電除塵器設(shè)計說明書

1、大氣污染控制課程設(shè)計電除塵器設(shè)計說明書中文摘要：本設(shè)計是按照給定的煙氣的含塵量以及除塵效率設(shè)計出一個尺寸合理、性能穩(wěn)定、經(jīng)濟的電除塵器。本文從電除塵器主要結(jié)構(gòu)的選型、尺寸計算等著手設(shè)計出了一個相對較合理的臥式電除塵器。Abstract: This design is the haze quantity which, the dust content as well as the dust removal efficiency defers to assigns designs a size to be reasonable, stable property, economical electr

2、ic precipitator. This article from the electric precipitator primary structure's shaping, the size computation and so on began to design a relatively reasonable horizontal-type electric precipitator.關(guān)鍵詞：電除塵器；設(shè)計；計算Keywords：Electrical precipitator；Design；Calculate1. 前言1.1. 選題背景1.1.1. 課題的來源除塵工程是防治大

3、氣污染的主要內(nèi)容，是環(huán)境工程的重要組成部分。電除塵器由于具有除塵效率高、處理煙氣量大、運行維護費用低等優(yōu)點，被廣泛應(yīng)用于電力、冶金、建材等工業(yè)領(lǐng)域的煙塵治理。在我國電力行業(yè)，無論新建或改擴建燃煤電廠，還是老電廠，我國發(fā)電裝機容量中火電裝機容量占80%左右，火電機組又以燃煤機組為主，是大氣污染物的主要來源之一。自2004年1月1日起，GB132232003火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)正式實施，新的國家標(biāo)準(zhǔn)對新建火電機組和已建成運行的不同年代的老機組煙塵排放濃度均有了更加嚴格的規(guī)定；火電廠煙氣脫硫工藝對煙氣中的粉塵濃度有嚴格要求。電除塵器是重要的環(huán)保設(shè)備，同時也是火電廠的高能耗設(shè)備，一般情況下電除塵器

4、的耗電量約占機組容量的4。國家十一五規(guī)劃明確提出“建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會”的要求，如何響應(yīng)國家號召在提高除塵效率、降低煙塵排放濃度由此可見，由于電除塵器本身的技術(shù)瓶頸、我國煤質(zhì)資源的客觀實際以及環(huán)保要求的日趨嚴格，我國電除塵器的應(yīng)用和發(fā)展正面臨這前所未有的挑戰(zhàn)。本課題來源于某工業(yè)中產(chǎn)生的煙氣，已知進口顆粒物濃度為49g/m³，除塵需達到的效率為96%。1.1.2. 課題的目的本課題主要為了進一步理解電除塵器的除塵原理以及主要部分，利用所學(xué)的知識設(shè)計出一個較合理、實用的電除塵器，從而達到所需要的除塵效率，是煙氣得到凈化。1.1.3. 課題的意義在設(shè)計的過程中對電除塵器有一個宏觀

5、的了解，從而將知識應(yīng)用到實踐中以及通過設(shè)計出一個理想的電除塵器，使工業(yè)排出的煙氣含量達標(biāo)，從而凈化大氣，減少煙氣對環(huán)境的危害。1.1.4. 應(yīng)解決的主要問題掌握電除塵器的基本原理和主要結(jié)構(gòu)的原理、選型以及有關(guān)參數(shù)的選擇，從而使所設(shè)計的電除塵器達到所需要的除塵效率，使煙氣達標(biāo)排放。1.1.5. 技術(shù)要求所設(shè)計的電除塵器首先性能要穩(wěn)定，滿足除塵效率的要求；第二，耗電少，經(jīng)濟；第三，機械性能高，噪聲小；第四，外型應(yīng)美觀等要求。1.1.6. 本設(shè)計的指導(dǎo)思想(1)依據(jù)招標(biāo)書的要求及國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進行設(shè)計。(2)按照“高效、安全、可靠、方便、經(jīng)濟”的目標(biāo)即除塵效率高、使用安全、運行可靠、操作方便、運行維護

6、經(jīng)濟的原則進行優(yōu)化設(shè)計。1.2. 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀1972年以前的探索時期，主要特征是仿造和試用，極板大多是棒帖式.電暈極為細圓，技術(shù)水平較低。我國最早使用的一臺電除塵器，是解放前1936年安裝在本溪工農(nóng)兵水泥廠，其斷面積為36m² 。1954年仿造了第一臺電除塵器，1965年對電除塵技術(shù)開始進行科學(xué)研究，直到1970年，我國投入運行的電除塵器總臺數(shù)約200臺，主要用于有色金屬冶煉中貴金屬的回收，及建材行業(yè)有用物料的回收。1972年以后的發(fā)展時期，主要特征是研制、引進、吸收、提高， 電除塵技術(shù)水平迅速發(fā)展。這個時期內(nèi)，70年代初期和中期，完成了3-60m²九種規(guī)格的SHWB電

7、除塵系列化設(shè)計，首次形成了通用電除塵器系列產(chǎn)品。70年代末至80年代初，通過對系列化產(chǎn)品使用幾年的實踐總結(jié)， 并對當(dāng)時引進Ruthmuble公司的173m²和Elex公司81.9m²電除塵器進行消化吸收，結(jié)合自己近10年的研究成果，各工業(yè)部門先后開展了新型電除塵樣機的研制和新的電除塵器系列化設(shè)計，如冶金工業(yè)部先后研制的成功用于武鋼的60m²，大冶有色金屬公司的40m²的電除塵器樣機。建材行業(yè)完成CDWY和CDWH兩類電除塵器系列設(shè)計。80年代中期以來，為了滿足日益嚴格的環(huán)境質(zhì)量要求，國家科委將“高效除塵技術(shù)的研究” 列入“七五” 攻關(guān)項目，開展了寬間距電

8、除塵器、脈沖供電電源、煙氣調(diào)質(zhì)和板線配置的研究等。我國全面系統(tǒng)地對電除塵器技術(shù)進行研究和開發(fā)始于上個世紀60年代。在1980年以前，我國在國際電除塵器領(lǐng)域還處于非常落后的地位。改革開放以來，我國國民經(jīng)濟持續(xù)不斷地高速增長，環(huán)境保護對國民經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展顯得愈來愈重要。受市場經(jīng)濟下的利益驅(qū)動，國內(nèi)許多大、中型環(huán)保產(chǎn)業(yè)對電除塵器進行技術(shù)研究和開發(fā)方面的投入不斷加大，電除塵器的應(yīng)用得到了長足的發(fā)展。國家更是將高效電除塵器技術(shù)列入“七五”國家攻關(guān)項目4。通過對引進技術(shù)的消化、吸收和合理借鑒，到上世紀90年代末，我國電除塵器技術(shù)水平基本上趕上國際同期先進水平。因為我國的靜電除塵器起步較晚，故從機械結(jié)構(gòu)上

9、講，無論是內(nèi)件結(jié)構(gòu)形式(主要是極板和極線)還是外殼結(jié)構(gòu)形式，基本上套用歐式或美式結(jié)構(gòu)。歐式或美式靜電除塵器在結(jié)構(gòu)上差異主要體現(xiàn)在三個方面：收塵極系統(tǒng)、放電極系統(tǒng)和振打系統(tǒng)三部分。在收塵極系統(tǒng)方面，歐、美式結(jié)構(gòu)的收塵極都由薄卷板軋制而成。美式結(jié)構(gòu)采用整體懸掛，而歐式結(jié)構(gòu)采用自由懸掛，每塊極板都可單獨在氣流方向稍微移動和振動。在放電極方面，美式結(jié)構(gòu)的放電極大都是頂部由吊架固定的自由懸掛極線，在底部系有重錘使其張緊。導(dǎo)線的直徑約1/8in，起暈電壓為18kV。而歐式結(jié)構(gòu)采用較大直徑的放電極，安裝于框架中，其最大的優(yōu)點式斷線率低，但由于極線直徑達，起暈電壓相對較高。在振打方面，美式結(jié)構(gòu)一般采用電磁脈沖

10、振打、電振動和氣力振動，這些振動器均在極板的垂直面上運行。目前國內(nèi)普遍投運的靜電除塵器，除少量是從國外引進的，基本上為國內(nèi)產(chǎn)品，其結(jié)構(gòu)形式以歐式結(jié)構(gòu)居多(如菲達型)，其次是GP型結(jié)構(gòu)(也是仿照早期的歐洲法式結(jié)構(gòu))、美式結(jié)構(gòu)，其他還有歐式魯奇結(jié)構(gòu)(水泥行業(yè)的靜電除塵器和從日本引進的設(shè)備大都屬于這一類)。對于電除塵器的電氣系統(tǒng)，進入九十年代，由于高電壓技術(shù)、自動控制技術(shù)，計算機技術(shù)、化學(xué)反應(yīng)技術(shù)的發(fā)展和融通，全新的脈沖放電技術(shù)應(yīng)運而生。這一技術(shù)把含氮、硫的煙氣變成化肥回收，單片微機和計算機智能控制系統(tǒng)的使用和推廣使得電除塵器工作精確、高效，操作和維護也變得十分簡單。這種脈沖荷電的特點是針對改善高比

11、電阻灰塵的集塵特性而考慮的它是一種有效的荷電方式，脈沖供電方式正在當(dāng)今世界范圍內(nèi)進行研究開發(fā)，有一部分己達到實用化。國外甚至已經(jīng)把高壓逆變電源用在電除塵器上。近年來我國還研究開發(fā)了不少新型電極電除塵器，例如鄒永平等研制了橫向極板電除塵器；劉林茂等研制了加裝橫向百葉窗式的電除塵器，陳學(xué)構(gòu)等提出了靜電透鏡電場電除塵器；即在兩平板電容器之間平行插入一個帶圓孔的薄板所形成的結(jié)構(gòu)；譚天佑等提出了橫向工字形極板電除塵器，在I型板排中，插入了順氣流裝置的帶負電的平板輔助電極；張國權(quán)等研制了沖擊式電除塵器，即在橫向中心窗口處布置電暈線，煙氣流過窗口后面橫放收塵板上而被捕集。1.3. 電除塵器存在的問題1.3.

12、1. 基本問題(1)高比電阻粉塵(2)煙塵的返流損失(3)氣流狀態(tài)不良(4)振打設(shè)備能力不足(5)電極系統(tǒng)的設(shè)計不完善(6)高壓供電設(shè)備不足(7)電除塵中高壓電場分組數(shù)不夠(8)電除塵設(shè)備容量太小(9)高壓電氣設(shè)備不穩(wěn)定(對火花放電太敏感等)1.3.2. 機械問題(1)電極配置不良(2)電暈電極振動或搖擺(3)收塵電極變形(4)電極上積塵太多(5)灰斗存灰太滿或煙塵溢出(6)灰斗、外殼或煙道漏風(fēng)(7)煙道接頭處煙塵堆積(8)通過灰斗或在收塵區(qū)周圍有煙氣溢出1.3.3. 操作問題(1)電氣設(shè)備調(diào)整不當(dāng)(2)通過電除塵煙量太大(3)煙氣含塵濃度太大(4)工藝過程不正常(燃燒狀況不良等)(5)振打強

13、度或頻率的調(diào)節(jié)不適當(dāng)2. 電除塵器設(shè)計方案論證2.1. 引言除塵工程是防治大氣污染的主要內(nèi)容，是環(huán)境工程的重要組成部分。我國發(fā)電裝機容量中火電裝機容量占80 %左右，火電機組又以燃煤機組為主，是大氣污染的主要來源之一。隨著國際國內(nèi)對環(huán)境保護要求日益嚴格，我國也對大氣排放標(biāo)準(zhǔn)不斷制定新的標(biāo)準(zhǔn)。隨著環(huán)境保護意識的增強，煙氣治理技術(shù)的應(yīng)用已越來越受到人們的重視。電除塵器以其除塵效率高、運行管理方便和適應(yīng)性強等特點，已在各工業(yè)領(lǐng)域含煙氣治理中得到了廣泛的應(yīng)用。作為電除塵器重要組成部分的本體，其設(shè)計的優(yōu)化和日常維護對除塵效率起著舉足輕重的作用。2.2. 電除塵器除塵機理2.2.1. 捕集效率電除塵器的捕

14、集效率與粒子性質(zhì)、電場強度、氣流性質(zhì)及除塵器結(jié)構(gòu)等因素有關(guān)。從理論上嚴格的推導(dǎo)捕集效率公式是困難的，所以需要做一定的假設(shè)。德意希在1922年推導(dǎo)出除塵效率與集塵板面積、氣體流量和粒子驅(qū)進速度之間的關(guān)系式(即德意希公式)時，做了以下假設(shè)：電除塵器內(nèi)含塵氣流為紊流；通過垂直與集塵極表面的任一斷面的粉塵濃度和氣流分布均勻；粉塵粒子進入電除塵器后就認為完全荷電；忽略電風(fēng)、氣流分布不均勻及捕集粒子重新進入氣流等的影響。德意希公式(formula of Dertsch)為：=1-e-AQ=1-exp(-AQ )式中：A電除塵器集塵板總面積，m²Q電除塵器的處理氣量，m³/s荷電粉塵粒子

15、在電場中的驅(qū)進速度，m/s。2.2.2. 粉塵在電場內(nèi)的遷移和捕集在電除塵技術(shù)中，粉塵的捕集主要是利用在電暈電場中粉塵荷電后移向異性電極而從氣流中分離出來的原理，涉及懸浮粒子荷電，帶電粒子在電場內(nèi)遷移和捕集，以及將捕集物從集塵表面上清除等三個基本過程，它主要分為四個階段：(1)施加電場在一對電極之間施加電壓，就可以建立起電場，它的作用是：(a)在高壓放電極附近的場強很強，造成氣體的電離，產(chǎn)生大量離子，形成電暈放電的必要條件；(b)電場促使離子與塵粒碰撞，使塵粒荷電；(c)驅(qū)動荷電塵粒向收塵極移動。(2)氣體的電離(電暈放電)電除塵器中能夠形成電暈放電的基本條件是，在正負電極間的電位差，應(yīng)保證形

16、成使氣體電離發(fā)生電暈放電的非均勻電場。在放電極表面電場強度最大，距放電極愈遠電場強度愈小。電暈放電原理如圖2-1所示。電子和陰離子是電場中粒子荷電的來源。實驗證實電場中離子的遷移速度與電場強度成正比，可用下式表示： u0=Ki×E式中u0離子的遷移速度，m/s ；E電場強度，V/m；Ki離子遷移率，m²/(V·m)。圖2.1： 電暈放電原理圖(3)塵粒荷電塵粒荷電荷電量的大小與塵粒粒徑、電場強度及停留時間等因素有關(guān)，通常認為塵粒荷電有兩個主要機理：電場荷電和擴散荷電。電場荷電是在電場中氣體離子沿電力線運動時與粉塵粒子碰撞使其荷電。對半徑大于0.5m的塵粒，電場荷電

17、起主導(dǎo)作用。擴散荷電是擴散荷電是由離子的熱運動引起的。對半徑小于0.2m的塵粒，則為擴散荷電起主導(dǎo)作用。而半徑在0.2-0.5m之間的塵粒，兩者均起作用。圖2.2： 板式電除塵器工作原理圖(4)收塵板式電除塵器的工作原理如圖2.2所示。粉塵荷電后，在電場作用下，各自按其所帶電荷的極性不同，向極性相反的電極運動，并沉積于其上。2.2.3. 塵粒的運動和捕集(1)塵粒所受的力及運動規(guī)律處于集塵板和電暈極之間的荷電塵粒，受到四種力的作用：重力、靜電力、慣性力、介質(zhì)的阻力。粒子的驅(qū)進速度為=q×Ep×C/(3××dp)式中：荷電粉塵粒子在電場中的驅(qū)進速度，m/s

18、q粉塵粒子荷電量，CE粉塵粒子所處位置的電場強度，V/m氣體黏度，Pasdp粉塵粒子的直徑，mC肯寧漢修正系數(shù)，這里可以近似估算為C=1+1.7×10-7dp在一般電除塵器中，荷電電場強度E和集塵區(qū)電場強度Ep是近似相等的。(2)荷電塵粒的捕集在電除塵器中，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、氣流速度、溫度和濕度以及集塵板的表面狀態(tài)等。提高電除塵器捕集效率有許多途徑，其典型例子為“德意希公式”，其做出的假定為：除塵器中氣流為湍流狀態(tài)：在垂直與集塵表面的任一橫斷面上粒子濃度和氣流分布是均勻的。粒子進入除塵器后立即完成了荷電過程：忽略電風(fēng)、氣流分布不均勻、被捕集粒子

19、重新進入氣流等影響。此公式概括了分級除塵效率和集塵板面積。氣流流量和顆粒驅(qū)進速度之間的關(guān)系，指明了提高電除塵器捕集效率的途徑，因而在除塵器性能分析和設(shè)計中被廣泛采用。2.2.4. 振打清灰粉塵荷電后，在電場作用下，各自按其所帶電荷的極性不同，向極性相反的電極運動，并沉積于其上。從集塵板清除已沉積的粉塵的主要目的是防止粉塵重新進入氣流。粉塵重新進入氣流可能產(chǎn)生于氣流把粉塵從集塵板表面直接吹起，振打電極使粉塵重新彌散與氣流，或者把捕集的粉塵從灰斗卷起。在干式電除塵器中一般使用電極振打的方式清灰。振打系統(tǒng)必須高度可靠。既能產(chǎn)生高強度的振打力，又能調(diào)節(jié)振打強度和頻率。兩種主要的常用振打器是電磁型和撓臂

20、錘型。粉塵荷電后，在電場作用下，各自按其所帶電荷的極性不同，向極性相反的電極運動，并沉積于其上。2.3. 靜電除塵器分類和特點2.3.1. 按氣流方向分(1)立式電除塵器氣體在電除塵器內(nèi)，從下往上垂直流動。它占地面積小，但高度較大，維護和檢修不方便，氣體分布不易均勻，對捕集粒徑細的粉塵容易產(chǎn)生再飛揚。氣體出口可設(shè)在頂部。通常規(guī)格較小，處理氣量少，適宜在粉塵性質(zhì)易被靜電捕集的情況下使用。(2)臥式電除塵器氣體在電除塵器內(nèi)沿水平方向流動，可按生產(chǎn)需要適當(dāng)增加或減少電場數(shù)目。其特點是可實現(xiàn)分電場供電，避免各電場間相互干擾，以利于提高除塵效率；便于分別回收不同成分、不同粒徑的粉塵，達到分類富集的作用；

21、容易做到氣體沿電場斷面均勻分布；由于粉塵下落方向與氣體運動方向垂直，粉塵二次飛揚比立式電除塵器少；設(shè)備高度較低，安裝、維護方便；適宜于負壓操作，對風(fēng)機使用壽命和勞動條件十分有利。但占地面積較大，基建投資費用較高。2.3.2. 按清灰方式分(1)干式除塵器收下來的粉塵呈干燥狀態(tài)。操作溫度一般要求高于處理氣體露點20-30 ºC，使用溫度可達350-45ºC，甚至更高。通常采用機械、電磁、壓縮空氣等振打裝置清灰。常用于收集經(jīng)濟價值較高的粉塵。(2)濕式除塵器收下來的粉塵為泥漿狀。操作溫度較低，對于一般含塵氣體都需要進行降溫處理，在溫度降至40-70 ºC再進入電除塵器

22、。設(shè)備需采取防腐蝕措施。通常采用連續(xù)供水清洗沉塵極，定期供水清洗電暈極。這樣，一方面可降低粉塵比電阻，使除塵容易進行。另一方面，因無粉塵再飛揚，所以除塵效率很高，因此，濕式電除塵器適用于氣體凈化或收集無經(jīng)濟價值的粉塵。另外，還由于水對處理氣體有冷卻作用，使氣量減少，設(shè)備規(guī)格則相應(yīng)減少。若氣體含一氧化碳等易爆氣體，采用濕式電除塵器可減少或防止爆炸危險。(3)電除霧器氣體中的酸霧、焦油液滴等以液體狀除去。采用定期供水或蒸汽清洗沉塵極和電暈極，操作溫度小于50 ºC，電極等鋼構(gòu)件必須采取防腐措施。2.3.3. 按集塵電極的結(jié)構(gòu)形式分(1)管式除塵器單管電除塵器結(jié)構(gòu)如圖所示。集塵極為F 15

23、0-300mm的圓形金屬管，管長為3-5m。放電極線(電暈線)用重錘懸吊在集塵極園管的中心。管式電除塵器電場強度高且變化均勻，但清灰比較困難。常用于處理含塵氣體量小或含霧滴的氣體。(2)板式除塵器集塵極由多塊一定形狀的鋼板組合而成。放電極(電暈極)均布在兩平行集塵極間。兩平行集塵極的距離一般為200-400mm，極板高度2-5mm。版式電除塵器電場強度變化不均勻，清灰方便，制作安裝容易。2.3.4. 按電極在除塵器內(nèi)的布置形式分(1)單區(qū)電除塵器集塵級和電暈極裝在同一區(qū)域內(nèi)，顆粒荷電和捕集在同一區(qū)域內(nèi)完成。(2)雙區(qū)電除塵器收塵極系統(tǒng)和電暈極系統(tǒng)分別裝在兩個不同區(qū)域內(nèi)，前區(qū)安裝電暈極稱電暈區(qū)，

24、粉塵粒子在前區(qū)荷電；后區(qū)安裝集塵極稱為收塵區(qū)，荷電粉塵粒子在收塵區(qū)被捕集。雙區(qū)電除塵器主要用于空調(diào)的空氣凈化方面。2.4. 方案選擇綜合考慮采用臥式的板式電除塵器。臥式靜電除塵器的收塵極板由若甘塊平板組成，為了減少粉塵的二次飛揚和增強極板的剛度，極板一般要軋制成各種不同的斷面形狀，電暈極安裝在收塵極板構(gòu)成的通道中間。臥式靜電除塵器之氣體在靜電除塵器內(nèi)沿水平方向運動，與立式靜電除塵器相比有以下特點：(1)各個電場可以施加相同電壓，也可以分別施加不同的電壓，分別施加不同的電壓以便充分提高除塵效率。沿氣流方向可分別為若干電場；(2)根據(jù)所要求的除塵效率，可任意增加電場長度，但太長會增加費用，而效果卻

25、不十分理想；(3)在處理較大的煙氣量時，能保證氣流沿電場斷面均勻分布，清灰比較方便；(4)各個電場可以分別捕集不同粒度的粉塵，這有利于粉塵的捕集回收；(5)靜電除塵器的電場強度不夠均勻。3. 電除塵器的結(jié)構(gòu)設(shè)計電除塵器的結(jié)構(gòu)設(shè)計主要包括有集塵極系統(tǒng)、電暈極系統(tǒng)、氣體分布裝置、殼體結(jié)構(gòu)以及排灰裝置等。3.1. 集塵極系統(tǒng)電除塵器的集塵極也可稱為除塵極、集塵極或陽板等。集塵極系統(tǒng)包括集塵極板、極板懸掛構(gòu)件和清灰裝置。對集塵極系統(tǒng)的設(shè)計主要是對集塵極板、集塵懸掛構(gòu)件和清灰裝置的設(shè)計。3.1.1. 集塵極的設(shè)計原則(1)具有良好的電性能，極板電流密度分布要均勻(2)具有良好的振動加速度分布性能(3)具

26、有良好的防止粉塵二次飛揚性能(4)鋼材耗量少，強度大，不易變形3.1.2. 集塵極的形式立式電除塵器的極板常見的有圓管狀(直徑250mm-300mm)和郁金花狀兩種。郁金花狀因有防止粉塵二次飛揚的特點，應(yīng)用較多；臥式電除塵器的極板形式有“Z”型、“C”型、波紋型、工字型等。C型極板由于極板的阻流寬度大，不能充分利用電場空間；Z型板由于有較好的電性能以及振動力、速度均勻的性能，重量也較輕，因而使用較普遍，但由于兩端的防風(fēng)溝朝向相反，極板在懸吊侯容易出現(xiàn)扭曲；C型板克服了Z型的這種缺點，ZT型極板則既具有良好的電性能、制造也較容易。3.1.3. 集塵板的設(shè)計極板的材料，通常用普通碳素鋼的三號鎮(zhèn)靜鋼

27、制作。用于凈化腐蝕性氣體時，應(yīng)用不銹鋼，對水泥磨和生料磨用的電除塵器，其極板需選用不含硅的優(yōu)質(zhì)結(jié)構(gòu)鋼。二次揚塵的控制：為要在極板面附近形成寬度3-4mm的死流區(qū)，抑制粉塵二次飛揚，流體流速為1m/s左右時，防風(fēng)溝寬度b與板寬B之比控制為1：10。3.1.4. 極板的懸掛極板通常被懸掛在固定于殼體頂梁的小梁上。其聯(lián)接點有鉸接和固接兩種，不同的聯(lián)接方法，其板面振動加速度不同。上下兩端采用固接方式可獲得較大的板面振動加速度。但是，上下均采用固接形式，當(dāng)各條極板受熱不均勻時，影響兩極間距，降低操作電壓，使除塵效率降低。上端固接的懸吊方法也可以采用極板的一段焊接一塊厚為6-8mm的聯(lián)接板，懸吊梁用單根或

28、雙根角鋼組成(由極板長度及極板塊數(shù)定)并焊于殼體頂梁下平面，極板用螺栓緊固于懸吊梁上。單點偏心懸掛方式是一種自由懸掛方式。當(dāng)撞擊桿被敲擊時沖擊力通過擋塊傳給聯(lián)接板及極板，使極板產(chǎn)生振動，且使極板沿懸吊的銷軸回轉(zhuǎn)產(chǎn)生位移。采用這種懸吊方式的極板，獲得振動加速度較小，安裝調(diào)試也較為麻煩。在實踐中發(fā)現(xiàn)，極板兩端的聯(lián)接板與極板的聯(lián)接容易脫開，目前新設(shè)計的電除塵器，上部將極板直接用螺栓與懸吊梁聯(lián)接，下部將極板與撞擊桿相聯(lián)(鉸接或固接)。3.1.5. 極板清灰裝置的設(shè)計集塵極極板表面上的粉塵清除，靠對極板進行周期性振打，并使板面產(chǎn)生一定的振打加速度實現(xiàn)。振打周期、頻率和強度與含塵氣體、粉塵性質(zhì)、電除塵器的

29、結(jié)構(gòu)形式等很多因素有關(guān)。設(shè)計中應(yīng)留用較大的調(diào)整余地，以便在運轉(zhuǎn)中逐步調(diào)整確定出合適的振打制度。集塵極一般采用間歇振打，振打頻率為每分鐘4-8次，振打周期隨氣體含塵濃度而定。單電場除塵器的集塵極一般2-8小時振打一次，一次振打5分鐘。多電場的除塵器 ，可根據(jù)實際情況確定各電場板的振打周期。敲打極板方式中平行于板面的振打方式比垂直于板面的振打方式要好，它既可保證極板間距在振打過程中變化不大，又可使粉塵和板面間在振打時，產(chǎn)生一定慣性切力，使黏附在板面上的粉塵更容易脫落。集塵極的振打機構(gòu)有捶打機構(gòu)、彈簧凸輪機構(gòu)、電磁振打等結(jié)構(gòu)形式。彈簧凸輪機構(gòu)因結(jié)構(gòu)復(fù)雜，動力消耗較大，基本上不再采用。電磁振打裝置由于

30、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，目前工業(yè)上也已很少用。撓臂錘擊機構(gòu)具有結(jié)構(gòu)簡單，運轉(zhuǎn)可靠的優(yōu)點，被國內(nèi)外的電除塵器廣泛采用。根據(jù)經(jīng)驗，錘重可取5-12kg。連桿長度取150-225mm，曲柄長度取100mm左右。該錘擊機構(gòu)在使用過程中錘頭與連桿的聯(lián)接柱銷因長時間磨損而引起掉錘故障，因而許多設(shè)計者將錘頭和連桿制成一整體錘。3.1.6. 錘擊裝置的傳動系統(tǒng)設(shè)計傳動裝置系統(tǒng)：通常，一個電場的各排集塵極板的振打錘均裝在一根軸上，相鄰的兩副錘子錯開一定角度(一般為150°)，以減少振打時粉塵的二次飛揚。振打軸支承在兩個滑動軸承上，當(dāng)電除塵器寬度尺寸較大時，可將振打軸分成若干段，每段應(yīng)支承在兩個軸承上，每段長度不大于

31、3m。每段軸間宜用允許較大徑向位移的聯(lián)接軸。振打軸的軸承宜采用不加潤滑劑的滑動軸承結(jié)構(gòu)，軸承的軸瓦面應(yīng)不易沉積粉塵，而且與軸有較大的間隙，以免受熱時，發(fā)生抱軸故障。3.2. 電暈極系統(tǒng)電暈極是電除塵器的放電極亦即陰極。電暈極必須要有良好的放電性能和便于粉塵的振落；應(yīng)有良好的機械強度，能耐一定的溫度和含塵氣體的腐蝕。電暈極系統(tǒng)包括電暈線、電暈極框架、框架吊桿、支承套管及電暈極振打裝置等。3.2.1. 電暈線電暈線越細，其起暈電壓越低，然而電暈線又應(yīng)具有良好的機械強度。3.2.2. 設(shè)計電暈線的要求(1)放電性能好，起暈電壓低，擊穿電壓高，伏安特性好，對煙氣條件變化的適應(yīng)性能強；(2)放電強度大，

32、電暈電流高；(3)機械強度好，不斷線或少斷線，耐腐蝕，耐高溫，清灰效果好；(4)制造容易，重量輕，成本低。3.2.3. 電暈線的形式圓線：直徑1.5-2.5mm，多采用耐熱合金鋼制作。星形線：材質(zhì)采用普通碳素鋼冷軋而成，材料易得，價格便宜，易于制造；但在使用時容易因吸附粉塵而肥大。適用于含塵濃度低的情況。螺旋線：采用直徑2.5mm的彈簧鋼絲制成，有較好的使粉塵振落和電暈極線拉緊的性能。制作麻煩，適用于框架式電暈極，使用時拉伸掛在框架上。芒刺狀電暈極線：極線采用A3鋼，在電暈線的主干上焊上若干個長為7-11mm的芒刺，電暈線工作時，在刺尖上能產(chǎn)生強烈的電暈放電。3.2.4. 電暈線的固定電暈線的

33、固定方式通常有三種：重錘懸吊式、框架式、桅桿式。3.2.5. 電暈極的振打裝置為了避免電暈閉塞，需設(shè)置電暈極的振打裝置。電暈極振打裝置的形式有水平轉(zhuǎn)軸撓臂錘擊裝置、擺線針傳動機構(gòu)、凸輪提升振打機構(gòu)。其中使用較多的是水平轉(zhuǎn)軸撓臂錘擊裝置和提升振打裝置。在電暈極的側(cè)架上安裝一根水平軸，軸上安裝若干副振打錘，錘重2-3kg，每一個振打錘對準(zhǔn)每一個單元框架，當(dāng)軸轉(zhuǎn)動時，錘子被背起，錘的運動類似集塵極的撓臂錘，當(dāng)錘子落下時打擊到安裝在單元框架上的砧子上，在電除塵器工作時電暈極是帶高壓電的，故框架的捶打裝置也是帶高壓電的，這樣，捶打裝置的轉(zhuǎn)軸與安裝于外殼的傳動裝置聯(lián)接時，必須有一瓷絕緣連桿進行絕緣，轉(zhuǎn)軸穿

34、出殼體時要注意留有足夠的擊穿距離。電瓷軸兩端裝有方向聯(lián)軸節(jié)，以補償振打軸的中心與鏈輪軸中心的偏差。瓷連桿外部設(shè)置有保溫箱，箱內(nèi)有加熱器和恒溫控制器，以保持室內(nèi)溫度高于煙氣露點30ºC。保溫箱上應(yīng)設(shè)置檢查門和清掃灰孔，以定期檢查瓷軸的工作情況和打掃箱內(nèi)積灰。轉(zhuǎn)軸穿入電場處裝設(shè)絕緣性能良好的密閉板，密閉板采用5mm厚的聚四氟乙烯制作。密閉板與轉(zhuǎn)軸結(jié)合處應(yīng)有一密封填料函，以防止粉塵從轉(zhuǎn)軸與密封板的間隙處漏入。3.2.6. 絕緣套管絕緣套管可由三種材質(zhì)制成：石英質(zhì)、瓷質(zhì)、剛玉瓷質(zhì)套管。3.2.7. 保溫箱為保證絕緣裝置不致因周圍的溫度過低或局部漏氣，在其表面出現(xiàn)冷凝酸液和水汽，而使絕緣裝置出

35、現(xiàn)爬電(短路)現(xiàn)象，破壞絕緣性能使工作電壓上不去，需在絕緣裝置周圍設(shè)置保溫箱。為保證絕緣有一定的溫度，可在保溫箱內(nèi)加熱，使其溫度升高且高于露點20-30 ºC.加熱方式有電阻絲、蒸汽盤管、通入預(yù)熱氣體等。保溫箱內(nèi)應(yīng)設(shè)溫度控制器，以控制加熱溫度。保溫箱的殼體保溫層可采用100mm厚的礦渣棉。3.3. 氣流分布裝置3.3.1. 氣流分布板的設(shè)計氣流分布板的結(jié)構(gòu)形式有很多種：格板式、多孔式、垂直偏轉(zhuǎn)板、鋸齒形、X型孔板和垂直折板式等。中心進氣的氣箱，目前使用最多的是結(jié)構(gòu)簡單、易于制造的多孔板。(1)分布板層數(shù)的確定根據(jù)實驗，多孔板的層數(shù)可由工作室截面積Fk與進風(fēng)管面積F0的比值近似的確定：

36、當(dāng)6時，n=16<20，n=220<<50，n=3(2)分布板的開孔率為保證氣體流速分布均勻，常需使多孔板有合適的阻力系數(shù)，即=N0()-1式中 阻力系數(shù)N0氣流在入口處按氣流動量計算的速度場系數(shù)，對于直管或帶有導(dǎo)向板的彎頭N0=1.2(3)相鄰兩層多孔板的距離L20.2Dr式中DrFk斷面上的水力直徑，Dr=；nkFk斷面上的周長(4)進氣管出口到第一層多空板的距離Hp0.8Dr式中Dr進氣管的水力直徑。多孔板的孔徑為40-50mm的圓孔，多孔板可由3mm厚的鋼板彎成槽型制成。彎邊為20-25mm?？装鍖?00mm左右，長度按進氣箱確定。上、下焊以聯(lián)接板，上部用螺栓懸吊于上

37、部梁上，下部與撞擊桿相連，板與板之間，可用扁鋼和螺栓固定。3.3.2. 槽型板的設(shè)計為提高電除塵器對微細粉塵的(小于5µm)的收集，在除塵器的出氣箱前平行安裝兩排槽型板。槽型板可用3mm厚的鋼板制成。3.4. 殼體結(jié)構(gòu)與幾何尺寸電除塵器的殼體結(jié)構(gòu)主要由箱體、灰斗、進風(fēng)口風(fēng)箱及框架等組成。為了保證電除塵器正常運行，殼體要有足夠的剛度、強度、穩(wěn)定性和密封性。箱體的構(gòu)造形式和使用材料要根據(jù)被處理煙氣性質(zhì)和實際情況確定。一般多采用鋼結(jié)構(gòu)。3.4.1. 電除塵器箱體橫斷面各部分尺寸(1)箱體斷面積F的確定F=式中 Q被處理的煙氣量，m³/sv電場風(fēng)速，m/s(2)極板高度h當(dāng)F80m

38、²h當(dāng)F>80 m²h即當(dāng)F>80 m²時，電除塵器要設(shè)雙進風(fēng)口，計算后的h值應(yīng)進行調(diào)整。(3)電除塵器的通道數(shù)NN= F/2Sh(4)電除塵器的內(nèi)壁寬BB=2SN(5)過流斷面積FF=Bh3.4.2. 箱體沿氣流方向的內(nèi)壁有關(guān)尺寸(1)電場總長度LL=vt式中 t氣體在電場內(nèi)的停留時間，st值可以愛3-10s范圍內(nèi)選擇，凈化效率要求高時，停留時間可選的長些。(2)Le1、Le2、C的取值電暈極吊桿至進氣箱大端面距離為Le1=400-500mm集塵極一側(cè)距電暈極吊桿的距離為Le2=450-500mm兩電極框架吊桿間距為C380-440mm(3)除塵器殼

39、體內(nèi)壁長度為Lh=n(L+2 Le2+C)+2 Le1-C3.4.3. 進出氣箱的形狀及尺寸(1)水平進氣箱進氣口尺寸：進氣箱的進氣方式有水平進氣和上進氣兩種，一般情況下多采用水平進氣式。F0=Q/v0式中 F0進氣口的面積，m²v0進氣口處的風(fēng)速，m/s。該值越小對電除塵越有利，v0一般取13-15m/s。(2)進氣箱長度LzLz=(0.550.56)(a1-a2)+250式中 a1、a2分別為Fk及F0處的最大邊長，mFk進氣箱大端面積，m²進氣箱內(nèi)有導(dǎo)流裝置時，式中系數(shù)可降到0.35。(3)進氣箱有灰斗時的上沿寬度LE=(0.60.65)Lz前端灰口下口長LM，一般取

40、400mm(4)出氣箱有關(guān)尺寸：出氣箱的大端尺寸一般設(shè)計成比進氣箱的大端小，以降低粉塵的二次飛揚。出氣箱小端面積：F0=F0出氣箱長度：Lw0.8Lz3.5. 電除塵器灰斗的有關(guān)尺寸四棱臺灰斗：電除塵器每一個區(qū)下面設(shè)置一個灰斗，灰斗的斜壁與水平夾角大于60°?；叶废铝峡诔叽绱笮。瑓⒄毡?-1確定，最小不小于300×300mm。表3-1 灰斗規(guī)格表排灰斗下口寬300300350350400400500500排灰量(t/h)2035501003.6. 排灰裝置電除塵器的排灰裝置根據(jù)灰斗的形式和卸灰方式而異。但都要求密閉性能好，工作可靠，滿足排灰能力。常用的有螺旋輸送機、倉式泵、

41、回轉(zhuǎn)下料器、鏈?zhǔn)捷斔蜋C等。4. 、電除塵器的仿真設(shè)計數(shù)學(xué)模型4.1. 了解進口濃度Ci以及出口濃度Co=由=96%，Ci=49g/cm³得Co=1.96 g/cm³4.2. 確定有效驅(qū)進速度pp=9.62kS0.625 =6式中 p驅(qū)進速度，cm/sS煤的含硫量，%K平均粒度影響系數(shù)通過查找資料，p一般在0.100.14m/s的范圍內(nèi)，本設(shè)計取p=0.14m/s4.3. 集塵板面積A由=1-exp(-·p)得A=(Q/p)·ln1/(1-)=*ln=7817.27m²8000m²式中 除塵效率 A集塵板面積，m² Q煙氣總量

42、，m³/s4.4. 電除塵器箱體橫斷面各部分尺寸4.4.1. 電場斷面積FF=226.67 m²230 m²4.4.2. 電場高度h由于F>80m²h=10.7m11m電除塵器要設(shè)置雙進風(fēng)口4.4.3. 電除塵器通道數(shù)NN= F/(2S)h=52.27故取通道數(shù)為534.4.4. 電場有效寬度BB=(2S)·N=0.4*53=21.2m22m4.4.5. 過流斷面面積FF=B·h=22*11=242m²4.5. 箱體沿氣流方向的內(nèi)壁有關(guān)尺寸4.5.1. 電場長度ll=2.33m3m取電場數(shù)為3，故電場總長為9m4.5.

43、2 驗證實際效率11=1-exp(-·p)=1-exp(-*0.14)=96.29%>96%符合設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)。4.5.2. 電暈極吊桿至進氣箱大端面距離為Le1=500mm集塵極一側(cè)距電暈極吊桿的距離為Le2=500mm兩電極框架吊桿間距為C=380mm4.5.3. 除塵器殼體內(nèi)壁長度Lh=n(L+2 Le2+C)+2 Le1-C=3×(3+2×0.5+0.38)+2×0.5-0.38=13.76m15m4.5.4. 檢驗實際除塵面積AA=hL(N/2+1)×2×2=11×9×(53/2+1)×2

44、15;2=10890m²>8000m²4.5.5. 每個電場電暈線的有效長度L1=8745m4.6. 進出氣箱的形狀及尺寸4.6.1. 水平進氣箱進氣口尺寸：采用水平進氣式進氣口小端面積F0= =11.33m²12 m²取小端面積面積為12m²，長4m。寬3m。進氣口大端面積Fk=(h-0.35-0.6)×B=(11-0.35-0.6)×22/2=110.55m²因此，a1=11.2m，a2=4m，n0=14m，nk=42.5m4.6.2. 進氣箱長度LzLz=0.35(a1-a2)+0.25=0.35

45、15;(11.2-4)+0.25=2.77m4.6.3. 進氣箱有灰斗時的上沿寬度LE=0.6Lz=0.6×2.77=1.662m前端灰口下口長LM，一般取400mm4.6.4. 出氣箱有關(guān)尺寸：出氣箱的大端尺寸一般設(shè)計成比進氣箱的大端小，以降低粉塵的二次飛揚。出氣箱小端面積：F0=F0=12m²出氣箱長度：Lw=0.8Lz=0.8×2.77=2.216m4.7. 灰斗的尺寸計算灰斗的排灰量：采用四棱臺型灰斗G0=40.4836t/h灰斗的排灰量取41t/h，所以灰斗的下口寬400×400mm²寬度方向取灰斗個數(shù)4個：灰斗的長度為22/4=5.

46、5m長度方向取灰斗個數(shù)3個：灰斗的寬度為15/3=5m灰斗的斜壁與水平夾角取60°。灰斗的高為h2h2=4.42m4.5m4.8. 氣流分布板的相關(guān)尺寸計算4.8.1. 氣流分布板的層數(shù)=20.17，由于>20時，n=34.8.2. 開孔率=N0()-1=1.2×20.172/3-1=7.894.8.3. 相鄰兩層多孔板的距離：，本設(shè)計中取1m 。式中斷面上的水力直徑，斷面上的周長4.8.4. 進氣管出口到第一層多空板的距離Hp：進氣管出口到第一層多孔板的距離：，本設(shè)計中取1m。4.8.5. 進氣箱灰斗對帶前端灰斗的進氣箱，進氣箱頂板斜度一般大于70°(與水

47、平線夾角)，前端灰斗下口長LM應(yīng)大于400mm，其灰斗上沿寬為：LE=(0.600.65)·LZ=1m式中LE灰斗上灰口尺寸，mm 灰斗高：式中 灰斗的安息角；(本設(shè)計選用)灰斗下灰口尺寸，mm(本設(shè)計選用的為600)4.9. 槽型板的設(shè)計在除塵器的出氣箱前平行安裝兩排槽型板，槽型板可用3mm厚的鋼板制成。4.10. 0供電裝置供電裝置采用單相全波整流，效果較好。電除塵器的集塵電極、殼體等許多部分均要求接地；電暈電極的高壓電由高壓整流裝置引來，一般，都采用負電暈，因為它具有較高的除塵效率。供電設(shè)備選用高壓硅整流器，使用壽命長，工作可靠，無噪音，調(diào)壓性能良好，自動化程度高，被廣泛應(yīng)用。5. 圖紙設(shè)計附圖一：電除塵器正視及結(jié)構(gòu)圖附圖二：電除塵器縱剖面圖附圖三：進氣煙箱側(cè)視圖附圖四：灰斗三視圖附圖五：電暈線與極板布置圖附圖六：氣體導(dǎo)流板與均布板布置圖及均布板詳圖6. 結(jié)論與展望6.1. 結(jié)論在大氣污染問題越來越受到關(guān)注的今天，除塵器的發(fā)展應(yīng)該會很迅速，尤其是電除塵器的應(yīng)用，所以，我們應(yīng)該在前人的經(jīng)驗基礎(chǔ)上創(chuàng)新，對除塵器進行優(yōu)化設(shè)計，提高除塵器的性能。我國硫酸生產(chǎn)用大型電除塵器已基本實現(xiàn)了國產(chǎn)化。由于影響電除塵器的正常送電、穩(wěn)定運行的因素很多， 因此必須十分重視大型電除塵器的設(shè)計、制造和安裝質(zhì)量， 對電除塵器進行精心操作和維護， 在各個環(huán)節(jié)都要做到精益求精。只有