除灰脱硫培训教材主控文档（一） - 图文(3)

第一章 静电除尘器

图1—4 卧式电除尘结构简图

1 灰斗 2 进气箱 3 分布板振打 4 进口气管 5 分布板 6 阴极吊挂 7 人孔 8 内外顶盖 9 阳极 10 顶盖保温层 11 阴极振打 12 阴极 13 阴极支架

14 出口分布板 15 出气箱 16 方人孔 17 阳极振打 18 平面轴承 19 保温毡及涂料 每台炉配两台电除尘器，每台电除尘器为双室四电场。所谓台就是具有一个完整的独立外壳的电除尘器。而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， 是把两个单室并联在一起，故称为双室电除尘器。沿烟气流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，称每个独立的区为收尘电场。卧式电除尘一般按烟气流向设置两个、三个或四个电场。 1.2.1 电除尘器本体

1） 内件

阴极系统包括电晕线、电晕线框架、框架吊杆及支持套管、电晕极振打装置等部分。阴极系统是产生电晕、建立电场的最主要构件，它决定了放电的强弱，影响烟气中粉尘荷电的性能，直接关系着除尘效率。另外它的强度和可靠性也直接关系着整个电除尘器的安全运行，所以电晕极系统是电除尘器设计、制造、和安装的关键部件，必须选配良好的线性，合理的结构和适宜的振打。在安装时要保证严格的极间距，保证整个电晕极系统与除尘器其它部件的良好绝缘和足够的放电距离。电晕线越细，起晕电压越低。 阴极系统由阴极吊挂、上横梁、竖梁、上、中、下部框架、阴极线等零部件组成。阴极吊挂常用结构型式包括绝缘套管和阴极绝缘支柱。

阴极线是专用设备制成的放电极，在一、二电场采用RSB芒刺线，三、四电场采用不锈钢螺旋线。RSB芒刺线不仅具有传统RS芒刺线所具有不断线、不变形、刺尖上下不易积灰、振打性能好、放电强度大的优点，而且还克服了其放电均匀性差，平均电场强度弱的缺点。使得RSB芒刺线既能适应不同工况的要求，而且又具有放电均匀性好、尘粒荷电迅速充分、平均电场强度大的优点。在芒刺线的主干管背部有背刺，主要是为了改善电晕电流的密度的均匀性，增强平均电流密度，可有效提高除尘效率。不锈钢螺旋线的放电强度较弱，但均匀性好，特别适宜低浓度、细粉尘的捕集。它的高电压低电流的特性，也能有效抑制高比阻粉尘工况中反电晕现象的产生，对原材料、加工、安装要求严格，只有各个环节严格把关才能最大限度地防止断线。极线采用进口的高镍不锈钢，不易粘灰，制造成本较高。

阳极系统由若干排极板与电晕极相间排列共同组成电场，是使粉尘沉积的重要部件，它

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直接影响电除尘器的效率。 阳极系统由阳极悬挂装置、阳极板和撞击杆等零部件组成。阳极系统采用大C型极板。大C型极板具有良好的收尘性能，能有效地降低二次粉尘，具有刚度大，振打性能好的特点。另外，大C型板的独特设计能有效增大收尘极面积。收尘极面积是指收尘极板的有效面积。由于极板的两个侧面均起收尘作用，所以两面的面积均应计入。每一排收尘极板的收尘面积为电场长度与电场高度的乘积的二倍。每一个电场的收尘面积为一排极板的收尘面积与电场通道数的乘积。一个室的收尘面积为单电场收尘面积与该室电场数的乘积。一台电除尘器的收尘面积为单室收尘面积与室数的乘积。

槽形板系统排列在最后一个电场的出口端，是由除尘器出气烟箱前平行安装的两排槽形板组成。在电除尘电场内，由于气流涡流现象，总有一些微小粉尘从电场逸出，流向出气烟道和出气管道。此外，在靠近电场出口部分的极板在振打时会产生粉尘的二次飞扬，这些粉尘一般不会重新沉积到收尘极上，因此在出口烟箱前加装不带电的槽形板对这些粉尘有再次捕集的作用。同时它还具有改善电场气流分布和控制二次扬尘的功能。所以它对提高除尘效率有显著作用。在槽形板装置上装设振打设备，以清除板上的积灰。

振打装置，即电除尘振打清灰机构，它是保证电除尘器连续运行的重要设备。当尘粒沉积在阳极收尘板上，达到一定的厚度就需要振打清灰，以恢复收尘能力。烟气中的粉尘有一部分带上正电荷，会积附到阴极系统上，同样需要通过振打清灰，恢复阴极线的放电能力。电除尘器就是要靠“振打系统”振打，把附着在极线、极板上的尘粒振落到除尘器灰斗，由输灰系统把灰运送到灰库或灰场。

如果阳极收尘系统清灰效果不佳，阳极板上剩留的粉尘层形成较大的电压降，会减少作用于烟气的电场强度，从而影响收尘效果。严重时还会产生反电晕，使收集到阳极板上的粉尘又返回到烟气中。阴极系统清灰效果如果不佳，阴极线被粉尘层包围后，就不能有效地放出电子使烟气中的粉尘充分荷电，严重时就会产生电晕封闭，导致二次电流很小，收尘效率很低。合理的振打清灰能力除了与电除尘器结构有关外，还与煤种有关。我国大部分动力煤灰分高，粉尘粘性大，要求电除尘器振打清灰力大。振打清灰主要有两种方式：电磁振打和机械振打，前者具有结构简单、检修方便、电除尘器尺寸小、成本低的优点；缺点是被振打体质量大、振打清灰力小、漏风率高、二次扬尘大。当粉尘粘性较大时，特别是大型除尘器，极板、极线上的灰就会清不下来，从而影响除尘效率。因此 采用的是机械振打装置。

机械振打装置包括阳极振打和阴极振打。阳极振打由阳极振打传动装置、振打轴系和尘中轴承等零部件组成。阴极振打由阴极振打传动装置、竖轴、大小针轮、振打轴系和尘中轴承等零部件（顶部传动）或阴打传动装置、振打轴系和尘中轴承等零部件（侧部传动）组成。在槽形板处一般还设置槽形板振打。 除尘阴、阳极振打均采用侧面摇臂锤旋转振打机构。

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有一支用来绝缘的电瓷传轴，以便隔离高压电。

投入振打时，同一电场中阴、阳极振打不能同时敲打；前后电场阳极（阴极）振打不能同时敲打；末电场阳极振打与槽形板振打不能同时敲打（菲达的静电除尘器无槽形板振打）。

2）外壳

进口封头是进口烟道和电场外壳之间的连接过渡段。进口封头内部装有二至三道气流均布板，其目的是使由烟道中来的含尘烟气经过时气流尽可能均匀进入全电场截面。

因为喇叭接口有一个气流降速过程，所以一些较大尘粒的灰尘易自然沉降而积附在封头和分布板上。因而在一些灰尘粘性较大的电除尘器中设置了气流分布振打。出口封头是使净化后的烟气接入排气烟道的装置，它的结构形状同样对气流分布有关。一般情况下，在出口封头内部靠近与壳体相接的截面上间隔装有槽形出口气流分布板。

壳体由立柱、侧封、端封、管撑等组成，是电除尘器钢壳受力支撑件，它与前后的进、出口封头和上下的屋顶、灰斗组成一个密闭的容器。 电除尘器的每个电场前后均设有通道

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第一章 静电除尘器

和人孔，侧封上装有人孔门，人孔门有可靠的接地和安全连锁装置，在电除尘器顶部设有检修孔，以便对电极悬吊系统进行检修。底梁把壳体与部件和灰斗连接成一体。

灰斗是收集振落灰尘的容器，它把从电极上落下来的粉尘进行集中，经排灰装置送到其它输送装置中去。一般灰斗为四棱台状或棱柱状，四棱台状灰斗多采用星型排灰阀顺序定时排灰。棱柱状灰斗多采用链式输送机连续排灰。电除尘器的储灰系统事故较多，特别是定时排灰的灰斗，往往由于灰斗沉积过满造成电晕极接地。连续排灰的灰斗积灰太少或斗壁密封不严会使空气泄入引起二次飞扬。此外，如果下部排灰装置能力不够也容易造成运行故障。灰斗倾角过小或斗壁加热保温不良，会造成落灰不畅，甚至结块堵塞。所以为了保障灰斗的安全运行，电除尘采用了灰斗加热装置和料位显示信号、高低灰位报警装置等检测装置。而为了防止气流旁路，在灰斗中设置了阻流板。阻流板包括电场内部阻流板和外部阻流板，作用是防止气流不经过电场从旁路绕流，绕流气体有可能将灰斗中的积灰以及下落的粉尘带走，造成严重的二次飞扬。为了防止温度降至露点以下使灰斗结灰，一般在灰斗下部设置加热装置。加热装置有两种型式：电加热或蒸汽加热。灰斗下口直接接气力输灰装置或接抽板阀和排灰阀。 每台电除尘器下设16只灰斗，每只灰斗只设一个排灰口，灰斗出口接仓泵。

为了避免烟气短路，灰斗内装有阻流板，它的下部尽量距排灰口较远。灰斗斜壁与水平面的夹角不小于60℃，相邻壁交角的内侧，做成圆弧型，圆角半径大于200mm，以保证灰尘自由流动。灰斗及排灰口的设计是为了保证灰尘能自由流动排出灰斗。每只灰斗的容积能满足锅炉8～10小时满负荷运行。灰斗有良好的保温措施，并装设灰斗板式电加热器，使其保持灰斗壁温不低于120℃，且高于烟气露点温度5～10℃。灰斗加热设有恒温装置及测温热电偶，以保证电加热器的安全和稳定运行。另外每个灰斗都设有高料位指示装置，还有一个密封性能很好的捅灰孔。

屋顶由内顶盖和外顶盖组成。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（不管高压电源是装于顶部或地面）通过顶梁引入阴极，为保证瓷套的干燥以利于绝缘，绝缘子室内部设有加热装置。加热装置有两种型式：电加热或电加热附加热空气加热。 采用电加热的型式。

3）附属部件

为保证电除尘器的正常运行，防止烟气温度因散热而降至露点以下，必须对电除尘器外壳进行保温，目的是减少热交换。保温的基本要求是保证烟气介质的最低温度必须在露点以上20℃～30℃。

支承的位置在电除尘器的本体和支座之间。由于电除尘器是热体，支座是冷体，因而支承除担负电除尘器重载外，还需要补偿热膨胀引起的位移。支承一般采用平板型负荷材料（摩擦片）滑动轴承。

电除尘器在高电压下运行，且采用负电晕制，即阳极与壳体等电位。为保护高压设备和人身安全，必须对设备进行可靠的接地。接地的基本要求如下：接地网平均能达到2欧姆以下。

1.2.2 除尘器电气系统

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的火花放电的电压（即伴有一定火花放电的电压）下运行。目前通常采用可控硅自动控制高压硅整流装置，它可将工频交流电变换成高压直流电并进行火花频率控制。电除尘还配备具有许多功能的低压控制装置，如温度检测和恒温加热控制、振打周期控制、灰位指示、高低位报警和自动卸灰控制、检修门和柜的安全连锁控制等，这些都是保证电除尘器长期安全可靠运行所必需的。

电除尘器的电气部分由高压直流电源（包括其控制系统）和低压控制系统组成。

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1）高压直流电源（包括其控制系统）

高压直流电源装置一般包括高压整流变压器、自动控制柜和电抗器，或高阻抗变压整流器和自动控制柜。该装置能灵敏地随电场烟气条件的变化，自动调整电场电压，能根据电流反馈信号调整电场火花频率，使其工作在最佳状态下，达到最佳收尘效果。高压电源目前常规配用型号为GGAJ02型，其型号意义为：G－高压用；G－硅整流；AJ－油浸自冷；02－可控硅控制。

电除尘器的高压电源部分采用可控硅控制，使电除尘器的电源获得了良好的控制特性，即快速降压和升压。这种特性使电除尘器在电场发生闪络瞬间快速降压而不产生拉弧，同时又能立即使电压回升，让电场恢复正常工作。这样电场的工作电压始终接近于击穿前的临界电压，从而保证电除尘器获得尽可能高的除尘效率。 电除尘器每台为双室四电场配置，每个电场配置一套微机型自动控制高压硅整流变设备，其中包括高压整流变压器、高压硅整流控制柜、阻尼电阻、高压隔离开关箱等。高压硅整流变压器和高压隔离开关柜布置在电除尘器本体顶部，为屋外防雨防尘型，接线盒密封。高压硅整流变压器为高抗阻，侧出线型。整流变滚轮为导轨轮，滚轮方向与线套管方向平行，轨道轮可转90度，底部设有集油盘及通至零米的排油管路。高压硅整流变压器设有油温报警，当油温达到80℃时报警，当油温达到85℃时自动切断高压电源，并发出声光报警信号。硅整流变压器选用45号油。硅整流变设有瓦斯保护。瓦斯保护的作用就是当变压器内部发生绝缘被击穿，线圈匝间短路及铁芯烧毁故障时，给值班人员发出信号或切断各侧断路器，以保护变压器。

瓦斯保护的原理：对于油冷却的变压器，当油箱内发生短路故障时，在短路电流和短路点电弧的作用下，绝缘油和其他绝缘材料因变热分解，产生气体必然会从油箱流向油枕上部，故障越严重，产生的气体越多，流向油枕的气流速度也越大。利用这种气体来动作的保护装置就是瓦斯保护。轻瓦斯保护动作后发出报警信号，重瓦斯保护动作后使变压器跳闸。

硅整流变压器设有不同档次的调压抽头，电压分别为60kV、66kV、72kV。其一次侧和二次侧的电流和电压均引至电除尘控制室的控制柜进行显示。高压直流电源的电动控制装置的电动控制采用单片机。高压整流微机控制设备具有以下功能：

控制功能包括火花跟踪控制、峰值跟踪控制、闪频跟踪控制、阶段恢复跟踪控制、间歇供电和脉冲供电控制，粉尘浓度反馈控制。

通信联网控制功能包括传送运行的一次电压、一次电流、二次电压、二次电流、火花频率、设备启、停状态，设备故障、变压器故障、除尘器故障信号；设备的启动、停止、升压、降压、调整可受上位机控制。

保护功能包括负载开路、短路保护、设备过流保护、变压器油温超限及偏励磁保护。 显示功能具有一次电压、一次电流、二次电压、二次电流的表计显示；火花率的数字显示；主回路接通、设备故障、变压器故障、除尘器故障显示。

（注：一次电压是指输入到整流变压器初级的交流电压；一次电流是指输入到整流变压器初级的交流电流；二次电压是指整流变压器输出的直流电压；二次电流是指整流变压器输出的直流电流。）

硅整流装置能灵敏地随电场烟气条件的变化，自动调整电场电压，能根据电流反馈信号调整电场火花频率，使其工作在最佳状态下，达到最佳收尘效果。

2）低压控制系统及其功能包括阴、阳极振打程序控制；高压绝缘件的加热和加热温度控制；料位检测及报警控制；门、孔、柜安全连锁控制；排灰及输送控制；灰斗电加热功能；进、出口烟气温度检测及显示；通过上位机设定低压系统的功能和参数；综合信号显示和报警装置。 每台炉配用的低压程控设备包括微机型低压控制柜（带动力回路、安全联锁）；顶部加热端子箱；振打就地操作端子箱；卸灰就地操作端子箱。

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第一章 静电除尘器

1.2.3 除尘效率

除尘效率是指含尘烟气流经电除尘器时，被捕集的粉尘量与原有粉尘量的比值，它在数值上近似等于额定工况下除尘器进出口烟气含尘浓度的差与进口烟气含尘浓度的比值（精确的数值还应用漏风系数进行修正）。除尘效率是除尘器运行的主要指标。

除尘效率测定：??

G进－G出G进3100％ 式中：

?— 除尘效率，％； G进— 进口烟尘量，kg/h；G出— 出口烟尘量，kg/h；

除尘效率是除尘器运行的主要指标，主要受以下几点因素的影响：

1）气流分布是反映电除尘器内部气流均匀程度的一个指标，它一般是通过测定电除尘器入口截面上的气流分布来确定的。如果各个点的气流速度与整个截面上的平均气流速度越来越接近，其气流速度分布就越来越均匀，对除尘效率的提高也就越来越有利。

气流分布不均的原因大体包括：由锅炉引起的压力不均；在烟道中摩擦引起的紊流；由于烟道弯头曲率半径小，气流转弯时，因内侧速度减小，而形成的振动；粉尘在烟道中沉积过多使气流严重紊流；进口烟箱扩散太快，使中心流速高引起气流分布不均。

为改善气流分布采取的方法有：正确选择烟道断面与除尘器断面的进口烟道；在入口端设气流分布板，即多孔板；在烟箱系统中安装导流叶片。 在除尘器进口烟道内设置导流板，使进入每台除尘器的烟气气流均匀；每台除尘器的进口都配备多孔板和导流板，以便烟气均

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匀地流过电场，保证烟气的均布性σ≤0.2，保证局部最大粉尘浓度≯30g/m。

2）沉积在电除尘器收尘极表面上的粉尘，必须具有一定的导电性，才能传导从电晕放电到大地的离子流。根据粉尘的比电阻对电除尘器性能的影响，大致可分为三个范围：

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当ρ<10（Ω2cm）时，比电阻在此范围内的粉尘，称为低比电阻粉尘；

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当10（Ω2cm）<ρ<5310（Ω2cm）时，比电阻在此范围内最适合于电除尘；

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当ρ>5310（Ω2cm）时，比电阻在此范围内的粉尘称为高比电阻粉尘。

粉尘比电阻过高或过低，如不采取预处理措施，都不适合采用电除尘器进行捕集。 当比电阻ρ>531010（Ω2cm）的粉尘经过电除尘时，会产生反电晕现象。反电晕就是沉积在收尘板表面上的高比电阻粉尘层所产生的局部放电现象。若沉积在收尘极上的粉尘是良导体，就不会干扰正常的电晕放电。但如果是高比阻粉尘，则电荷不容易释放，随着沉积在收尘极上的粉尘增厚，释放电荷更加困难。此时一方面由于粉尘层未能将电荷全部释放，其表面仍有与电晕极相同的极性，便排斥后来的荷电粉尘；另一方面由于粉尘层电荷释放缓慢， 于是在粉尘间形成较大的电位梯度。当粉尘层中的电场强度大于其临界值时，就在粉尘层的孔隙间产生局部击穿，产生与电晕极极性相反的正离子，所产生的离子便向电晕极运动，中和电晕区带负电的粒子，导致电流增大，电压降低，粉尘二次飞扬严重，除尘性能显著恶化。

为防止和减弱反电晕而采取的措施是进行调质处理，就是向烟气中加入导电性好的物质，如SO3、NH3等合适的化学调质剂，以及向烟气中喷水或水蒸汽等；采用高温电除尘器；脉冲供电系统。

3）在干式电除尘中，沉积在收尘极上的粉尘如果粘力不够，容易被通过电除尘器的气流带走，这就是通常所说的二次飞扬。二次飞扬影响除尘效率，其产生的原因有粉尘层局部击穿产生反电晕；气流速度分布不均，以及气流紊流和涡流；振打电极强度或频率过高时，使脱落的粉尘不能成为较大的片状或块状而是成为分散的小片状或单个粒子易被气流重新带走；气流不经过电场而通过灰斗出现旁路现象；烟气流速过高，会出现冲刷现象，将沉积在收尘极板和灰斗中的灰尘再次扬起。

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