电除尘讲义.docx
《电除尘讲义.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《电除尘讲义.docx（16页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
电除尘讲义
电
除
尘
器
培
训
资
料
目录
第一部分电除尘器机理--------------------------------------------------2
第二部分电除尘器的分类--------------------------------------------------3
第三部分电除尘器的主要名词术语--------------------------------------4
第四部分电除尘器结构-----------------------------------------------------5
第五部分影响电除尘器性能的主要因素-------------------------------10
第六部分设备的维修保养及故障处理----------------------------------11
附：
电除尘器的优缺点-------------------------------------------------------19
第一部分电除尘器机理
一、电除尘的基本原理：
在二个曲率半径相差很大的金属阳极和阴极上通以高压直流电，维持一个使气体电离的静电场。
气体电离后生成的电子、阴阳离子吸咐在通过电场的粉尘上，而使粉尘荷电。
荷电粉尘在电场的作用下便向电极性相反的电极运动而沉积在电极上，达到粉尘和气体分离的目的。
当沉积在电极上的粉尘达到一定厚度时，借助于振打机构使粉尘落入下部灰斗，净化后的气体便经过设备排出。
二、电除尘的基本过程：
电除尘器的除尘过程可分为四个阶段：
1）气体的电离；
2）粉尘获得离子而荷电；
3）荷电粉尘向电极移动；
4）将电极上的粉尘清除到灰斗中去。
第一阶段是形成高压电场，将空气电离。
第二和第三阶段是粉尘荷电并在电场力的作用下，向相反的电极移动并聚集在电极上，是电除尘器两个最基本的作用过程。
第四阶段是从电极上回收粉尘，干式电除尘器多用振打方式，湿式电除尘器则以水冲洗。
当然，这些过程互相关联，并且十分复杂，是不能截然分开的。
带电荷的尘粒在到达放电极和收尘板后，吸附在上面，通过振打等方式将粉尘清至灰斗中，这就是一个完整的除尘过程。
第二部分电除尘器的分类
电除尘器有多种类型，根据电极在除尘器中的配置不同分二大类：
一．单区电除尘器。
（工业烟气除尘多用它，因而单区二字通常被省略）
二．双区电除尘器（前后二区，电离区和收尘区）
单区电除尘器，按其结构不同，又可分成以下类型：
（一）根据收尘极和放电极配置（电极形状不同）不同可分为:
（1）管式电除尘器将电极放置在圆管中心
（2）板式电除尘器除尘电极由平板组成，在一系列平行通道间设置放电电极。
通道宽度一般为200~400mm，通道数由几个到几十个，甚至上百个，高度为2-15m。
除尘器长度视除尘效率而确定。
板式除尘器清灰较方便，制作、安装比较容易，是工业中采用最广泛的形式。
（二）根据气体流向分
（1）立式除尘器（气流自下而上垂直流动，一般用烟气量小，效率要求低的场合）
（2）卧式除尘器（气流沿水平方向流动，按要求可任意电场长度和个数，适用于负压操作，目前应用很普遍。
（三）根据粉尘的清灰方式分
（1）湿式电除尘器（水冲洗电极）
（2）干式电除尘器（常用振打剥离电极上的粉尘，收集干燥粉尘，便于综合利用）
（四）按电极距离大小分
（1）常规电除尘器。
同极间距在250～300mm
（2）宽间距电除尘器。
同极间距大于300mm（400～500mm）的称宽间距电除尘器。
由于间距加大，供电机组电压提高，有效电场强度大，板电流密度均匀，驱进速度提高，有利于净化高比电阻粉尘。
工业实机表明：
在处理同样烟气量，同样性质的烟尘，保持同样效率的前提下宽间距电除尘比常规相比，一次投资减少10%～15%，钢材消耗量降低15%～20%，能耗降低20%～30%
第三部分电除尘器的主要名词术语
◆电场总有效长度：
沿气体流动方向阳极板宽度的总和
◆有效高度：
有电场效应的阳极板高度
◆有效宽度：
电场通道数与同极距的乘积
◆有效烟气流量面积：
烟气流经的有效断面积,它等于电场有效宽度和有效高度的乘积。
◆烟气处理时间：
烟气通过有效长度所需的时间
◆烟气通道：
相邻两排阳极板所形成的烟气通路。
◆烟气流速：
烟气通过电除尘器有效流通面积的平均流速。
◆室：
电除尘器纵向隔离分区,中间有柱或墙分隔
◆电场：
气流方向上将电除尘器分成若干个区，每个区在气流向位置上可由一个或几个并列安装的供电分区组成，这样的区称之为电场
◆总集尘面积：
有效电场内阳极板平面投影面积的总和。
◆比集尘面积：
单位烟气流量所分配到的集尘面积，通常用平方米/立方米/s表示。
◆驱进速度：
荷电粒子在电场力作用下向阳极板表面运动的速度。
◆含尘浓度：
单位气体中含有的烟尘量（分g/m3和g/Nm3）（即工况和标况）
◆除尘效率：
单位时间内电除尘器所收集的粉尘量和同一时间内进入电除尘器粉尘总量的百分比。
◆粉尘比电阻：
单位厚度烟尘层的电阻值，通常用Ω—cm表示。
◆二次飞扬：
吸附在极板上的粉尘由于气流和振打的共同作用重反气流的过程。
◆漏风率：
漏入电除尘器的空气量与进入电除尘器烟气量之比。
◆同极距：
电场通道的中心宽度（极板与极板）。
◆气流分布试验：
使气流尽可能均匀地通过电场的过程。
◆电晕闭塞：
当电场中的烟尘浓度达到某一极大值时，电晕电流几乎降到零，使得收尘效率极端恶化的现象，称之为电晕闭塞（也称电晕封闭）。
◆反电晕：
在收尘极上产生与电晕电极极性相反的电晕放电，称之为反电晕。
（本体部分名词在结构介绍中再介绍）
第四部分电除尘器结构
电除尘由除尘器本体和电气两部分组成。
电除尘器的本体是实现烟气净化的场所，通常是钢结构件。
电除尘器本体主要分内件、外壳、气流分布装置和附属设备三部分，内件通常指阴极系统（放电电极）、阳极系统（收尘电极）、振打装置；外壳包括壳体、灰斗、进出口封头、灰斗、灰斗挡风、尘中走道、顶盖等，气流分布装置含进口气流分布板及出口槽形板。
一、阳极系统（收尘极）
阳极系统是指收尘极板和上部悬挂装置、下部振打杆组装后的总称。
阳极板也称收尘极板，主要作用是捕集带电粉尘。
极板一般采用普通碳素钢。
我公司采用宝钢产SPCC，大C型（宽480mm）极板，高度有5～15m，采用专用轧机轧制加工，以保证安装的极间距离和公差要求。
如图，从断面看，中间部分较平直，两端成弯钩形（防风钩）目的是减少二次扬尘，中间平直部分设几个凹凸槽，是为了加强极板的刚度。
1．阳极板的吊挂：
我公司采用挂钩悬挂方式。
优点：
①极板受热伸长时，由于上端不是固接，影响异极距的可能性小得多;②振打时极板上端的振打加速度衰减相对较少。
2．阳极板的布置方式：
如图。
根据极板布置方式的水力模拟试验表明，这种方式最为合适。
①每个通道两侧板面形状与该通道中心平面对称，板面的电流密度分布对称，两侧的场强对称，使两侧极板收尘的几率均等②使气流方向的任一横断面上含尘浓度容易均一③电除尘运行中极板受热变形和气流引起的极板晃动变小。
因为交叉排列，极板在异极方向的变形是相反的，可相互抵消一部分。
二、阴极系统
放电极通常称阴极系统。
阴极系统包括阴极线及阴极框架两部分。
（一）极线
1．对极线的要求
（1）起晕电压低，击穿电压高；
（2）放电强度强，电晕电流高；
（3）电流密度分布均匀；
（4）机械强度高，耐腐蚀；
（5）易清灰。
从放电的角度对极线的材质没有特殊要求，只要是良导体，但与放电电极的几何形状有着密切的关系。
2．极线的种类
目前我公司采用的的极线常用有两种，一种是螺旋线，另一种是芒刺线。
芒刺线的起晕电压比低，放电强度强，不易断线。
R-S线采用圆管（直径约20mm）作为支撑，交叉芒刺伸出在圆管两侧。
芒刺的放电强度高，而支撑钢管的机械强度高，不致断线和变形。
RSB线是我公司专利产品，主要优点是：
放电均匀，消灭了原“RS”线存在的极板上电流分布“死区”，板电流密度均匀性好（σr=0.39），提高极板利用率，放电强烈能有效收集高浓度粉尘，且刚性好，不会断线。
3．极线的连接方：
:
我公司采用水平框架式固定阴极线。
这种方式的优点：
断线故障少，减少极线的晃动变曲，使阴极系统整体刚性好，制作简单，安装调整方便，并易保证极间距；对放电线的性能影响小。
三、阴、阳极振打
振打系统主要包括传动装置、振打轴、振打轴承、振打锤等几部分组成。
我公司采用的是机械重锤侧部振打方式。
尘粒之间由于分子力，尘粒与极板的粘附力。
为使粉尘较好地剥落，必须使粉尘粘到一定厚度成团块下落（减少二次扬尘）。
所以要根据粉尘类型，浓度不同，对各电场的振打强度，振打时间，振打周期等进行适当的调整。
振打周期对除尘效率的影响在于清灰时能否将脱落的的尘块直接落入灰斗。
四．气流分布装置
电除尘器中气体流速的均匀程度对除尘效率有很大的影响
气流分布均匀程度主要依靠进出口封头内设置气流分布装置来达到。
气流分布板的形式：
我公司在引进国外先进技术的基础上采用阻流加导流形式。
（在进口处设三层）虽有多孔板但孔径大φ85,开孔率45%。
阻力小，且决不会堵孔，而且多孔板两边加有导流折边，大大增加刚性，此外设有三角形导流板，不仅均匀气流而且能机械式除尘，烟气粗除尘的效果是相当明显的。
（实施条件模拟试验1：
10）
在除尘器出口处，通常也设计一组槽形板。
五．电除尘器外壳
外壳件包括壳体、灰斗、进出口封头、灰斗、灰斗挡风、尘中走道、顶盖等
1．除尘器的壳体
因为除尘器在负压状态下运行，所以外壳必须保证其严密性与漏风。
气密性检查常用有烟雾弹试验和煤油渗透试验。
2.进口封头
进口封头是进口烟道和电场外壳之间的连接过渡段。
进口封头内部装有三道气流分布板，其目的是使烟道中来的含尘烟气经过时气流尽可能均匀进入全电场。
3.出口封头
出口封头是使净化后的烟气进入排气烟道的装置。
它的结构形状同样对气流分布有关。
在出口封头内部靠近与壳体相接的截面上间隔装有槽形（不开孔）出口气流分布板。
4．顶盖
内顶盖和外顶盖组成了屋顶。
其中的顶横梁是一个重要零部件，它担负阳极、阴极的支撑悬挂，载荷较大。
因为高压电通过顶横梁引入阴极，为保证瓷套的干燥以利绝缘，绝缘子室内部设有加热装置。
加热装置有两种型式：
电加热和热风。
5．底梁和灰斗
底梁把壳体部件和灰斗连接成一体。
灰斗是收集振落灰尘的容器。
为了防止烟气流经灰斗旁路串气而降低除尘效率，灰斗内部装有挡风装置。
灰斗卸灰角较大，可以保证灰尘顺利下落。
配有捅灰孔及挖手孔座。
为防止温度降至露点以下使灰斗结灰，在灰斗下部设置加热装置（板式，管式，蒸汽加热）。
灰斗排灰要求连续排灰。
如输灰系统不能满足此要求为间隔排灰时，间隔时间越短越好，避免造成灰斗内积灰的危险。
六．电除尘器附属设施
附属设施主要指电除尘器支架、保温、顶部检修吊机、检修走道及平台等。
第五部分影响电除尘器性能的主要因素
影响电除尘器性能的因素很多，大体可分三个方面：
Ⅰ工况条件 Ⅱ电除尘的技术状况 Ⅲ运行条件
工况条件：
包括煤的成分，煤灰的成分，灰的物理性质（粒度，灰熔点等），烟气条件（温度，湿度，成分，压力，流速，粉尘的比电阻，粘度、密度和粉尘粒径，含尘量等等），锅炉的工况条件（可燃物的含量等）
电除尘的技术状况：
极配形式、极距大小、制造安装精度（包括异极间距、漏风率、振打力的分布、气流分布的均匀性、电气控制方式等等；
运行条件：
包括运行参数（电压电流）、绝缘子的干燥与清洁程度、振打时间及周期的设置（二次扬尘）等
上述因素可以单独起作用，也可以相互影响。
第六部分设备的维修保养及故障处理
为了使电除尘器长期稳定地运行，达到预期的除尘效率，设专人负责对电除尘器的运行和维护，负责人必须对电除尘器做到四懂三会。
四懂即懂结构、懂原理、懂性能、懂作用。
三会即会操作、会维护保养、会排除故障。
电除尘器每次停机都应进行一次检查，清理电场，校正变形大的极板极线，擦洗绝缘瓷件，测量绝缘电阻，排除运行中出现的故障。
此外，每年中修一次，中修内容包括更换损坏件等，每次大修，对电场作全面清扫、调整，更换影响性能或已经损坏的各零部件等，并定期更换润滑油。
1常规检查保养。
1.1进入电场先检查积灰情况，再进行清扫。
1.2检查电场侧壁、检查门、顶盖上绝缘子室等部位是否有漏风结露灰尘板结腐蚀现象或积灰现象，并清除之。
1.3检查各传动电机的温度、减速机内油面、振打轴轴承处有否卡住，锤头转运是否灵活，有否脱落，击打接触位置是否正确，对电机按产品要求施加润滑油。
1.4有时烟气流速较低部位气流分布板有可能积灰、堵塞，检查并进行人工清扫。
1.5检查阴极框架以及极线的弯曲情况和积灰情况。
1.6检查阳极板及振打杆的弯曲情况和积灰情况。
1.7绝缘瓷套用来支承和绝缘放电系统。
运行中，瓷套表面往往会沉积一层灰尘和污物，这就容易导致表面高压电击穿，从而击裂绝缘子。
所以瓷套应保持清洁，每次停机应抹擦瓷套内腔和外壁，并用手电筒仔细检查是否有细小裂缝。
1.8放电极振打的电瓷转轴也应检查有无粘灰并揩干净，有裂缝时必须更换。
1.9检查高压硅整流变压器（按制造厂说明书）、高压隔离开关、继电器、加热元件功能、温测温控仪表、报警装置、接地装置是否正常，并消除故障。
2常见故障分析
2.1阴极线断裂
阴极线处于恶劣的工作环境中，如果极线断裂，就可能造成电极短路，从而迫使整个电场关闭，失去除尘能力。
电除尘器第二、三电场的阴极线采用不锈钢螺旋线。
须注意螺旋线在如下情况下会变弱；
a.阴极线上有折点，有不必要的弯曲。
b.在安装过程中因拉伸过头，使张力达不到要求而电腐蚀折断。
c.阴极线上的划痕，极易引起阴极线的断裂，所以在安装、调换阴极线、使用工具时应注意保护。
d.挂钩套管与阴极线不压紧，太松，会引起电火花腐蚀。
e.阴极线对氯化物很敏感，象食盐、氯化铵等物质会腐蚀阴极线。
因此，在运输、贮存时应注意避免与氯化物接触。
2.2振打失灵
如果振打机构发生故障，就会使放电极和集尘极上大量积灰，导致运行电流下降，火花增加，电晕封闭和电场短路。
造成振打失灵的原因有可能是电气故障，也可能是机械故障，需仔细检查、修复。
2.3绝缘子破裂
绝缘子包括支持瓷套、电瓷转轴、穿墙套管等，当锅炉启动时，燃油点火、油煤混烧时间过长或电加热器损坏时，灰尘和湿气积聚在绝缘子表面后，表面绝缘电阻减少，在高压情况下易产生表面爬电击穿，同时，也有可能绝缘子受热不均匀而破裂，此时就需调换。
2.4灰斗堵灰、电场积灰形成短路。
电场中大量积灰通常是由于灰斗或输灰系统故障引起的。
由于灰斗加热器损坏和保温不良，使落入灰斗中灰尘粘结或“搭桥”，或是由于输灰系统失灵，使粉尘不能及时排出，形成大量粉尘在灰斗中堆积，等灰斗达到电极时，形成了电场短路。
而且灰斗内粉尘因堆积时间过长将很难排出。
2.5高压整流装置故障见电气配套说明书
3综合性故障的分析与处理
序号
故障情况
故障原因
排除措施
1
二次工作电流大，二次电压升不高，甚至接近于零。
高压开关合上后，重复性跳闸。
（1）放电极高压部分可能被导电性异物接地。
（2）折断的阴极线与阳极板搭通造成短路。
（3）高压回路已短路。
（4）某处绝缘子严重积灰而击穿。
清除异物
更换已断阴极线
检修高压回路
清除积灰结露，更换已击穿绝缘子。
2
电压升不高，电流很小，或电压升高就产生严重闪络而跳闸（二次电流很大）
（1）绝缘子污染严重或由于绝缘子加热元件失灵和保温不良而使绝缘子表面结露，绝缘性能下降，引起爬电。
或电场内烟气温度低于实际露点温度，导致绝缘子结露引起爬电。
（2）阴阳极上严重积灰，使两极之间的实际距离变近。
（3）极距安装偏差大。
（4）壳体焊接不良、人孔门密封差，导致冷空气冲
击、阴阳极元件致使结露
更换修复加热元件或保温设施，擦干净绝缘子表面。
烟温低于实际露点温度，设备不能投入运行。
检查调整异极距
补焊外壳漏洞，紧闭人孔门。
2
电压升不高，电流很小，或电压升高就产生严重闪络而跳闸（二次电流很大）
变形，异极距变小。
（5）不均匀气流冲击加上振打的冲击引起极板极线晃动，产生低电压下严重闪络。
（6）灰斗灰满，接近或碰到阴极部分，造成两极间绝缘性能下降。
（7）高压整流装置输出电压较低。
（8）在回路中其它部分电压降低较大（如接地不良）。
调整气流分布均匀性
疏通排、输灰系统，清理积灰，检查灰斗加热元件，不使灰斗堵灰。
检修高压整流装置。
检修系统回路。
3
二次电流不规则变动
电极积灰，某个部位极距变小产生火花放电。
清除积灰
4
二次电流周期性变动
电晕线折断后，残余部分晃动。
换去断线
5
有二次电压而无二次电流或电流值反常地小
（1）粉尘浓度过大出现电晕闭塞。
（2）阴阳极积灰严重。
（3）接地电阻过高，高压回路不良。
（4）高压回路电流表测量回路断路。
（5）高压输出与电场接触不良。
（6）毫安表指针卡住。
改进工艺流程，降低烟气的粉尘含量。
加强振打，清除积灰使接地电阻达到规定要求。
修复断路
检修接触部位，使其接触良好。
修复毫安表。
6
火花过多
人孔漏风，湿空气进入，锅炉泄漏水份，绝缘子脏。
针对性措施
7
除尘效率不高
（1）异极间距超差过大。
（2）气流分布不均匀，分布板堵灰。
（3）漏风率大工况改变，使烟气流速增加，温度下降，从而使尘粒荷电性能变弱。
（4）尘粒比电阻过高，甚至产生反电晕使驱极性下降，且沉积在电极上的灰尘泄放电荷很慢，粘附力很大使振打难以脱落。
（5）高压电源不稳定，质量差，电压自调系统灵敏度下降或失灵，使实际操作电压低。
（6）进入电除尘器的烟气条件下符合本设备原始设计条件，工况改变。
（7）设备有机械方面的故障，如振打功能不好等。
（8）灰斗阻流板脱落，气流旁路。
调整异极距
清除堵灰或更换分布板
补焊堵塞漏风处
烟气调质，调整工作点。
检修或更换
根据修正曲线按实际工况考核效率。
检修振打，使其转动灵活或更换加大锤重
检查阻流板并作处理
8
排灰装置卡死或保险跳闸
（1）有掉锤故障。
（2）机内有杂物，焦块掉入排灰装置。
（3）若是拉链机则可能发生断链故障。
停机修理。
4电气方面的常见故障及处理（另外介绍）
5放电极螺旋线和绝缘瓷套的更换。
5.1放电极螺旋线的更换
放电极螺旋线是电除尘器的心脏部件，在一套600MW机组电除尘器中有上万根螺旋线。
它把电能释放于烟气中，同时又长期处于一种恶劣的工作环境中，在高电压运行过程中可能发生电场闪络和拉弧，每次闪络和拉弧对螺旋线来说就是一次电火花腐蚀。
同时，在振打时螺旋线就象提琴弦一样不断振动，因此螺旋线在长期运行后也有疲劳而发生断裂的可能（断线率极低）。
如果有一根阴极线断裂就会落下造成短路，导致一个供电分区停运。
调换螺旋线时，应注意几点，同时应按如下步骤进行：
a.将螺旋线的上端钩子挂入吊环中。
b.用安装专用工具（极线挂钩）钩住螺旋线的另一端，慢慢往下拉，让它自由转动，拉至约小于实际悬挂长度200mm-300mm停住，再用手把螺旋线下端钩子勾入框架上的吊环中。
并要注意以下三点：
A如果螺旋线拉过实际悬挂长度，这根螺旋线只能作报废处理，绝不能用挤压方式使其恢复原状而重新使用。
B不能用于直接拉伸螺旋线，因这样做会使螺旋线线距伸展不均匀而引起螺旋线断裂。
C螺旋线应当挂在框架上、下两个相对应的吊环上。
5.2绝缘瓷套破损后的更换方法：
5.2.1拆卸
a.拆去绝缘子室的顶盖板；
b.用一根直尺测出吊杆至绝缘子室顶盖及内壁之间的距离a、b、c并记录下来（或写在绝缘子室的壁上）；
c.放入提升工具穿过衬套将它钩住阴极框架上部支撑梁支架；
d.利用提升工具上螺母提起阴极框架，松开绝缘瓷套，卸下吊杆螺母拆除上部支承垫圈，然后再拆除绝缘瓷套。
5.2.2安装
a检查清扫上下部支承垫圈的表面；
b检查绝缘瓷套上部长底部的密封垫材料是否完好，位置是否正确；
c与拆卸步骤相反地安装支承绝缘瓷套；
d再检查吊杆位置变动情况，将吊杆调至象拆卸前那样的高度和方位上。
6专用工具
电除尘器应提供下列专用工具：
a.螺旋线挂钩工具；
b.框架提升工具。
电除尘器的优点
1）除尘效率高，在理论上可以达到小于100%的任何效率，在合适的条件下使用电除尘器，其除尘效率最高可达99.9%以上。
2）可以适应处理大的烟气量。
最大单台电除尘器处理烟气量在200万立方米以上。
3）所收集的粉尘颗粒范围大，能收集100μm以下的不同粒级的粉尘，特别是能收集0.1～5μm超细粉尘。
4）对烟气的含尘浓度适应性好，适用于入口含尘浓度在几克至几百克。
当然在粉尘浓度很能高时，也可以在前面设置预除尘器（如重力除尘器或旋风除尘器）。
5）运行费用低，一是运行维护工作量少，二是耗能少。
6）容易实现自动化控制，运行管理方便。
在现代电除尘器中，供电装置基本上都采用自动控制，可远程操作。
电除尘器的缺点
2）一次性投资较高。
3）对粉尘有一定的敏感性，如比电阻最适宜的范围是106～1012cm.。
4）对电除尘器的制造、安装、运行要求比较高，否则就不能达到或不能维持必需的运行参数，除尘效率将降低。
5）占地面积相对较大，在选用时常受到场地方面一定程度的限制。
升级会员 