電極間傳導的電流?;鸹ǚ烹姡弘妷篤p,特征:電流迅速增大,因為運行時,追求高電壓,經常發生火花放電。電弧放電:在火花放電之后,若再提高外加電壓,就會使氣體(qt)間隙強烈擊穿,出現

9、持續放電,爆發出強光和強烈的爆裂聲并伴有高溫,這種強光會貫穿電暈極和收塵極兩極板間的間隙,這種情況叫做電弧放電。電暈(din yn)功率:P2輸入到電除塵器的有用功率,它等于兩極間的平均電壓和平均電暈(din yn)電流的乘積。P2=V2I2伏安特性:電除塵器運行過程中,電暈電流與施加電壓之間的函數關系??蛰d伏安特性:電除塵器未通過煙氣時,(投運前)電場中僅為空氣介質時的伏安特性,稱為空載伏安特性。負載伏安特性:電除塵器在運行情況下,電場中為煙氣介質時的伏安特性,稱為負載伏安特性。作伏安特性時,選兩個參數,I2、V2,每隔5Kv選一個點,起暈前后及火花閃烙前,點數選取的密一些比較好,做出的結果

10、準確一些。氣流分布:均方根方法,=,0.1優秀,0.15良,0.25合格,龍山電廠0.2。阻力:P,電除塵器入口和出口煙道內部煙氣的平均全壓之差,稱為電除塵器的阻力。含塵濃度C:每單位體積干煙氣所含有的粉塵量。單位:g/Nm3、mg/Nm3漏風率:電除塵本體漏入或泄出殼體的氣體流量與進口煙氣流量之比,用百分數表示(%)火化率:(次/分)Ep運行時,每分鐘產生火花閃烙的次數。板電流密度:j(mA/m2)電除塵運行時,單位面積(m2)收塵極板所通過的電暈電流,選型時,j=0.45(芒刺線)0.2 mA/m2(螺旋線)電除塵的分類(fn li)管式、板式(bnsh)。立式、臥式。煙氣流動(lidng

11、)的方向。單區、雙區。單區,荷電區、分離區都在一個區域進行。濕式、干式。(粉塵的沉積)濕式:噴水除塵。干式:機械振打清灰。常規間距和寬間距:按間距2b分,2b300或以下,叫常規間距。2b350叫寬間距,對收集高比電阻粉塵有利,節省鋼材,維修方便。按振打方式分:側部振打:撓臂錘側部切向振打。頂部電磁振打:垂直向下,振打力較小。目前電力系統常用的電除塵:板式、臥式、單區、干式常規間距、寬間距側部撓臂錘振打、頂部電磁振打電除塵器工作原理Ep的工作原理及電除塵過程電除塵收塵空間的主要結構是收塵極和電暈極,電暈極接直流高壓電源的輸出(負),收塵極接地(正),陽極板排和電暈極相間排列,即電暈線置于陽極板

12、排中央。在收塵極和電暈極之間施加電壓,兩極間產生極不均勻的電場強度,電暈線附近的電場強度最高(因為線細有芒刺),隨著外加電壓的升高,空間的場強逐漸增大,當電暈線周圍的場強增大到一定值時(15-30Kv),電暈線周圍的氣體電離,產生電暈放電,電壓越高,電暈放電越強烈,(運行電壓最高值為火花閃烙電壓Vp,板間距在300的情況下大致在45-55Kv,在400的情況下閃烙電壓在55-65 Kv,即2b=300mm, Vp=45-55Kv; 2b=400mm ,Vp=55-65 Kv)。氣體電離和電暈放電產生大量的自由電子和正離子,在電場力作用下,自由電子向收塵極板運動,當運動到電暈外區,附著到氣體分子

13、上,形成負離子,負離子在電場力的作用下,繼續向收塵極板運動,這樣在收塵電場空間充滿大量的負離子(此時具備收塵條件)。當含塵氣體通過收塵電場時,負離子與塵粒徹底碰撞并附著其上。實現粉塵的荷電,荷電粉塵在收塵電場中受電場力的作用被驅往收塵極板,當到達收塵極板表面后,放出所帶負電荷并沉積其上,收塵極表面的粉塵沉積到一定厚度后,用機械振打等方式將其清掉,落入灰斗,凈化后的煙氣則經吸風機到煙囪排出。電暈區內的正電子,在電場力的作用下向鄰近電暈極運動,在運動過程中與煙氣中的塵粒碰撞使其荷正電,并在電場力的作用下繼續向電暈線運動,最后沉積在電暈線上,電暈線上沉積的粉塵量比收塵極板上沉積的少得多。電暈線也需要

14、振打清灰,以便使電暈線保持良好的放電性能。工作過程:施加高電壓,建立電場,產生電暈放電。煙氣中的懸浮塵粒荷電。荷電塵粒在電場力的作用下,向電極運行。荷電塵粒在電場中被捕集。振打清灰。落入灰斗排灰、卸灰。凈化煙氣,由吸風機排入煙囪,進入(jnr)大氣。三個概念(ginin)空間電荷:荷正、負電荷的離子或塵粒,運動速度比自由電子小得多,對放電(fng din)的強弱有很大的影響,好似電荷“云”。電暈封閉:當煙氣中的含塵濃度高到一定程度時,甚至能把電暈極附近的場強減小到電暈的始發值,電暈電流大大降低,甚至會趨于零,這種現象就是電暈封閉。解釋:收塵空間的負空間電荷對電暈線周圍的場強起屏蔽作用,能使場強

15、削弱,電暈電流減小,當煙氣中的含塵濃度高到一定程度時,電暈電流大大降低,甚至會趨于零,這種現象就是電暈封閉。電除塵器運行時,沿氣流方向粉塵不斷被捕集,含塵濃度不斷減小,空間電荷影響逐漸減小。第一電場,I2較小,后級電場逐漸增大。另外,負荷情況下的電暈電流比空載的I2要小。4、反電暈:當高比電阻(5*1010.)粉塵,到達陽極板表面,形成粉塵層時,它們所帶的電荷不易釋放,在粉塵層表面形成電荷積累。積累電荷遇陽極板形成電位差及場強。當粉塵層的場強增大到粉塵層空氣隙的臨界擊穿場強時,粉塵層局部擊穿(也叫電離,電暈放電)這種在收塵極板的粉塵層處產生的擊穿現象,稱為“反電暈”。反電暈越強烈,收塵效果越差

16、,反作用越強。(三)起暈電壓v0、火花閃烙電壓Vp及V-I曲線1、起暈電壓v0:開始產生電暈放電時的外加電壓(微弱的I2,淡藍色的輝光,聽到“咝咝”的聲音)起暈電壓v0和成正比,相當于電暈線的當量半徑。2、火花閃烙電壓Vp:當兩極間外加電壓達到一定高度時,使兩極間產生瞬時擊穿,I2增大,兩極間瞬時短路。聽到“噼叭”的聲音。這時外加電壓稱為火花閃烙電壓Vp。3、伏安特性曲線(VI曲線)(0-V0)稱為A區,V0表示起暈電壓,Vp火花閃烙電壓。(V0-Vp)稱為B區,大于Vp時稱為C區。A區:靜電區,0V2V0,I2=0,沒有收塵作用。B區:電暈(din yn)放電區,V0V2Vp,V2增加(zn

17、gji),I2增加(zngji),有效收塵區,V2越大,收塵作用越好。C區:火花閃烙區,V2Vp,I2I2max(運行電流接近最大電流),狀態不太穩定,受工況的影響。(四)塵粒飽和電荷量qps2Eqps飽和電荷量塵粒半徑E電場強度。(五)荷電塵粒所受到力,如下圖。1、塵粒的重力:F=mg.2、靜電力:Fe=Eqps,電場強度越高,Fe越大。3、慣性力:Fi=m4、阻力:F=6(六)荷電塵粒的理論驅進速度(m/s)E2-粉塵顆粒的半徑,E相當于收塵空間平均場強。幾點結論:塵粒本身越大,場強越高,則越大。粗顆粒首先在第一電場被收集。第一電場粗顆粒比較多。運行電壓V2越高,場強越大,驅進速度越大,效

18、率越高,VE電除塵器效率公式多依奇公式=1-e-=1-e-f= 1-式中: 除塵效率(%) A總集塵面積(m2)Q處理煙氣流量(m3/s)荷電塵粒的有效驅進速度(m/s)f比收塵面積(m2/ m3/s),f=,一秒鐘凈化一立方米煙氣量所需的收塵面積,A,鍋爐尾部漏風降低,電除塵的效率增高。例題1:某電廠新建一臺600Mw機組(jz),鍋爐產生的煙氣量為3*106m3/h,擬配套兩臺雙室四電場電除塵,除塵效率達99.7%,才能(cinng)達到排放標準,驅進速度為6.05/s,試問(shwn)機組配套電除塵的總集塵面積為多少m2?每級電場的效率相等,求每級電場的平均效率?解:A=1.282*10

19、4*5.8091=74473 m2A=18618 m2,Q=833.3 m3/s,=0.0605m/s。=1-e-=1-e-=1-e-1.452=76.59%答:機組配套電除塵的總集塵面積為74473 m2每級電場的平均效率76.59%。幾個電場串聯,各電場除塵效率與總除塵效率之間的關系設1、2、3n分別表示第123n電場的除塵效率,則總的除塵效率為:總=1-(1-1)(1-2)(1-3)(1-n)100%例題2設某電除塵各電場的除塵效率分別為1=82%、2=80%、3=78%,4=76%則總的除塵效率為多少?解:由公式知:總=1-(1-1)(1-2)(1-3)(1-n)100%=1-(1-8

20、2%)(1-80%)(1-78%)(1-76%)100%=99.81%答:總的除塵效率為99.81%。例題3:某電廠新建一臺600Mw機組,鍋爐產生的煙氣量為2994480m3/h,擬配套兩臺雙室四電場電除塵,除塵效率達99.7%,才能達到排放標準,驅進速度為6.05/s,試問一臺電除塵所需的收塵面積為多少m2?求每個電場的平均效率?解:Q/2=/2=415.9(m3/s)Q1=207.95 m3/s則A=39934 m2=1-e-=76.6%解法二:總=1-(1-i)4, 1-i=1-0.234=76.6%答:一臺電除塵所需的收塵面積為39934m2?每個電場的平均效率為76.6%。例題4:

21、某電廠新建一臺600Mw機組,鍋爐產生的煙氣量為2994480m3/h,擬配套兩臺雙室四電場電除塵,各電場的除塵效率分別為1=80%、2=78%、3=76%,4=74%,電除塵入口煙氣含塵濃度為20g/m3,試問電除塵的總的除塵效率?各級電場的灰量為總灰量的百分數?各級電場收集的灰量為多少T/h?以上用流程圖表示。解:總=1-(1-74%)(1-80%)(1-78%)(1-76%)100%=99.725%一電場(din chng)的總灰量80%二電場(din chng)的灰量(1-80%)*78%=15.6%三電場(din chng)的灰量(1-80%-15.6%)*76%=3.34%四電場的

22、灰量(1-80%-15.6%-3.34%)*74%=0.78%總灰量2994480 m3/h*20g/m3=60T/h一電場一個灰斗的灰量80%*30/4=6T/h二電場一個灰斗的灰量15.6%*30/4=1.17T/h三電場一個灰斗的灰量3.34%*30/4=0.25T/h四電場一個灰斗的灰量0.78%*30/4=0.0585T/h一電場12T二電場2.34T三電場0.5T四電場0.117T最后一室排出0.042T,以上對單室兩個灰斗來說。電除塵器的總體構成及其各部分的功能本體系統(一)1、收塵極系統:極板、懸吊、振打極板:480大C型板,寬度480,高度15.05m,由n塊大C型板構成一個

23、陽極板排,垂直懸掛,兩排之間的距離為400。收塵極板的懸吊:單點偏心懸吊、緊固聯接型、上掛下固型。龍山電廠采用上掛下固型。陽極板的振打:沿煙氣流動方向振打。有兩種類型:切向撓臂錘振打,頂部電磁振打。切向撓臂錘振打振打力大,加速度為150200g。頂部電磁振打易維護。功能陰、陽極相間排列,共同組成收塵電場,在收塵過程中,粉塵集結在陽極板表面,厚度達到一定程度后,利用振打方式使粉塵層下滑或成大片形狀落入灰斗,以便減少二次揚塵,它對電除塵的除塵效率影響很大,是本體的關鍵部件之一。要求陽極板排排面平直,以保持嚴格的板間距為2b10。振打清灰效果好。防止二次揚塵效果好,特性好,采用大C型板,設有防風溝。

24、(二)電暈極系統1、組成:陰極線、陰極小框架和陰極大框架、陰極吊掛。陰極(ynj)線:A、芒刺線、功能:放電(fng din)強度大,起暈電壓低,自身清灰性能好,牢固可靠不易斷線。放電均勻性差,制作工序比較復雜。B、非芒刺(mn c)線:星型線、螺旋線、麻花線陰極小框架和陰極大框架 陰極吊掛一個電場的大框架通過四個懸吊桿懸吊在電除塵頂部的高壓絕緣瓷套管或絕緣瓷支柱上,使陰極和地良好絕緣,緣瓷套管和絕緣瓷支柱置于陰極吊掛保溫箱內,保溫箱一般采用電加熱,使箱內溫度高于煙氣露點溫度20-30,以防絕緣子表面積灰結露,引起絕緣性能下降或爬電。陰極振打:陰極是帶高壓的,因此傳動系統必須絕緣,電瓷轉軸解決

25、這一問題,放在陰極振打保溫箱內,頂部傳動撓臂錘切向振打。陰極系統的功能電暈極是電除塵本體系統的關鍵部件之一,電暈線和收塵極板共同組成收塵電場,電暈極與收塵極是電除塵的本體心臟,電暈極系統的主要功能是向電暈線施加高電壓,與收塵極板建立電場,并產生電暈放電,實現煙氣中的粉塵荷電與捕集,電暈線主要決定電暈放電的強弱。對電暈極的要求不斷線,電暈線的強度和可靠性,直接影響整臺電除塵器的運行。放電性能良好。陰極小框架表面及電暈線平面平直,保證間隔的異極間距b10.保證閃烙電壓盡量高,并產生均勻的電暈放電。振打清灰效果好,保證電暈線放電性能良好,一般要求陰極最小振打加速度為50100g.與地之間保持良好的絕

26、緣性能。除陽極板外,和其它金屬結構部件有足夠的絕緣距離b,以保證電暈放電與閃烙均發生在收塵空間。(三)本體煙箱組成:進氣煙箱、出氣煙箱功能:和煙道系統連接,由高速氣流到低速氣流,防止局部積灰,滿足結構強度。(四)氣流均布裝置1、氣流均布板、電場內阻流板、灰斗阻流板。2、功能:煙氣流速在收塵電場斷面分布均勻,防止煙氣旁路(竄氣、短路),為使煙氣全部經過收塵電場,全部凈化。(五)槽型板1、電除塵出氣煙箱前面平行安裝的兩排槽型板組成。煙氣流出方向煙氣進入(jnr)方向作用:對將要(jingyo)逸出電除塵的塵粒進行再捕集,塵粒受電流體力學力而沉降,槽型板接地,對減少二次揚塵,改善氣流分布,提高有利(

27、yul)。(六)殼體1、框架:大梁、立柱、底梁。2、板:承重、密封。(七)支座:支撐作用,只有一個固定的,其它均是滑動的。(八)排灰系統灰斗、插板箱、卸灰閥(九)輔助設施保溫層、吊車、管路、梯子、平臺二、電氣系統三部分構成:中央控制器、高壓供電設備、低壓控制1、中央控制器:上位機(1)有一個工業計算機及其外圍設備(顯示器、鍵盤、打印機、通訊接頭、Vps電源)組成。(2)功能:集中監控管理。 智能閉環控制,在達到排放標準的情況下,達到排放濃度,盡量節能。2、高壓供電設備(1)組成:高壓控制柜。高壓整流變壓器。電抗器。(2)功能:將工頻交流電變成負高壓直流電,向陰極施加高電壓,使收塵電場中兩極間形

28、成高電場并產生電暈放電,根據煙氣及粉塵的變化隨時自動調整供給陰極的最高電壓,使之始終保持在平均電壓稍低于火花放電電壓Vp下進行。并同時提供所需的電暈電流,達到粉塵荷電和捕集的目的(負高壓除塵效率高)。3、低壓控制設備(1)組成:陰、陽極振打程序控制設備灰斗料位監測和卸輸灰控制設備絕緣子室溫度監測及恒溫控制設備安全連鎖。(2)功能4、檢測設備:煙氣濁度儀、鍋爐負荷傳感器、溫度壓力傳感器、CO分析儀。EP本體結構(一)收塵極系統1、收塵極板(1)類型(lixng)(2)大C型極板(j bn),=1.2-1.5特點(tdin)板面上有溝槽,使之易于吸收粉塵。兩邊有折邊,可以增加極板的剛度,還可以作為

29、防風溝,防止粉塵的二次揚塵。振打加速度傳遞性能好。高溫和振打縱向抗變形能力強。在專用軋機上生產,經過幾十對壓輥(17-19)逐漸形成規定的斷面,嚴禁在運輸、存放、安裝等過程中變形。2、極板的懸吊:自由懸掛、緊固形懸掛、上掛下固懸吊。3、極板的振打(撓臂錘切向振打)(1)傳動裝置:電機減速機、連扳、保險片、萬向節、傳動軸、振打錘。(2)振打軸承:叉式軸承。(3)振打錘:不能出現掉錘現象,振打錘平均安裝在振打軸上。電暈極系統組成:五個部分,電暈線、大小框架、振打、吊掛電暈線:RSB新型芒刺線,保護套式安裝。陰極小框架:籠式陰極框架,分為上架、中上架、中架、中下架、下架,均是由一根根水平布置的與氣流

30、平行的方鋼和槽鋼焊接而成。陰極大框架:大小框架形成一個剛性的整體,鳥籠式結構。陰極吊掛:每個大框架有39個小框架,大框架上安裝振打軸,兩根橫軸,大、小針輪。陰極振打:(1)傳動過程:頂部傳動旋轉撓臂錘振打,將豎軸回轉轉變成水平軸回轉,帶動帶有振打錘的水平軸回轉,從而實現旋轉撓臂錘振打。(2)構成:電機減速機保溫箱電瓷轉軸及防塵罩傳動豎軸小針輪大針輪軸承振打軸振打錘陰極大框架。7、電除塵總體設計(1)所需的資料:需凈化的煙氣量,工作狀態下的煙氣量Q(m3/h)。入口含塵濃度電除塵出口允許含塵濃度粉塵的性質:粒徑分布、比電阻、化學成分、密度煙氣的性質:溫度、壓力、濕度燃煤的性質:工業分析、元素分析

31、現場平面圖(2)主要參數的確定(qudng)電場(din chng)風速U=極間距(jin j)2b燃煤電廠2b在400左右荷電粉塵驅進速度(m/s),目前電力系統荷電粉塵驅進速度6-9cm/s.具體的電除塵總體設計計算確定電除塵主要部件的結構型式總體結構:立、臥、干、濕式收塵極板、陰極線、振打等。確定除塵效率(%)=(1-K)*100%,k=1+。確定驅進速度,對電除塵的影響很大。求比面積f=,求集塵面積A=fQ,要儲備能力,留有一定的裕量,=1-e-高一些,Q大一些,設計+,Q設計Q,增大5-15%.驅進速度設計小一些,A大一些。確定收塵電場的有關參數。確定臺數、室數、電場數N、每個電場的

32、集塵面積。電場的有效長度l,和使用的極板有關系。電場總有效長度l=Nl.極間距2b。確定電場有效高度h.一般=1-1.5,估算電場斷面積:F/=,若F/80m2,h,F/80m2, h.根據本廠的經驗及工裝設備進行確定。通道數n,A/=2hln,n=, A/一個電場的集塵面積。(6)電場有效寬度B(m)B=2bn,B一個電場的寬度。(7)計算電場截面積F(m2)F=BH*室數。(8)經驗計算氣流速度(m/s),u=,若不合適,重新選取n,重新計算,當然還可以改變l,直到合適u為止。(9)煙氣流經電場的時間t(s),t=(s).(10)EP高壓電源選型:一個電場(din chng)配套一臺高壓電

33、源。高壓電源額定輸出(shch)電流I2(mA)I2=j*A,j一般(ybn)為0.20.5mA/m2,主要是和電暈線類型有關,芒刺電暈線取較大值,非芒刺電暈線取較小值。額定輸出直流電壓,和極間距有很大的關系,2b=400,一般選為72Kv或80Kv。例:某電廠新建一臺600Mw機組,鍋爐產生的煙氣量為2994480m3/h,擬采用電除塵進行煙氣凈化,EP入口含塵濃度為21.31g/Nm3,依據排放標準,要求除塵效率達99.7%,才能達到排放標準,依據煤、灰等性質,驅進速度為6.05/s,EP本體漏風系數小于2%。請對電除塵進行設計。設備總體設計:1、EP主要部件的結構型式采用板臥式、干式、單

34、區EP,采用480C型陽極板,一、二電場采用RSB型芒刺線,三、四電場采用螺旋線。撓臂錘切向振打,陽極板振打置于電除塵側部,陰極振打傳動裝置放在EP頂部。2、效率99.7%,可以預算出口含塵濃度=(1-K)*100%,C出=(1-),99.7%=(1+2%)100%,C出=62.7%mg/Nm3.3確定有效驅進速度(m/s),設計選為6.05/s。求比面積f.f=96.02m2/m3/s求總集塵面積A(m2)其中Q=415.9m3/sA=fQ=96.02*415.9=39934.7(m2)確定收塵電場有關參數臺數、室數、電場數每臺機組配套兩臺除塵器,為雙室四電場,每個電除塵有八個電場,因此每個

35、電場的集塵面積平均為A/=A/8=4992 m2電場長度l(m)一、二電場有9塊480型C型陽極板,構成一個陽極板排,因此一、二電場單場長度l12=0.59=4.5(m)三、四電場有8塊480型C型陽極板,構成一個陽極板排,因此三、四電場單電場長度l34=0.58=4(m)總電場長度l=4.52+42=17m板間距2b:2b=400mm,采用這種方式比較可靠。確定電場高度a.h=17-13.3(m)b.初步(chb)估算電場斷面:F/=462(m2),F/80 m2,h= c.根據經驗及本廠的工裝設備(shbi)等因素綜合考慮,取h=15.05m。計算(j sun)通道數n=39,L單電場平均

36、長度。確定電場寬度B:B=2bn=0.40039=15.6m7、計算截面積F=BhN=15.615.052=469.56(m2)8、驗算電場風速u(m/s)u=0.866(m/s),基本適應龍山電廠。9、計算煙氣流經電場的時間:t=l/u=17/0.866=19.2s10、高壓電源選型一個電場配套一個高壓電源,一套電除塵配套8臺高壓電源(1)額定二次電流I2e,I2e=jA/一、二電場A/1.2=4.515.05239=5282.55(m2)因為是芒刺線,取j=0.4mA/m2,Iu=0.45282.55=2113mA,取額定二次電流I2e=2A=2000mA.三、四電場A/3.4=415.0

37、5239=4695.9(m2)因為是螺旋線,取j=0.35mA/m2三四電場的額定電流I34e=0.354695.9=1643 mA, 取額定二次電流I2e=2A=1600mA或1500mA.(2)額定二次電壓V2e,板間距為400,選額定電流為72Kv,即V2e=72Kv.九、電除塵器供電控制系統(一)原理圖及各環節電壓波形(二)主回路的工作原理單相380V交流電源由輸入端x1、x2引入,合上自動開關(短路器)QF1,則380V交流電通過自動開關QF1主觸點,再經快速熔斷器FV1、FV2,送給兩只反并聯可控硅V1、V2,V1、V2受微機智能控制器的控制,控制器輸出正向觸發脈沖,輪流觸發V1、

38、V2,使得V1、V2輸出大小可調的非正弦波電壓,經過電抗器Lx限流整形,送到高壓變壓器TM的輸入端(初級)然后由高壓變壓器TM升壓,再經高壓硅整流橋D1-D4整流(橋式整流),輸出負的脈沖直流高壓。經高壓阻尼電阻R4和高壓隔離開關送致電除塵的陰極,高壓整流橋的正端經二次電流取樣電阻R1可靠接地。(三)主回路元件(yunjin)的作用1、自動開關(z dn ki un)QF1開關(kigun)過流保護其它的保護作用(跳閘)2、快速熔斷器FV1、FV2,過流保護,保護可控硅。3、反并聯可控硅(閘流管)V1、V2,主要起自動交流調壓作用(調相、調壓作用),改變觸發脈沖到來的時間,可使導通角從0180

39、變化,也就是使電壓從0380V變化,受觸發脈沖的控制。是導通角,可控硅是一個反向阻斷,而正向導通是可以控制的,單方向導通的開關.4電抗器Lx,改善一次電壓、電流的波形,使波形連續平滑,有利于電場獲得較高的二次電壓、電流V2、I2。圖一無Lx,高次諧波,對電場、變壓器不利,不利于收塵。圖二Lx較小,前陡后拖。圖三Lx較大,前拖后陡。圖四Lx合適,對稱中心圓滑而飽滿,接近正弦波。5、高壓硅堆D1-D4高壓整流橋,其本身滿足耐壓和輸出電流的要求,將交流整流為脈沖直流,供給電暈極(脈沖直流和純直流相比,工業除塵效果較好)6、升壓變壓器TM,作用:(1)升壓,將低壓交流電壓升高到較高的交流電壓,為整流成

40、直流做準備,一般低壓線圈有幾個抽頭,用以調整輸出電壓值,適應不同電場需要,改變觸頭,電壓粗調。(2)均壓:高壓線圈分成8-10個線包餅,每一個線餅配一組硅整流橋,目的使高壓線圈的電壓分布均勻,同時硅堆的耐壓值較低,分組以后就能保證硅堆的安全可靠運行,不易擊穿。7、高壓(goy)阻尼電阻R4,控制高頻信號,對瞬時斷路電流起緩沖作用,并破壞寄生振蕩條件(tiojin),保護整流變壓器。8、電流(dinli)互感器:檢測整流變一次電流值。9、一次電壓表Pv1:指示整流變壓器初級輸入的交流電壓值。10、二次電壓表Pv2:整流變壓器輸出端,經過電壓取樣電阻R2、R3,從R3對地取出信號,送至二次電壓表(

41、千伏表)負端,指示二次工作電壓,脈沖直流平均值。11、二次電流取樣電阻R1:串聯在高壓整流回路的正端,對地取出信號,送至二次電流表PA2(毫安表)正端,指示二次工作電流I2。12、二次電流表PA2:指示二次電流I2(取樣)。13、R5、C5、RV1、R6、C6、RV2阻容吸收電路,壓敏電阻,對電網浪涌電壓進行吸收。當電壓小于1000V時,R,相當于開路,當到達額定電壓時(1000V)R很小,過壓短路后恢復。14、R32、R33、C6、C7、C8、RV阻容吸收電路,壓敏電阻,對電網浪涌電壓(對V1、V2引起有害的沖擊)進行吸收,尤其吸收換相時的過電壓。15、安全連鎖SL,為防止工作人員誤入高壓區

42、,引起人身傷害事故,在任何情況下,只要高壓隔離門被打開,SL觸點閉合,使主回路自動開關QF1跳閘,切除主回路電源。二、供電設備的基本工作方式1、最佳工作點探測(工作方式A)尋找電場電壓最高點,依照伏安特性曲線。()點為最佳工最點。2、簡易脈沖工作方式(工作方式C)周期改變供電幅度的一種供電方式,不是停而是幅度很小,占容比為2:2、2:4、2:6.適合粉塵比電阻高的場合。3、間歇供電(工作方式B)間斷向電場供電,適用粉塵比電阻高的場合。4、火花整定(工作方式D):控制火花率,也是一種火花自動跟蹤,追求(zhuqi)電壓盡量高,穩定在設定調整的工作狀態。5、普通火花跟蹤(工作方式(fngsh)E)

43、電壓的上升率和下降率基本不變,跟蹤運行工況的閃烙電壓Vp,工況變化,火花率發生變化。如果改變設定值,也會發生變化。可以(ky)看出,上升率和下降率基本不變。6、閃烙頻率自動控制工作方式(工作方式F)工作方式A和D相結合,可以自動切換。十、影響電除塵性能的主要因素(一)影響電除塵性能的主要因素。1、粉塵性質:化學成分,比電阻、粉塵粒徑分布、粉塵的黏度、密度等。其中突出的是比電阻、粉塵粒徑分布。2、煙氣性質:溫度、壓力、濕度、煙氣的流速及含塵濃度。煙氣的流速及含塵濃度影響比較突出。3、設備的狀況:極板、電暈線的類型、板間距、電場劃分、振打清灰的方式及振打制度,氣流分布的均勻程度,氣流旁路的情況、電

44、氣控制特性(本體+電氣)。4、運行情況:伏安特性、漏風率、偏流、電暈極肥大、電機清灰效果、保溫箱及灰斗加熱保溫的情況、灰斗卸灰的情況、設備發生的故障情況等。(二)電場風速U=(m/s)(1)粉塵在電場中荷電后,沉積到極板上需要一定的時間,如果煙氣流速過高,荷電粉塵來不及沉降,就被氣流帶出電除塵器,嚴重影響除塵效率。(2)流速過高,容易使已經沉積到收塵極板上的粉塵二次飛揚,特別是在電機清灰振打時,更容易產生二次飛揚。由圖可以看出,電場風速(fn s)越高,除塵效率越低。 根據(gnj)多依奇公式=1-e-,=1-e-,可以(ky)看出,u越高,越低。龍山電除塵:A=4104m2,F=470 m2

45、,=0.0605m/s.計算u1=1.0 m/s、 u2=0.866 m/s、 u3=0.8 m/s的情況下的效率。解之得:1=99.42%、2=99.7%、3=99.84%。明顯看出電場風速高的危害。根據公式=(1-K)*100%能夠計算出。C1出=121.71mg/Nm3, C2出=62.68mg/Nm3 ,C3出=33.43mg/Nm3,影響太大了。(三)粉塵比電阻粉塵比電阻的含義:單位厚度()上,單位面積(2)的粉塵層的電阻叫做粉塵比電阻。單位就是. ,符號.粉塵比電阻的三個范圍104. ,稱為低比電阻粉塵.(用A表示)51010. , 稱為高比電阻粉塵.(用B表示)104. 5101

46、0. , 稱為中比電阻粉塵.上面兩圖表示-、-I2的關系曲線。低比電阻跳躍現象高比電阻粉塵反電暈現象發生的條件:Ed=jEds.式中:Ed粉塵層場強。粉塵層厚度。-粉塵(fnchn)比電阻。j板電流密度。V粉塵層表面(biomin)殘余電荷形成的電位差(V= j)。Eds-粉塵層空氣(kngq)隙的臨界擊穿場強()()現象及特點I2減小,較大,但不是很高,處于臨界反電暈。I2,很大,反電暈比較強烈,既有二次放電電流,又有反電暈電流I2= I2暈+ I反。Vp 反電暈造成的火花閃烙電壓低,相當于正負極接近,相當于正電暈放電。(3)伏安特性曲線Vo(起暈電壓)升高,Vp-Vo=V減小。(4)反電暈

47、的危害產生的正離子中和收塵空間的負離子。產生的正離子中和已荷電粉塵上的負電荷。二次揚塵增大。因I2增大,能耗增大。閃烙電壓降低,二次運行電壓V2降低。總之,一旦產生反電暈,使驅進速度降低,致使效率降低很多。(5)防止反電暈的措施Ep設計時,驅進速度減小、選小一些。運行過程中,調小二次電流,V2減小,j減小,反電暈減小,最好在二次電流不變的情況下,調小二次電流。采用脈沖供電,但價格昂貴,常用間歇供電,簡易脈沖供電。采用寬間距EP。煙氣調質。控制最佳的清灰振打力及振打周期,降壓振打或停電振打。雙區電除塵。改變煤種。(6)中等比電阻粉塵:比電阻在104. 51010. , 稱為中比電阻粉塵.在收塵空

48、間荷電后,在電場力的作用下,達到收塵極板表面,以適當的速率釋放電荷,并且粉塵層與收塵極板間具有適當的靜電吸引力。這種粉塵層,既不產生粉塵的跳躍現象,也不產生反電暈,當粉塵層沉積到一定的厚度后,用機械振打的方式使粉塵層下滑或成大片落入下部灰斗,二次揚塵較小,收塵效果較好。粉塵(fnchn)的二次飛揚在電除塵中已經沉積到收塵極板上的粉塵(fnchn),如果粘附力不夠,又被氣流帶走,重新回到收塵空間,成為二次揚塵,尤其振打清灰時,二次揚塵較嚴重。1、產生(chnshng)的原因粉塵的靜電吸引力小于排斥力。反電暈產生的二次揚塵。速度梯度。電場風速高。氣流分布不均勻。振打清灰時,產生二次揚塵。鍋爐本體漏

49、風。2、防止措施 多串聯電場。 陽極板作防風溝。振打錯開。防止灰斗環流或漏風。(五)氣流旁路(竄路、短路)是指EP內,煙氣不經過除塵器收塵區,而是從收塵電場頂部、底部或左右側部形成的通道中通過,稱作氣流旁路。假如旁路1%的煙氣,則電除塵的效率肯定達不到99%。防止措施:主要采用阻流板,氣流均布板,多個電場串聯,也就是說氣流分布要均勻。(六)電暈極肥大荷正電荷粉塵,在電場力作用下,沉積到電暈線上,如果粉塵的粘附力強,不容易振打下來,于是電暈線上的粉塵越積越厚,使電暈線變粗,大大降低電暈放電效果,-I2降低,稱為電暈極肥大。(七)接地尖端接地尖端會產生正電暈放電,Vp減小,沿陽極走向和陰極接近的,

50、接地線不能出現尖角、毛刺,否則會產生正電暈放電。十一、EP常見異常及故障分析與處理(一)二次電壓表指示準確性的判斷最容易出現問題的是二次電壓表的數值,K=,正常K=0.640.7,超過這個范圍肯定有問題,經常出現K0.7,指示不準確,一定要校表,二次電壓表的基本情況,通過微機顯示出來。(二)高壓供電設備運行正常的特征1、I1、V1、I2、V2同步增高,同步下降。2、V2隨時跟蹤在擊穿電壓的數值上(閃烙電壓)板間距300,閃烙電壓一般在4555Kv。板間距400,閃烙電壓一般在5565Kv。以上兩種情況,電除塵是熱態。板間距2b=400,閃烙電壓(diny)一般在66(芒刺)72Kv(非芒刺)。

51、冷態,與電暈線的類型(lixng)有關。異極距b=150mm閃烙電壓(diny)為55KV。每增加10mm,增加2500V。3、導通角較大,二次電流較大,70%,I2I2e50%,熱態。4、同一臺電除塵從第一電場逐次向后,I2 增大,運行電壓V2增大,主要是粉塵空間電荷的影響。IV關系曲線如圖,四個電場逐漸增強。(三)高壓控制柜電壓1、現象:I2指示很大,達到或接近額定值I2e,I2接近I2eV2趨于0,肯定警報響起,高壓設備跳閘。(2)原因分析電暈線斷線和脫落,造成陰極與陽極短路?;叶范屡锘遥叶愤^滿,造成陰陽極被灰短路,水分及酸氣的作用,二者能夠導電。V2趨于0,陰極吊掛、陰極振打、高壓絕

52、緣部件因積灰、結露、破損等原因使絕緣性能下降,嚴重時造成短路。收塵電場里面有異物、鐵絲、電焊條等金屬遺留物,或被碳化后的非金屬遺留物搭連在兩級之間造成短路。陽極板膨脹不暢,熱態運行時,嚴重變形,造成陰陽極短路。(下面有限位的梳形板,間隙留得過小,熱態運行易彎曲,造成陰陽極短路。)陰、陽極板腰帶脫開,搭連在兩級之間造成二次短路。高壓電纜和電纜終端頭擊穿,造成對地短路。電場頂部阻尼電阻脫落,造成陰極接地。高壓隔離刀閘誤接地,或檢修臨時接地線沒有拆除,造成高壓對地短路。高壓整流變壓器內部器件擊穿短路。2、二次開路(1)現象(xinxing):V2等于(dngy)或超過額定值, I2趨于0。高壓供電(

53、n din)裝置報警響,高壓裝置掉閘。(2)原因分析高壓硅整流變壓器限流電阻燒斷。高壓電纜和電纜終端盒引往電場的導線斷損。高壓隔離刀閘不到位。二次電流取樣回路開路。電場頂部阻尼電阻燒斷。整流變壓器工作接地線斷。3、可控硅短路(1)現象一、二電壓、電流迅速上升,并且超過額定值,出現電壓、電流迅速上升的現象。整流變發生很大的嗡嗡聲。高壓設備跳閘。(2)原因反并聯可控硅有兩只或一只短路??煽毓璧谋Wo元件擊穿(RC回路等)短路。4、可控硅開路(1)現象一次電壓、電流為0。V2、I2為0。(2)原因分析接口板上熔斷器斷,插接口接觸不良或接口板故障,使可控硅末獲得觸發脈沖而處于關斷狀態。因可控硅的通風條件

54、差,致使可控硅元件結溫度過高而燒斷使其開路。主回路中熔斷器沒有閉合或熔斷,未供電。5、偏勵磁(1)現象一、二次電壓某半波電壓正常,另半波較小或為0。一、二次電壓、電流表指針抖動。高壓整流變壓器有異常響聲。變壓器油溫過高。(2)原因分析接口板故障(gzhng)或插接口接觸不良,使一路觸發信號開路。兩只反并聯可控硅性能(xngnng)不對稱??煽毓栌|發脈沖(michng)正、負半波不對稱。通風、散熱條件差,或遭受過電壓、大電流侵襲,使其中一只可控硅性能變劣或內部開路。6、二次電壓較低(1)現象閃烙電壓較低,導致V2較低。I2較低,但在同一電壓下和正常值比較,相當或比較大。(2)原因分析電暈線斷線或

55、脫落,但是未造成陰極短路,只使異極間距局部變小?;叶范屡锘遥琕2很低,接近短路,但未短路,V-I特性曲線過零點,相當于一個阻性負載。由于熱膨脹等原因,引起異極距局部變小。異極間距超標嚴重。收塵電場內有異物,掛在陰陽極上,使異極間距變小。振打效果不佳,或振打時間短失靈,陰陽極板積灰嚴重,積灰很厚,使異極間距變小。陰極吊掛和陰極振打保溫箱溫度低,使高壓絕緣部件表面積灰結露嚴重,損壞不完整,使絕緣性能下降。高壓電纜或電纜終端盒絕緣破壞,使絕緣性能下降。與負高壓臨近的接地金屬結構件有尖角毛刺,在加高壓時,產生正電暈放電。粉塵比電阻高,產生反電暈,閃烙電壓低。高壓供電設備性能不良,未調好。7、二次電流很?。?)現象一二次電壓(diny)基本正常。二次電流很小。(伏安(f

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