電除塵器設計指導書

1、電除塵器課程設計任務與指導書一、設計目的 通過該設計，使學生能夠綜合運用課堂上學過的理論知識和專業(yè)知識。以鞏固和深化課程內容；熟悉使用規(guī)范、設計手冊和查閱參考資料，培養(yǎng)學生分析問題、解決問題和獨立工作的能力；進一步提高學生計算、繪圖和編寫說明書的基本技能。二、設計內容和步驟：1. 設計基本資料某電廠地處東南季風區(qū)，四季分明，溫暖濕潤，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。根據當?shù)貧庀笈_多年氣象資料統(tǒng)計，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)風出現(xiàn)頻率為20.0%，西北 (NW)風 出現(xiàn)頻率為14.7%，西(W)風出現(xiàn)頻率13.1%，南(S)風出現(xiàn)頻率6.0%，東北(WE)風出現(xiàn)頻率9.6%，東(E)風出現(xiàn)頻率8.3%，東南(SE)風出現(xiàn)頻率8.0%，西南(SW)風出現(xiàn)頻率7.2%，靜風出現(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)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cm3107910711073.81072. 電除塵器基本結構圖根據前述條件，繪制電除塵器的各個部件，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、電場內部阻流板、灰斗阻流板）、殼體支座、儲、排灰系統(tǒng)等。具體參數(shù)的設計見后。電除塵器總體結構圖要求用1號圖紙繪制，重要部位要求有剖面圖

4、，并附有設備名稱及必要的說明（明細表）。常規(guī)板臥式電除塵器結構透視圖三、設計說明書整理后的說明書應編有章節(jié)目錄，設計任務來源，原始資料和設計要求放在最前，分組表隨其后，各人在分組表中劃定自己的設計條件。有關參數(shù)的設計與計算應按流程的先后次序分章節(jié)編寫。對所采用的設計數(shù)據（反映了設計者的設計思想及設計原則）應做必要的說明。1.說明書要求A4開紙，用鋼筆書寫或打?。ㄕ乃误w、小四號字，1.5行距），草圖要求按比例。2.設計計算書參數(shù)計算，電除塵器基本結構。四、設計基礎資料4.1主要參數(shù)計算4.1.1電場風速電場風速可由下式計算：V= Q/F(m/s) (1)式中 Q被凈化的煙氣量， m3/s；F電

5、場斷面積， m2；電場風速大小的選取，一般在0.41.5m/s范圍。過高的電場風速，不僅使電場長度增大，占地面積增大，還會引起大的粉塵的二次飛揚，降低除塵效率。反之，過低的電場風速必然需要大的斷面積，這樣煙氣沿斷面的分布較難達到均勻，所以電場風速的選擇要適當。4.1.2收塵極板的板間距電除塵器收塵極板的板間距，根據多年的設計經驗，從電除塵器的各個方面考慮，若= f(2b)，則當曲線的導數(shù)為正值時（即0時），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生的誤差之和，可取 25mm40mm，m一般為 4b5 之間。所以b = (4+1)40=200mm b = (5+1

6、)40 =240mm因此極板的板間距為 400mm480mm。美國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500mm。4.1.3 電暈線的線間距(2c)電暈線的線間距對電暈電流的大小會有一定影響，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。經試驗，最佳線距與電暈線的形式和外加電源有關。一般取0.60.65倍的通道寬度為宜。對于星形斷面和圓形斷面，電暈線的線距取160200mm為宜；當極間距為400mm時，線距應取240mm；對于鋸齒線、魚骨針線和RS管狀芒刺線一般取500mm為宜。4.1.4粉塵的驅進速度20世

7、紀，英國中央發(fā)電局曾用計算機對19個發(fā)電廠的74次電除塵器的試驗結果進行了線型多重回歸分析，得出飛灰電除塵器的有效驅進速度（這里用除塵參量表示）的計算公式：=67.2-4.81lnAQ-0.7432-0.710-7S-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；高壓供電機組每千伏安容量供電載荷量，cm2/（kvA）粉塵的驅進速度與很多因素有關。因此，驅進速度的確定，既復雜又十分重要。依據煤質和灰理化分析，依據用戶對電除塵器的要求和類比計算，考慮在設計、制造、安裝和使用時所應采取的有利于提高驅

8、進速度的措施，綜合分析，驅進速度按下式計算= 9.62 kS 0.625 (2)式中 驅進速度，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，實際上用戶所要求的除塵效率是選取驅進速度時要考慮的重要因素，一般來說，用戶要求的效率越高，選取的驅進速度越小。一般情況下驅進速度的設計值是根據經驗選取的。當板間距取300mm時，驅進速度取56cm/s；板間距為400mm時

9、，驅進速度為板間距300mm時的1.11.3倍。4.2電除塵器主要部件的結構形式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

10、場的電暈線多選用芒刺線，第三、四電場的電暈線選用管狀芒刺線或星形線，有時為便于制造，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，但每個電場、每個框架最好兩側都裝設振打裝置。4.2.4進氣煙箱與出氣煙箱電除塵器的進出氣煙箱常做成喇叭形，在特殊要求時，可做成上進氣或下進氣形式。當進口煙氣含塵濃度較高時，進氣箱下部需設置灰斗，以避免由于分布板分離出的大量粉塵在進氣箱底板堆

11、積或大量流入第一電場前的振打裝置。4.2.5氣流分布板和槽型板氣體的導流和分配部件主要是控制氣流分布，實現(xiàn)均流措施。為使氣流沿電場均勻分布，需在進氣箱內設置氣流分布裝置。分布板的形式多采用多孔分布板，這種分布板結構簡單，且有較好的均布作用。為使氣流均布良好，多孔板的層數(shù)應不少于兩層。在出氣煙箱處設置槽型板裝置。4.2.6殼體殼體的作用是引導氣體通過電場，支撐電極和振打設備，形成獨立的收塵空間，它應該有足夠的剛度和強度，穩(wěn)定性，不能有改變電極間相對距離的變形，要求嚴密，漏風率在標準限度以內。殼體多采用箱形的鋼結構，僅僅在處理高壓煙氣時才做成圓柱形。殼體的頂蓋有戶內式和戶外式兩種，規(guī)格在10m2以

12、上的電除塵器一般均設計成戶外式。4.2.7灰斗殼體下部灰斗有四棱臺狀和棱柱狀兩種，根據排灰方式的不同，可采用不同的形式，四棱臺狀灰斗多適用于順序定時排灰，棱柱狀灰斗適用于連續(xù)排灰，灰斗的出灰口需裝設密封性良好的排灰閥。4.2.8梁柱的布置形式根據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構形式和均勻分布的立柱結構，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。后者的結構有利于煙氣加熱整個頂梁，這樣可以減少整個頂梁由于上下溫差而產生的熱應力。4.2.9集塵極與電暈極的配置在電場設計中，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

13、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置在框架中部，有較好的清灰效果，其缺點是：除塵器的長度較大。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：對于高溫電除塵器（高于350），由于電暈線的伸長量大，電暈線容易彎曲影響電除塵器的正常運行。4.2.10計算所需的收塵極面積電除塵器工作時的實際條件（如煙氣性質、風量、風壓、溫度）與設計時設定的條件可能存在差異，或者設計者選取某些數(shù)值（如驅進速度、選定的振打周期以及氣體分布等）有生產實際可能有出入，所以在設計除塵器時，不需考慮一定的儲備能

14、力。 從多依奇效率公式中可知，設計時只要適當改變、A、Q、 四個數(shù)之中任意一個，便可使電除塵器的工作能力有所儲備。為使電除塵器具有儲備能力通常有以下幾種方法：一是采用提高除塵效率；二是采用增大設計煙氣量；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值已經很高，空間小；采用增大設計煙氣量的方法，容易與電除塵器的漏風率混淆；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備能力。設計時按下式計算所需收塵極面積A=-qvln(1-)K (4)式中 驅進速度，m/s；A總除塵面積，m2 ；k儲備系數(shù)，1.01.3；qv煙氣量，m3/s

15、；除塵效率，%。其中儲備系數(shù)k選取時應綜合考慮，如電除塵器用于何種流程；煤種的變化；環(huán)保要求等。根據上述幾點，可選取其中較大的k值。4.2.11 確定電場數(shù)在臥式電除塵器中，為滿足高效、可靠的運行要求，根據我國的具體情況，電場長度取3.5m5m為宜，電場數(shù)就排放標準取34個，新標準建議取46個，特別難收集的粉塵可取68個。4.2.12煙氣量考慮鍋爐運行一段時間后排煙溫度的提高和漏風的增加，總體設計中的煙氣量Q，建議采用鍋爐熱力計算書中的排煙量Q工況（工況值）乘以煙溫變化修正系數(shù)K1和漏風修正系數(shù)K2，Q= K1 K2Q工況 (5)K1=273+t1273+t (6)式中 t鍋爐熱力計算書中的排

16、煙溫度，；t 1計算排煙溫度，；（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算當電除塵器的主要參數(shù)和結構形式確定后，其各部尺寸便可通過下列計算方法求得：4.3.1初定電場斷面 FF=qvv (7)式中 F 初定電場斷面積，m2；V 電場風速，m/s。4.3.2電場高度 h當 F 80m2 hF (8)當 F80m2 hF 2 (9)式中 h電場高度，m。要對于極板高度h進行圓整。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)，當選用雙進風口時，N 值應取偶數(shù)。4.3.4電場有效寬度 B有效B

17、有效=2bN (11)4.3.5實際電場斷面FF = hB有效 (12)4.3.6電除塵器的內壁寬度 B單進風： B=2Ns+2 (13)雙進風： B=2Ns+2+ e1 (14)式中 最外層的一排極板中心線與內壁的距離，此值可以根據除塵器的大小在50100mm間選?。籩 1中間小柱寬度。Ns除塵器內部兩極間的距離，mm。4.3.7柱間距 Lk電除塵器在與氣流流動方向垂直斷面上的外側柱間距 Lk 按下式計算L k= ( B + e )/m (15)式中 e =400mm，m=24.3.8內高 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

18、高度，m；h1當極板上端懸吊于頂梁的X型梁上時，h1 =0；當極板懸吊于頂梁下面的懸掛裝置時h1=80mm300mmh2除塵極下端至撞擊桿的中心距離，按結構型式取h2=35mm50mm；h3撞擊桿中心至灰斗上端的距離，取h3 =160mm300mm。4.3.9單電場的長度LL=A2Nnh (17)式中 n電場數(shù)量4.3.10電除塵器殼體內壁長LHLH = n(L + 2Le2 + c) + 2Le1c (18)式中 Le1電除塵器內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 兩電場間框架間距，380440mm。4.3.11煙氣流方向的柱距中間

19、柱距 Ld1 = L + 2 Le2+ c (19)外側柱距 Ld2 = L+ 2Le2+ c/ 2 (20)最外側的柱距與除塵器內壁：X1 = Le1 (21)4.3.12進氣箱進氣口面積 F0進氣箱的進氣方式有上進氣和水平進氣兩種，一般采用水平進氣。當采用水平引入式進氣箱時，進氣箱的進氣尺寸按下式計算：F0=qvV0 (22)式中 F0進氣口面積，m2；V0進氣口處的流速，m/s，在電場的電除塵器設計中，進氣風速可取 8m/s左右。4.3.13進氣箱長度 LzLz= (0.55 0.56 )(a1 -a2)+250 (23)（安裝導流裝置時系數(shù)取 0.35）式中 a1，a2是 Fk 及 F

20、0 處最大邊長，m；Fk 進氣箱大端的面積，m2。4.3.14氣流分布板層數(shù) n當6F有效F020 n=2 (24) 當20F有效F050 n=3 (25)4.3.15氣體分布板開孔率t多孔板阻力系數(shù) 與它的開孔率t 間的關系由下式確定： =0.7071-t+1-t2/t2 (26)=N0FKF02n-1 (27) 式中 阻力系數(shù)；N0氣流在入口處按氣流動量計算的速度場系數(shù)，對于直管 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，m。4.3.17進氣管出口到

21、達一層多孔板的距離 HpH p 0.8Dr (30)Dr=F0 n0 (31)式中Dr進氣管的水力半徑。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出口含塵質量濃度，g/m3；Ci入口含塵質量濃度，g/m3。除塵效率的驗算：=1-e-f100% , f=AQ (多依奇公式)4.3.20灰斗排灰量 G0G0=3

22、Qqn1 (36)式中 3考慮排灰口的排灰能力應增大的倍數(shù)；q粉塵進口濃度， t /m 3；Q煙氣量， m3 /h ；當采用角錐形斗時，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實際/qv (37-1)f=1ln11- (37-2) 4.3.22單區(qū)供電面積 AiAi=A實際N1=2LaHZM=2LmHZM (38)式中 N1供電分區(qū)數(shù)；m電場數(shù)；M電除塵器室數(shù)。4.3.23供電分區(qū)數(shù) N1N1=A實際/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。采用芒刺電極時板電流密度為0.4mA/m2。A單區(qū)的電場收塵極面積，。整流器的容量應根據除塵器的工作電壓、電流值選取，而不能根據空載時的情況來選取，整流器的額定電壓按除塵器極間距大小選取。當同極間距為300mm 時可取額定電壓為65KV；當同極間距為400mm時可取額定電壓為72KV。電流值與煙氣性質、電暈線型式等有關。五、主要參考資料1 化工設備設計全書除塵設備設計. 上海: 科學技術出版社,1989.2 （日）通產省公安害保