靜電除塵器的主要結(jié)構(gòu)部件與裝置
圖5-7-4為靜電除塵器結(jié)構(gòu)圖。在工業(yè)電除塵器中,最廣泛采用的是臥式的板式電除塵器,見圖5-7-5。它是由本體和供電原源兩部分組成。本體包括除塵器殼體、灰斗、放電極、集塵極、氣流分布裝置、振打清灰裝置、絕緣子及保溫箱等等。下面介紹除塵器的主要部件。
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圖5-7-4靜電除塵器結(jié)構(gòu)圖
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圖5-7-5板式靜電除塵器組成結(jié)構(gòu)圖
1.集塵極
(1)對(duì)集塵極板的基本要求
對(duì)集塵極板的基本要求是:
①板面場(chǎng)強(qiáng)分布和板面電流分布要盡可能均勻;
②防止二次場(chǎng)塵的性能好。在氣流速度較高或振打清灰時(shí)產(chǎn)生的二次場(chǎng)塵少;
③振打性能好。在較小的振打力作用下,在板面各點(diǎn)能獲得足夠的振打加速度,且分布較均勻;
④機(jī)械強(qiáng)度好(主要是剛度)、耐高溫和耐腐蝕。具有足夠的剛度才能保證極板間距及極板與極線的間距的準(zhǔn)確性;
⑤容納粉塵量大,消耗鋼材少,加工及安裝精度高。
(2)集塵極板的結(jié)構(gòu)形式
極板用厚度為1.2~2.0mm的鋼板在專用軋機(jī)上軋制而成,為了增大容納粉塵量大,通常將集塵極做成各種斷面形狀。,常用的斷面形狀如圖5-7-6所示。
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圖5-7-6集塵極板的結(jié)構(gòu)形式
極板高度一般為2~15m。每個(gè)電場(chǎng)的有效電場(chǎng)長(zhǎng)度一般為3~4.5m,由多塊極板拼裝而成。
常規(guī)電除塵器的集塵極板的間距通常采用300mm。國(guó)內(nèi)、外研究結(jié)果表明,加大極板間間距,增大了絕緣距離,可以抑止電場(chǎng)火花放電;同時(shí)可以提高電除法器的工作電壓,增大粉塵的驅(qū)進(jìn)速度;另外還可使電極板面積也會(huì)相應(yīng)減小。由于這種除塵器的工作電壓比常規(guī)的高,故稱為寬間距超高壓電除塵器。寬間距電除塵器的極板間距一般為400~600mm。根據(jù)目前的試驗(yàn)研究,采用400mm為好,其工作電壓為120~80kV。這種除塵器目前已在電站、水泥等行業(yè)應(yīng)用。
2.電暈極(放電極)
(1)對(duì)放電極的基本要求
對(duì)放電極的基本要求為:
①放電性能好(起暈電壓低、擊穿電壓高、電暈電流強(qiáng));
②機(jī)械強(qiáng)度高、耐腐蝕、耐高溫、不易斷線;
③清灰性能好。振打時(shí),粉塵易于脫落,不產(chǎn)生結(jié)瘤和肥大現(xiàn)象。
(2)電暈極的結(jié)構(gòu)形式
放電極的形式很多,常見的形式如圖5-7-7所示。
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圖5-7-7常見的電暈極結(jié)構(gòu)形式
①圓形
采用直徑1.5~2.5mm的高度鎳鉻合金制作,上部懸掛在框架上,下部用重錘保持其垂直位置。圓線也可作成螺旋彈簧形,上、下部都固定在框架上(如圖5-7-8所示),由于導(dǎo)線保持一定的張力,放電線處于繃緊狀態(tài)。
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圖5-7-8圓形電暈極固定方式
②星形
它是用4~6mm的圓鋼冷拉成星形斷面的導(dǎo)線。它利用極線全長(zhǎng)的四個(gè)尖角放電,放電效果比光線式好。星形線容易粘灰,適用于含塵濃度低的煙氣。
③鋸齒形
用薄鋼條(厚約1.5mm)制作,在其兩側(cè)沖出鋸齒,形成鋸齒形電極。鋸齒形的放電強(qiáng)度高,是應(yīng)用較多的一種放電極。
④芒刺式
芒刺型電暈線是依靠芒刺的尖端進(jìn)行放電。形成芒刺的方式很多,R—S是目前采用較多的一種(見圖5-7-9),它是以直徑為20mm的圓管作支撐,兩側(cè)伸出交叉的芒刺。這種線的機(jī)械強(qiáng)度高,放電強(qiáng)。芒刺式采用點(diǎn)放電代替極線全長(zhǎng)的放電,試驗(yàn)表明,在同樣的工作電壓下,芒刺式的電暈電流要比星形線大,有利于捕集高濃度的微小塵粒。芒刺式電暈極的刺尖會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)烈的離子流,增大了電除塵器的電風(fēng)(由于離子流對(duì)氣體分子的作用,氣體向集塵極的運(yùn)動(dòng)稱為電風(fēng)),有利于減少電暈閉塞。
芒刺式電暈極適用于含塵濃度高的煙氣,因此,有的電除塵器在第一、二電場(chǎng)采用芒刺式,在第三電場(chǎng)采用光線或星形線。芒刺式電暈極尖端應(yīng)避免積塵,以免影響放電。
極線間距通常取0.50~0.65倍的通道寬度,對(duì)常規(guī)電除塵器可取160~200mm。芒刺式的間距一般為50~100mm。
集塵極和電暈極的制作、安裝質(zhì)量對(duì)電除塵器的性能有很大影響,安裝前極板和極線必須調(diào)直,安裝時(shí)要嚴(yán)格控制極距,偏差不得大于5mm。如果個(gè)別地點(diǎn)極距偏小,會(huì)首先發(fā)生擊穿。
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圖5-7-9R—S芒刺式電暈極
3.振打清灰裝置
沉積在電暈極和集塵極上的粉塵必須通過振打及時(shí)清除,電暈極上積灰過多,會(huì)影響放電。集塵極上積灰過多,會(huì)影響塵粒的驅(qū)進(jìn)速度,對(duì)于高比電阻粉塵還會(huì)引起反電暈。及時(shí)清灰是防止電暈的措施之一。常用的振打方式是錘擊振打(如圖5-7-10所示)。
振打頻率和振打強(qiáng)度必須在運(yùn)行過程中調(diào)整。振打頻率高、強(qiáng)度大,積聚在極板上的粉塵層薄,振打后粉塵會(huì)以粉末狀下落,容易產(chǎn)生二次飛揚(yáng)。振打頻率低、強(qiáng)度弱,極板上積聚的粉塵層較厚,大塊粉尖會(huì)因自重高速下落,也會(huì)造成二次飛揚(yáng)。振打強(qiáng)度還與粉塵的比電阻有關(guān),高比電阻粉塵應(yīng)采用較高的振打強(qiáng)度。
為了防止比電阻小的粉塵產(chǎn)生二次飛揚(yáng),有的電除塵器專門在集塵極的表面淋水,形成一層水膜,用水膜把粉塵帶走,這種電除塵器自然稱為濕式電除塵器。用濕法清灰雖解決了粉塵的二次飛揚(yáng)問題,但是也帶來了泥漿和廢水的處理問題,因此目前應(yīng)用較少。
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圖5-7-10錘擊振打方式
4.氣流分布裝置
電除塵器中氣流分布的均勻性對(duì)除塵效率有較大影響。除塵效率與氣流速度成反比,當(dāng)氣流速度分布不均勻時(shí),流速低處增加的除塵效率遠(yuǎn)不足以彌補(bǔ)流速高處效率的下降,因而總的效率是下降的。
氣流分布的均勻程度與除塵器進(jìn)出口的管道形式及氣流分布裝置的結(jié)構(gòu)有密切關(guān)系。在電除塵器的安裝位置不受限制時(shí),氣流經(jīng)漸擴(kuò)管進(jìn)入除塵器,然后再經(jīng)1~2塊平行的氣流分布板進(jìn)入除塵器電場(chǎng)。在這種情況下,氣流分布的均勻程度取決于擴(kuò)散角和分布板結(jié)構(gòu)。除塵器安裝位置受到限制,需要采用直角入口時(shí),可在氣流轉(zhuǎn)彎處加設(shè)導(dǎo)流葉片,然后再經(jīng)分布板進(jìn)入除塵器。
氣流分布板有多種型式,常用的是圓孔形氣流分布板,采用3~5mm鋼板制作,孔徑約為40~60mm,開孔率為50%~65%。
5.電除塵器的供電裝置
供電裝置包括三部分:
(1)升壓變壓器
如圖5-7-11所示,它是將工頻380V或220V交流電壓升到除塵器所需的高電壓,通常工作電壓為50~60kV。增大極板間距,要求的電壓也相應(yīng)增高。
(2)整流器
它將高壓交流電變?yōu)橹绷麟,目前都采用半?dǎo)體硅整流器。
(3)控制裝置
如圖5-7-12所示,電除塵器中煙氣的溫度、濕度、煙氣量、煙氣成份及含塵濃度等工況條件是經(jīng)常變化的,這些變化直接影響到電壓、電流的穩(wěn)定性。因而要求供電裝置隨著煙氣工況的改變而自動(dòng)調(diào)整電壓的高、低(稱之為自動(dòng)調(diào)壓),使工作電壓始終在接近于擊穿電壓下工作,從而保證除塵器的高效穩(wěn)定運(yùn)行。
目前采用的自動(dòng)調(diào)壓的方式有:火花頻率控制,火花積分值控制,平均電壓控制,定電流控制等。
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圖5-7-11靜電除塵器升壓變壓器
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圖5-7-12靜電除塵器控制裝置
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