电除尘原理及常见故障处理方法Word文档下载推荐.docx
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此时气体导电是借助于大气中所存在的少量自由电子与离子，在烟气或自然界空气中，由于宇宙射线及分子热运动等作用，会产生极少量的游离的电子与离子，当电场两极间施加的电压较低时，两极间会出现随电压同步增加的微弱的电流，此电流在除尘器供电装置的电流测量仪表上是毫无反映的，图1—1仅仅是定性表示了此电流，通常此时的气体状态被看作是绝缘的，这些极少量的电子与离子随着电压的增加，获得的动能不断升级。
BC段：
当电压达到VB'
时，随着电压的上升，电子同时获得更大的动能，但由于受到气体分子平均自由行程（入）的限制，只能与气体分子作弹性碰撞，总的行进速度无法提高，故电流暂中止上升。
CD段，当这极少量的电子在VC'
电压作用下被加速达到一定动能时，能够使与其碰撞的原子逸出电子（发生电离）。
电离发生在放电极附近，是因为放电极的尖端效应使其附近电场强度特别高，电子能够获得足够的动能使气体发生电离，离开此区域后，电子在向正极行进过程中被负电性气体分子俘获结合成负离子；
或迳直到达正极。
这时不仅是作为发射源的原始存在的电子参与电离，而且被激发出来的电子及曾参与电离的电子都可能继续参与电离，从而使电荷数目迅速增加，使电流较电压增加更快，曲线向上弯曲。
DE段：
DE段为电晕电离阶段，VD'
称为起晕电压。
其实，从碰撞电离到电晕电离，并没有一个明显的界限，这里面有一个从量变到质变的过程，电晕电离的最大特点是正离子参与了气体的电离。
EF段：
过了E点，电晕区迅速扩大，致使电极间产生火花，若不立即加以控制，会迅速出现闪络并发展到两极间出现电弧，此时电流迅猛增加而电压下降，其对电极产生的电蚀与对电源的冲击是我们不希望出现的。
电晕电离的特点：
a.电晕电离使气体电离程度迅速加快（曲线显得越来越陡）o
b.电晕电离使放电极周围出现电晕光斑与声响。
c.正、负电晕与极性效应。
跟据放电极的极性不同，电晕有正电晕与负电晕之分，放电极接高压直流电源的负极产生负电晕，接正极产生正电晕，在电除尘器的应用中，除一些空气净化考虑到负电晕会产生较多的臭氧而采用正电晕外，工业应用大都采用负电晕，这是由正、负电晕的极性效应决的。
在一般工业除尘条件下；
负电晕可以获得比正电晕明显高的电压、电流与电场强度，这对提高除尘效率是十分必要的。
以上说明，采用负电晕可以得到较高的击穿电压，同时由于电场分布相对均匀，也可以得到较高的电晕电流。
2粉尘的荷电
尘粒荷电是电除尘基本过程之一，目的使烟气中的粉尘荷电，为下一步将烟气中的粉尘分离出来创造条件。
粉尘荷电的二种基本形式
对于工业电除尘器来说，碰撞荷电与扩散荷电是同时起作用而往往又以碰撞荷电更显突出。
3荷电粉尘的捕集
烟气以垂直于电力线方向进入电场，在碰撞荷电与扩散荷电两种机理共同作用下，粉尘被荷电。
从电场空间电荷分布规律可知，粉尘中的很少一部分随烟气途经放电极附近与正离子结合带正电，其余绝大部分与负离予结合而荷上负电，在电场力的作用下，按“同性相斥、异性相吸”原理，向与各自极性相反的电极驱进，终点是电极，随后在振打力与自身重力共同作用下克服各种阻力，最终落入灰斗，这是工业上普遍采用的干式负电晕除尘器的荷电粉尘捕集过程（也称收尘过程）0在这个过程中涉及两个问题，一是荷电粉尘向电极的运动速度大小，这与除尘效率密切相关；
二是沉积到电极上的粉尘如何清理以保证电除尘器长期有效可靠工作。
4电除尘基本过程
电除尘过程由三个基本阶段组成：
尘粒荷电；
除尘；
清除所捕集的粉尘。
烟气进入电场后，在高压电的作用下粉尘被荷电并被捕集到电极上，粉尘被电极吸附后，通过振打使其落入灰斗中，灰落入灰斗后有定期（或自动）排灰与连续排灰两种方式，最终净化后的烟气经出口封头束流后进入后级烟道，出口封头前若有格栅，对改善电场中烟气均匀分布有一定作用。
二电场的工作特性
1电场的伏安特性
表示电场中电压与电流的函数关系，称为电场的伏-安（V-I）特性，按照该特性描绘的曲线称为电场V-I特性曲线。
2电场的火花放电
火花放电的三大准则
火花放电第一准则：
如果尘层的比电阻不高，尘层上的电压降较低，此时V—I特性曲线的变化及火花电压的高低可按异极间距缩短考虑。
火花放电第二准则：
如尘层比电阻较高，则尘层上会有较大的电压降，当电场电压达到V。
时，放电极到尘层表面的电压还不到产生火花的电压Vd,但当电压升高到Vp,电流密度同步上升至尘层上的电压降达到一定时，尘层中的气体被击穿（可认为导通），击穿后电场电压全部加到放电极与尘层之间，由于Vp>
Vd此时火花就发生.
火花放电的第三准则；
当比电阻很高时，即使在较低电压下产生的小电流密度也能使粉
尘层的电压达到使尘层击穿的程度，此时出现反电晕现象，不光尘层击穿使极间距缩短，而
且反电晕不断向放电极方向释放正离子的效应相当于使阴、阳极更加接近，这样在远低于清洁电极火花发生电压值下，火花就产生。
3火花的检测与处理原理
火花的检测与处理，是电尘器供电装置自动控制技术的关键，一台设备性能优良的电除尘器（对应于电除尘器供电装置，又称为电除尘器本体设备），如果没有好的供电装置与之配套，同样达不到最佳的除尘效率。
4火花检测原理
当电场出现火花时，供电装置中的一次电压、二次电压、一次电流、二次电流都会出现改变。
（1）按火花（闪络）发生时一次电流的增大来检测。
（2）按二次电流信号达到一定幅值来检测。
（3）按二次电压的下降幅值来识别火花（闪络）。
⑷根据对火花（闪络）发生时的电场的电压、电流波形及电场动态阻抗变化规律的研究综合分析判断来检测火花（闪络）。
5火花的处理原理
火花的处理方法随电除尘器高压供电技术的进步而不断改进，微机技术在控制装置中的应用则使得在具体处理上较模拟电子线路具有较大的灵活性。
当电场内产生火花时，为避免燃弧，微机及时关小可控硅导通角，待烟气介质绝缘强度恢复之后恢复供电。
微机控制较好地趋近介质恢复曲线，保证最大的输出功率。
6影响除尘效率的因素分析
影响电除尘器效率因素很多，以燃煤锅妒为例，大体上可归纳为三个方面；
第一方面，烟气及粉尘的性质，烟气性质主要取决于燃煤的成份，也和锅炉燃烧方式，制粉系统型式及其运行操作条件有关，粉尘的性质主要取决于粉尘的化学成份、物相结构、理化特性，包括比电阻、粉尘浓度、粒径分布及形状、密度、摩擦角、粘附力等。
第二方面，电除尘器的结构特点，如电场长度及电场串联数，电极结构形式，电场集尘面积，极间距，供电方式，振打清灰方式，电气控制特性，气流分布情况及辅助设施的可靠程度等。
第三方面，为操作因素，如锅炉有关运行参数，飞灰可燃物，电场的V—I特性，振打效果，漏风与二次飞扬等。
第二章电除尘器的基本类型
电除尘器的型式有多种，根据阳极（收尘极）和阴极（放电极）在电除尘器中配置方式不同，可分为双区电除尘器和单区电除尘器二大类。
双区电除尘器适用于捕集含尘浓度低、粉尘细微、处理风量较小的场合。
主要用于空气调节系统的进气空气净化。
单区电除尘器的特点是，不受风量的限制，处理风量大，粗、细粉尘都能捕集，烟气含尘浓度高或低均能适应。
工业烟气除尘多采用这种类型
的电除尘器。
单区电除尘器按其结构不同又可分为；
干式和湿式电除尘器；
立式和卧式电除尘器；
管式和板式电除尘器等。
这些各种型式的电除尘器，可以根据不同的烟气条件和工作环境，选配适用。
第三章电除尘器的本体结构
电除尘器主要由二大部份组成，一部份是电除尘器本体，用于实现烟尘净化，另一部份是产生高压直流电的装置和低压控制装置。
一壳体
电除尘器壳体是密封烟气、支承全部内件重量及外部附加载荷的结构件。
其作用是引导烟气通过电场；
支承阴、阳极和振打设备，形成一个与外界环境隔离的独立的收尘空间。
壳体可分为两部分：
一部份是承受电除尘器全部结构重量及外部附加载荷的框架。
另一部份是用以将外部空气隔开，形成一个独立的电除尘器除尘空间的封板。
二阳极
阳极是由阳极板、上部悬挂装置及下部振打杆、承击砧等零部件组装后的总称。
1阳极板
阳极板通常又称收尘极板或沉淀极板，其作用是捕集荷电粉尘，通过振打机构冲击振打，使极板发生冲击振动或抖动，将极板表面附着的粉尘成片状或团状剥落到灰斗中，达到除尘的目的。
卧式电除尘器的阳极板形式较多。
如鱼鳞型、波纹型、棒帏型、Z字型、小C型、C型等，目前国内普遍生产和应用的为C型极板。
2阳极板悬挂型式
阳极板最常见的悬挂型式有紧固型和自由悬挂型。
3振打杆与承击砧
阳极板排的下部由阳极振打杆固接，振打杆一侧装有承击砧。
承击砧是由经过热处理的钢块做成，表面硬度较高，作用是在运行时振打锤敲击时承受其冲击力。
三阳极振打装置
目前，我国电除尘器基本上采用旋转式挠臂锤切向振打装置，安装于阳极板的下部，从侧面振打。
该振打机构由传动装置、振打轴轴承、振打锤和振打轴四个部分组成。
四阴极
阴极又称放电极或电晕极，它是电除尘器的主要部件之一，其作用是与阳极一起形成电场，产生电晕电流。
它是阴极线、阴极大框架、阴极小框架、阴极吊挂装置等部分组成。
由于阴极在工作时带高电压，所以，阴极与阳极及壳体之间应有足够的绝缘距离和绝缘装置。
1阴极线
阴极线又称放电极或电晕极，该线是在电场中产生电晕电流的零件。
阴极线有多种式：
（a）管形芒刺线（b）新型管形芒刺线（C）星形线（d）锯齿线（e）鱼骨针刺线（f）螺旋线（g）角钢芒刺线
阴极线性能的好坏，直接影响到电除尘器的性能。
故对于阴极线来说，在相同的工况的件下，应具备以下特性：
（1）
牢固可靠、机械强度大
、不断线。
（2）
电气性能良好。
（3）
伏安特性曲线理想。
（4）
振打力传递均匀，有良好的清灰效果。
（5）
结构简单、制造容易、
成本低。
2
阴极大架框
阴极大框架一般是用型钢拼装而成，它悬挂于每个电场前后的阴极吊杆上。
其上有用以安装阴极小框架的角钢，也有为固定阴极小框架而带螺孔的槽钢，另外在有振打轴一侧的大框架上装有轴承底座。
阴极大框架的作用是：
（1）承担阴极小框架、阴极线及阴极振打轴、锤的荷重，并通过阴极吊杆把荷重传到绝缘支柱或绝缘瓷套上；
（2）按设计要求使阴极小框架在其上定位。
3阴极小框架
阴极小框架的作用有二，一是支承并固定极线使之按一定间距和方向排列；
二是传递振打力，确保阴极线的清洁。
4阴极吊挂装置
阴极吊挂的作用有二：
一是承担电场内阴极系统的荷重及经受振打时产生的机械负荷；
二是使阴极系统与阳极系统及壳体之间绝缘，并使阴极系统处于负高压工作状态。
阴极吊挂目前有两种形式：
支柱型和套管型
五阴极振打装置
阴极振打装置的作用是连续或周期性的敲打阴极小框架，使附着在阴极线和框架上的粉尘被振落。
其主要目的是阴极系统的清灰而不是收尘。
六气流分布装置
烟气进入电除尘器一般都是由小断面的烟道过渡到大断面的电场内的。
所以，我们要在烟气进入电场前的烟道和电除尘器的进口封头处加装导流板和气流分布板，使进入电场的烟气分布均匀，才能保证设计所要求的除尘效率。
气流分布装置有分布板、导流板组成，有的还设有分布板振打。
（1）分布板
分布板又称多孔板，其作用是通过增加阻力，把分布板前面大规模气流分割开来，在分布板后面形成小规模紊流，而且在短距离内使紊流的强度减弱，使原来方向不垂直于气流分布板的气流变成为与板垂直。
（2）导流板
导流板分烟道导流板和分布板导流板。
烟道导流板，安装在气流改变方向的弯头或改变速度的变径烟道内，一般用6〜8mm的钢极压制成形。
其作用是将烟道内的气流。
在进入电除尘器前分割成大致均匀的若干股。
分布板导流板，安装在分布板上，一般用2〜3.5mm钢板制作。
其作用是将气流分成水平方向的若干股，使气流能水平地进入电场，使其断面上、下气流分布均匀。
（3）分布板振打除粉尘粘性大的电除尘器外，一般都不设分布板振打，对粉尘粘性较大的，应设置分布板振打。
第四章电除尘器的运行及维修
一电除尘器的启、停操作
1电除尘器投运前必须具备的条件
一台电除尘器经过安装、调试进入试运行，或者设备进行了大修后重新投运，应具备以下投运条件。
（1）技术要求。
第一、要求完成有关试验项目并经分步验收合格，再将有关资料存入设备档案。
第二、要做好辅助设备、设施的验收。
（2）环境及安全要求。
要求场地清理干净，道路畅通，各操作巡查平台、走道扶手完整、照明充足，冲灰水沟有盖板，各转动机构外面有护罩或挡板，一些一经打开就存在高压电的孔门安全标志要清晰，电气安全联锁要完好，控制室应有有效的降温、防尘及防火措施，尤其是要建立切实可行、行之有效的安全制度。
（3）人员的技术培训。
（4）技术资料及器具准备。
2启、停操作过程
（1）电场投运前的检查与准备工作
1从安全及发现问题方便处理考虑，检查程序宜为：
电除尘本体（电场）-电除尘辅助电气设备一电除尘器高压供电装置。
2在电场投运前完成加热及振打装置投运。
（2）电场启、停操作步骤
1启动操作。
合QF2-合QF1-按启动按钮一转换为手动一缓慢调节RP12进行升压待稳定后转为自动。
2停运操作。
按停止按钮一断QF1-断QF2。
3运行中异常情况的处理
电除尘器设备运行中会碰到一系列问题，从处理手段看，可分为三类，立即停运设备，酌情考虑停运，运行中的调整。
（1）立即停运设备的情况
1电气方面
A、整流变压器及电抗器发热严重，整流变压器温升过高或设备内部有明显的闪络、拉弧、振动等。
B、阻尼电阻起火。
C、高压绝缘部件闪络严重，高压电缆头闪络放电.
D、供电装置失控，出现大的电流冲击。
E、电气设备起火。
F、其他严重威胁人身与设备安全的情况。
2机务方面
A、电场发生短路。
B、电场内部异极距严重缩小，电场持续拉弧。
C、CO浓度已到跳闸值（一般为2%），或者有迹象表明电场内部已出现自燃。
D、振打、排灰机构卡死应立即停运电机，出灰系统中采用冲灰水箱连续排灰而灰水突然中断时应停运排灰阀。
（2）酌情考虑停运的情况有：
①电气方面
A、整流变压器发热严重，已过正常允许值。
B、阻尼电阻冒火，供电装置出现偏励磁。
C、可控硅元件冷却风扇故障而元件发热严重。
D、各电缆接头、尤其是主回路电缆头、整流变压器进线处接头发热
E、严重。
F、开机时高压侧绝缘不能满足要求，应分清影响绝缘的是电源侧还是电场侧，然后进行处理。
②机务方面
A、灰斗堵灰。
B、炉子投油。
（3）运行中的调整
针对设备出现的异常情况，采取调整电流极限和别的调整手段，是一种较有效但不是根本性的解决办法，这些情况有：
1大绝缘室（即分别有支撑绝缘子与引入套管）温度无法达到设计的高于露点温度的数值。
2当运行条件恶化引起电气设备过热。
3振打控制方式的调整。
4当电场中CO浓度过高（如1%vCO<
2%）时。
5采用排灰阀按高灰位自动排灰在灰位信号失灵时。
二运行中的正常调节
随着电场工况的改变，有必要对电场有关运行参数进行调节，这些可调参数大都为电气参数。
1变压器抽头的调节
实际中，在进行电场空载升压时，一般将电压等级放到最高（额定）位置，在运行中则按工况选取。
这是因为目前供电装置高压侧输出虽经电场本身等效电容及整流变压器高压侧均压电容的滤波，但仍有较大的脉动分量，从可控硅及整流变压器工作原理可知，该脉动分量随导通角的减小而增大，当导通角较小（相对来说就是电压等级选取过高）时电场的平均运行电压就会下降。
需要指出的是决定电场V—I特性（包括了电场的电压、电流及电晕功率）的主要因素仍然是电场内部的工况条件，调整变压器抽头只能在某种程度上改善V—I特性。
具体的好处有：
（1）改变了供电特性。
（2）提高了供电功率。
（3）减少了高频冲击。
（4）改善了峰值/有效值比率。
（5）使设备工作于接近静态工作点的位置。
（6）降低一次电流，提高除尘效率。
2常见控制方式下运行参数的调节
（1）“电流极限”的调节
调节RP12“电流极限”使设备工作在最佳除尘状态。
（2）“最佳火花率”的调节
“火花率”为每分钟内电场发生闪络的次数，火花率的高、低取决于电场工况及供电装置的运行特性。
调节火花率有时能提高一些效率，有时则很不明显。
一般前极电场火花率较后极电场高，比电阻高的粉尘火花率较高。
3辅助设备的调整
（1）振打力及振打周期调整
（2）加热系统的调整
三绝缘与接地
电除尘器由于其电场特殊的电气特性，对绝缘与接地的要求较高，绝缘与接地不好会对电除尘器正常运行构成威胁。
电除尘器需要良好接地的部位有，高压控制柜外壳的保护兼工作接地，整流变压器外壳保护接地，取样信号回路（二次电压、电流回路）的屏蔽接地，高压电缆金属外壳及电缆终端头的保护接地，电场阳极的工作接地与整流变压器（+）端输出的工作接地，这些接地要求不尽相同。
高压控制柜外壳接地，是将控制柜金属壳体通过接地线（专门连接或充分利用埋设的金属构件、电缆支架与护管及土建中的主钢筋等）与埋入地下的接地网接通，一方面降低金属壳带电后的对地电压保护人身安全，一方面提供电气自动控制的接地点。
整流变压器外壳接地是为保护人身安全，需要指出整流变压器外壳通过滑动轨道不能保证接地良好，要另设接地线直接与接地体相连。
接地线应采用编织裸铜线，截面〉25mm,整个连接部分的接地电阻不大于1Q。
二次电压、电流取样回路的屏蔽层，须两端良好接地，使外界干扰信号不会引入电压自动调整器内部，屏蔽层上因静电感应产生的电荷也通过接地回路释放。
高压电缆的金属外壳同样会产生感应电荷，而且高压电缆对地存在着分布电容（推测该分布电容在电场闪络时伴发高频过电压中起着不可忽视的作用），故这二处均要求接地良好。
第二篇高压整流控制设备主回路原理
第一章零部件简介
我公司电除尘器GGAJ02-WA型高压整流控制设备主要由以下几个部分组成：
主控制板（CON），报警继电器及过流检测器、一二次侧电流、电压取样板（KD板），触发板（CF）板，稳压电源箱（WY），轴流风机（Mi,M2）,双向反并联可控硅（G1，G2），自动空气开关（QF1，QF2），电流互感器（TA1，TA2），压敏电阻（RV），及电压，电流表计，电源变压器。
一、主控制板
它的作用主要是对主回路所采集的各个取样信号根据实际需要进行检测、分析及控制。
它是高压整流柜的核心。
详细内容在第三讲中介绍。
二、KD板
它主要是提供一次侧的取样信号、二次侧电流取样、二次侧电压取样及各种故障报警继电器。
1.一次侧取样信号
一次侧取样信号包括一次电流取样信号和一次电压取样信号。
一次电流取样信号是通过电流互感器TA2互感出5A的电流经过变压器TA3和桥式整流块VC3取出0~300mV可变化的取样电压值。
它是一个重要的参数，单片机对它进行闭环控制。
一次电压取样信号是通过变压器TV变出V,经过轭流圈L和桥式整流块VC4取出0~300mV可变化的取样电压值。
它不参与微机控制。
2.二次侧电流、电压取样
二次取样包括二次电流取样和二次电压取样，通过KD板上的电阻R11取得二次电流取样0~300mV可变化的电压信号值，电阻R12取得二次电压取样0~300mV可变化的电压信号值。
二次电压取样值是一个重要的参数，单片机对它进行控制。
二次电流取样不参与单片机的控制。
3.障报警继电器
KD0:
QF2合上后KD0线圈得电KD0-01，KD0-03吸合给主控板提供模拟电源，这主要目的是使模拟电源滞后于微机电源加到主控板上，以防止CPU上电后工作状态不确定。
KD3:
控制报警的铃响，报警响铃的故障有过流故障，重瓦斯油温上限，电场故障，偏励磁报警。
解除报警按微机复位按钮AJ1（重瓦斯油温上限，电场故障，偏励磁报警时）或断开QF2（过流报警时）。
KD4:
电场故障指示灯状态继电器。
KD5、KD7:
控制变压器故障指示灯及向主控板输入变压器（重瓦斯，
油温上、下限）等故障信号。
4.过流检测器
它的作用是检测高压整流控制柜一次电流是否过流，并进行报警和动作。
它是由一组积分电路构成，内部有一光电可控硅进行隔离，当过流时FS变为低电平，使得KD2线圈得电，这样脱扣线圈动作，QF1跳闸，并且响铃报警。
三、CF板
它主要是给可控硅提供触发脉冲，来触发可控硅的导通。
主控板输出的触发脉冲信号经脉冲变压器隔离放大后加到可控硅的触发极，来控制可控硅导通角打开的大小。
以此来控制高压整流控制柜电流电压的输出。
四、稳压电源箱
它的作用是为主控板提供微机工作电源。
由于单片机对工作电源的要求比较高，必须要和模拟电源隔离且稳定，所以单独使用稳压电源箱为主控板微机部分提供工作电源。
它主要是变压器、滤波器、桥式整流块、稳压块、电阻、电容组成的滤波稳压单元，它的输入为~220V，输出为土9V。
五、轴流风机
其作用主要是散热，容量在0.6A以上的使用。
六、可控硅
我们采用两只反并联可控硅通过控制可控硅的通断来对变压器一次侧进行自动控制，这样具有灵敏度高，好控制等优点。
七、压敏电阻
在过压时压敏电阻导通，保护变压器，电压降下时，它又恢复。
注意几点：
在起动、停止回路中604端和618端在主控板上是通过继电器KJDQ1的常闭点相连的。
在触发板上我们加端子421和423（它们接的是KA1-R1一丄和KD2_O2f丄）是为了保证可控硅过零关断。
电阻R1和电容C1为阻容吸收回路，吸收高次谐波及高频杂波。
第二章整流变压器简介
我们采用的是合体高阻抗变压器，将硅整流装置同变压器线圈一起装在了变压器箱体内，高阻抗使其输出功率更大，内部阻抗降压
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