电袋复合除尘器课件.docx

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电袋复合除尘器课件

电袋复合除尘系统

除尘器

对于烟尘超低排放，根据目前除尘设备的总体技术水平和近期新建及改造的大容量机组除尘设备选型经验，结合项目烟尘控制目标，按采用电袋除尘器+湿法脱硫塔内洗尘+湿式电除尘器的组合方案。

空预器出口设置双室两电场两袋区电袋除尘器，同时在脱硫装置出口设置湿式电除尘器。

电袋除尘器除尘效率不小于99.98%，出口烟尘浓度不高于15mg/Nm3；按脱硫装置烟尘洗涤效率50%，脱硫装置出口液滴浓度不高于50mg/Nm3、含固率不高于20%计算，脱硫装置出口烟尘排放浓度不高于15mg/Nm3；湿式除尘器效率85%，出口烟尘排放浓度不高于2.5mg/Nm3。

综合除尘效率不小于99.997%

第一节名词术语

1）台：

具有一个完整的独立外壳的电除尘器称为一台。

2）室：

在电除尘器内部由外壳（或隔墙）所围成的一个气流的流通空间称为室。

一般电除尘器为单室，有时也把两个单室并联在一起，称为双室电除尘器。

3）电场：

沿气流流动方向将各室分为若干区，每一区有完整的收尘极和电晕极，并配以相应的一组高压电源装置，称每个独立区为收尘电场。

卧式电除尘器一般设有二个，三个或四个电场，特别需要时也可设置四个以上的电场。

有时为了获得更高的除尘效率，或受高压整流装置规格的限制，也可将每个电场再分成二个独立区或三个独立区。

每个独立区配一组高压电源供电。

4）一次电压（V）：

输入到整流变压器初级侧的交流电压。

5）一次电流（A）：

输入到整流变压器初级侧的交流电流。

6）二次电压（kV）：

整流变压器输出的直流电压。

7）二次电流（mA）：

整流变压器输出的直流电流。

8）电场风速（m／s）：

烟气在收尘电场中的平均流动速度，称为电场风速。

它等于进入电除尘器的烟气流量（m3／s）与电场截面之比。

9）过滤风速：

也称气布比，指烟气透过滤袋的过滤速度，或反映单位滤袋面积处理烟气量的关系，表示单位为m/min。

10）分室：

在除尘器内部由若干数量滤袋有规律排列组成的单元称为室，单台布袋除尘器由若干数量的室组成，结构上室之间采用隔板分开，每个室是除尘器的一个分室。

11）脉冲喷吹：

指滤袋清灰的类型方式，清灰气流具有一定压力的瞬间脉冲。

12）脉冲压力：

指脉冲阀工作前与脉冲阀连通的气包所设定的压缩空气压力，单位为MPa。

13）脉冲宽度：

指导通脉冲阀电磁线圈的脉冲电信号的持续时间，单位为s或ms。

14）脉冲间隔：

指顺序工作的脉冲阀之间的间隔时间，单位为s。

15）清灰周期：

指滤袋清灰起始循环到下一次所需的时间，也称脉冲周期，单位为min。

16）滤袋压差：

指烟气在过滤过程时滤袋和粉层产生的阻力，单位为Pa。

17）结拱：

又称架桥，俗称蓬灰，是粉料堵塞排料口以致不能进行排灰的现象的总称。

18）电晕放电：

在相互对置着的电晕极（放电极）和收尘电极之间，通过高压直流电建立起极不均匀的电场，在电晕线（或芒刺尖端）附近的场强最大。

当外加电压升到某一临界值（即电场达到了气体击穿的强度）时，在电晕极附近很小范围内会出现蓝白色辉光并伴有咝咝的响声，这种现象称为电晕放电。

它是由于电晕极处的高电场强度将其附近的气体局部击穿所引起的。

外加电压越高，电晕放电越强烈。

19）火花放电：

在产生电晕放电之后，当极间的电压继续升高到某一值时，两极间产生一个接一个的、瞬时的，通过整个间隙的火花闪络和噼啪声，闪络是沿着各个弯曲的，或多或少成枝状的窄路贯通两极，这种现象称为火花放电。

火花放电的特征是电流迅速增大。

20）电弧放电：

在火花放电之后，若再提高外加电压，就会使气体间隙强烈击穿，出现持续的放电，爆发出强光和强烈的爆烈声并伴有高温。

这种强光会贯穿电晕极与收尘极两极间的整个间隙，这种现象就是电弧放电。

电除尘器应避免产生电弧放电。

21）火花率：

单位时间内出现火花放电的次数。

22）电晕线肥大：

是指电晕线上沉积较多得灰尘使电晕线变粗，使电晕放电效果降低得现象。

23）在线清灰：

指滤袋在过滤烟气的同时进行清灰的方式。

24）离线清灰：

指滤袋停止过滤烟气时进行清灰的方式，离线清灰一般需要除尘器有分室结构和切断分室烟气的机构。

25）糊袋现象：

指滤袋在使用过程中粉层与滤袋表面发生黏结，清灰时粉层剥落不完全导致阻力超过正常使用范围的一种故障现象。

糊袋一般出现在低温运行时，在滤袋表面发生水油汽的结露使粉层的粘性增大。

26）伏安特性：

电除尘器运行过程中，电晕电流与施加电压之间的函数关系称为伏安特性。

它与许多变量有关，其中最主要的是电晕极和收尘极的几何形状和配置、烟气成分、温度、压力、粉尘性质和运行状况等。

27）空载伏安特性：

电除尘器未通入烟气时，电场中仅为空气介质时的伏安特性称为空载伏安特性。

通常在锅炉点火前，为了进一步检验电除尘器电场内部情况和安装质量以及电除尘器高压供电装置的性能，一般要进行空载伏安特性试验。

28）电晕封闭：

当电晕线附近带负电的粒子的浓度到一定值时抑制电晕的发生使电晕电流下降甚至趋于0的现象。

第二节系统构成及流程

2.1电袋除尘器系统流程

来自于锅炉的烟气经空预器、烟道进入到电袋复合式除尘器的进口喇叭，进口喇叭内部设置有气流均布板，烟气经气流均布板分配后进入电场通道，电场内设置有阴极线和阳极板，通过阴极线尖端放电，实现对粉尘的荷电，大部分带有负电荷的粉尘在电场的作用下附着在阳极板上，通过振打机构对阳极板进行振打清灰，聚集在阳极板上的粉尘便被抖落到灰斗之中。

经过电场的气流携带末被电场捕集的粉尘进入到滤袋仓室内，烟气透过滤袋完成了进步的过滤，粉尘被阻挡在滤袋的外表面，透过滤袋净化后的烟气经净烟气出口由引风机排出。

随着除尘器过滤工作的延续，除尘器滤袋表面的粉尘将越积越厚，直接导致除尘器阻力的上升，因此，需要对滤袋表面的粉尘进行定期的喷吹清灰，聚集在滤袋上的粉尘便被抖落到灰斗之中。

图2.1-1电袋除尘器流程图

图2.1-2电袋除尘器流程图

2.2电袋除尘器系统构成

2.2.1本体（由前级为电除尘区和后级为袋除尘区组成），电袋复合式除尘器本体包括：

气流分布装置、放电极、集尘极、高压绝缘装置、极振打机构、滤袋装置、脉冲清灰装置，外壳、灰斗、等部件。

2.2.2保护装置：

预涂灰装置。

2.2.3采用微机数字控制技术的高压静电除尘用整流设备。

2.2.4具有保护装置的低压控制系统。

低压控制系统包括电区低压控制系统和袋区低压控制系统两个分区。

电区低压控制系统包括顶部阴极、侧部阳极电机振打功能组、保温箱电加热功能组，袋区低压控制系统包括清灰功能组。

第三节设备结构及工作原理

3.1电袋除尘器的结构

3.1.1进口喇叭及气流均布装置

电袋复合式除尘器进口喇叭具有扩散气体的作用，它必须防止局部积灰和满足结构强度、刚度及密封性要求。

进口喇叭处设置3层气流均布板，可对电场气流均布以及辅助收尘起一定的作用。

气流均布板的结构形式很多，目前使用最广泛的是多孔板式均布装置。

图3.1.1-1烟气均布孔板

图3.1.1-2进口喇叭

3.1.2壳体和灰斗

电袋复合式除尘器壳体基本上由框架和板组成。

它容纳阴、阳极系统及滤袋装置，是电袋复合式除尘器的工作室。

因此，必须具有足够的强度和良好的密封性能。

电袋复合式除尘器收集下来的粉尘，通过灰斗和卸输灰装置送走，这是保证电袋复合式除尘器稳定运行的重要环节之一。

实践表明，由于排灰不畅造成灰斗满灰和电场短路影响设备正常运行的情况时有发生，以及损坏电场的事故也有发生，因此，这一环节必须引起足够重视。

灰斗应满足以下条件:

必须具有一定的容量，以备排、输灰装置检修时，起过渡料仓的作用；排灰通畅,斗壁应有足够的溜角，一般保证溜角不小于60°，斗壁内交角处设过渡板，避免挂灰；为避免烟尘受潮结块或搭拱造成堵灰，灰斗壁板下部设有加热装置和气化风板（由仓泵间气化风机供气），其主要目的是防止粉尘结块，影响灰斗卸灰，同时防止灰斗产生拱桥现象；灰斗上设有捅灰孔和手动振打砧或其它振灰结构，以备万一堵灰时排除故障；灰斗料位计特别是高料位计工作准确可靠，发生堵灰时及时发出警报，以便及时疏通。

图3.1.2-1除尘器壳体

图3.1.2-2灰斗及电加热板

3.1.3电除尘区主要由阴阳极、振打机构、高压供电装置、高压进线组成

阳极系统的功能是捕获荷电粉尘，并在振打作用下使极板表面附着的粉尘成片状脱离板面，落入灰斗中，达到除尘的目的。

极板安装时彼此相扣连接，上、下端均通过连接块分别与上部悬吊梁和下部振打杆进行紧密连接，这样可使振打力有效传递并达到显著的清灰效果。

图3.1.3-1阳极板吊装

阴极系统是电除尘器的心脏。

阴极电晕线采用桅杆式刚性小框架结构，配置芒刺线，具有起晕电压低、放电特性好的特点。

阴阳极之间距离的严格控制，是获得高除尘效率最重要的保证。

图3.1.3-2阴极线吊装

阴阳极系统均采用侧部摇臂锤旋转振打清灰方式。

振打装置是电除尘器的重要组件，通过定期振打使积附在极板、极线上的灰尘落入灰斗。

由于阴极振打尘中轴承固定在带有负高压的阴极系统构件上，所以阴极振打轴端串连一支用来绝缘的电瓷转轴，以隔离高压电。

图3.1.3-3阴阳极的排列

图3.1.3-4阴极振打绝缘轴、阴极绝缘瓷套及瓷套电加热

由于高压电（不管高压电源是装于顶部或地面）通过内顶横梁引入阴极，为保证瓷套的干燥以利于绝缘，绝缘子室内部设有电加热装置。

（保温箱加热的目的主要是保证绝缘子不产生露点，因为高温烟气碰到低温构件时，其局部的烟气温度有可能降到烟气露点以下，烟气中含高温蒸气将凝结成水珠附着在构件上，一旦高压绝缘子上附着水珠，将使绝缘子表面失去绝缘能力，导致电场高压在绝缘子处产生频繁闪络、拉弧，甚至短路。

使电除尘器无法正常运行，同时可能使绝缘子损坏。

）

电除尘器的除尘效率及其工作的稳定性在很大程度上取决于供电装置。

它主要包括升压变压器、整流器、控制装置、阻尼电阻、高压隔离开关及高压控制柜等部分；升压变压器将380V或220V交流电变为电除尘所要求的高压电其电压达60～80KV；整流变压器将高压交流电转变为高压直流电。

在电除尘工作中，当施加于电极的电场强度达到最高值时，除尘效率也最高。

如果在理想条件下，除尘器电极系统各个点上的击穿电压应相同，从而有可能使工作电压稳定地接近击穿电压运行。

但实际上，击穿电压在一个相当大的范围内波动。

因此，电除尘器的运行工作也应随之调节，以使其尽可能接近击穿电压，而又不至于被击穿。

电除尘器的电源控制装置的主要功能是根据烟气和粉尘的性质，随时调整供给电除尘器的最高电压，使之能够保持平均电压稍低于即将发生电弧放电的电压（即伴有一定火花放电的电压）下运行。

图3.1.3-6高压供电装置与高压隔离刀闸柜

高压进线系统具备户外式手轮直流操动功能，其中高压隔离刀闸安装在高压硅整流器与电除尘器之间，在无负载的情况下，用于电除尘器高压回路的切换、转移和接地。

高压进线系统一般均配置有高压隔离开关、阻尼电阻等。

图3.1.3-7高压隔离刀闸

图3.1.3-8阻尼电阻

3.1.4袋区前的导流装置

在电场和布袋之间，布置能起导向和均流的分布板，使得烟气在电场、布袋的气流更加均匀，保证电-袋的整体性能。

3.1.5滤袋装置

滤袋装置包括滤袋和袋笼。

滤袋是决定袋除尘器除尘效率和工作温度的关键元件，更换滤袋的费用又是袋式除尘器的主要维修费用。

因此滤袋的工作寿命关系到除尘器的运行状态和成本。

袋笼是滤袋的”肋骨”，因此它应轻巧，便于安装和维护，光滑、挺直使滤袋不受损伤。

图3.1.5滤袋与袋笼

3.1.6清灰系统

清灰系统是布袋除尘器的核心技术之一，清灰效率直接影响除尘器运行阻力和滤袋寿命。

电袋除尘器的清灰系统采用分室结构和长袋低压脉冲技术，优先采用质量稳定可靠的脉冲阀，合理设计和布置清灰系统气路的器件，可方便地实现清灰方式和脉冲制度的选择和调整，以满足不同工况的运行要求，以保证清灰系统高效稳定。

低压脉冲清灰袋式除尘器的清灰由全厂配气中心提供，。

由配气中心引出的清灰气源，经由仓泵间储气罐至除尘器顶部后，分配至除尘器顶部各气室上部的储气罐。

喷吹管

布袋

图3.1.6清灰装置

满足喷吹条件时，PLC会向脉冲控制器发送一个信号，脉冲阀打开后，气包内的压缩空气瞬间释放抵达滤袋内。

当滤袋扩张时，堆积在外侧的灰尘块就破碎松脱并落到底部灰一斗内。

脉冲清灰控制采用手动和自动两种方式，可相互转换。

自动控制采用压差（定阻）和定时控制方式，可相互转换。

压差检测点分别设置在除尘器的进、出口烟道处。

当达到设定的压差值时或时间周期时，除尘器依次进行脉动清灰。

清灰程序的执行由主控柜（PLC）自动控制。

定时控制：

用户设置脉冲喷吹时间间隔来满足实际的运行需求；定阻控制：

用户设置固定压差值，当除尘器差压达到设定值时，开始清灰工序。

如果一次清灰后除尘器阻力仍然高于设定值，清灰继续进行。

如果在清灰过程中，除尘器阻力降低到设定值以下，清灰工序在完成一个周期后停止，直到除尘器阻力超过设定值，开始又一次清灰工序。

定阻控制模式可以更好地使系统的阻力保持动态稳定，也有利于减少无谓的喷吹，有利于节能与保护滤袋，所以除尘器一般采用压差控制模式清灰。

3.1.7预涂灰装置

预涂灰指除尘器在投运前给滤袋喷涂一层干燥粉煤灰，是防止系统启动时的低温油、湿烟气粘污滤袋导致初始阻力增大或糊袋的一种保护措施。

常情况下使用的涂灰是具有一定粒度的干灰，不能采用太细的灰。

预涂灰的作用：

1）对滤袋进行保护，保护滤袋在初始使用过程，不受油、水污染，导致后续使用过程阻力的上升为目的。

2）在滤袋表面形成一层初始过滤层，由于滤袋纤维孔隙大小不同，通过预涂可以有效填补滤袋的过滤排放问题。

3.2电袋除尘系统的优点

3.2.1能捕集高比电阻粉尘，除尘效率具有高效性和稳定性。

电袋复合式除尘器的除尘性能不受煤种、烟灰特性影响，容易实现微量排放，对高比电阻烟尘捕集能力强，可实现微量排放，排放浓度可长期稳定在30mg/Nm3以下。

3.2.2运行阻力比常规布袋除尘器低，风机能耗小

前级电除尘区的收尘效率可达到80-90%，滤袋粉尘的负荷量小（只有进口浓度的1/10左右），系统的阻力相对纯布袋除尘器运行阻力低，风机能耗小。

3.2.3滤袋粉尘量少、清灰周期长、气源能耗小

与常规布袋除尘器比较，电袋的清灰周期时间是常规布袋除尘器的3-5倍，压缩空气消耗量不到常规的1/3。

3.2.4延长滤袋使用寿命

烟尘中的粗颗粒粉尘经过前级电场沉降和收集后，剩余细微粉尘随烟气缓慢进入后级布袋除尘区，避免了烟气中粗颗粒磨损滤袋；运行阻力低降低滤袋的负荷压力；清灰周期长减少滤袋清灰次数，这些都是延长滤袋使用寿命的有利因素。

只要运行维护得当，在相同运行条件下电袋复合式除尘器的滤袋的使用寿命是常规布袋除尘器的数倍以上。

3.2.5运行维护费用低

在相同的条件下与纯布袋除尘器比较，电袋复合式除尘器由于过滤风速高、运行阻力低、清灰周期长等优点。

因此其可较大幅度减低布袋系统配制和空气消耗量，降低运行费用，延长布袋使用寿命。

3.3电袋除尘器工作原理

3.3.1电除尘器工作原理

电除尘器又称为静电除尘器。

它是利用电晕放电，使含尘气体中的尘粒带电而通过静电作用进行分离的装置。

电除尘器中间是两端被固定的金属导线，作为放电极（电晕极），放电极接高压直流电源负极，两边平板为集尘极，接地。

在电场作用下产生空气电离，使中性原子分解成正、负离子。

空气被电离后极间运动的离子数大大增加，负离子和电子在电场力的作用下被吸向正极，途中与烟气中的飞灰尘粒互相碰撞，并吸附在飞灰尘粒上，使中性的尘粒带上了负电荷。

因此，带负电荷的飞灰尘粒在静电力的作用下移向正极板，中和后尘粒沉积在集尘极上。

同样，带正电的离子在向放电极的途中也会使部分尘粒带上正电而集中在放电极上。

然而由于电晕区的范围很小，负离子是通过范围更大的电晕外区向集尘电极方向移动的，而进入极间含尘气体中的大部分也是在电晕外区通过的，所以，大多数的尘粒是带负电朝正极方向运动并沉积在其上的，只有少数尘粒带正电而沉积在放电集上。

最后当集尘极、放电极上的粒尘达到相当厚度时，利用振打装置使烟尘落入下部灰斗。

可概括为以下四个过程：

（1）气体的电离（电晕放电）；

（2）粉尘获得离子而荷电（粉尘荷电）；

（3）荷电粉尘向电极运动而收尘（粉尘捕集）；

（4）振打清灰。

含尘烟气

正离子粘附尘粒

高压静电场气体介质电离自由电子

粘附尘粒

负离子

含尘烟气

振打

带正电尘粒受电场力作用趋向阴极落灰

灰斗出灰

带负电尘粒受电场力作用趋向阳极落灰

振打

3.3.2袋式除尘器工作原理

袋式除尘器是一种过滤型集尘装置。

由于引风机的牵引烟气需透过滤袋，过程中粉尘被阻留，干净烟气透过滤袋排出。

开始时尘粒粘附于滤袋而被分离，形成初次粘附层，包括一层尘膜，这一过程时间很短，一般仅为数秒至数分钟；然后通过烟气自身成层作用捕集到1微米左右的细小尘粒，效率就可以超过99%。

当粉尘粒径大于滤料中纤维间孔隙或滤料上沉积的粉尘间的孔隙时，粉尘即被筛滤下来。

3.3.3电除尘器和布袋除尘器结合的技术优势

电袋复合式除尘器为串联式结构，前级为纯电除尘电场，后级为纯袋除尘结构。

在电袋复合型除尘器中，烟气先通过前级电除尘后再从下方（电除尘和布袋除尘器中间有隔板）缓慢进入后级布袋除尘器，前级电除尘捕集80-90%的烟气粉尘，后级布袋除尘滤料纤维对粉尘的筛分、截留、惯性、扩散、粘附、静电和重力作用，将粉尘阻留在滤袋表面达到粉尘与气体分离。

这样后级滤袋的粉尘负荷量大大降低，清灰周期得以大幅度延长；其中，前级电场的预除尘作用和荷电作用为提高电袋除尘器的性能起到了重要作用。

粉尘经过前级电场电离荷电，荷电效应提高了粉尘在滤袋上的过滤特性，使滤袋的透气性能、清灰性能方面得到很大的改善。

达到充分合理利用电除尘器和布袋除尘器各自的优点，以及两者相结合产生新的功能，同时能克服电除尘器和布袋除尘器的缺点。

第四节控制及联锁保护

4.1电袋除尘器主要连锁及保护

1）电袋除尘器进口烟气温度达到165℃报警。

2）电袋除尘器进口烟气温度达到170℃持续超过10min发申请锅炉跳机信号。

3）布袋区压器差上限1800pa发申请锅炉跳机信号。

4）布袋区压器差上限1500pa持续时间超过30min报警。

5）除尘器出口粉尘浓度≥30mg/m3。

6）电除尘的投运的允许条件

a）锅炉油枪全部退出；

b）电除尘入口烟温达到100℃及以上时，才允许投运电除尘。