高壓靜電除塵器
發(fā)布時間：2017-10-23 17:07:48 閱讀：2629 次
靜電除塵器
靜電除塵器的工作原理是利用高壓電場使煙氣發(fā)生電離，氣流中的粉塵荷電在電場作用下與氣流分離。負極由不同斷面形狀的金屬導(dǎo)線制成，叫放電電極。
靜電除塵器的工作原理是利用高壓電場使煙氣發(fā)生電離，氣流中的粉塵荷電在電場作用下與氣流分離。負極由不同斷面形狀的金屬導(dǎo)線制成，叫放電電極。
正極由不同幾何形狀的金屬板制成，叫集塵電極。靜電除塵器的性能受粉塵性質(zhì)、設(shè)備構(gòu)造和煙氣流速等三個因素的影響。粉塵的比電阻是評價導(dǎo)電性的指標(biāo)，它對除塵效率有直接的影響。比電阻過低，塵粒難以保持在集塵電極上，致使其重返氣流。比電阻過高，到達集塵電極的塵粒電荷不易放出，在塵層之間形成電壓梯度會產(chǎn)生局部擊穿和放電現(xiàn)象。這些情況都會造成除塵效率下降。
簡介
靜電除塵器的電源由控制箱、升壓變壓器和整流器組成。電源輸出的電壓高低對除塵效率也有很大影響。因此，靜電除塵器運行電壓需保持40一75kV乃至100kV以上。
基本結(jié)構(gòu)
靜電電除塵器由兩大部分組成：一部分是電除塵器本體系統(tǒng)；另一部分是提供高壓直流電的供電裝置和低壓自動控制系統(tǒng)。電除塵器的結(jié)構(gòu)原理，高壓供電系統(tǒng)為升壓變壓器供電，除塵器集塵極接地。低壓電控制系統(tǒng)用來控制電磁振打錘、卸灰電極、輸灰電極以及幾個部件的溫度。
工作原理
電除塵器的基本原理是利用電力捕集煙氣中的粉塵，主要包括以下四個相互有關(guān)的物理過程：（1）氣體的電離。（2）粉塵的荷電。（3）荷電粉塵向電極移動。（4）荷電粉塵的捕集。
簡介
靜電除塵器的電源由控制箱、升壓變壓器和整流器組成。電源輸出的電壓高低對除塵效率也有很大影響。因此，靜電除塵器運行電壓需保持40一75kV乃至100kV以上。
基本結(jié)構(gòu)
靜電電除塵器由兩大部分組成：一部分是電除塵器本體系統(tǒng)；另一部分是提供高壓直流電的供電裝置和低壓自動控制系統(tǒng)。電除塵器的結(jié)構(gòu)原理，高壓供電系統(tǒng)為升壓變壓器供電，除塵器集塵極接地。低壓電控制系統(tǒng)用來控制電磁振打錘、卸灰電極、輸灰電極以及幾個部件的溫度。
工作原理
電除塵器的基本原理是利用電力捕集煙氣中的粉塵，主要包括以下四個相互有關(guān)的物理過程：（1）氣體的電離。（2）粉塵的荷電。（3）荷電粉塵向電極移動。（4）荷電粉塵的捕集。
荷電粉塵的捕集過程：在兩個曲率半徑相差較大的金屬陽極和陰極上，通過高壓直流電，維持一個足以使氣體電離的電場，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，使粉塵獲得電荷。荷電極性不同的粉塵在電場力的作用下，分別向不同極性的電極運動，沉積在電極上，而達到粉塵和氣體分離的目的。
特點
靜電除塵器與其他除塵設(shè)備相比，耗能少，除塵效率高，適用于除去煙氣中0．01—50μm的粉塵，而且可用于煙氣溫度高、壓力大的場合。實踐表明，處理的煙氣量越大，使用靜電除塵器的投資和運行費用越經(jīng)濟。
特點
靜電除塵器與其他除塵設(shè)備相比，耗能少，除塵效率高，適用于除去煙氣中0．01—50μm的粉塵，而且可用于煙氣溫度高、壓力大的場合。實踐表明，處理的煙氣量越大，使用靜電除塵器的投資和運行費用越經(jīng)濟。
寬間距臥式電除塵器技術(shù)
HHD型寬間距臥式電除塵器是引進和借鑒國外先進技術(shù)，結(jié)合中國各行業(yè)工業(yè)窯爐廢氣工況的特點，為適應(yīng)日趨嚴(yán)格的廢氣排放要求和WTO市場準(zhǔn)則研究開發(fā)的科研成果。該成果已廣泛應(yīng)用在冶金、電力、水泥等行業(yè)。
最佳寬間距及極板特別配置
使得電場場強、板電流分布更加均勻，驅(qū)進速度可提高 1.3倍，使捕集粉塵比電阻范圍擴大到10 1 -10 14 Ω-cm，特別適用于硫化床鍋爐、新型水泥干法回轉(zhuǎn)窯、燒結(jié)機等廢氣的高比電阻粉塵回收，減緩或消除反電暈現(xiàn)象。
整體新型RS電暈線
最高長度可達15米，具有起暈電壓低，電暈電流密度大，鋼性強，永不破損，具有抗高溫、抗熱變能力，結(jié)合頂部振打方式清灰效果極佳。根據(jù)粉塵濃度大小配置相應(yīng)的電暈線密度，從而可適應(yīng)高粉塵濃度的收塵，最高允許入口濃度可達1000g/Nm 3。
電暈極頂部強力振打
根據(jù)清灰理論設(shè)計的頂部放電極強力振打，可采用機械和電磁兩種任選方式。
陰陽兩極自由懸吊
HHD電收塵器收塵系統(tǒng)和電暈極系統(tǒng)均采用三維懸吊結(jié)構(gòu)，當(dāng)廢氣溫度過高時，收塵極和電暈極將按三維方向任意膨脹伸展，收塵極系統(tǒng)還特別設(shè)計了抗熱變鋼帶約束結(jié)構(gòu)，使得HHD電收塵器具有較高的抗熱變能力，經(jīng)商業(yè)運行表明，HHD電收塵器最高耐溫可達390℃。
提高振打加速度
改善清灰效果 ：收塵極系統(tǒng)清灰好壞直接影響收塵效率，大部分電收器在經(jīng)過一段時間運行后都表現(xiàn)出效率下降情況，究其根源主要是收塵極板清灰效果差所致， HHD電收塵器利用最新撞擊理論和實踐結(jié)果，改傳統(tǒng)扁鋼撞擊桿結(jié)構(gòu)為整體型鋼結(jié)構(gòu)，又將收塵極的側(cè)部振打錘結(jié)構(gòu)刪繁就簡，使掉錘環(huán)節(jié)減少2/3，實驗表明收塵極板面最小加速度從220G提高到356G。
占地面積小、重量輕
由于放電極系統(tǒng)采用頂部振打設(shè)計，且打破常規(guī)創(chuàng)造性地將每個電場采用非對稱懸吊設(shè)計，并利用美國環(huán)境設(shè)備公司殼體計算機軟件優(yōu)化設(shè)計，使得在同樣收塵總面積的情況，電收塵器總體長度減少3-5米，重量減輕15%。
高保證絕緣系統(tǒng)
為防止電除塵器的高壓絕緣材料結(jié)露爬電，殼體采用蓄熱雙層充氣屋頂設(shè)計，電加熱采用最新PTC、PTS材料，絕緣套管底部采用雙曲線反吹清掃設(shè)計，徹底杜絕了瓷套管結(jié)露爬電的易發(fā)故障，且維護、保養(yǎng)、更換極為便利。
匹配L-C高系統(tǒng)
高壓控制可采用 DSC系統(tǒng)控制，上位機操作，低壓控制采用PLC控制， 中文觸摸屏操作。高壓電源采用恒電流、高阻抗直流電源，匹配 HHD電收塵器本體。可產(chǎn)生高除塵效率、克服高比電阻、處理高濃度的優(yōu)越功能。
影響除塵效果的因素
除塵器的除塵效果與許多因素有關(guān)，如煙氣的溫度、流速，以及除塵器的密封狀態(tài)、收塵板間距等。
HHD型寬間距臥式電除塵器是引進和借鑒國外先進技術(shù)，結(jié)合中國各行業(yè)工業(yè)窯爐廢氣工況的特點，為適應(yīng)日趨嚴(yán)格的廢氣排放要求和WTO市場準(zhǔn)則研究開發(fā)的科研成果。該成果已廣泛應(yīng)用在冶金、電力、水泥等行業(yè)。
最佳寬間距及極板特別配置
使得電場場強、板電流分布更加均勻，驅(qū)進速度可提高 1.3倍，使捕集粉塵比電阻范圍擴大到10 1 -10 14 Ω-cm，特別適用于硫化床鍋爐、新型水泥干法回轉(zhuǎn)窯、燒結(jié)機等廢氣的高比電阻粉塵回收，減緩或消除反電暈現(xiàn)象。
整體新型RS電暈線
最高長度可達15米，具有起暈電壓低，電暈電流密度大，鋼性強，永不破損，具有抗高溫、抗熱變能力，結(jié)合頂部振打方式清灰效果極佳。根據(jù)粉塵濃度大小配置相應(yīng)的電暈線密度，從而可適應(yīng)高粉塵濃度的收塵，最高允許入口濃度可達1000g/Nm 3。
電暈極頂部強力振打
根據(jù)清灰理論設(shè)計的頂部放電極強力振打，可采用機械和電磁兩種任選方式。
陰陽兩極自由懸吊
HHD電收塵器收塵系統(tǒng)和電暈極系統(tǒng)均采用三維懸吊結(jié)構(gòu)，當(dāng)廢氣溫度過高時，收塵極和電暈極將按三維方向任意膨脹伸展，收塵極系統(tǒng)還特別設(shè)計了抗熱變鋼帶約束結(jié)構(gòu)，使得HHD電收塵器具有較高的抗熱變能力，經(jīng)商業(yè)運行表明，HHD電收塵器最高耐溫可達390℃。
提高振打加速度
改善清灰效果 ：收塵極系統(tǒng)清灰好壞直接影響收塵效率，大部分電收器在經(jīng)過一段時間運行后都表現(xiàn)出效率下降情況，究其根源主要是收塵極板清灰效果差所致， HHD電收塵器利用最新撞擊理論和實踐結(jié)果，改傳統(tǒng)扁鋼撞擊桿結(jié)構(gòu)為整體型鋼結(jié)構(gòu)，又將收塵極的側(cè)部振打錘結(jié)構(gòu)刪繁就簡，使掉錘環(huán)節(jié)減少2/3，實驗表明收塵極板面最小加速度從220G提高到356G。
占地面積小、重量輕
由于放電極系統(tǒng)采用頂部振打設(shè)計，且打破常規(guī)創(chuàng)造性地將每個電場采用非對稱懸吊設(shè)計，并利用美國環(huán)境設(shè)備公司殼體計算機軟件優(yōu)化設(shè)計，使得在同樣收塵總面積的情況，電收塵器總體長度減少3-5米，重量減輕15%。
高保證絕緣系統(tǒng)
為防止電除塵器的高壓絕緣材料結(jié)露爬電，殼體采用蓄熱雙層充氣屋頂設(shè)計，電加熱采用最新PTC、PTS材料，絕緣套管底部采用雙曲線反吹清掃設(shè)計，徹底杜絕了瓷套管結(jié)露爬電的易發(fā)故障，且維護、保養(yǎng)、更換極為便利。
匹配L-C高系統(tǒng)
高壓控制可采用 DSC系統(tǒng)控制，上位機操作，低壓控制采用PLC控制， 中文觸摸屏操作。高壓電源采用恒電流、高阻抗直流電源，匹配 HHD電收塵器本體。可產(chǎn)生高除塵效率、克服高比電阻、處理高濃度的優(yōu)越功能。
影響除塵效果的因素
除塵器的除塵效果與許多因素有關(guān)，如煙氣的溫度、流速，以及除塵器的密封狀態(tài)、收塵板間距等。
2.1煙氣的溫度
煙氣的溫度過高，電暈始發(fā)電壓、起暈時電暈極表面的電場溫度、火花放電電壓等均降低，影響除塵效率。煙氣的溫度過低，容易造成絕緣部件因結(jié)露而爬電；金屬件被腐蝕，并且燃煤發(fā)電排出的煙氣中含有SO2，其腐蝕程度更為嚴(yán)重；灰斗內(nèi)粉塵結(jié)塊影響排灰，該廠曾因灰斗長期積灰，使收塵板、電暈線埋于積灰中而將收塵板燒變形，斷裂，電暈線燒斷。
2.2煙氣的流速
過高煙氣的流速不能過高，因為粉塵在電場中荷電后沉積島收塵極上需要有一定的時間，如果煙氣風(fēng)速過高，核電粉塵來不及沉降就被氣流帶出，同時煙氣的流速過高容易使已沉積在收塵板上的粉塵產(chǎn)生二次飛揚，特別是振打落灰時更容易產(chǎn)生二次飛揚。
2.3板間距
當(dāng)作用電壓、電暈線的間距和半徑相同時，加大板間距，會影響電暈線臨近區(qū)所產(chǎn)生離子電流的分布、增大表面積上的電位差，將導(dǎo)致電暈外區(qū)電場強度降低，影響除塵效率。
2.4電暈線間距
電暈線的間距有一個會產(chǎn)生最大電暈電流的最佳值，當(dāng)作用電壓、電暈線半徑和板間距相同時，增大電暈線間距會使電暈電流密度和電場強度的分布不均勻，若電暈線間距小于最佳值，電暈線附近電場的相互屏蔽作用會使電暈電流減小。
2.5氣流分布不勻
出現(xiàn)氣流分布不勻時，氣流速度低的地方收塵率高，氣流速度高的地方收塵率低，氣流速度低的地方增加的粉塵收集量小于氣流速度高的地方減少的粉塵收集量，而總收塵效率降低。并且氣流速度高的地方會出現(xiàn)沖刷現(xiàn)象，將已沉積在收塵板上的粉塵再次大量揚起。
2.6漏風(fēng)
由于電除塵器用于負壓操作，如果殼體的連接處密封不嚴(yán)，就會從外部漏入冷空氣，使通過電除塵的風(fēng)速增大，煙氣溫度降低，這會使煙氣露點發(fā)生變化，使收塵性能下降，如果從灰斗或排灰裝置漏入空氣，將會造成收下的粉塵產(chǎn)生再飛揚，使收塵效率降低，還會使灰受潮、粘附灰斗造成卸灰不流暢，甚至產(chǎn)生堵灰。陶二電廠的1#、2#除塵器曾因保溫室密封不嚴(yán)漏入大量高溫?zé)峄遥坏龎m效果大大下降，而且許多保溫圈的連接線燒壞。灰斗處也曾因漏風(fēng)使卸灰口結(jié)冰，卸不下灰來，造成灰斗內(nèi)大量積灰。
提高除塵效率的措施與辦法
由靜電除塵器除塵過程來看，提高除塵效率可以從三個階段著手。
第一階段：從煙塵進入著手。在靜電除塵里，粉塵的捕集跟粉塵的自身參數(shù)有關(guān)：如粉塵的比電阻、介電常數(shù)和密度、氣體的流速、溫度和濕度、電場的伏安特性以及收塵極的表面狀態(tài)等等。在煙塵進入靜電除塵之前先加一級除塵器，除去一些大顆粒、比重大的粉塵。如用旋風(fēng)除塵，煙塵以高速經(jīng)過旋風(fēng)分離器，使含塵氣體沿軸線螺旋向下旋轉(zhuǎn)，利用離心力，除掉較粗顆粒的粉塵，有效控制了進入電場的初始含塵濃度。還可用水膜除塵，水霧用來控制粉塵的比電阻和介電常數(shù)，使煙氣進入除塵器后有更強的荷電能力。但是要控制好除塵的水用量，防止結(jié)露。
煙氣的溫度過高，電暈始發(fā)電壓、起暈時電暈極表面的電場溫度、火花放電電壓等均降低，影響除塵效率。煙氣的溫度過低，容易造成絕緣部件因結(jié)露而爬電；金屬件被腐蝕，并且燃煤發(fā)電排出的煙氣中含有SO2，其腐蝕程度更為嚴(yán)重；灰斗內(nèi)粉塵結(jié)塊影響排灰，該廠曾因灰斗長期積灰，使收塵板、電暈線埋于積灰中而將收塵板燒變形，斷裂，電暈線燒斷。
2.2煙氣的流速
過高煙氣的流速不能過高，因為粉塵在電場中荷電后沉積島收塵極上需要有一定的時間，如果煙氣風(fēng)速過高，核電粉塵來不及沉降就被氣流帶出，同時煙氣的流速過高容易使已沉積在收塵板上的粉塵產(chǎn)生二次飛揚，特別是振打落灰時更容易產(chǎn)生二次飛揚。
2.3板間距
當(dāng)作用電壓、電暈線的間距和半徑相同時，加大板間距，會影響電暈線臨近區(qū)所產(chǎn)生離子電流的分布、增大表面積上的電位差，將導(dǎo)致電暈外區(qū)電場強度降低，影響除塵效率。
2.4電暈線間距
電暈線的間距有一個會產(chǎn)生最大電暈電流的最佳值，當(dāng)作用電壓、電暈線半徑和板間距相同時，增大電暈線間距會使電暈電流密度和電場強度的分布不均勻，若電暈線間距小于最佳值，電暈線附近電場的相互屏蔽作用會使電暈電流減小。
2.5氣流分布不勻
出現(xiàn)氣流分布不勻時，氣流速度低的地方收塵率高，氣流速度高的地方收塵率低，氣流速度低的地方增加的粉塵收集量小于氣流速度高的地方減少的粉塵收集量，而總收塵效率降低。并且氣流速度高的地方會出現(xiàn)沖刷現(xiàn)象，將已沉積在收塵板上的粉塵再次大量揚起。
2.6漏風(fēng)
由于電除塵器用于負壓操作，如果殼體的連接處密封不嚴(yán)，就會從外部漏入冷空氣，使通過電除塵的風(fēng)速增大，煙氣溫度降低，這會使煙氣露點發(fā)生變化，使收塵性能下降，如果從灰斗或排灰裝置漏入空氣，將會造成收下的粉塵產(chǎn)生再飛揚，使收塵效率降低，還會使灰受潮、粘附灰斗造成卸灰不流暢，甚至產(chǎn)生堵灰。陶二電廠的1#、2#除塵器曾因保溫室密封不嚴(yán)漏入大量高溫?zé)峄遥坏龎m效果大大下降，而且許多保溫圈的連接線燒壞。灰斗處也曾因漏風(fēng)使卸灰口結(jié)冰，卸不下灰來，造成灰斗內(nèi)大量積灰。
提高除塵效率的措施與辦法
由靜電除塵器除塵過程來看，提高除塵效率可以從三個階段著手。
第一階段：從煙塵進入著手。在靜電除塵里，粉塵的捕集跟粉塵的自身參數(shù)有關(guān)：如粉塵的比電阻、介電常數(shù)和密度、氣體的流速、溫度和濕度、電場的伏安特性以及收塵極的表面狀態(tài)等等。在煙塵進入靜電除塵之前先加一級除塵器，除去一些大顆粒、比重大的粉塵。如用旋風(fēng)除塵，煙塵以高速經(jīng)過旋風(fēng)分離器，使含塵氣體沿軸線螺旋向下旋轉(zhuǎn)，利用離心力，除掉較粗顆粒的粉塵，有效控制了進入電場的初始含塵濃度。還可用水膜除塵，水霧用來控制粉塵的比電阻和介電常數(shù)，使煙氣進入除塵器后有更強的荷電能力。但是要控制好除塵的水用量，防止結(jié)露。
第二階段：從煙塵處理著手。通過挖掘靜電除塵本身的除塵潛力，著重解決靜電除塵器本身在除塵過程中的缺陷和問題，以有效的提高除塵效率。主要措施包括以下幾種。（1）改善不均勻的煙氣流速分布，調(diào)整氣流分布裝置的技術(shù)參數(shù)。（2）注重收塵系統(tǒng)的保溫，保證保溫層的材料和厚度。收塵器外部的保溫層，會直接影響收塵氣體的的溫度，由于外部環(huán)境中含有一定量的水分，氣體的溫度一旦低于露點會產(chǎn)生結(jié)露現(xiàn)象。由于結(jié)露，粉塵粘附在集塵極和電暈極上，即使振打也不能有效地使其脫落。粘附的粉塵量達到一定程度時，就會阻止電暈極產(chǎn)生電暈，從而使收塵效率下降，電收塵器不能正常工作。另外，由于結(jié)露會造成收塵器的電極系統(tǒng)及殼體和貯斗產(chǎn)生腐蝕，從而縮短使用壽命。（3）改善收塵系統(tǒng)的密封，保證收塵系統(tǒng)的漏風(fēng)率低于3%。電收塵器通常為負壓操作，因此在使用中必須注意密封，減少漏風(fēng)以保證其工作性能。因為外部空氣的進入，會帶來以下三個不利的后果：①降低收塵器內(nèi)氣體的溫度，有可能產(chǎn)生結(jié)露，尤其是在氣溫低的冬季，引起上述結(jié)露而產(chǎn)生的問題。②增大電場風(fēng)速，使含塵氣體在電場中的停留時間縮短，從而降低收塵效率。③如果是集灰斗和排灰口處漏風(fēng)，則漏入的空氣直接將已沉降下的粉塵吹起，揚入氣流中，造成嚴(yán)重的二次揚塵，導(dǎo)致收塵效率降低。（4）根據(jù)煙氣的化學(xué)成分，調(diào)節(jié)電極板的材料，以便增加電極板的耐腐蝕強度，防止極板腐蝕，造成短路。（5）調(diào)整電極的振打周期和振打力，以提高電暈功率和減少粉塵的再飛揚。（6）增加電除塵器的容量或收塵面積，即增加一個電場，或?qū)㈦姵龎m器的電場加高或擴寬。（7）調(diào)整電源設(shè)備的控制方式和供電方式。高頻（20～50kHz）高壓開關(guān)電源的應(yīng)用，為電除塵器的升級提效提供了一個新的技術(shù)途徑。高頻高壓開關(guān)電源（SIR）的頻率是常規(guī)變壓/整流器（T/R）的400～1000倍。常規(guī)T/R電源，往往在火花放電嚴(yán)重的場合不能輸出大的功率。在電場存在高比電阻粉塵而產(chǎn)生反電暈時，電場的火花將進一步增大，這將導(dǎo)致輸出功率的急劇下降，有時甚至?xí)陆档綆资涟玻瑖?yán)重影響了收塵效率的提高。而SIR的情況則不同，因為其輸出電壓的頻率是常規(guī)電源的500倍，當(dāng)發(fā)生火花放電時其電壓波動很小，可以產(chǎn)生幾乎平滑的高壓直流輸出，因此SIR能夠?qū)﹄妶鎏峁└蟮碾娏鳌Ｍㄟ^多臺電除塵器的運行情況表明，一般SIR的輸出電流在常規(guī)T/R電源的2倍以上，所以電除塵器的效率會有顯著提高。
第三階段：從尾氣處理著手。可以在靜電除塵后也加入三級除塵，如采用布袋除塵，可以較為徹底的除去一些顆粒較小的粉塵，提高凈化的效果，以達到無污染排放的目的。
第三階段：從尾氣處理著手。可以在靜電除塵后也加入三級除塵，如采用布袋除塵，可以較為徹底的除去一些顆粒較小的粉塵，提高凈化的效果，以達到無污染排放的目的。
