电除尘器.docx

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电除尘器

成绩

南京工程学院

课程设计说明书

设计题目：

静电除尘器工艺设计

课程名称：

除尘与输灰系统及设备课程设计

院（系、部）：

环境工程学院

专业：

电力环保

班级：

电力环保101

姓名：

柏岁月

学号：

216100301

起止日期：

2012-11-19~2012-11-23

指导老师：

张雯娣

目录

一、前言…………………………………………………2

二、设计任务……………………………………………3

三、设计原则……………………………………………4

四、设计步骤……………………………………………5

五、设计计算……………………………………………6

（一）原始数据……………………………………6

（二）计算步骤及结果……………………………7

1、进出口烟箱的尺寸设计

2、灰斗的尺寸设计

3、除尘器壳体的尺寸设计

（三）主要设备……………………………………10

（四）设计参数……………………………………11

六、设计结果的讨论说明

七、参考文献

八、设计图纸

一、前言

电除尘器以电力为捕尘机理。

分为干式电除尘器（干法清灰）和湿式电除尘器（湿法清灰）。

电除尘器按国际通用习惯也称为静电除尘器，与其他除尘器的根本区别在于除尘过程的分离力直接作用在粒子上，而不是作用于整个气流上。

这就决定了它具有分离粒子耗能小、气流阻力小的特点。

由于作用在粒子上的静电力相对较大，所以对亚微米级的粒子，电除尘器也能有效捕集。

电除尘器对1～2细微粉尘的捕集效率高达99%以上；压力损失仅为200～500Pa；处理烟气量大，处理能力可达105～106m3；能耗低，一般为0.2～0.4W/m³；能在高温或强腐蚀性气体下操作，正常操作温度高达400℃。

其主要缺点是一次性投资费用高、占地面积较大、除尘效率受粉尘比电阻等物理性质限制，不适宜直接净化高浓度含尘气体，此外对粉尘有一定的选择性，且结构复杂，安装、维护管理要求严格;对制造和安装质量要求很高，需要高压变电及整流控制设备。

但值得一提的是，静电除尘器设备费用加上3~5年的费用比大多数其他除尘设备低。

静电除尘器的型式多种多样，通常包括本体、高压直流电源和附属设备三部分组成。

静电除尘器本体部分大致可分为内件、支撑部件和辅助部件三大部分：

内件部分包括阳极系统、阳极振打、阴极系统、阴极振打四个部件，这是电除尘器的核心部件，也是静电除尘器的心脏部分；支撑部件包括壳体、顶盖、灰斗、灰斗挡风、进出口封头、低梁、尘中走道、气流均布装置等；辅助部件包括走梯平台、顶部支架、灰斗电加热、灰斗料位计、钢支部等。

电除尘器只有在良好的供电情况下，才能获得高除尘效率。

因此，为了充分发挥电除尘器的作用，应配备能供给足够的高压并具有足够的功率的供电设备。

除了电除尘器的本体和电源，通常还配置一些附属设备，比如输灰管道前端配置的鼓风机、湿式电除尘器需配置溢流装置或喷雾加湿装置。

静电除尘器设备在被处理气体的流量、形状和环境保护的不同要求下，可根据气流流动方向、除尘器结构、清灰方式等进行分类。

根据气流流动方向可分为立式和卧式，按阳极板的结构形式可分为管式和板式静电除尘器，按清灰方式不同可分为干式和湿式。

电除尘器是一种用于捕集细微粉尘的高效除尘器，已广泛应用于冶金、化工、水泥、火电站以及轻工（如纺织）等行业，它是利用静电力实现气体中的固体或气体粒子与气流分离的一种除尘装置。

二、设计任务

（一）课程设计的目的

通过本课题设计进一步巩固本课程所学的内容，培养学生运用所学理论知识进行除尘器设计的初步能力，使所学的知识系统化。

通过本次设计，应了解设计的内容、方法和步骤，使学生具有调研技术资料，自行确定设计方案，进行设计计算，并绘制设备结构图、编写设计说明书的能力。

（二）课程设计课题的内容与要求

（1）根据给定的设计任务及操作条件，查阅相关资料，确定自选参数，并进行工艺参数的计算。

（2）根据设计指导书及相关资料，计算系统工艺参数及主要设备尺寸

（3）按照计算结果，绘制设备与工艺系统详图

（4）编写设计说明书

（5）对设计结果进行分析

1#电厂运行工况

（一）锅炉技术参数

锅炉型号：

超高压一次再热自然循环锅炉

额定蒸发量：

670t/h

排渣方式：

固态排渣

输灰形式：

正压气力输灰

引风机形式：

双吸离心式风机

磨煤机型式：

MPA170（39t/h）中速磨

煤种：

烟煤，产地：

渤海湾老石旦煤矿、准格尔煤田

（二）煤、灰及烟气资料

1、煤质的成分分析数据，表1。

表1煤质的成分分析数据

煤的

成分

Car

Har

Oar

Nar

Sar

Aar

Mar

Mad

Vdaf

Q

（kJ/kg）

（%）

52.41

3.31

4.73

0.91

0.66

32.4

5.58

2.16

14.61

20483

2、灰的成分分析数据，表2。

表2灰的成分分析数据

灰的成分

SiO2

Al2O3

Fe2O3

CaO

MgO

SO3

Na2O

K2O

TiO3

（%）

54.29

34.16

5.73

1.87

0.52

0.13

0.24

1.01

1.39

3、灰的粒度分布情况，表3。

表3灰的粒径分布

灰的粒度（μm）

<3

3-5

5-10

10-20

20-30

30-40

40-50

>50

（%）

2.57

0.99

3.01

6.85

5.20

14.89

21.25

45.24

4、灰及烟气其他性质，表4-5。

表4灰的比电阻

温度（℃）

25

50

75

100

125

150

175

200

（%）

52.41

3.31

4.73

0.91

0.66

32.4

5.58

2.16

表5灰及烟气其他性质

灰的容重

510kg/m³

灰的休止角

46.65度

烟气温度

175℃

烟气露点

100℃

烟气量

80.5万m³/h

烟气含尘浓度

30g/m³

5、平均粒度影响系数

A平均/μm

10

15

20

25

30

35

k

0.0

0.05

1

1.05

1.1

1.15

（一）现场气象资料

（1）海拔高度：

22.5m

（2）当地平均大气压：

943.6mbar

（3）年平均气温：

12.3℃

（4）最大风载：

32kg/㎡

（5）最大雪载：

24kg/㎡

（6）地震烈度：

7度

（二）静电除尘器的要求

（1）除尘器排尘浓度：

＜30㎎／m³（标）。

（2）允许漏风率：

≤5%

（3）本体压力损失：

≤300pa

（4）除尘效率≥99.5％

（三）注意事项

除尘器本体的设计中应包含烟箱系统、电晕极系统、收尘极系统、槽型板系统、储灰系统、壳体、壳体保温盒梯子平台，未能画到图纸中的部件应该于明细表中备注说明，如电除尘器中所使用的高压直流电的供电机组和低压控制装置需另说明。

三、设计原则

1、工作原理

电除尘器是利用静电力实现尘粒与烟气流分离的一种除尘装置。

电除尘器是在放电极与平板状集尘板之间加较高的直流电压，使电晕极发生电晕放电。

当含尘烟气低速流过放电极与集尘极之间时，首先烟气中的气体分子发生电离，由于含尘烟气中大部分气体（氮气、氢气、二氧化碳）与电无亲和力，故会带负电荷而转向阳极板上，使粉尘所带的电荷得到中和。

气体中的尘粒通过高压静电场时，与电极间的正、负离子和电子碰撞而荷电或在离子扩散运动中荷电，带上正负电荷的尘粒在电场力的作用下向异性电极运动并积附在异性电极上，再通过振打等清灰方式使电极上的灰尘落入灰斗中，从而达到除尘的目的。

电除尘器基本原理包括两个过程：

1、气体电离和电晕放电由于辐射摩擦等原因，空气中含有少量的自由离子，单靠这些自由离子是不可能使含尘空气中的尘粒充分荷电的。

因此，要利用静电使粉尘分离须具备两个基本条件，一是存在使粉尘荷电的电场；二是存在使荷电粉尘颗粒分离的电场。

一般的静电除尘器采用荷电电场和分离电场合一的方法。

2、尘粒的荷电电除尘器的电晕范围（也称电晕区）通常局限于电晕线周围几毫米出，电晕区以外的空间称之为电晕外区，向阳极移动。

含尘空气通过电除尘器时由于电晕区的范围很小，只有少量的尘粒在电晕区通过，获得正电荷，沉积在电晕极上。

大多数尘粒在电晕外区通过，获得负电荷，最后沉积在阳极板上，这就是阳极板称为集尘板的原因。

2、设计原则

（1）本设计遵循如下原则进行工艺路线的选择及工艺参数的确定：

（2）基础数据可靠，总体布局合理。

（3）查找资料，确定主要设计参数和影响条件。

（4）按照除尘器设计的要求和工况下的条件，分析影响设计要求的相关因素（设计参数）。

（5）根据设备尺寸的设计步骤，进行相关参数的计算。

（6）根据计算出的设备尺寸，观察是否符合设计要求。

（7）分析和讨论设计中存在的一些问题并结合除尘原理简述设备除尘过程。

（8）作出整体框架图和设备结构图。

四、设计步骤

1、主要技术参数的确定

电除尘器的主要技术参数包括：

电场风速、板间距、线间距和

尘粒的驱进速度等。

2、电除尘器的总体设计与计算

电除尘器总体计算的内容包括：

确定各主要部件的结构型式；

计算所需的收尘集面积；选定电场数；根据确定的参数计算除尘器

断面、通道数、电场长度；然后计算除尘器各部分尺寸并画出除尘

器的外形图；计算供电装置所需电流、电压值，并选定供电装置的

型号、容量。

3、确定自己所要设计的除尘器

我所选的是星形线形电晕线，以及采用横向振打方式。

4、根据确定的参数计算

除尘器断面、通道数、电场长度；除尘器各部分尺寸并画出除尘器的外形图；供电装置所需电流、电压值，并选定供电装置的型号、容量。

5、画出除尘器的外壳图

根据除尘器的尺寸精确的画出各个部分的大小，并做好标注。

在其他空白处画出一些大图上不能很好看到结构的图，比如振打装置，电晕线的形状，槽形板，卸灰阀等等的结构图。

五、设计计算

1#工况静电除尘器的设计

（一）原始数据

（1）进口烟箱烟气流量Q标=80500m³/h约等于22.36m³/s

（2）进口烟箱与水平方向的夹角α=60º电场风速υ一般在0.8~1.5范围内，取电场风速υ=1.09m/s

（3）板间距2b一般在400~500mm范围内，取板间距2b=400mm

（4）线间距2c在此设计中综合情况取线间距2c=480mm

（5）进口风速υº一般在13~15m/s范围内，取进口风速υº=12.0m/s

（6）除尘效率η=99.5%

（7）用的渤海湾老石旦煤矿、准格尔煤田的烟煤，煤种变化不大，储备系数k=1

（8）△为最外层的一排极板中心与内壁的距离，一般可取50~100mm，取△=100mm

（9）eˊ为工字钢支柱的规格，一般为250~500mm,取eˊ=500mm

（10）1#工况下进口烟气含尘浓度30g/m³

（11）1#工况下当地平均大气压94360pa，年平均气温12.3℃

（三）主要设备

1、采用卧式电除尘器

2、设计为双室m=2

3、电场数n=4

4、振打方式：

机械振打

5、进出气烟箱：

①进气方式：

水平进气方式②气流分布：

在进气烟箱内设置开孔率为50%气流均布板和导流板③槽形极板：

在出气烟箱内设置槽形极板，采用水平出气

6、灰斗：

设置四棱台形灰斗，沿气流方向设四个灰斗，与气流垂直方向设三个，共十二个灰斗。

（四）设计参数

1、电场风速：

考虑灰的比电阻高，灰分质量轻、粒度小等因数，选取电场风速v=1.09m/s

2、板间距：

考虑到宽极距能为效的减少高比电阻粉尘产生的反电晕，能减少由于安装的误差、运行中的热变形等对除尘器性能的影响，提高运行的稳定性，另外也可以减轻设备质量、降低造价、易于维护保养。

选取板间距2b=400mm

3、线间距：

考虑采用采用C型板，紧固型悬挂方式，极线采用RS管状芒刺线，选取线间距2c=480mm

4、驱进速度：

查阅相关资料及粉尘颗粒直径等因素，选取驱进速度ω=5.5cm/s

5、除尘效率：

设计要求除尘效率不低于99.5%，取η=99.5%

6、设计结果的讨论说明

此次设计中先是计算各个参数的大小然后画出除尘器大概的结构图，总图上不能显示出来的再单独画出来，在画图过程中遇到了好多问题，一些尺寸的设计计算，振打装置怎么设置，在哪儿设置，振打点在哪儿。

在标尺寸的时候，刚开始标的就是图中画的尺寸大小，而需要标的是实际的大小尺寸，所以需要修改。

把图总体画完后，开始写说明书。

这中间花去大量时间，总结下来还是自己没有很用心的去研究，没有把资料找好，没有深入研究电除尘器的工作原理，是按怎样步骤设计的，设计中遇到问题就是问别人，没有自己去搞懂，所以有些地方存在误差。

七、参考文献

《工业除尘设备》————————姜凤有主编，冶金工业出版社

《除尘技术手册》————张殿印、张学义编著，冶金工业出版社

《除尘器》———————————金国淼等编，化学工业出版社

《环保设备及课程设计》—————周敬宣主编，化学工业出版社

《环保设备设计手册》——————周兴求主编，化学工业出版社