煙氣除塵-靜電除塵的原理及操作(大氣污染控制技術)_第1頁
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文檔簡介

煙氣除塵靜電除塵靜電除塵器結構形式三、靜電除塵器結構形式根據集塵極的形式:管式、板式;根據氣流的流動方式:立式、臥式;根據粉塵在電除塵器內的荷電方式及分離區域布置的不同:單區、雙區電除塵器。根據除塵方式的不同:濕式電除塵和干式電除塵。

(1)管式放電金屬線電暈極

含負離子區

電暈區

金屬管集塵極

含塵氣體由除塵器下部進入,凈化后的氣體由頂部排出。管式電除塵器的電場強度高且變化均勻,但清灰較困難。多用于凈化含塵氣量較小或含霧的氣體。

(2)板式極板間距:200~400mm;極板高度:2~5m;極板總長度:根據對除塵效率高低的要求而定;通道數:根據處理氣量定,少則幾十,多則幾百。2.立式和臥式靜電除塵器臥式電除塵器多為板式,氣體在其中水平通過,含塵氣流凈化過程是在氣流水平運動過程中完成的。每個通道內沿氣流方向每隔3m左右(有效長度)劃分單獨電場,常用的是2~4個電場。特點:臥式電除塵器安裝靈活、維修方便,適用于處理煙氣量大的場合。(1)臥式立式電除塵器通常做成管式,垂直安裝。含塵氣流在自下而上流動過程中完成凈化過程。特點:占地面積小,在高度較高時,可以將凈化后的煙氣直接排入大氣而不另設煙囪,但檢修不如臥式方便。(2)立式3.干式和濕式電除塵器(1)干式干式電除塵器:通過振打的方式使電極上的積塵落入灰斗中,含塵氣體的電離、粒子荷電、集塵及振打清灰等過程,均是在干燥狀態下完成的。特點:清灰方式簡單,便于粉塵的綜合利用,有利于回收有經濟價值的粉塵。易造成二次揚塵,降低除塵效率。目前,工業上應用的電除塵器多為干式電除塵器。(2)濕式濕式電除塵器:采用溢流或均勻噴霧的方式使集塵極表面經常保持一層水膜,用以清除被捕集的粉塵。特點:不僅除塵效率高,而且避免了二次揚塵。由于沒有振打裝置,運行比較穩定。對設備有腐蝕,產生二次污染,污水處理復雜。(1)單區式集塵極和電暈極都裝在同一區域內。塵粒的荷電和捕集在同一電場中進行,即電暈和集塵極布置在同一電場區內。單區電除塵器應用廣泛,通常用于工業除塵和煙氣凈化。(2)雙區式集塵極系統和電暈極系統分別裝在兩個不同的區域內。塵粒的荷電和捕集分別在兩個不同的區域內進行。安裝電暈極的電暈區主要完成對塵粒的荷電過程,而在裝有高壓極板的集塵區主要是捕集荷電粉塵,雙區電除塵器可以防止反電暈的現象,一般用于空調送風的凈化系統。煙氣除塵靜電除塵靜電除塵器主要部件四、靜電除塵器主要部件靜電除塵器的結構由除塵器主體、供電裝置和附屬設備組成。除塵器主體包括電暈極、集塵極、清灰裝置、氣流分布裝置和灰斗等。(一)電暈極電暈極包括電暈線、電暈極框架吊桿及支撐套管、電暈極振打裝置等。對電暈線的一般要求為:起暈電壓低、電暈電流大、機械強度高、耐腐蝕性能以及容易清灰等。電暈線的型式:光滑圓形線、星形線、螺旋形線、芒刺線、鋸齒線、麻花線及蒺藜絲線等。電暈極的形式電暈線固定方式:管框繃線式重錘懸吊式(二)集塵極集塵極的結構形式對粉塵的二次飛揚、金屬消耗量和造價有很大的影響,直接影響除塵效率。對集塵極的基本要求:易于粉塵在板面上的沉積;振打時二次揚塵少;單位集塵面積金屬用量少;極板較高時,不易產生變形;氣流通過極板空間時阻力小等。常見集塵極板形式(三)清灰裝置及時清除集塵極和電暈極上的積灰,是保證電除塵器高效運行的重要環節。干式電除塵器的清灰方式:機械振打、電磁振打及壓縮空氣振打、聲波振打等;濕式電除塵器:噴霧或溢流方式,在集塵極表面上形成一層水膜,使沉積在集塵板上的粉塵和水一起流到除塵器的下部而排出。振打整置設置除塵器的陰極或陽極的頂部,稱為頂部振打電除塵器,現應用較多的是頂部電磁振打,安裝在除塵器頂部,振動的傳遞效果好。1.頂部振打陰極振打位于除塵器內頂部,由電機傳動振打極線框架。不同與陽打的是:陰極部分全部帶電所以傳動部分需由瓷轉軸隔開。瓷轉軸絕緣板傳動軸轉動軸振打錘2.側部振打電除塵器振打裝置設置于除塵器陽極板的側部,稱為側部振打電除塵器;現用的較多的為撓臂錘振打,為防止粉塵的二次飛揚,在振打軸的360°上均勻布置各錘頭,避免同時振打而引起的二次飛揚。其振打力的傳遞與粉塵下落方向成一定夾角。

陽極振打裝置機械部分由中心軸、軸套、振打錘等組成。陽極板軸套傳動軸振打錘陽極振打電機位于除塵器檢修平臺,作用是將粘附在陽極板上的紛塵通過振打使其脫落,振打時間由PLC周期性控制,也可手動連續振打(維修/調試時使用)。

注意事項:調試前須檢查變速箱內是否已加滿齒輪油檢查鏈條松緊程度第一次通電時須點動控制電機,確認正確方向后方可使用通電后檢查電機溫度、聲音有無異常電機減速機轉動鏈條轉動軸(四)除塵器灰斗

粉塵由電場分離后粘附在集塵極,然后借助于振打裝置將紛塵脫落到除塵的灰斗內,在料位信號的控制下,將粉塵輸送到指定地點灰斗焊接在底梁上,灰斗壁與水平面夾角一般大于60度,且四邊加有圓弧板,以保證灰自由下落。為防止煙氣經灰斗旁路串氣而降低除塵效率,灰斗內裝有擋風板。灰斗通常有以下附件:1.電加熱或蒸汽加熱;2.氣化板;3.挖手孔;4.捅灰管等。(五)氣流分布裝置電除塵器內氣流分布的均勻性對除塵效率的影響很大,一般要求其分布均勻性好,阻力損失小。為保證氣流分布均勻,在進出口處應設漸擴管和漸縮管,進口漸擴管設1~3層氣流分布板。常見的氣流分布板:多孔板、百葉窗式、分布格子、槽型鋼式和欄桿型分布板等。多孔板應用最廣,孔徑30~50mm。氣流分布的具體要求是:任何一點的流速不得超過該斷面平均流速的40%任何一個測定斷面上,85%以上測點的流速與平均流速不得相差25%。(六)除塵器外殼鋼板、不銹鋼板、鉛板、混凝土。除塵器外殼必須保證嚴密,盡量減少漏風。漏風量增加,風機負荷加大,電場內風速過高,除塵效率下降。特別是處理高溫高濕煙氣時,冷空氣漏入會使煙氣溫度降至露點以下,導致除塵器內構件粘灰和腐蝕。電除塵器的漏風率控制在3%以下。檢修孔檢修觀察時使用。進入除塵器內部前必須關閉所有電源,鎖必安全連鎖箱,控制柜上須掛有安全警示牌,必要時需專人看護。將隔離開關刀閘打到接地位置。檢修照明盡量采用24V安全電源下部檢修孔頂部檢修孔布線橋架頂部檢修孔(六)供電裝置電除塵器的供電裝置:升壓變壓器、整流變壓器和控制裝置。高壓供電設備提供粒子荷電和捕集所需要的高場強和電暈電流供電設備必須十分穩定,希望工作壽命在二十年之上通常工業電除塵器的高壓供電設備的輸出峰值電壓為70~l000kV,電流為100~2000mA輸入到整流變壓器的交流電壓稱為一次電壓,輸入到整流變壓的交流電流稱為一次電流;整流變壓器輸出的直流電壓稱為二次電壓,整流變壓器輸出的直流電流稱為二次電流。煙氣除塵靜電除塵靜電除塵器的選型電除塵器性能參數確定——集塵極面積、電場斷面面積、集塵室通道數、電場長度、工作電壓、電流等。電除塵器的選擇五、電除塵器的選型(一)靜電除塵器性能參數的確定主要采用經驗公式類比方法。主要是根據需要處理的含塵氣體流量和凈化要求,確定集塵極面積、電場斷面面積、電場長度、集塵極和電暈極的數量和尺寸等。

1.集塵極面積

式中:A——集塵極面積,m2。;Q——處理氣體流量,m3/s;η——預期達到的除塵效率,%;ωp——微粒的有效驅進速度,m/s。2.箱體的斷面面積

式中:F——箱體斷面面積,m2;Q——處理氣體流量,m3/s;u——除塵器斷面氣流速度,m/s。

對于一定結構的靜電除塵器,當氣體流速增加時,除塵效率降低,因此氣體流速不宜過大;但如其過小,又會使除塵器體積增加,造價提高。一般取0.6-1.5m/s。3.集塵室的通道個數

由于每兩塊集塵極之間為一通道,則集塵室的通道個數n可由下式確定:式中:b——集塵極間距,亦為通道寬度,m;h——集塵極板高度,m。集塵板高度h的確定:當F≤80m2時,h=F0.5

;當F>80m2時,h=(0.5F)0.54.電場長度式中

L——集塵極沿氣流方向的長度,m;

h——集塵極板高度,m。一般選擇長高比為0.5-1.0;高效率時,長高比至少為1.0-1.5。5.工作電壓根據實際需要,工作電壓一般取60~72kV。6.工作電流一般在100~300mA。例題設計一電除塵器用來處理燒結廠原料倉產生的石膏粉塵。處理量為129600m3/h,入口含塵濃度為3×10-2kg/m3,要求出口含塵濃度降至1.5×10-4kg/m3。試設計該除塵器所需要的極板面積、電場斷面積、通道數和電場長度。(二)靜電除塵器的選擇如果粉塵的比電阻適中(1×104~2×1010Ω·cm),則采用普通干式電除塵器。對于比電阻高的粉塵,宜采用特殊型電除塵器,如寬極距型和高溫電除塵器等。或在含塵氣體中加入適量的調理劑(如NH3、H2O等),以降低粉塵的比電阻。對于比電阻低的粉塵,不宜采用電除塵器凈化。濕式電除塵器既能捕集比電阻高的粉塵,也能捕集比電阻低的粉塵,而且具有較高的除塵效率。其缺點是會帶來污水處理及通風管道和除塵器的腐蝕問題。煙氣除塵靜電除塵靜電除塵器安裝、調試、運行六、電除塵器的安裝、調試、運行(一)電除塵器的安裝特別注意:應有良好的密閉性,除塵器密閉性能不好將嚴重影響除塵器性能和使用壽命。殼體的所有焊接均應采用連續焊縫,并用煤油滲透法檢查其氣密性。必須除去所有毛刺、飛邊。需用手提式砂輪打光。集塵極和電暈極的極間距必須嚴格保證。40m2以下,間距偏差小于5mm;大于40m2,偏差小于10mm。周圍應懸掛“高壓危險”等字樣。(二)調試通冷風,在第一電場前端測定沿電場斷面的氣流分布均勻性。要求任何一點的流速不得超過該斷面平均流速的40%;任何一個測定斷面,85%以上的測點流速與平均流速不得相差25%。如不符合要求,應進行調整,多孔分布板應對若干個孔進行調整。啟動兩極振打裝置,使其運轉8h,檢查運轉是否正常,包括振打軸的轉向,電動機是否發熱,測定集極的振打頻率等。接通保溫箱內電加熱器,檢查溫升速度及溫度控制范圍是否滿足要求。啟動排灰裝置和鎖風裝置,使其運轉4h,檢查運轉是否正常,電動機是否發熱。每個電場至少測定三排集塵極板面上若干點的振打加速度,若點加速度過小,則應加固極板與撞擊桿的連接。關閉各檢查門,對除塵器通氣氣體,測定其進、出口氣體量,計算漏風率,要求漏風率應小于7%,否則應檢查焊縫和連接處的氣密性。接通高壓硅整流器,在除塵系統不通煙塵情況下通電試車(即無負載試車),首先把輸出電壓、電流旋鈕調至最小位置,然后開啟電源,逐步升壓,電場應能升至額定電壓而不發生擊穿,否則就進行適當調整。(三)運行操作控制第一步、運行前檢查①檢查所有電場內、通道內、灰斗內是否留有工具和其他雜物,如鐵絲、焊條、螺栓等。②檢查各絕緣套管、瓷轉軸等絕緣件表面是否干凈有無裂紋。③檢查變壓器是否有漏油現象。④檢查變壓器是否按規定可靠接地,接地電阻應小于4Ω。⑤確認所有工作人員都已從電除塵器內出來。⑥拆除陰極系統上的人孔門的專用接地棒或接地器材。

整流變壓器高壓整流變壓器隔離開關電場電源空氣吸濕器(內裝有硅膠)

整流變壓器一般裝在除塵器頂部,與高壓隔離開關相連。電壓由硅整流變壓經隔離開關送至電場。

硅膠正常時顯白色,吸水后變黃色;如有變色,必須立即更換。

油位保持在1/3位置瓷瓶無裂痕,無滲油現象01/31/2整流變維護注意事項接地裝置接地可靠,接地電阻應小于4歐姆整流變內部與外殼接地整流變外殼與除塵器本體接地第二步啟動1)投運前的檢查工作完畢,所有的安全措施已恢復。

2)各加熱器至少在發煙設備啟動前8

小時投運,以確保灰斗和各絕緣件(絕緣瓷套管、電瓷轉軸等)的干燥;防止因結露爬電而引起的任何損害。檢查各加熱器系統的電流是否正常。3)打開電除塵器進出口煙道上的各擋板風門。4)啟動引風(通風)機。

5)向電場通煙氣預熱以消除電除塵器內部機件上的潮氣。6)啟動飛灰輸送系統。

7)啟動所有振打機構。各個電場的振打周期不同,1電場8-10分鐘,2電場之后各電場30-40分鐘;而且最后2個電場振打不同時進行,減少二次飛揚。陰極振打電機

陰極振打電機位于除塵器的頂部平臺,作用是將粘附在陰極板上的粉塵通過振打使其脫落,振打時間由PLC時序周期性控制,也可手動連續振打(維修/調試時使用)。瓷轉軸加熱器陰打電機瓷轉軸保溫筒第三步停運1.短期停運1)停運所有風機,靜待3~5分鐘;2)按電場順序由后向前降低一、二次電壓和電流直至為零,然后關掉各供電單元的高壓電源,并將高壓控制柜鎖定;3)關閉進出口煙道所有風門;4)讓振打系統和加熱系統在暫停階段繼續運行;5)如需人員進入電場檢修則應使高壓部件接地,陰、陽極振打停轉,并等電場內降溫至40℃以下,穿著防護服裝,有安全照明方可進入。第三步停運(二)長期停運1)停運所有風機,靜待3~5分鐘;2)按電場順序由后向前降低一、二次電壓和電流直至為零,然后關掉各供電單元的高壓電源,并將高壓控制柜鎖定;3)關閉進出口煙道所有風門;4)切斷各供電單元的高壓隔離開關轉至接地位置并鎖定;5)振打系統和排灰系統在高壓電源切斷后繼續運行直至讓所有煙灰從電除塵器中清除干凈為止;6)切斷總的電源開關(不包括照明線路);7)將高壓部件接地后并在有安全照明的條件下,人方可進入電除塵器內;檢修完畢后關閉所有人孔門。(四)維護及日常監測1.維護(1)電除塵器本體維護——對電除塵器保溫箱內不定期清掃維護。

——保溫箱的維護應對管狀加熱器進行仔細檢查,以保證其正常工作。——若電除塵器工作3月以上,則應利用工藝生產停車機會對除塵器內部構件檢查維護。(2)高壓硅整流器的維護——保持控制柜內部和整流器的清潔,干燥劑由淺藍色變淡紅色時應進行更換處理。——每12個月進行一次變壓器油的試驗——每年測量一次接地電阻,其值應不大于4Ω。——高壓整流器需進行測試檢查2.日常監測——電除塵器的運行狀態監測——電除塵器組成構件的完好運行狀態監測巡視——電除塵器排灰設施及煙塵的監測——電除塵器構件中的轉動及潤滑部件的巡視煙氣除塵靜電除塵——靜電除塵影響因素二、影響電除塵器效率的因素

影響靜電除塵效率的主要因素有粉塵特性、煙氣特性、結構因素和操作因素等。(一)粉塵特性粉塵特性主要包括粉塵的粒徑分布、真密度、堆積密度、黏附性和比電阻等,其中最主要的是粉塵的比電阻。粉塵的比電阻與除塵效率粉塵的比電阻過高或過低均不利于除塵,最適合于電除塵捕集的粉塵的比電阻的范圍為1×104~2×1010Ω·cm。影響粉塵比電阻主要因素:氣體的溫度和濕度。向煙氣中噴水——同時達到增加煙氣濕度和降低煙氣溫度的雙重目的。向煙氣中加入SO3、NH3以及Na2CO3等化合物,以使塵粒的導電性增加。反電暈——沉積在極板表面上的高比電阻粉塵層所產生的局部放電現象。(二)煙氣特性煙氣特性主要包括煙氣溫度、濕度、成分、壓力、含塵濃度、斷面氣流速度和分布等。1.煙氣的溫度和濕度在低溫區,由于粉塵表面的吸附物和水蒸氣的影響,粉塵的比電阻較小;隨著溫度的升高,粉塵的比電阻增加。高溫區,由于粉塵內部的導電,也會使比電阻下降。當溫度低于露點時,濕度會嚴重影響除塵器的除塵效率。2.含塵濃度由于電暈放電在除塵電場中產生大量的電子,使進入其間的粉塵荷電。荷電粉塵形成的空間電荷會對電暈極產生屏蔽作用,從而抑制了電暈放電。電暈閉塞:隨著含塵濃度的提高,電暈電流逐漸減少,出現電暈阻止效應。當含塵濃度增加到某一數值時,電暈電流基本為零,此時的電除塵器失去除塵能力。為避免電暈閉塞,處理的氣體含塵濃度應<30g/m3。當氣體含塵濃度過高時:選用曲率大的芒刺形電暈極;還可以在電除塵器加設預處理裝置,進行多級除塵。3.除塵器斷面氣流速度降低除塵器的斷面氣流速度,增加了粉塵在荷電區的停留時間,使粉塵荷電的機會增多,除塵效率也會提高。隨著氣流速度的增大,除塵效率也就大幅度下降。氣流速度過大,會造成二次揚塵。一般氣流速度取0.6-1.5m/s。4.斷面氣流分布

斷面氣速分布不均勻,在流速較低的區域,就會存在局部氣流停滯,造成低速區的效率增加,不能彌補高速區造成的效率下降。除塵器斷面上的氣流速度差異越大,除塵效率越低。(三)結構因素電暈線的幾何形狀、直徑、數量和線間距;集塵極的形式、極板斷面形狀、極間距、極板面積、電場數、電場長度等;供電方式、振打方式(方向、強度、周期)、氣流分布裝置、外殼嚴密程度、灰斗形式和出灰口鎖風裝置等。最重要的結構因素為極間距,一般要求極間距要距離合適(400mm),保持均勻。

(四)操作因素

為保證其高效率,必須使供電功率高、供電壓力大,供電電流穩定。供電壓力大小一般通過控制火花頻率來實現,一般要求最佳火花頻率在30~150次/min。由于隨著集塵極和電暈極上堆積粉塵厚度的不斷增加,運行電壓會逐漸下降,使除塵效率降低,因此,必須通過清灰裝置使粉塵剝落下來,以保持較高的除塵效率。煙氣除塵靜電除塵原理一、電除塵的原理電除塵的基本原理包括:電暈放電塵粒的荷電荷電塵粒的遷移和捕集粉塵的清除(一)電暈放電靜電除塵器實質上是由兩個極性相反的電極組成線狀電極——電暈極管狀或板狀電極——集塵極將充分高的直流電壓施加到放電極和集塵極上。“雪崩”過程電暈區電暈放電負離子電暈放電和粉塵荷電(二)塵粒的荷電電場荷電擴散荷電塵粒的荷電方式與粒徑有關:dp>0.5μm的塵粒以電場荷電為主;dp<0.2μm的塵粒以擴散荷電為主;介于兩者之間的兩種方式均要考慮。塵粒的荷電方式主要是電場荷電。板式電除塵器除塵示意圖(三)荷電塵粒的遷移和捕集在

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