電除塵器設(shè)計(jì)指導(dǎo)書

1、電除塵器課程設(shè)計(jì)任務(wù)與指導(dǎo)書一、設(shè)計(jì)目的 通過(guò)該設(shè)計(jì)，使學(xué)生能夠綜合運(yùn)用課堂上學(xué)過(guò)的理論知識(shí)和專業(yè)知識(shí)。以鞏固和深化課程內(nèi)容；熟悉使用規(guī)范、設(shè)計(jì)手冊(cè)和查閱參考資料，培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題、解決問(wèn)題和獨(dú)立工作的能力；進(jìn)一步提高學(xué)生計(jì)算、繪圖和編寫說(shuō)明書的基本技能。二、設(shè)計(jì)內(nèi)容和步驟：1. 設(shè)計(jì)基本資料某電廠地處東南季風(fēng)區(qū)，四季分明，溫暖濕潤(rùn)，春季溫暖雨連綿，夏季炎熱雨量大，秋季涼爽干燥，冬季低溫，少雨雪。根據(jù)當(dāng)?shù)貧庀笈_(tái)多年氣象資料統(tǒng)計(jì)，其特征值如下：累年平均氣壓： 1011.0hPa累年最高氣壓： 1038.9hPa累年最低氣壓： 986.6hPa累年平均氣溫： 17.6極端最高氣溫： 40.9極端最

2、低氣溫： -9.9廠址處全年北(N)風(fēng)出現(xiàn)頻率為20.0%，西北 (NW)風(fēng) 出現(xiàn)頻率為14.7%，西(W)風(fēng)出現(xiàn)頻率13.1%，南(S)風(fēng)出現(xiàn)頻率6.0%，東北(WE)風(fēng)出現(xiàn)頻率9.6%，東(E)風(fēng)出現(xiàn)頻率8.3%，東南(SE)風(fēng)出現(xiàn)頻率8.0%，西南(SW)風(fēng)出現(xiàn)頻率7.2%，靜風(fēng)出現(xiàn)頻率為13.1%。電廠煙氣情況：廢氣量 Q =28000 m3/h（工況)廢氣溫度 tj =350-400 tc=330-370含塵濃度 C =20-40g/m3 (工況)煤揮發(fā)分A=266(烘煤時(shí))電廠所用煤的組成成分 成分SO2SO3O2N2H2O組成10-120.1-0.32.7-377.6-808-9

3、粉塵粒徑分布粒徑20-2515-1010-88-66-44-22-11總計(jì)平均值17.512.597531.50.5含量2.24.62.614.127.941.36.01.1100%粉塵比電阻溫度21120230300比電阻·cm3×1079×1071×1073.8×1072. 電除塵器基本結(jié)構(gòu)圖根據(jù)前述條件，繪制電除塵器的各個(gè)部件，包括集塵板系統(tǒng)（集塵極板、集塵極板懸吊、集塵極板振打）、電暈極系統(tǒng)（電暈線、電暈極框架、電暈極吊掛、電暈極振打）、氣流均布裝置（電流均布板、電場(chǎng)內(nèi)部阻流板、灰斗阻流板）、殼體支座、儲(chǔ)、排灰系統(tǒng)等。具體參數(shù)的設(shè)計(jì)見(jiàn)后

4、。電除塵器總體結(jié)構(gòu)圖要求用1號(hào)圖紙繪制，重要部位要求有剖面圖，并附有設(shè)備名稱及必要的說(shuō)明（明細(xì)表）。常規(guī)板臥式電除塵器結(jié)構(gòu)透視圖三、設(shè)計(jì)說(shuō)明書整理后的說(shuō)明書應(yīng)編有章節(jié)目錄，設(shè)計(jì)任務(wù)來(lái)源，原始資料和設(shè)計(jì)要求放在最前，分組表隨其后，各人在分組表中劃定自己的設(shè)計(jì)條件。有關(guān)參數(shù)的設(shè)計(jì)與計(jì)算應(yīng)按流程的先后次序分章節(jié)編寫。對(duì)所采用的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)（反映了設(shè)計(jì)者的設(shè)計(jì)思想及設(shè)計(jì)原則）應(yīng)做必要的說(shuō)明。1.說(shuō)明書要求A4開(kāi)紙，用鋼筆書寫或打?。ㄕ乃误w、小四號(hào)字，1.5×行距），草圖要求按比例。2.設(shè)計(jì)計(jì)算書參數(shù)計(jì)算，電除塵器基本結(jié)構(gòu)。四、設(shè)計(jì)基礎(chǔ)資料4.1主要參數(shù)計(jì)算4.1.1電場(chǎng)風(fēng)速電場(chǎng)風(fēng)速可由下式計(jì)算

5、：V= Q/F(m/s) (1)式中 Q被凈化的煙氣量， m3/s；F電場(chǎng)斷面積， m2；電場(chǎng)風(fēng)速大小的選取，一般在0.41.5m/s范圍。過(guò)高的電場(chǎng)風(fēng)速，不僅使電場(chǎng)長(zhǎng)度增大，占地面積增大，還會(huì)引起大的粉塵的二次飛揚(yáng)，降低除塵效率。反之，過(guò)低的電場(chǎng)風(fēng)速必然需要大的斷面積，這樣煙氣沿?cái)嗝娴姆植驾^難達(dá)到均勻，所以電場(chǎng)風(fēng)速的選擇要適當(dāng)。4.1.2收塵極板的板間距電除塵器收塵極板的板間距，根據(jù)多年的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，從電除塵器的各個(gè)方面考慮，若= f(2b)，則當(dāng)曲線的導(dǎo)數(shù)為正值時(shí)（即>0時(shí)），加大極間距合理，反之不合理。b = (m+1)bb是施工誤差和極板積灰產(chǎn)生的誤差之和，可取 25mm40mm，

6、m一般為 4b5 之間。所以b = (4+1)40=200mm b = (5+1)40 =240mm因此極板的板間距為 400mm480mm。美國(guó)南方研究所推薦的最大板間距為 457mm, 李秋蘭等人推薦的最大板間距不超過(guò)500mm。4.1.3 電暈線的線間距(2c)電暈線的線間距對(duì)電暈電流的大小會(huì)有一定影響，電暈線距太小，由于屏蔽作用，電流值降低，甚至為零；電暈線距太大，電流密度降低，影響除塵效率。經(jīng)試驗(yàn)，最佳線距與電暈線的形式和外加電源有關(guān)。一般取0.60.65倍的通道寬度為宜。對(duì)于星形斷面和圓形斷面，電暈線的線距取160200mm為宜；當(dāng)極間距為400mm時(shí)，線距應(yīng)取240mm；對(duì)于鋸齒

7、線、魚骨針線和RS管狀芒刺線一般取500mm為宜。4.1.4粉塵的驅(qū)進(jìn)速度20世紀(jì)，英國(guó)中央發(fā)電局曾用計(jì)算機(jī)對(duì)19個(gè)發(fā)電廠的74次電除塵器的試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了線型多重回歸分析，得出飛灰電除塵器的有效驅(qū)進(jìn)速度（這里用除塵參量表示）的計(jì)算公式：=67.2-4.81lnAQ-0.7432-0.7×10-7S-8.1e-b2-43.3a式中 S入口飛灰比表面積，cm2/g；b煤含硫量，%；a煤含灰量，%；A電除塵器總收塵面積，m2；Q處理煙氣量，m3/h；高壓供電機(jī)組每千伏安容量供電載荷量，cm2/（kv·A）粉塵的驅(qū)進(jìn)速度與很多因素有關(guān)。因此，驅(qū)進(jìn)速度的確定，既復(fù)雜又十分重要。依據(jù)煤

8、質(zhì)和灰理化分析，依據(jù)用戶對(duì)電除塵器的要求和類比計(jì)算，考慮在設(shè)計(jì)、制造、安裝和使用時(shí)所應(yīng)采取的有利于提高驅(qū)進(jìn)速度的措施，綜合分析，驅(qū)進(jìn)速度按下式計(jì)算= 9.62 kS 0.625 (2)式中 驅(qū)進(jìn)速度，cm/s；S煤的含硫量，%；K平均粒度影響系數(shù)按下表選定。a平均=W1a1 +W2 a2 +Wn an100 (3)式中 W1,W2粒度為 a1，a2 組成的百分比；a1,a2粒度平均粒徑。平均粒度影響系數(shù)a平均101520253035k0.90.9511.051.11.15但是，實(shí)際上用戶所要求的除塵效率是選取驅(qū)進(jìn)速度時(shí)要考慮的重要因素，一般來(lái)說(shuō)，用戶要求的效率越高，選取的驅(qū)進(jìn)速度越小。一般情況

9、下驅(qū)進(jìn)速度的設(shè)計(jì)值是根據(jù)經(jīng)驗(yàn)選取的。當(dāng)板間距取300mm時(shí)，驅(qū)進(jìn)速度取56cm/s；板間距為400mm時(shí)，驅(qū)進(jìn)速度為板間距300mm時(shí)的1.11.3倍。4.2電除塵器主要部件的結(jié)構(gòu)形式4.2.1集塵板臥式電除塵器的集塵極目前多采用以下幾種形式：1、小C形極板；2、波紋形極板；3、CW形極板；4、魚鱗板狀極板；5、網(wǎng)狀形極板；6、ZT形極板；7、工字形極板；8、Z形極板；9、大C形極板等。目前的電除塵器多采用Z型或大C形極板，名義寬度為400mm或500mm。4.2.2電暈線電暈極按放電形式分為三種：1、點(diǎn)放電型，如RS管形芒刺線、新型管形芒刺線、角鋼芒刺線、鋸齒線、魚骨針刺線等；、線放電型，如

10、星型線、麻花形線、螺旋線等；3、面放電型，如圓電暈線等。電暈極的固定方式有垂錘式和框架式兩種。第一、二電場(chǎng)的電暈線多選用芒刺線，第三、四電場(chǎng)的電暈線選用管狀芒刺線或星形線，有時(shí)為便于制造，減少備件品種，也可都采用芒刺線。4.2.3集塵極及電暈線的振打目前的振打方式主要有：頂部繞臂錘振打；中部繞臂錘振打；下部繞臂錘振打；側(cè)部繞臂錘振打；頂部電磁錘振打等。目前電除塵器多采用下部繞臂捶打裝置，為保證正確的振打制度，均應(yīng)采用單邊振打。電暈極振打可選用中部繞臂振打裝置，但每個(gè)電場(chǎng)、每個(gè)框架最好兩側(cè)都裝設(shè)振打裝置。4.2.4進(jìn)氣煙箱與出氣煙箱電除塵器的進(jìn)出氣煙箱常做成喇叭形，在特殊要求時(shí)，可做成上進(jìn)氣或下

11、進(jìn)氣形式。當(dāng)進(jìn)口煙氣含塵濃度較高時(shí)，進(jìn)氣箱下部需設(shè)置灰斗，以避免由于分布板分離出的大量粉塵在進(jìn)氣箱底板堆積或大量流入第一電場(chǎng)前的振打裝置。4.2.5氣流分布板和槽型板氣體的導(dǎo)流和分配部件主要是控制氣流分布，實(shí)現(xiàn)均流措施。為使氣流沿電場(chǎng)均勻分布，需在進(jìn)氣箱內(nèi)設(shè)置氣流分布裝置。分布板的形式多采用多孔分布板，這種分布板結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，且有較好的均布作用。為使氣流均布良好，多孔板的層數(shù)應(yīng)不少于兩層。在出氣煙箱處設(shè)置槽型板裝置。4.2.6殼體殼體的作用是引導(dǎo)氣體通過(guò)電場(chǎng)，支撐電極和振打設(shè)備，形成獨(dú)立的收塵空間，它應(yīng)該有足夠的剛度和強(qiáng)度，穩(wěn)定性，不能有改變電極間相對(duì)距離的變形，要求嚴(yán)密，漏風(fēng)率在標(biāo)準(zhǔn)限度以內(nèi)。殼

12、體多采用箱形的鋼結(jié)構(gòu)，僅僅在處理高壓煙氣時(shí)才做成圓柱形。殼體的頂蓋有戶內(nèi)式和戶外式兩種，規(guī)格在10m2以上的電除塵器一般均設(shè)計(jì)成戶外式。4.2.7灰斗殼體下部灰斗有四棱臺(tái)狀和棱柱狀兩種，根據(jù)排灰方式的不同，可采用不同的形式，四棱臺(tái)狀灰斗多適用于順序定時(shí)排灰，棱柱狀灰斗適用于連續(xù)排灰，灰斗的出灰口需裝設(shè)密封性良好的排灰閥。4.2.8梁柱的布置形式根據(jù)集塵極在頂梁的固定形式的不同，梁柱的布置形式也不同，分為不均勻分布的立柱結(jié)構(gòu)形式和均勻分布的立柱結(jié)構(gòu)，前者是將相鄰的兩根柱和兩根梁并在一起因此有較大的橫向剛度。后者的結(jié)構(gòu)有利于煙氣加熱整個(gè)頂梁，這樣可以減少整個(gè)頂梁由于上下溫差而產(chǎn)生的熱應(yīng)力。4.2.

13、9集塵極與電暈極的配置在電場(chǎng)設(shè)計(jì)中，集塵極與電暈極的配置通常有兩種形式：一種是集塵極高度大于電暈極，而電暈極的寬度略大于集塵極這種形式，這種配置形式的電暈極多制成框架式，電暈極的振打可以設(shè)置在框架中部，有較好的清灰效果，其缺點(diǎn)是：除塵器的長(zhǎng)度較大。目前電廠多采用這種形式。 另一種形式是電暈極高于集塵極，而寬度略小于集塵極，這種配置形式的電暈極多制成框架式。缺點(diǎn)：對(duì)于高溫電除塵器（高于350），由于電暈線的伸長(zhǎng)量大，電暈線容易彎曲影響電除塵器的正常運(yùn)行。4.2.10計(jì)算所需的收塵極面積電除塵器工作時(shí)的實(shí)際條件（如煙氣性質(zhì)、風(fēng)量、風(fēng)壓、溫度）與設(shè)計(jì)時(shí)設(shè)定的條件可能存在差異，或者設(shè)計(jì)者選取某些數(shù)值（

14、如驅(qū)進(jìn)速度、選定的振打周期以及氣體分布等）有生產(chǎn)實(shí)際可能有出入，所以在設(shè)計(jì)除塵器時(shí)，不需考慮一定的儲(chǔ)備能力。 從多依奇效率公式中可知，設(shè)計(jì)時(shí)只要適當(dāng)改變、A、Q、 四個(gè)數(shù)之中任意一個(gè)，便可使電除塵器的工作能力有所儲(chǔ)備。為使電除塵器具有儲(chǔ)備能力通常有以下幾種方法：一是采用提高除塵效率；二是采用增大設(shè)計(jì)煙氣量；三是降低值的方法；四是采用增大收塵極面積。但是電除塵器的除塵效率絕對(duì)值已經(jīng)很高，空間??；采用增大設(shè)計(jì)煙氣量的方法，容易與電除塵器的漏風(fēng)率混淆；采用降低值的方法也不易看出究竟有多大裕度；因此，目前多采用增大收塵極面積的方法作為除塵器的儲(chǔ)備能力。設(shè)計(jì)時(shí)按下式計(jì)算所需收塵極面積A=-qvln(1-

15、)×K (4)式中 驅(qū)進(jìn)速度，m/s；A總除塵面積，m2 ；k儲(chǔ)備系數(shù)，1.01.3；qv煙氣量，m3/s；除塵效率，%。其中儲(chǔ)備系數(shù)k選取時(shí)應(yīng)綜合考慮，如電除塵器用于何種流程；煤種的變化；環(huán)保要求等。根據(jù)上述幾點(diǎn)，可選取其中較大的k值。4.2.11 確定電場(chǎng)數(shù)在臥式電除塵器中，為滿足高效、可靠的運(yùn)行要求，根據(jù)我國(guó)的具體情況，電場(chǎng)長(zhǎng)度取3.5m5m為宜，電場(chǎng)數(shù)就排放標(biāo)準(zhǔn)取34個(gè)，新標(biāo)準(zhǔn)建議取46個(gè)，特別難收集的粉塵可取68個(gè)。4.2.12煙氣量考慮鍋爐運(yùn)行一段時(shí)間后排煙溫度的提高和漏風(fēng)的增加，總體設(shè)計(jì)中的煙氣量Q，建議采用鍋爐熱力計(jì)算書中的排煙量Q工況（工況值）乘以煙溫變化修正系數(shù)K

16、1和漏風(fēng)修正系數(shù)K2，Q= K1 K2Q工況 (5)K1=273+t1273+t (6)式中 t鍋爐熱力計(jì)算書中的排煙溫度，；t 1計(jì)算排煙溫度，；（建議取高于t 1525）K2 建議取 1.051.10。4.3電除塵器各部分尺寸的計(jì)算當(dāng)電除塵器的主要參數(shù)和結(jié)構(gòu)形式確定后，其各部尺寸便可通過(guò)下列計(jì)算方法求得：4.3.1初定電場(chǎng)斷面 F'F'=qvv (7)式中 F '初定電場(chǎng)斷面積，m2；V 電場(chǎng)風(fēng)速，m/s。4.3.2電場(chǎng)高度 h當(dāng) F '80m2 hF ' (8)當(dāng) F'80m2 hF '2 (9)式中 h電場(chǎng)高度，m。要對(duì)于極板高度

17、h進(jìn)行圓整。4.3.3電除塵器的通道數(shù) NN = F ' / 2bh (10)式中 2b相鄰兩極板中心距，m。將N圓整為整數(shù)，當(dāng)選用雙進(jìn)風(fēng)口時(shí)，N 值應(yīng)取偶數(shù)。4.3.4電場(chǎng)有效寬度 B有效B有效=2bN (11)4.3.5實(shí)際電場(chǎng)斷面FF = hB有效 (12)4.3.6電除塵器的內(nèi)壁寬度 B單進(jìn)風(fēng)： B=2Ns+2 (13)雙進(jìn)風(fēng)： B=2Ns+2+ e1 (14)式中 最外層的一排極板中心線與內(nèi)壁的距離，此值可以根據(jù)除塵器的大小在50100mm間選取；e 1中間小柱寬度。Ns除塵器內(nèi)部?jī)蓸O間的距離，mm。4.3.7柱間距 Lk電除塵器在與氣流流動(dòng)方向垂直斷面上的外側(cè)柱間距 Lk

18、按下式計(jì)算L k= ( B + e' )/m (15)式中 e '=400mm，m=24.3.8內(nèi)高 H1從除塵器頂梁底面至灰斗上端面的距離 H1H1= h+h1+h2+h3 (16)式中 h除塵極板有效高度，m；h1當(dāng)極板上端懸吊于頂梁的X型梁上時(shí)，h1 =0；當(dāng)極板懸吊于頂梁下面的懸掛裝置時(shí)h1=80mm300mmh2除塵極下端至撞擊桿的中心距離，按結(jié)構(gòu)型式取h2=35mm50mm；h3撞擊桿中心至灰斗上端的距離，取h3 =160mm300mm。4.3.9單電場(chǎng)的長(zhǎng)度LL=A2Nnh (17)式中 n電場(chǎng)數(shù)量4.3.10電除塵器殼體內(nèi)壁長(zhǎng)LHLH = n(L + 2Le2

19、+ c) + 2Le1c (18)式中 Le1電除塵器內(nèi)壁頂端到電暈線框架的距離，400500mm；Le2電暈線框架到極板的距離，450500mm；c 兩電場(chǎng)間框架間距，380440mm。4.3.11煙氣流方向的柱距中間柱距 Ld1 = L + 2 Le2+ c (19)外側(cè)柱距 Ld2 = L+ 2Le2+ c/ 2 (20)最外側(cè)的柱距與除塵器內(nèi)壁：X1 = Le1 (21)4.3.12進(jìn)氣箱進(jìn)氣口面積 F0進(jìn)氣箱的進(jìn)氣方式有上進(jìn)氣和水平進(jìn)氣兩種，一般采用水平進(jìn)氣。當(dāng)采用水平引入式進(jìn)氣箱時(shí)，進(jìn)氣箱的進(jìn)氣尺寸按下式計(jì)算：F0=qvV0 (22)式中 F0進(jìn)氣口面積，m2；V0進(jìn)氣口處的流速，

20、m/s，在電場(chǎng)的電除塵器設(shè)計(jì)中，進(jìn)氣風(fēng)速可取 8m/s左右。4.3.13進(jìn)氣箱長(zhǎng)度 LzLz= (0.55 0.56 )(a1 -a2)+250 (23)（安裝導(dǎo)流裝置時(shí)系數(shù)取 0.35）式中 a1，a2是 Fk 及 F0 處最大邊長(zhǎng)，m；Fk 進(jìn)氣箱大端的面積，m2。4.3.14氣流分布板層數(shù) n當(dāng)6<F有效F0<20 n=2 (24) 當(dāng)20<F有效F0<50 n=3 (25)4.3.15氣體分布板開(kāi)孔率t多孔板阻力系數(shù) 與它的開(kāi)孔率t 間的關(guān)系由下式確定： =0.7071-t+1-t2/t2 (26)=N0FKF02n-1 (27) 式中 阻力系數(shù)；N0氣流在入口

21、處按氣流動(dòng)量計(jì)算的速度場(chǎng)系數(shù)，對(duì)于直管 N0=1.2 ；n多孔板層數(shù)。4.3.16相鄰兩層多孔板的距離L2L2 0.2Dr (28)Dr=Fk nk (29) 式中 Dr Fk 斷面上的水力直徑，n k Fk 斷面上的周長(zhǎng)，m。4.3.17進(jìn)氣管出口到達(dá)一層多孔板的距離 HpH p 0.8Dr (30)Dr=F0 n0 (31)式中Dr進(jìn)氣管的水力半徑。4.3.18保溫箱a0 = (0.8 1.2)b (32)h0 = (2 2.5)b (33)b0 = (1.11.2)b (34)式中 a0絕緣棒中心到套管外臂的距離，mm；h0絕緣棒套管頂端到保溫箱頂端距離，mm；b0加熱管中心到套管邊緣的

22、距離，mm；4.3.19初定除塵效率=1-C0Ci (35) 式中 初定除塵效率，%；C0出口含塵質(zhì)量濃度，g/m3；Ci入口含塵質(zhì)量濃度，g/m3。除塵效率的驗(yàn)算：=1-e-f×100% , f=AQ (多依奇公式)4.3.20灰斗排灰量 G0G0=3Qqn1 (36)式中 3考慮排灰口的排灰能力應(yīng)增大的倍數(shù)；q粉塵進(jìn)口濃度， t /m 3；Q煙氣量， m3 /h ；當(dāng)采用角錐形斗時(shí)，近似取 0.850.9；n1為沿除塵器寬度方向的斗數(shù)。4.3.21比集塵面積ff=A實(shí)際/qv (37-1)f=1×ln11- (37-2) 4.3.22單區(qū)供電面積 AiAi=A實(shí)際N1=

23、2LaHZM=2LmHZM (38)式中 N1供電分區(qū)數(shù)；m電場(chǎng)數(shù)；M電除塵器室數(shù)。4.3.23供電分區(qū)數(shù) N1N1=A實(shí)際/Ai (39)4.3.24整流器額定電流II = 1.05ISA (40)式中 I整流器的額定電流，mA；IS板電流密度，mA/m2，一般在 0.250.45。采用芒刺電極時(shí)板電流密度為0.4mA/m2。A單區(qū)的電場(chǎng)收塵極面積，。整流器的容量應(yīng)根據(jù)除塵器的工作電壓、電流值選取，而不能根據(jù)空載時(shí)的情況來(lái)選取，整流器的額定電壓按除塵器極間距大小選取。當(dāng)同極間距為300mm 時(shí)可取額定電壓為65KV；當(dāng)同極間距為400mm時(shí)可取額定電壓為72KV。電流值與煙氣性質(zhì)、電暈線型式等有關(guān)。五、主要參考資料1 化工設(shè)備設(shè)計(jì)全書除塵設(shè)備設(shè)計(jì). 上海: 科學(xué)技術(shù)出版社,1989.2 （日）通產(chǎn)省公安害保安局除塵技術(shù). 建筑工業(yè)出