電除塵器工作原理

1、電除塵器工作原理南京國(guó)電環(huán)保設(shè)備有限公司2010年10月10日目錄第一章 緒 論11.1 引言11.2 電除塵器的發(fā)展概況11.3 電除塵器的分類(lèi)31.3.1 按電極清灰方式不同分類(lèi)31.3.2 按氣體在電除塵器內(nèi)的運(yùn)動(dòng)方向分類(lèi)41.3.3 按除塵器的形式分類(lèi)41.3.4 按除塵板和電暈極的不同配置分類(lèi)41.3.5 按振打方式分類(lèi)51.4 電除塵器的常用術(shù)語(yǔ)5第二章 電除塵基礎(chǔ)理論82.1 氣體的電離82.1.1 原子結(jié)構(gòu)82.1.2 負(fù)電性氣體82.1.3 氣體的電離和導(dǎo)電過(guò)程92.2 煙氣粉塵的荷電102.2.1 電場(chǎng)荷電102.2.2 擴(kuò)散荷電112.3 荷電塵粒的運(yùn)動(dòng)112.4 荷電塵

2、粉的捕集112.5 振打清灰及灰料輸送132.6 電除塵器的選型設(shè)計(jì)132.6.1 電除塵器型號(hào)規(guī)格的確定132.6.2 進(jìn)出氣方式的確定152.6.3 極配型式的確定152.6.4 供電方式的選擇152.6.5 配套電源規(guī)格的確定15第三章 影響電除塵器性能的主要因素163.1 粉塵特性的影響163.1.1 粉塵的粒徑分布：163.1.2 粉塵的真密度和堆積密度163.1.3 粉塵的粘附性：183.1.4 粉塵的比電阻183.2 煙氣性質(zhì)的影響203.2.1 煙氣的溫度和壓力203.2.2 煙氣的成分213.2.3 煙氣的濕度：213.2.4 煙氣的流速(電場(chǎng)風(fēng)速)223.2.5 煙氣的含塵

3、濃度223.3 結(jié)構(gòu)因素的影響233.3.1 電極幾何因素233.3.2 氣流分布233.4 操作因素的影響243.4.1 伏一安特性243.4.2 漏風(fēng)243.4.3 氣流旁路253.4.4 粉塵二次飛揚(yáng)253.4.5 電暈線(xiàn)肥大26第一章 緒 論1.1 引言電除塵器是火力發(fā)電廠必備的配套設(shè)備，它的功能是將燃灶或燃油鍋爐排放煙氣中的顆粒煙塵加以清除，從而大幅度降低排入大氣層中的煙塵量，這是改善環(huán)境污染、提高空氣質(zhì)量的重要環(huán)保設(shè)備。國(guó)外多稱(chēng)靜電除塵器，而實(shí)際上“靜電除塵”這個(gè)名詞并不確切，因?yàn)榉蹓m粒子荷電后和氣體離子在電場(chǎng)力作用下，要產(chǎn)生微小的電流，并不真正是靜電。但是習(xí)慣上將所有高壓低電流現(xiàn)

4、象也包括在靜電范圍之內(nèi)，所以把這種除塵裝置也稱(chēng)為靜電除塵器。而我國(guó)習(xí)慣上叫靜電除塵器或電除塵器。它的工作原理是煙氣通過(guò)電除塵器主體結(jié)構(gòu)前的煙道時(shí)，使其煙塵帶正電荷，然后煙氣進(jìn)入設(shè)置多層陰極板的電除塵器通道，由于帶正電荷煙塵與陰極電板的相互吸附作用，使煙氣中的顆粒煙塵吸附在陰極上，定時(shí)打擊陰極板，使具有一定厚度的煙塵在自重和振動(dòng)的雙重作用下跌落在電除塵器結(jié)構(gòu)下方的灰斗中，從而達(dá)到清除煙氣中的煙塵的目的。 首先回顧一下國(guó)內(nèi)外電除塵器的發(fā)展概況，對(duì)掌握、了解電除塵技術(shù)是很有幫助的。1.2 電除塵器的發(fā)展概況靜電除塵的第一個(gè)演示是由德國(guó)人霍非爾德(MHohlfeld)在1824年完成的。他證明用萊頓瓶

5、的電荷供給一個(gè)盛滿(mǎn)帶煙霧的玻璃瓶，通過(guò)放在瓶中的金屬線(xiàn)產(chǎn)生放電現(xiàn)象而使煙氣被凈化。二十世紀(jì)初時(shí)的1907年美國(guó)加里福尼亞大學(xué)化學(xué)教授科特雷爾，(PGCottreU)將第一臺(tái)電除塵器成功地用于工業(yè)生產(chǎn)。他的試驗(yàn)裝置用于捕集比電阻較低的硫酸霧和采用新發(fā)明的同步機(jī)械整流器。1910年用于冶煉銅、鉛和鋅回收煙氣中的金屬氧化物。1912年用于水泥工業(yè)生產(chǎn)。第一次采用細(xì)導(dǎo)線(xiàn)作放電電極，操作電壓達(dá)。隨著世界科學(xué)技術(shù)發(fā)展和工業(yè)水平的提高，西歐各工業(yè)發(fā)達(dá)的國(guó)家，在本世紀(jì)初時(shí)，相繼開(kāi)展電除塵的研究工作。特別是第二次世界大戰(zhàn)以后，一些發(fā)達(dá)的資本主義國(guó)家，在發(fā)展工業(yè)的同時(shí)，出現(xiàn)了大氣污染的社會(huì)問(wèn)題。自五十年代倫敦?zé)熿F

6、使四千余人在兩周內(nèi)喪生的事件發(fā)生后，大氣污染的工廠日益受到社會(huì)各階層的關(guān)注。在這種背景下，電除塵器以其獨(dú)特的優(yōu)越性而興盛起來(lái)。本世紀(jì)三十年代，一些國(guó)家的有色冶金工廠為了利用煙氣中大量存在的來(lái)制硫酸，便采用效率較高的電除塵器捕集煙氣中的固體金屬氧化物粒子。與此同時(shí)，水泥工業(yè)也開(kāi)始采用電除塵器凈化回轉(zhuǎn)窯的煙氣。到五十年代，黑色冶金部門(mén)才開(kāi)始采用這一設(shè)備。1954年電除塵器第一次在凈化高爐煙氣方面獲得成功，1956年電除塵又用于凈化吹氧轉(zhuǎn)爐的煙氣，同時(shí)在燒結(jié)、平爐、電爐、石灰窯、軋機(jī)等設(shè)備也都先后采用了電除塵器，五十年代可以說(shuō)是電除塵器被廣泛推廣使用的年代。除了冶金和建材工業(yè)部門(mén)采用外，迅速擴(kuò)展到火

7、力發(fā)電、化肥、造紙、石油、炭墨和合成纖維等工業(yè)部門(mén)。到六十年代，電除塵器已遍及各個(gè)工業(yè)部門(mén)，這是由于從六十年代起不少工業(yè)發(fā)達(dá)的國(guó)家制定了有關(guān)環(huán)境保護(hù)法規(guī)。各企業(yè)不得不采用高效的電除塵器來(lái)凈化煙氣，隨著環(huán)境保護(hù)的日益迫切，高效的電除塵器以迅速發(fā)展，應(yīng)用范圍也更加廣泛。電除塵器的使用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大。電除塵器的結(jié)構(gòu)、性能和控制方式等也日臻完善。就電極構(gòu)造而論，最早的是筒形管狀收塵極和細(xì)圓電暈極。四十年代出現(xiàn)了板狀收塵板，使電場(chǎng)空間利用率大為提高。1954年開(kāi)始采用螺旋形細(xì)圓線(xiàn)代替直細(xì)圓線(xiàn)作電暈極，和直的細(xì)圓線(xiàn)相比，螺旋形線(xiàn)降低了起暈電壓，這對(duì)捕集某些比電阻較高的粉塵是有利的，其后出現(xiàn)了星形電暈線(xiàn)，使電

8、場(chǎng)力線(xiàn)分布更為合理，1960年有人發(fā)現(xiàn)芒刺電暈線(xiàn)比螺旋線(xiàn)和星形線(xiàn)的起暈電壓更低，更適合于捕集高比電阻粉和凈化高濃度煙氣。從四十年代到六十年代，為了防止已被捕集的粉塵產(chǎn)生二次飛揚(yáng)，帶有各種防風(fēng)槽的板狀收塵極被設(shè)計(jì)出來(lái)，在實(shí)際使用中取得了良好效果。就電除塵器的單機(jī)處理能力而論，在二十世紀(jì)初葉，每小時(shí)只能處理數(shù)千立方米煙氣，其原因是受電源裝置和風(fēng)機(jī)能力的限制。四十年代，處理能力突破每小時(shí)，1954年，最大處理風(fēng)量為每小時(shí)，到六十年代，大型火力發(fā)電煙氣凈化的需要，電除塵單每小時(shí)處理能力已突破大關(guān)，現(xiàn)在對(duì)750MW乃至1000MW的火力發(fā)電機(jī)組的鍋爐煙氣也能由電除塵器來(lái)承擔(dān)凈化了?？梢?jiàn)電除塵器的單機(jī)處理

9、能力發(fā)展也是很快的。就電除塵器的結(jié)構(gòu)尺寸而言也是越來(lái)越大。五十年代認(rèn)為板長(zhǎng)度不能超過(guò)8m，到1960年極板長(zhǎng)度就越過(guò)10m，1970年后，出現(xiàn)了20m長(zhǎng)的收塵極板，現(xiàn)在的大型電收塵，就象一座高層的鋼鐵大廈。電除塵技術(shù)的發(fā)展與高壓供電及其控制裝置的發(fā)展是密切相關(guān)的，電除塵器的高壓電源裝置一般有升壓，整流和控制三部分。用變壓器升壓是迄今仍在使用的經(jīng)濟(jì)而實(shí)用的方法，只是隨著絕緣技術(shù)的進(jìn)步，變壓器的性能更為優(yōu)越、體積縮小。在整流方面，早期的電除塵器是采用機(jī)械同步整流方法，在五十年代幾乎是唯一的辦法。五十年代后，電子元件逐漸成熟，機(jī)械整流曾被電子管整流所代替，但未獲得大規(guī)模應(yīng)用。1956年開(kāi)始用硒整流器

10、，但體積龐大。在五十年代末期硅整流器的出現(xiàn)，很快就取代了硒整流器。在控制方面，隨著電子技術(shù)的發(fā)展，控制技術(shù)和方法也日新月異。早期的電除塵器是靠人工控制電壓和電流，最早采用自耦變壓器或感應(yīng)調(diào)壓器來(lái)調(diào)節(jié)輸入電壓。早在二十年代初就已出現(xiàn)用直流磁場(chǎng)來(lái)改變交流線(xiàn)圈阻抗的理論，但是直到高導(dǎo)磁率的磁性材料和半導(dǎo)體整流元件大量生產(chǎn)和質(zhì)量提高后，飽和電抗器才真正在自動(dòng)控制方面得到應(yīng)用。從五十年代起，飽和電抗器就開(kāi)始代替調(diào)壓變壓器，為電除塵器的自動(dòng)控制奠定了基礎(chǔ)。采用飽和電抗器控制還存在缺陷，即電效率低，跟蹤速度慢，控制精度低等，所以到六十年代廣泛采用可控硅控制。由于可控硅的應(yīng)用，使電除塵器的電源獲得了新的控制特

11、性，即快速降壓和升壓。這種特性使電除塵器有可能在電場(chǎng)發(fā)生閃絡(luò)的瞬間立即降壓而不產(chǎn)生孤光放電或擊穿，同時(shí)又能立即使電壓回升，讓電場(chǎng)重新正常工作。這樣，電場(chǎng)的工作電壓會(huì)始終接近于擊穿前的臨界電壓，從而保證最高的除塵效率。隨著電子技術(shù)的飛速發(fā)展，控制部分也得到較大的改善和提高，先后由晶體管電路控制到集成電路控制，進(jìn)而到計(jì)算機(jī)控制及智能控制，發(fā)展到目前的網(wǎng)絡(luò)控制。使電除塵的運(yùn)行、管理及自動(dòng)化程度，都獲得了空前的發(fā)展。電除塵器的本體和電源裝置到現(xiàn)在已發(fā)展到日趨完善的階段，實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)也得以不斷地積累，回顧電除塵基礎(chǔ)理論研究的進(jìn)展也是很有益的。從1911年起，美國(guó)人斯特淚(WWStrong)開(kāi)始研究電除塵的理

12、論，他對(duì)諸如塵粒荷電、電場(chǎng)形態(tài)、除塵效率等方面不斷作出了大量的分析，他的不少分析直到今天還是正確的，為電除塵的理論奠定了初步基礎(chǔ)。到1922年多依奇(Deutseh)假設(shè)在沒(méi)有紊流等理想條件下推導(dǎo)出除塵效率的理論公式。據(jù)此，人們還常把效率與收塵極板面積和氣體流量之間的數(shù)學(xué)表達(dá)式冠以多依奇的姓氏，成為目前除塵理論的基礎(chǔ)。多依奇公式是在安德森(Anderson)關(guān)于電除塵指數(shù)定律的基礎(chǔ)上導(dǎo)出的，所以多依奇公式也稱(chēng)為安德森一多依奇公式。1923年羅曼(Robman)確立了電場(chǎng)荷電的原理，1932年波德尼爾(Pam + henier)和莫羅一哈諾特(Moreau - hanot)發(fā)表了粒子碰撞荷電和擴(kuò)

13、散荷電的方程式，到1951年懷特導(dǎo)出了更加精確的擴(kuò)散荷電方程式。1948年懷特和1961年波德尼爾報(bào)導(dǎo)了捕集高比電阻粉塵時(shí)反電暈影響的研究結(jié)果。1918年沃爾柯特(Wolcott)，1934年費(fèi)蘭克(Frandk)，1960年彭尼(Peneg)和克雷格(Craig)對(duì)火花放電進(jìn)行了研究。1970年奧格爾斯比(Oglesby)和尼科爾斯(Nichols)提出了包括影響電除塵器性能的理論和經(jīng)驗(yàn)在內(nèi)的數(shù)學(xué)模型，1957年克奇(Gooch)等人對(duì)這一模型作了改進(jìn)。綜上所述，電除塵基礎(chǔ)理論經(jīng)歷了不少科學(xué)家的探索和研究，電除塵經(jīng)歷了幾十個(gè)年代的工業(yè)實(shí)踐，在結(jié)構(gòu)、性能和控制方式等方面，隨著工業(yè)技術(shù)的發(fā)展、環(huán)

14、境保護(hù)的要求以及科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，不斷得以提高與完善，達(dá)到了長(zhǎng)期、可靠和安全的運(yùn)行要求。我國(guó)從事電除塵技術(shù)和產(chǎn)品的研究和生產(chǎn)起步較晚，1949年以前，全國(guó)只有沈陽(yáng)冶煉廠、葫蘆島鋅廠和本溪水泥廠等有屈指可數(shù)的幾臺(tái)電除塵器，而且性能很差，結(jié)構(gòu)也非常陳舊。新中國(guó)成立之后的一個(gè)較長(zhǎng)的時(shí)間里，由于工業(yè)不發(fā)達(dá)，環(huán)境保護(hù)的重要性沒(méi)有充分顯現(xiàn)出來(lái)，但為了回收有價(jià)值的物質(zhì)，在冶金、水泥、化工等行業(yè)相繼也采用了一些電除塵器，這些電除塵器一部分是國(guó)外引起的，一部分是仿制的，直到上世紀(jì)六十年代初期，我國(guó)各個(gè)工業(yè)部門(mén)裝備的電除塵臺(tái)數(shù)也不超過(guò)60臺(tái)。我國(guó)有計(jì)劃、有組織地開(kāi)發(fā)、研究和生產(chǎn)電除塵器是始于上世紀(jì)六十年代末、七十年

15、代初，當(dāng)時(shí)的冶金部、建材部、第一工業(yè)機(jī)械部先后組織本行業(yè)的設(shè)計(jì)、研究院、所和企業(yè)開(kāi)展電除塵器的試驗(yàn)研究工作，并著手于電除塵系列的樣機(jī)設(shè)計(jì)。1974年，在電氣控制方面，可控硅調(diào)壓高壓硅整流設(shè)備的研制成功，采用可控硅技術(shù)代替飽和電抭器技術(shù)已成為可能，火花跟蹤的自動(dòng)調(diào)壓技術(shù)和電除塵器樣機(jī)生產(chǎn)有力地促進(jìn)各行業(yè)對(duì)電除塵器的初步認(rèn)識(shí)和應(yīng)用的開(kāi)展。上世紀(jì)八十年代初開(kāi)始，我國(guó)的電除塵器發(fā)展步入快車(chē)道。隨著國(guó)家改革開(kāi)放的不斷深入，國(guó)家工業(yè)化水平不斷提高，為遏制和治理隨之而來(lái)的日益嚴(yán)重的環(huán)境污染問(wèn)題，國(guó)家把環(huán)境保護(hù)作為基本國(guó)策，促進(jìn)我國(guó)環(huán)保產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展。環(huán)境污染的防治在很大程度取決于環(huán)境工程技術(shù)的提高，電除塵器

16、以其除塵效率高、能耗低、能處理高溫和大煙氣量的氣體等特點(diǎn)而被電力、冶金、建材、化工等行業(yè)的煙塵治理中廣泛采用。近20年來(lái)，我國(guó)的電除塵器科研和生產(chǎn)企業(yè)的科技工作者，在粉塵荷電特性、粉塵特性對(duì)電除塵器的影響、板線(xiàn)形式及其最佳匹配、氣流分布、煙氣調(diào)質(zhì)以及供電電源的適應(yīng)性和可靠性等方面都做出了比較深入的研究，為推動(dòng)我國(guó)電除塵器的理論認(rèn)識(shí)的深入和生產(chǎn)企業(yè)的發(fā)展壯大都起到的重要用。八十年代中后期，我國(guó)電除塵器制造企業(yè)先后從美國(guó)GE公司、瑞典Flake公司、德國(guó)Lurgi公司、EE公司等公司引進(jìn)電除塵技術(shù)，這對(duì)加快我國(guó)電除塵的技術(shù)進(jìn)步也起到重要的作用。目前，我國(guó)的電除塵器研制的總體水平已基本接近或達(dá)到了國(guó)

17、際先進(jìn)水平，我國(guó)的電除塵器產(chǎn)業(yè)已能滿(mǎn)足我國(guó)各行業(yè)，特別是電力、建材、冶金等行業(yè)的快速發(fā)展需求，而且逐步走向國(guó)際市場(chǎng)，我國(guó)已經(jīng)成為電除塵器生產(chǎn)大國(guó)，而且正在向電除塵生產(chǎn)的強(qiáng)國(guó)邁進(jìn)。1.3 電除塵器的分類(lèi)1.3.1 按電極清灰方式不同分類(lèi)按電極清灰方式不同分為干式電除塵、濕式電除塵、霧狀粒子捕集器和半濕式電除塵器等。1、干式電除塵器在干燥狀態(tài)下捕集煙氣中的粉塵，沉積在除塵板上的粉塵借助機(jī)械振打清灰的除塵器稱(chēng)為干式電除塵器。這種除塵器振打時(shí)，容易使粉塵產(chǎn)生二次飛揚(yáng)，所以，設(shè)計(jì)干式電收塵器時(shí)，應(yīng)充分考慮粉塵二次飛揚(yáng)問(wèn)題?，F(xiàn)大多數(shù)收塵器都采用干式。2、濕式電除塵器收塵極捕集的粉塵，采用水噴淋或用適當(dāng)?shù)姆?/p>

18、法在除塵極表面形成一層水膜，使沉積在除塵器上的粉塵和水一起流到除塵器的下部而排出，采用這種清灰方法的電除塵器稱(chēng)為濕式電除塵器。這種電除塵器不存在粉塵二次飛揚(yáng)的問(wèn)題，但是極板清灰排出水會(huì)造成二次污染。3、霧狀粒子電捕集器這種電除塵器捕集像硫酸霧，焦油霧那樣的液滴，捕集后呈液態(tài)流下并除去，它也是屬于濕式電除塵器的范疇。4、半濕式電除塵器吸取干式和濕式電收塵器的優(yōu)點(diǎn)，出現(xiàn)了干、濕混合式電除塵器，也稱(chēng)半濕式電除塵器，高溫?zé)煔庀冉?jīng)干式除塵室，再經(jīng)濕式除塵室后經(jīng)煙囪排出。濕式除塵室的洗滌水可以循環(huán)使用，排出的泥漿，經(jīng)濃縮池用泥漿泵送人干燥機(jī)烘干，烘干后的粉塵進(jìn)入干式除塵室的灰斗排出。1.3.2 按氣體在電

19、除塵器內(nèi)的運(yùn)動(dòng)方向分類(lèi)按氣體在電除塵器內(nèi)的運(yùn)動(dòng)方向分為立式電除塵器和臥式電除塵器。1、立式電除塵器：氣體在電除塵器內(nèi)自下而上作垂直運(yùn)動(dòng)的稱(chēng)為立式電除塵器。這種電除塵器適用于氣體流量小，收塵效率要求不高及粉塵性質(zhì)易于捕集和安裝場(chǎng)地較狹窄的情況。2、臥式電除塵器：氣體在電除塵器內(nèi)沿水平方向運(yùn)動(dòng)的稱(chēng)為臥式電除塵。臥式電除塵器與立式電除塵器相比有以下特點(diǎn)：(1)沿氣流方向可分為若干個(gè)電場(chǎng)，這樣可根據(jù)除塵器內(nèi)的工作狀態(tài)，各個(gè)電場(chǎng)可分別施加不同的電壓以便充分提高電除塵器的除塵效率。(2)根據(jù)所要求達(dá)到的除塵效率，可任意增加電場(chǎng)長(zhǎng)度，而立式除塵器的電場(chǎng)不宜太高，否則需要建造高的建筑物，而且設(shè)備安裝也比較困難

20、。(3)在處理較大的煙氣量時(shí)，臥式電除塵器比較容易地保證氣流沿電場(chǎng)斷面均勻分布。(4)設(shè)備安裝高度較立式電除塵器低，設(shè)備的操作維修比較簡(jiǎn)單。(5)適用于負(fù)壓操作，可延長(zhǎng)排風(fēng)機(jī)的使用壽命。(6)各個(gè)電場(chǎng)可以分別捕集不同粒度的粉塵，這有利于有色稀有金屬的捕集回收，也有利于水泥廠當(dāng)原料中鉀含量較高時(shí)提取鉀肥。(7)占地面積比立式電除塵器大，所以舊廠擴(kuò)建或收塵系統(tǒng)改造時(shí)，采用臥式電除塵器往往要受到場(chǎng)地的限制。1.3.3 按除塵器的形式分類(lèi)按除塵器的形式分為管式電除塵器和板式電除塵器。1、管式電除塵器這種電除塵器的除塵極由一根或一組呈圓形、六角形或方形的管子組成，管子直徑一般為200300mm，長(zhǎng)度35

21、m。截面是圓形或星形的電暈線(xiàn)安裝在管子中心，含塵氣體自上而下從管內(nèi)通過(guò)。2、板式電除塵器：這種電除塵器的收塵板由若干塊平板組成，為了減少粉塵的二次飛揚(yáng)和增強(qiáng)極板的剛度，極板一般要扎制成各種不同的斷面形狀，電暈極安裝在每排收塵極板構(gòu)成的通道中間。1.3.4 按除塵板和電暈極的不同配置分類(lèi)按除塵板和電暈極的不同配置分為單區(qū)電除塵器和雙區(qū)電除塵器1、單區(qū)電除塵器這種電除塵器的收塵板和電暈極都安裝在同一區(qū)域內(nèi)，所以粉塵的荷電和捕集在同一區(qū)域內(nèi)，所以粉塵的荷電和捕集在同一區(qū)域內(nèi)完成，單區(qū)電收塵器是被廣泛采用的電除器裝置。2、雙區(qū)電除塵器這種電除塵器的除塵系統(tǒng)和電暈系統(tǒng)分別裝在兩個(gè)不同的區(qū)域內(nèi)。前區(qū)內(nèi)安裝

22、電暈極和陽(yáng)極板，粉塵在此區(qū)域內(nèi)進(jìn)行荷電，這個(gè)區(qū)為電離區(qū)，后區(qū)內(nèi)安裝收塵極和陰極板，粉塵在此區(qū)域內(nèi)被捕集，稱(chēng)此區(qū)為收塵區(qū)，由于電離區(qū)和收塵區(qū)分開(kāi)，稱(chēng)此為雙區(qū)除塵器。1.3.5 按振打方式分類(lèi)按振打方式分為側(cè)部振打電除塵器和頂部振打電除塵器1、側(cè)部振打電除塵器這種除塵器的振打裝置設(shè)置于除塵器的陰極或陽(yáng)極的側(cè)部，稱(chēng)為側(cè)部振打電除塵器；現(xiàn)用的較多的為撓臂錘振打，為防止粉塵的二次飛揚(yáng)，在振打軸的360°上均勻布置各錘頭，避免同時(shí)振打而引起的二次飛揚(yáng)。其振打力的傳遞與粉塵下落方向成一定夾角。2、頂部振打電除塵器這種電除塵器的振打整置設(shè)置除塵器的陰極或陽(yáng)極的頂部，稱(chēng)為頂部振打電除塵器。早期引進(jìn)美式

23、電除塵器多為頂部錘式振打，由于其振打力不便調(diào)整，且普遍用于立式電除塵，因此得不到廣泛應(yīng)用，現(xiàn)應(yīng)用較多的是頂部電磁振打，安裝在除塵器頂部，振動(dòng)的傳遞效果好，且運(yùn)行安全可靠、檢修維護(hù)方便。綜上所述，電除塵器的類(lèi)型很多，但是大多數(shù)工業(yè)窯爐是利用干式、板式、單區(qū)臥式，側(cè)部振動(dòng)或頂部振打電除塵器，本文將較詳細(xì)介紹的是引進(jìn)美國(guó)八十的代技術(shù)，加以吸收改進(jìn)的BE型及BEL型電除塵器。1.4 電除塵器的常用術(shù)語(yǔ)1、臺(tái)：具有一個(gè)完整的獨(dú)立外殼的電除塵器稱(chēng)為臺(tái)。2、室：在電除塵器內(nèi)部由殼體所圍成的一個(gè)氣流的通道空間稱(chēng)為室。一般電除塵器設(shè)計(jì)成單室，有時(shí)也將兩個(gè)單室并聯(lián)在一起，稱(chēng)為雙室電除塵器。3、電場(chǎng)：沿氣流流動(dòng)方向

24、將各室分成若干區(qū)：每一區(qū)有完整的收塵板和電暈極，并配以相應(yīng)的一組高壓電源裝置，稱(chēng)每個(gè)獨(dú)立區(qū)為收塵電場(chǎng)。臥式電除塵器一般設(shè)有二個(gè)、三個(gè)或四個(gè)電場(chǎng)，有時(shí)也可設(shè)置四個(gè)以上的電場(chǎng)。為了獲得更高的除塵效率，也可將每個(gè)電場(chǎng)分成二個(gè)或三個(gè)獨(dú)立區(qū)，每一個(gè)區(qū)配一組高壓電源裝置分別供電。4、電場(chǎng)高度h(m)：一般將收塵極板的有效高度(即除去上下兩端夾持端板的收塵極高度)稱(chēng)為電場(chǎng)高度。5、電場(chǎng)通道數(shù)n：電場(chǎng)中兩排極板之間的寬度稱(chēng)為通道，電場(chǎng)中的極板總排數(shù)減一稱(chēng)為電場(chǎng)通道數(shù)。6、電場(chǎng)寬度w(m)：一般將一個(gè)室最外兩側(cè)收塵極軸線(xiàn)之間的有效距離，稱(chēng)作電場(chǎng)寬度，它等于等于通道數(shù)與極間距的乘積。7、電場(chǎng)截面：一般將電場(chǎng)高度與

25、電場(chǎng)寬度的乘積稱(chēng)為電場(chǎng)截面，它是表示電除塵器規(guī)格大小的主要參數(shù)之一。8、電場(chǎng)長(zhǎng)度L(m)：在一個(gè)電場(chǎng)中，沿氣體流動(dòng)方向一排收塵極板的寬度(即每排極板第一塊極板的前端到最后一塊極板末端的距離)稱(chēng)作單電場(chǎng)長(zhǎng)度。沿氣流方向各個(gè)單電場(chǎng)長(zhǎng)度之和，稱(chēng)作電除塵器的電場(chǎng)長(zhǎng)度。9、停留時(shí)間t(S)：煙氣流經(jīng)電除塵器所需要的時(shí)間稱(chēng)為停留時(shí)間，它等于電場(chǎng)長(zhǎng)度與電場(chǎng)風(fēng)速之比。10、電場(chǎng)風(fēng)速v(ms)，煙氣在電場(chǎng)中的流動(dòng)速度，稱(chēng)為電場(chǎng)風(fēng)速。它等于進(jìn)人電除塵器的煙氣流量與電場(chǎng)截面F(m2)之比。11、收塵極面積：收塵極板的有效投影面積。由于椒板的兩個(gè)側(cè)面均起收塵作用，所以?xún)擅婢鶓?yīng)計(jì)入。每一排收塵極的收塵面積為單電場(chǎng)長(zhǎng)度與

26、電場(chǎng)高度的乘積的二倍，每一個(gè)電場(chǎng)的收塵面積為一排極板的收塵面積與電場(chǎng)通道數(shù)的乘積。一個(gè)室的收塵面積為單電場(chǎng)收塵面積與該室電場(chǎng)數(shù)的乘積。一般所說(shuō)的收塵面積多指室的收塵面積。12、比收塵面積SC：?jiǎn)挝涣髁康臒煔馑峙涞降氖諌m面積稱(chēng)為比收塵極面積。它等于收塵極面積與煙氣流量的煙氣量之比。比收塵面積的大小，對(duì)電收塵器的收塵效果影響很大。它是電收塵器的重要結(jié)構(gòu)參數(shù)之一。13、處理風(fēng)量：指被處理的工況煙氣量。通常指工作狀態(tài)下電除塵器人口與出口的煙氣量的平均值。它等于工作狀態(tài)下電除塵器人口處的煙氣流量與除塵器漏風(fēng)量的一半之和。14、驅(qū)進(jìn)速度(cms)：荷電懸浮塵粒在電場(chǎng)力作用下向收塵極板表面運(yùn)動(dòng)的速度稱(chēng)為塵

27、粒子的驅(qū)進(jìn)速度。它與電場(chǎng)強(qiáng)度、空間電荷密度，粒子性質(zhì)等多種因素有關(guān)，因此不同粒子的驅(qū)進(jìn)速度懸殊很大。工程中通常用的是有效驅(qū)進(jìn)速度(0)，它是根據(jù)某一電收塵器實(shí)際的收塵極總面積(A)，處理煙氣量(Q)，以及實(shí)測(cè)效率()，利用多依奇效率公式，算出來(lái)的，它包含了電極構(gòu)造，電場(chǎng)強(qiáng)度，粉塵性質(zhì)、濃度變化、粒徑大小，電場(chǎng)風(fēng)速，煙氣濕度，氣流分布，積灰厚度，振打效果，二次揚(yáng)塵等很多因素的綜合影響。它是對(duì)電收塵器性能進(jìn)行比較和評(píng)價(jià)的主要參數(shù)，也是電除塵器設(shè)計(jì)的關(guān)鍵數(shù)據(jù)。15、收塵效率()：含塵煙氣流經(jīng)除塵器時(shí)，被捕集的粉塵量煙氣總含塵量之比稱(chēng)為收塵效率。它在數(shù)量上近似等于額定工況下除塵器進(jìn)、出品煙氣含塵濃度的

28、差與原入口煙氣含塵濃度之比。收塵效率是除塵器運(yùn)行的主要指標(biāo)。16、一次電壓V：輸入到整流變壓器初級(jí)側(cè)的交流電壓。17、一次電流A：輸入到整流變壓器初級(jí)側(cè)的交流電流。18、二次電壓kV：整流變壓器輸出的直流電壓。19、二次電流mA：整流變壓器輸出的直流電流。20、電暈放電：在電除塵器的放電極和收塵極之間，通過(guò)高壓直流電建立起極不均勻的電場(chǎng)，當(dāng)外加電壓升到某一臨界值(即電場(chǎng)達(dá)到了氣體擊穿的強(qiáng)度)時(shí)，在放電極附近很小范圍內(nèi)會(huì)出現(xiàn)藍(lán)白色輝光，并伴有嘶嘶的響聲，這種通過(guò)氣體被局部擊穿的現(xiàn)象稱(chēng)為電暈放電。21、電暈電流：發(fā)生電暈放電時(shí)，在電極間流過(guò)的電流叫電暈電流。 22、火花放電：在產(chǎn)生電暈放電之后，當(dāng)

29、極間的電壓繼續(xù)升高到某一點(diǎn)時(shí)，電暈極產(chǎn)生一個(gè)接一個(gè)的、瞬時(shí)的、通過(guò)整個(gè)間隙的火花閃絡(luò)，閃絡(luò)是沿著各個(gè)彎曲的，或多或少或枝狀的窄路從放電極到達(dá)除塵極，這種現(xiàn)象稱(chēng)為火花放電?；鸹ǚ烹姷奶卣魇请娏餮杆僭龃?。23、電孤放電：在火花放電之后，再提高外加電壓，就會(huì)使氣體間隙擊穿，它的特點(diǎn)是電流密度很大，而電壓降落很小，出現(xiàn)持續(xù)的放電，爆發(fā)出強(qiáng)光并伴有高溫。這種強(qiáng)光會(huì)貫穿想個(gè)間隙，由放電極到除塵極，這種現(xiàn)象就是電孤放電。(如電焊時(shí)的現(xiàn)象就是一種電孤放電)，電除塵應(yīng)避免產(chǎn)生電孤放電。24、電暈功率：電場(chǎng)的平均電壓和平均電暈電流的乘積。電暈功率越大，除塵效率越高。25、伏安特性：電除塵器運(yùn)行過(guò)程中，電暈電流與二

30、次電壓之間的關(guān)系稱(chēng)為伏安特性，它是很多變量的函數(shù)，其中最主要的是電暈極和除塵極的幾何形狀，煙氣成分、溫度、壓力和粉塵性質(zhì)等。26、氣流分布：是反映電除塵器內(nèi)部氣流均勻程度的一個(gè)指標(biāo)。它一般是通過(guò)測(cè)定除塵器人口截面上的氣流速度分布采決定的。如果各個(gè)點(diǎn)的氣流速度與整個(gè)截面上的平均氣流速度(其值等于所有各點(diǎn)速度的算術(shù)平均值)越接近，其氣流分布就越均勻，對(duì)除塵效率的提高也就越有利。對(duì)氣流速度的評(píng)定方法有多種，如均方根值法，相對(duì)速度系數(shù)法和速度場(chǎng)系數(shù)法等。27、阻力，電除塵器入口和出口煙道內(nèi)煙氣的平均全壓之差，稱(chēng)為電除塵的阻力。它是煙氣在流經(jīng)電除塵器的過(guò)程中，克服與電除塵器內(nèi)部結(jié)構(gòu)的沖刷，摩擦阻力和氣流

31、紊亂對(duì)速度的不利影響而消耗的機(jī)械能。它與電除塵器內(nèi)部的結(jié)構(gòu)形式，氣流分布，流速等因素有關(guān)，一般電除塵器的阻力均為100300Pa。第二章 電除塵基礎(chǔ)理論電除塵器是在兩個(gè)曲率半徑相差很大的金屬陽(yáng)極和陰極上，通過(guò)高壓直流電，維持一個(gè)足以使氣體電離的靜電場(chǎng)。氣體電離后所生成的電子，陰離子和陽(yáng)離子，吸附在通過(guò)電場(chǎng)的粉塵上，而使粉塵獲得荷電。荷電粉塵在電場(chǎng)力的作用下，便向電極性相反的電極運(yùn)動(dòng)而沉積在電極上，從而達(dá)到粉塵和氣體分離的目的。當(dāng)沉積在電極上的粉塵達(dá)到一定厚度時(shí)，借助于振打機(jī)構(gòu)使粉塵落入下部灰斗中。盡管電除塵的類(lèi)型和結(jié)構(gòu)很多，但都是按照同樣的基本原理設(shè)計(jì)出來(lái)的，用電除塵的方法分離氣體中的懸浮塵粒

32、，主要包括以下四個(gè)復(fù)雜而又相互有關(guān)的物理過(guò)程：(1)氣體的電離。(2)懸浮塵粒的荷電。(3)荷電塵粒向電極運(yùn)動(dòng)。(4)荷電塵粒沉積在電極上。以下簡(jiǎn)要介紹這四個(gè)物理過(guò)程。2.1 氣體的電離空氣在正常狀態(tài)下幾乎是不能導(dǎo)電的絕緣體，但是當(dāng)氣體分子獲得能量時(shí)就可能使氣體分子中的電子脫離而成為自由電子，這些電子成為輸送電流的媒介、氣體就具有導(dǎo)電的能力了。使氣體具有導(dǎo)電能力的過(guò)程就稱(chēng)之為氣體的電離。如何使氣體電離對(duì)于理解電除塵的基本理論是很有必要的。2.1.1 原子結(jié)構(gòu)任何物質(zhì)都是由原子構(gòu)成的。而原子又是由帶負(fù)電荷的電子，帶正電荷的質(zhì)子以及中性的中子三類(lèi)亞原子粒子組成的。電子的負(fù)電荷與質(zhì)子的電荷量是等量的

33、，一個(gè)電子或一個(gè)質(zhì)子的電荷量是電荷的最小單位，這個(gè)電荷量用表示。在原子核的外面一定空間有電子，電子的數(shù)目等于原子核中質(zhì)子的數(shù)目。電子圍繞原子核沿一定的軌跡運(yùn)行，不同的原子其形狀和層數(shù)都是不同的。如果原子沒(méi)有受到干擾，沒(méi)有電子從原子核的周?chē)臻g移出，則整個(gè)原子呈電中性，也就是原子核的正電荷與電子的負(fù)電荷相加為零。如果移去一個(gè)或多個(gè)電子，剩下來(lái)帶正電荷的結(jié)構(gòu)就稱(chēng)為正離子，獲得一個(gè)或多個(gè)額外電子的原子稱(chēng)為負(fù)離子，失去或得到電子的過(guò)程稱(chēng)為電離。2.1.2 負(fù)電性氣體負(fù)電性氣體分子是指電子附著容易的氣體，表21 列出了部分氣體分子捕獲電子的概率，用電子附著成功所需要的碰撞次數(shù)（平均值） 表示。實(shí)驗(yàn)表明鹵

34、族元素與分子結(jié)構(gòu)中有氧原子的氣體大多數(shù)都有良好的電子附著性。負(fù)電性氣體得到電子后就成為在工業(yè)電除塵器中起主要作用的荷電粒子負(fù)離子，工業(yè)煙氣除塵中象二氧化碳、氧、水氣之類(lèi)負(fù)電性氣體是大量存在的，在這里，負(fù)電性氣體是粉塵荷電的中間媒介。表 2-1氣體（平均碰撞次數(shù)）氣體（平均碰撞次數(shù)）惰性氣體空氣2.1.3 氣體的電離和導(dǎo)電過(guò)程在電場(chǎng)中，由于自由電子獲得能量而傳遞的電流是微不足道的。所以，它不能使粉塵荷電而沉積在收塵極上。當(dāng)電壓差再繼續(xù)增大時(shí)，氣體中通過(guò)的電流可以超過(guò)飽和值，從而發(fā)生輝光放電，電暈放電和火花放電現(xiàn)象，氣體導(dǎo)電過(guò)程用圖2-1 曲線(xiàn)來(lái)表示。電離電流（mA）AEDCBBCDE電壓（KV）

35、圖2-1 氣體導(dǎo)電過(guò)程的曲線(xiàn)在圖中AB 段，氣體導(dǎo)電僅借助于大氣中所存在的少量自由電子。在BC 段，電流已不再增加，而電壓自B增加至C，使部分電子獲得足夠的動(dòng)能，足以使與之碰撞的氣體中性分子發(fā)生電離，結(jié)果在氣體中開(kāi)始產(chǎn)生新的電子和離子，并開(kāi)始由氣體離子傳遞電流，所以C點(diǎn)電壓是氣體開(kāi)始電離的電壓，通常稱(chēng)為始發(fā)臨界電壓，或臨界電離電壓。在CD 段，電子與氣體中性分子碰撞，形成陽(yáng)離子，結(jié)合形成陰離子，由于陰離子遷移率大于陽(yáng)離子遷移率的102 倍。因此在CD 段使氣體發(fā)生碰撞電離的離子只是陰離子。所以將電子與中性分子碰撞而產(chǎn)生新離子的現(xiàn)象，稱(chēng)為二次電離或碰撞電離。它的放電現(xiàn)象不產(chǎn)生聲響，也稱(chēng)為無(wú)聲自發(fā)

36、性放電。在DE段，隨著電壓的升高，不僅遷移率大的陰離子與中性氣體碰撞產(chǎn)生電離，遷移率較小的陽(yáng)離子也因獲得能量與中性分子碰撞使之電離，因此電場(chǎng)中連續(xù)不斷地生成大量的新離子和電子，這就是所謂氣體電離中“電子雪崩”現(xiàn)象。為滿(mǎn)足電除塵的需要，電場(chǎng)中1cm3的空間就要存在有上億個(gè)的離子。此時(shí)，在放電極周?chē)梢栽诤诎抵杏^察到藍(lán)色的光點(diǎn)，同時(shí)還可以聽(tīng)到較大的咝咝之聲和噼啪的爆裂聲。這些藍(lán)色的光點(diǎn)或光環(huán)稱(chēng)為電暈，也將這一段的放電稱(chēng)為電暈放電，亦稱(chēng)為電暈電離過(guò)程。我們將開(kāi)始發(fā)生電暈時(shí)電壓(即D點(diǎn)的電壓)，稱(chēng)為臨界電暈電壓。電極間的電壓升到E點(diǎn)，由于電暈區(qū)擴(kuò)大致使電極間可能產(chǎn)生火花，甚至產(chǎn)生電孤。此時(shí)，電極間的氣

37、體介質(zhì)全部產(chǎn)生電擊穿現(xiàn)象。E點(diǎn)的電壓稱(chēng)為火花放電電壓?；鸹ǚ烹姷奶匦允鞘闺妷杭眲∠陆?，同時(shí)在極短暫的時(shí)間內(nèi)通過(guò)大量的電流。氣體的電離和導(dǎo)電過(guò)程具有臨界電離，二次電離、電暈電離、火花放電，它隨著電壓的變化，其特性也隨著變化，電除塵器就是利用兩極間的電暈電離這段面工作的，而火花放電是應(yīng)限制的。電暈電離主要是電子雪崩的結(jié)果。什么叫電子雪崩呢?當(dāng)一個(gè)電子從放電極(陰極)向收塵極(陽(yáng)極)運(yùn)動(dòng)時(shí)，若電場(chǎng)強(qiáng)度足夠大，則電子被加速，在運(yùn)動(dòng)路經(jīng)上碰撞氣體原子會(huì)發(fā)生碰撞電離。和氣體原子第一次碰撞引起電離后，就多了一個(gè)自由電子，這兩個(gè)自由電子向收塵極運(yùn)動(dòng)時(shí)，又與氣體原子碰撞使之電離，每一原子又多產(chǎn)生一個(gè)自由電子，于

38、是第二次碰撞后，就變成四個(gè)自由電子，這四個(gè)自由原子又與氣體原子碰撞使之電離，產(chǎn)生更多的自由原子。所以一個(gè)電子從放電極到除塵極，由于碰撞電離、電子數(shù)將雪崩似的增加，這種現(xiàn)象稱(chēng)為電子雪崩。2.2 煙氣粉塵的荷電塵粒荷電是電除塵過(guò)程中最基本的過(guò)程。雖然有許多與物理和化學(xué)現(xiàn)象有關(guān)的荷電方式可以使塵粒荷電，但是，大多數(shù)方式產(chǎn)生的電荷量不大，不能滿(mǎn)足電除塵凈化大量含塵氣體的要求。因?yàn)樵陔姵龎m中使塵粒分離的力主要是庫(kù)倫力，而庫(kù)倫力與塵粒所帶的電荷量和除塵區(qū)電場(chǎng)強(qiáng)度的乘積成比例。所以，要盡量使塵粒多荷電，如果荷電量加倍，則庫(kù)倫力會(huì)加倍。若其它因素相同，這意味著電除塵器的尺寸可以縮小一半。根據(jù)理論和實(shí)踐證明單極

39、性高壓電暈放電使塵粒荷電效果更好，能使塵粒荷電達(dá)到很高的程度，所以，電除塵都是采用單極性荷電。就本質(zhì)而言，陽(yáng)性電荷與陰性電荷并無(wú)區(qū)別，都能達(dá)到同樣的荷電程度。而實(shí)踐中對(duì)電性的選擇，是由其它標(biāo)準(zhǔn)所決定的。工業(yè)氣體凈化的電除塵器，選擇陰性是由于它具有較高的穩(wěn)定性，并且能獲得較高的操作電壓和較大的電流。在電除塵器的電場(chǎng)中，塵粒的荷電量與塵粒的粒徑、電場(chǎng)強(qiáng)度和停留時(shí)間等因素有關(guān)。而塵粒的荷電機(jī)理基本有兩種，一種是電場(chǎng)中離子的依附荷電，這種荷電機(jī)理通常稱(chēng)為電場(chǎng)荷電或碰撞荷電。另一種則是由于離子擴(kuò)散現(xiàn)象產(chǎn)生的荷電過(guò)程，通常這種荷電過(guò)程為擴(kuò)散荷電。哪種荷電機(jī)理是主要的，這要取決塵粒的粒經(jīng)。對(duì)于塵粒大于0.5

40、 的塵粒，電場(chǎng)荷電是主要的。對(duì)于粒徑小于0.2的塵粒，擴(kuò)散荷電是主要的。而粒徑在0.2 0.5之間的塵粒，二者均起作用。但是，就大多數(shù)實(shí)際應(yīng)用的工業(yè)電收塵器所捕集的塵粒范圍而言，電場(chǎng)荷電更為重要。2.2.1 電場(chǎng)荷電將一球形塵粒置于電場(chǎng)中，這一塵粒與其它塵粒的距離，比塵粒的半徑要大得多，并且塵粒附近各點(diǎn)的離子密度和電場(chǎng)強(qiáng)度均相等。因?yàn)閴m粒的相對(duì)介電常數(shù)r大于1，所以，塵粒周?chē)碾娏€(xiàn)發(fā)生變化，與球體表面相交。沿電力線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的離子與塵粒碰撞將電荷傳給塵粒，塵粒荷電后，就會(huì)對(duì)后來(lái)的離子產(chǎn)生斥力，因此，塵粒的荷電率逐漸下降，最終荷電塵粒本身產(chǎn)生的電場(chǎng)與外加電場(chǎng)平衡時(shí)，荷電便停止。這時(shí)塵粒的荷電達(dá)到飽和

41、狀態(tài)，這種荷電過(guò)程就是電場(chǎng)荷電。2.2.2 擴(kuò)散荷電塵粒的擴(kuò)散荷電是由于離子無(wú)規(guī)則的熱運(yùn)動(dòng)造成的。離子的熱運(yùn)動(dòng)使得離子通過(guò)氣體而擴(kuò)散。擴(kuò)散時(shí)與氣體中所含的塵粒相碰撞，這樣離子一般都能吸附在塵粒上，這是由于離子接近塵粒時(shí)，有吸引的電磁力在起作用。粒子的擴(kuò)散荷電取決于離子的熱能、塵粒的大小和塵粒在電場(chǎng)中停留的時(shí)間等。在擴(kuò)散荷電過(guò)程中，離子的運(yùn)動(dòng)并不是沿著電力線(xiàn)而是任意的。煙氣中含有大量氧、二氧化碳、水蒸汽之類(lèi)的負(fù)電性氣體，當(dāng)電子與負(fù)電性氣體分子相碰撞后，電子被捕獲并附著在分子上而形成負(fù)離子，因此在電暈區(qū)邊界到集塵極之間的區(qū)域內(nèi)含有大量負(fù)離子和少量的自由電子。煙氣中所帶的塵粒主要在此區(qū)域荷電。哪種荷

42、電機(jī)理是主要的，這要取決塵粒的粒經(jīng)。對(duì)于塵粒大于0.5的塵粒，電場(chǎng)荷電是主要的。對(duì)于粒徑小于0.2 的塵粒。擴(kuò)散荷電是主要的，而粒徑在0.20.5之間的塵粒，二者均起作用。但是，就大多數(shù)實(shí)際應(yīng)用的工業(yè)電除塵器所捕集的塵粒范圍而言，通常只考慮電場(chǎng)荷電機(jī)理。2.3 荷電塵粒的運(yùn)動(dòng)粉塵荷電后，在電場(chǎng)的作用下，帶有不同極性電荷的塵粒，則分別向極性相反的電極運(yùn)動(dòng)，并沉積在電極上，工業(yè)電除塵多采用負(fù)電暈，在電暈區(qū)內(nèi)少量帶正電荷的塵粒沉積到電暈極上，而電暈外區(qū)的大量塵粒帶負(fù)電荷，因而向收塵極運(yùn)動(dòng)。驅(qū)進(jìn)速度：荷電懸浮塵粒在電場(chǎng)力作用下向收塵極板表面運(yùn)動(dòng)的速度。在電除塵器中作用在懸浮塵粒上的力只剩下電力，慣性力

43、和介質(zhì)阻力。在正常情況下，塵粒到達(dá)其終速度所需時(shí)間與塵粒在收塵器中停留的時(shí)間相比是很小的，也就意味著荷電粒在電場(chǎng)力作用下向收塵極運(yùn)動(dòng)時(shí)，電場(chǎng)力和介質(zhì)阻力很快就達(dá)到平衡，并向收塵極作等速運(yùn)動(dòng)，相當(dāng)于忽略慣性力，并且認(rèn)為荷電區(qū)的電場(chǎng)強(qiáng)度E0和收塵區(qū)的場(chǎng)強(qiáng)Ep相等，都為E，因此已荷電的塵粒在電場(chǎng)中主要受二種力作用：F1(電場(chǎng)力)=qE式中：q塵粒所帶荷電量E塵粒所在處電場(chǎng)強(qiáng)度F2(介質(zhì)阻力)=6a式中：a塵粒半徑粘滯系數(shù)驅(qū)進(jìn)速度通過(guò)公式推導(dǎo)（推導(dǎo)略）：式中：o真空介電常數(shù)由上式可知，塵粒驅(qū)進(jìn)速度與收塵區(qū)的電場(chǎng)強(qiáng)度和粒徑成正比，而與氣體的粘滯系數(shù)成反比。2.4 荷電塵粉的捕集在電除塵器中，荷電極性不同

44、的塵粉在電場(chǎng)力的作用下，分別向不同極性的電極運(yùn)動(dòng)。在電暈區(qū)和靠近電暈區(qū)很近的一部分荷電塵粒與電暈極的極性相反，于是就沉積在電暈極上。但因?yàn)殡姇瀰^(qū)的范圍小，所以數(shù)量也小。而電暈外區(qū)的塵粒，絕大部分帶有電暈極極性相同的電荷，所以，當(dāng)這些荷電塵粒接近收塵極表面時(shí)，使沉積在極板上而被捕集。塵粒的捕集與許多因素有關(guān)。如塵粒的比電阻、介電常數(shù)和密度，氣體的流速、溫度和濕度，電場(chǎng)的伏安特性，以及收塵極的表面狀態(tài)等。要從理論上對(duì)每一個(gè)因素的影響是表達(dá)出來(lái)是不可能的，因此塵粒在電除塵器的捕集過(guò)程中，需要根據(jù)試驗(yàn)或?qū)嵺`經(jīng)驗(yàn)來(lái)確定各因素的影響。塵粒在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡，主要取決于氣流狀態(tài)和電場(chǎng)的綜合影響，氣流的狀態(tài)和

45、性質(zhì)是確定塵粒被捕集的基礎(chǔ)。氣流的狀態(tài)原則上可以是層流或紊流。層流的模式只能在實(shí)驗(yàn)室實(shí)現(xiàn)。而工業(yè)上用的電除塵，都是以不同程度的紊流進(jìn)行的。層流條件下的塵粒運(yùn)行軌跡可視為氣流速度與驅(qū)進(jìn)速度的矢量和，紊流條件下電場(chǎng)中塵粒運(yùn)動(dòng)的途徑幾乎完全受紊流的支配，只有當(dāng)塵粒偶然進(jìn)入庫(kù)侖力能夠起作用的層流邊界區(qū)內(nèi)，塵粒才有可能被捕集。這時(shí)通過(guò)電除塵的塵粒既不可能選擇它的運(yùn)動(dòng)途徑，也不可能選擇它進(jìn)入邊界區(qū)的地點(diǎn)，很有可能直接通過(guò)電除塵器而未進(jìn)入邊界層。在這種情況下，顯然塵粒不能被收塵極捕集。因此，塵粒能否被捕集應(yīng)該說(shuō)是一個(gè)概率問(wèn)題。就單個(gè)粒子來(lái)說(shuō)，收塵效率或者是零，或者是100。電除塵塵粒的捕集概率就是除塵效率。

46、除塵效率的概念：除塵效率為除塵器捕捉下來(lái)的飛灰重量與進(jìn)入除塵器的煙氣含有的飛灰重量之比，用表示。式中：CE進(jìn)口煙氣含塵濃度Co出口煙氣含塵濃度在計(jì)算和選擇電除塵器時(shí)，我們經(jīng)常使用多依奇（Deutsch）公式作為估算除塵效率的公式，推導(dǎo)此式作了如下假設(shè)：a 氣流的紊流和擴(kuò)散使粉塵得以完全混合，因而在任何斷面上的粉塵濃度都是均勻的。b 通過(guò)除塵器的氣流速度除除塵器壁邊界層外都是均勻的，同時(shí)不影響塵粒的驅(qū)進(jìn)速度。c 粉塵一進(jìn)入除塵器內(nèi)就認(rèn)為已經(jīng)完全荷電。d 除塵極表面附近塵粒的驅(qū)進(jìn)速度，對(duì)于所有粉塵都為一常數(shù)，與氣流速度相比是很小的。e 不考慮沖刷二次揚(yáng)塵，反電暈和粉塵凝聚等因素影響。經(jīng)推導(dǎo)的除塵效

47、率公式是： 式中：A收塵極板面積Q煙氣量 驅(qū)進(jìn)速度f(wàn)AQ的比值，稱(chēng)為比集塵面積，即一秒內(nèi)凈化一立方煙氣所需的收塵面從式中可以看出，當(dāng)收塵效率一定時(shí)，除塵器的大小和塵粒驅(qū)進(jìn)速度成反比，和處理煙氣量Q成正比。由于多依奇在推導(dǎo)公式中作了與實(shí)際運(yùn)行條件出入較大的假設(shè)，因此公式不能完全作為實(shí)際設(shè)計(jì)使用的公式，但它是分析、評(píng)價(jià)和比較電除塵器的理論基礎(chǔ)。2.5 振打清灰及灰料輸送荷電塵粉到達(dá)電極后，在電場(chǎng)力和介質(zhì)阻力的作用下附集在電極上形成一定厚度的塵層，在電除塵器中通常設(shè)計(jì)有振打裝置，能給電極一個(gè)足夠大的加速度，在已捕集的粉塵層中產(chǎn)生慣性力，用來(lái)克服粉塵在電極上的附著力，將粉塵打下來(lái)。在電極上形成一定厚度

48、的塵層，受到振打后，該塵層脫離電極，一部分會(huì)在重力的作用下落入灰斗，而另一部分會(huì)在下落過(guò)程中，重新回到氣流中去，已被電極捕捉的粉塵重新回到氣流中去成為粉塵的二次飛揚(yáng)，二次飛揚(yáng)影響除塵效率，在電除塵過(guò)程中是不能完全避免的，但又需要努力去控制減少它，除了設(shè)計(jì)有利于克服二次飛揚(yáng)的收塵極結(jié)構(gòu)外，選取一個(gè)合理的振打制度很重要。理論和實(shí)踐都證明，粉塵層在電極上形成一定厚度后再振打，讓粉塵成塊狀下落避免引起較大的二次飛揚(yáng)。積聚在灰斗中的粉塵采用合適的卸、輸灰設(shè)備輸送到灰?guī)旎蚧覉?chǎng)。2.6 電除塵器的選型設(shè)計(jì)由于電除塵器的特殊性，決定了在營(yíng)銷(xiāo)或進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)之前，有一個(gè)選型設(shè)計(jì)的過(guò)程，選型設(shè)計(jì)，就是根據(jù)用戶(hù)的使用

49、要求及其提供的原始參數(shù)，來(lái)確定電除塵器的型號(hào)規(guī)格，進(jìn)氣方式、極配型式、供電方式及配套電源的型號(hào)規(guī)格等主要參數(shù)，并繪制出電除塵器的外形圖、載荷圖、電器以及自動(dòng)控制的圖紙等供營(yíng)銷(xiāo)或供進(jìn)一步進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、土建、電氣專(zhuān)業(yè)開(kāi)展工作。前者，提供的資料可相對(duì)簡(jiǎn)單一些，如只要提供電除塵器的外形圖或方案圖，而載荷圖、電器及自動(dòng)控制圖紙資料等可暫不提供。選型設(shè)計(jì)需要用戶(hù)提供下列數(shù)據(jù)：1、需要處理的煙氣量，通常是指工作狀況下的氣量2、煙氣的溫度()3、露點(diǎn)溫度()4、煙氣的成分(各種氣體成分的百分比含量)5、除塵器入口煙氣的含塵濃度6、除塵器出口煙氣的含塵濃度或除塵效率7、粉塵性質(zhì)：如粉塵的化學(xué)組成、比電阻、粒級(jí)分

50、配、容重、休止角等。8、燃煤、鍋爐規(guī)格、型號(hào)，還應(yīng)提供煤的化學(xué)成份。9、場(chǎng)地條件10、除塵器工作壓力(Pa)11、風(fēng)載、雪載以及地震載荷12、海拔高度2.6.1 電除塵器型號(hào)規(guī)格的確定影響電除塵器規(guī)格的主要參數(shù)有：煙氣量、除塵效率和粉塵的驅(qū)進(jìn)速度，后者是介質(zhì)電氣特性、流場(chǎng)特性與結(jié)構(gòu)特性疊加產(chǎn)生的綜合效應(yīng)，驅(qū)進(jìn)速度值的確定最富藝術(shù)性，各家公司都有自己的經(jīng)驗(yàn)，甚至根據(jù)理論與自己的實(shí)踐建立數(shù)學(xué)模型，利用計(jì)算機(jī)選型設(shè)計(jì)，大大提高選型設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性和速度。美國(guó)南方研究所(SouthenResearch lnst)于1986 年6 月推出第三版靜電除塵數(shù)學(xué)模型和計(jì)算機(jī)軟件，新版提出了電場(chǎng)方程，求解新法，動(dòng)態(tài)

51、描述振打二次揚(yáng)塵的各種影響，廢氣透明度計(jì)算程序，及含有一個(gè)檢查輸入數(shù)據(jù)的例行程序，其完成除塵效率計(jì)算所需時(shí)間約為第一版的10，大大縮短了運(yùn)算時(shí)間。計(jì)算模型應(yīng)考慮振打二次揚(yáng)塵，氣流分布不均勻性及煙氣短路等因素造成的不良影響，在完成VI(伏安)特性計(jì)算之后，根據(jù)粉塵比電阻及內(nèi)存數(shù)據(jù)庫(kù)估算除塵器的除塵效率。美國(guó)通電電氣(GE)公司的選型軟件，可以根據(jù)煤灰參數(shù)，估算粉塵的比電阻值，和運(yùn)行VI 特性，進(jìn)而估算除塵效率，其計(jì)算模型考慮了粉塵粒級(jí)分布的影響。估算除塵效率的經(jīng)典公式是多依奇(Deutsch)，于1922 年提出的，其表達(dá)式為：除塵效率(%)A：除塵器總集塵面積Q：處理煙氣量：粉塵驅(qū)進(jìn)速度(ms

52、)這里處理煙氣量和除塵效率是已知數(shù)，是用戶(hù)根據(jù)窯、爐情況及排放標(biāo)準(zhǔn)，提出的電除塵器應(yīng)達(dá)到的最低處理能力。驅(qū)進(jìn)速度是設(shè)方根據(jù)處理對(duì)象的性質(zhì)，憑借自己的經(jīng)驗(yàn)確定的，確定了值，根據(jù)公式(1)的變形式(2)就能推算出滿(mǎn)足要求所需電除塵器的總集塵面積 電除塵器的有效橫截面積，電煙氣流速確定，煙氣流速過(guò)高，容易產(chǎn)生二次揚(yáng)塵，減少煙塵在電場(chǎng)中的停留時(shí)間，從而影響收塵效率，而煙速過(guò)低，可能增大除塵器占地面積，根據(jù)處理對(duì)象和要求不同，煙氣流速變化很大，從04ms到15ms不等，一般煙氣流速在1ms左右。F：有效橫截面積()Q：處理煙氣量v：煙氣流速(ms)F=n·2s·h (4)2s：同極間

53、距(m)n：通道數(shù)h：極板有效高度(m)A：2·l·h·n·N (5)l：電場(chǎng)有效長(zhǎng)度(m)N：電場(chǎng)數(shù)根據(jù)公式(2)(3)(4)(5)便能確定電除塵器的截面積、電場(chǎng)數(shù)、通道數(shù)、極板高度、電場(chǎng)長(zhǎng)度等結(jié)構(gòu)參數(shù)選擇滿(mǎn)足性能指標(biāo)的電除塵器型號(hào)規(guī)格。2.6.2 進(jìn)出氣方式的確定煙氣通過(guò)喇叭口進(jìn)出電除塵器，出于對(duì)氣流分布均勻性的考慮，在場(chǎng)地條件許可的條件下，應(yīng)該盡量選擇水平進(jìn)、出氣方式更為有利，若場(chǎng)地條件有限，也應(yīng)盡量布置水平進(jìn)氣，垂直出氣的方式，只有場(chǎng)地條件特別狹窄時(shí)，才考慮采用垂直進(jìn)、出氣的方式，垂直進(jìn)氣方式中，又以上進(jìn)氣方式優(yōu)于下進(jìn)氣方式，因?yàn)樯线M(jìn)氣方式中粉塵

54、向下分離，有利于收集。2.6.3 極配型式的確定BE 型電除塵器采用針刺線(xiàn)和麻花線(xiàn)二種極線(xiàn)型式，根據(jù)粉塵濃度不同，可采取前電場(chǎng)針刺線(xiàn)，后電場(chǎng)麻花線(xiàn)的極配型式，粉塵濃度高，清灰難度大的工況，針刺線(xiàn)多布置幾個(gè)電場(chǎng)。2.6.4 供電方式的選擇BE 型電除塵器的機(jī)械分區(qū)小，提供了小分區(qū)供電的可能性，在雙室或雙列電除塵器中，一般都應(yīng)采用小分區(qū)供電，這樣在供電電源沒(méi)有增加的情況下，可以得到更好的收塵效率，關(guān)于這一點(diǎn)，將在下文詳細(xì)論述。2.6.5 配套電源規(guī)格的確定配套電源的額定電壓按電除塵器異極間距的大小確定，一般可在33.5KVcm 范圍內(nèi)選取，對(duì)于高濃度、低比電阻和針刺電極，電壓等級(jí)可取低一些，反之應(yīng)

55、取上限。配套電源的額定電流按供電區(qū)域集塵面積的大小確定，一般可在范圍內(nèi)選取，對(duì)于麻花線(xiàn)，電流等級(jí)可低一些，對(duì)于針刺線(xiàn)，應(yīng)取上限。第三章 影響電除塵器性能的主要因素影響電除塵性能的因素很多，可以大致歸納為如下四大類(lèi)：1、粉塵特性：主要包括粉塵的粒徑分布，真密度和堆積密度、粘附性和比電阻等。2、煙氣性質(zhì)：主要包括煙氣溫度，壓力、成分、溫度、流速和含塵濃度等。3、結(jié)構(gòu)因素：主要包括電暈線(xiàn)的幾何形狀、直徑、數(shù)量和線(xiàn)間距，收塵極的形式、極板斷面形狀、極間距、極板面積以及電場(chǎng)數(shù)、電場(chǎng)長(zhǎng)度、供電方式、振打方式(方向、強(qiáng)度、周期)、氣流分布裝置、外殼嚴(yán)密程度、灰斗形式和出灰口鎖風(fēng)裝置等。4、操作因素：主要包括

56、伏安特性、漏風(fēng)率、氣流短路、二次飛揚(yáng)和電暈線(xiàn)肥大等。電除塵裝置與其它除塵裝置一樣，即使電除塵器有良好的收塵性能，但是由于外界條件的變化，也會(huì)使它達(dá)不到預(yù)期的效果。本章著重介紹各主要因素對(duì)電除塵器性能的影響、對(duì)管好、用好電除塵器是很有幫助的。3.1 粉塵特性的影響3.1.1 粉塵的粒徑分布：粉塵的粒徑分布對(duì)電除塵器總的收塵效率有很大影響，這是因?yàn)楹呻姺蹓m的驅(qū)進(jìn)速度隨粉塵粒徑的不同而變化。從(21)式可明顯看出，驅(qū)進(jìn)速度與粒徑大小成正比。也就是粉塵粒徑越大，收塵效率起高，從圖31可以看到驅(qū)進(jìn)速度，和收塵效率與粉塵粒徑分布的函數(shù)關(guān)系。雖然粉塵粉徑小于02對(duì)驅(qū)進(jìn)速度影響大，但是粒徑越細(xì)，其附著性越強(qiáng)，因此吸附在電極上的細(xì)粉塵不容易振打下來(lái)，