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高壓靜電收塵器概述
工作原理
高壓靜電收塵器是利用尖端放電原理,在陰極和陽(yáng)極間形成的高壓電場(chǎng)中,由于陰極尖端芒刺的靜電放電而產(chǎn)生電離區(qū),將煙塵氣體中的部分化合物分子電離而產(chǎn)生帶電離子,這些離子吸附在粉塵上荷電粒子受電場(chǎng)力的拉動(dòng),向所帶電荷異極運(yùn)動(dòng),與異極(極端或芒刺)后釋放出電荷,粉塵便沉積在電極上,通過(guò)振打收塵于集灰斗,達(dá)到收塵的目的。
電收塵器的流程可概括為 “電離 → 荷電 → 遷移 → 沉積 → 清灰” 五個(gè)步驟:
- 電離:在接負(fù)極的放電極(電暈極)與接正極的集塵極(沉淀極)間施加高壓直流電(通常為數(shù)萬(wàn)伏),使周圍空氣電離,產(chǎn)生大量離子。
- 荷電:粉塵顆粒與離子碰撞,帶上電荷。
- 遷移:帶電粉塵在電場(chǎng)力作用下,向帶相反電荷的集塵極運(yùn)動(dòng)。
- 沉積:粉塵附著在集塵極表面,形成粉塵層,凈化后的氣體排出。
- 清灰:通過(guò)機(jī)械振打、旋轉(zhuǎn)刷或水膜沖洗等方式,將集塵極上的粉塵抖落或沖下,落入灰斗排出。
電收塵器的應(yīng)用
- 燃煤電廠:鍋爐煙氣除塵。
- 冶金行業(yè):高爐、轉(zhuǎn)爐、燒結(jié)機(jī)、有色金屬冶煉等煙氣凈化。
- 建材行業(yè):水泥回轉(zhuǎn)窯、烘干機(jī)、磨機(jī)等粉塵治理。
- 化工及其他:處理各類工業(yè)窯爐、鍋爐及部分高溫、腐蝕性含塵氣體。
循環(huán)流化床鍋爐燃煤適應(yīng)性強(qiáng),爐內(nèi)噴鈣脫硫率高達(dá)90%以上。但由于爐內(nèi)摻鈣脫硫而較大幅度地降低了煙氣中SO2的含量,對(duì)提高除塵效率帶來(lái)負(fù)面影響,同時(shí)煙塵中鈣的化合物含量大量增加,這都導(dǎo)致煙塵比電阻增高。由于摻鈣和脫硫,增加了大量的粉塵,使得煙氣的含塵量大幅度地增加。因此,循環(huán)流化床鍋爐煙塵的進(jìn)口含塵量大,容易產(chǎn)生電暈封閉;另外,灰塵粘度較大,易造成極板和極線沾灰。所以這種情況下,我們要進(jìn)行技術(shù)革新,才是保證高壓靜電收塵器設(shè)計(jì)除塵效率和運(yùn)行安全可靠的技術(shù)關(guān)鍵。
根據(jù)循環(huán)流化床鍋爐煙氣條件,我們?cè)谠O(shè)計(jì)高壓靜電收塵器中采取了以下針對(duì)性的技術(shù)措施,以確保高壓靜電收塵器的效率、壽命及可靠性。具體如下:
1、正確選型:確保電除塵器的效率
選擇電除塵器的規(guī)格大小,布置方式(即選型)是保證除塵效率的關(guān)鍵。選型過(guò)大,會(huì)增加投資,造成浪費(fèi)。選型過(guò)小,使排放達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn),滿足不了設(shè)計(jì)要求,后果會(huì)更加嚴(yán)重。本公司根據(jù)國(guó)外先進(jìn)技術(shù),經(jīng)計(jì)算機(jī)選型來(lái)選定電除塵器規(guī)格大小。再根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的具體條件來(lái)確定電除塵器的布置方式(特別是進(jìn)、出口封頭的方式)。
2、極間距的確定
國(guó)內(nèi)外許多研究者從不同角度進(jìn)行試驗(yàn),幾乎得出同樣的結(jié)論:在電站電除塵器中,在相同體積的條件下,400mm以上間距可以獲得比300mm間距更高的除塵效率。研究結(jié)果表明,隨著極間距的增大,極板上的電流密度分布趨于均勻。一方面陽(yáng)極板的有效利用率得到了提高; 另一方面, 遏止了極板上電流密度過(guò)于集中的局部地區(qū)產(chǎn)生反電暈的可能, 二者都促進(jìn)了除塵效率的提高, 對(duì)比試驗(yàn)還表明,在相同的工況條件下,極間距從300mm增大到400mm以上, 操作電壓可大大提高,從而大大提高了除塵效率。不僅如此,400mm極間距以上, 其內(nèi)部維修顯然要比300mm間距方便。所以,自80 年代末以來(lái) ,幾乎不再在電站除塵器中采用300mm間距, 循環(huán)流化床鍋爐產(chǎn)生的煙氣煙塵比電阻高, 且煙氣含塵大。400mm以上間距可以較為有效的遏止由于高比電阻引起的反電暈現(xiàn)象,且不會(huì)由于高含塵量而引起電暈封閉,這都是保證除塵效率的重要條件。鑒于上述原因,循環(huán)流化床鍋爐用電除塵器同極間距以采用400mm以上為宜。
3、合理的極配型式--電場(chǎng)480C型陽(yáng)極板配整體管形芒剌線
480C型陽(yáng)極板, 板面壓有溝槽, 使之易于吸附粉塵。兩旁的折邊不僅增加了極板的剛性,而且作為防風(fēng)溝還可以防止粉塵的二次飛揚(yáng)。振打加速度傳遞良好,易于清灰。單位集塵面積的重量較輕,在高溫和振打作用下,抗變形能力強(qiáng)。循環(huán)流化床鍋爐用電除塵器也宜選用這種陽(yáng)極板。
電暈線的選用至關(guān)重要。循環(huán)流化床鍋爐用電除塵器對(duì)電暈線有四大要求:⑴適應(yīng)高比電阻;⑵適應(yīng)高含塵量;⑶極線放電放電點(diǎn)不粘灰;⑷檢修的間隔周期長(zhǎng)?;疽笥卸€(gè):一是牢固可靠,二是電氣性能好。本公司采用的管型芒刺線基本具備上述條件,即循環(huán)流化床鍋爐用電除塵器合適的陰極線。新型管型芒刺線主要依靠芒刺尖端放電, 有強(qiáng)烈的電風(fēng),在高含塵量條件下,不會(huì)產(chǎn)生電暈封閉,在實(shí)際運(yùn)行中可持續(xù)保持運(yùn)行電壓≥60KV, 從而保證電除塵器的高效運(yùn)行。
4、氣流分布裝置,保證氣流分布的均勻性
氣流分布均勻性是提高除塵效率的先決條件,它的重要性是眾所周知的。我們?cè)谖?guó)內(nèi)外先進(jìn)技術(shù)的基礎(chǔ)上采用了阻流加導(dǎo)流的氣流分布形式,雖也有多孔板,但孔徑大,開(kāi)孔率高, 阻力較小,決不會(huì)堵孔。而且多孔板兩邊設(shè)置有導(dǎo)流作用的折邊,大大地增加了氣流分布板剛性,即使在相當(dāng)強(qiáng)的渦流作用下,也決不會(huì)像一般平板那樣產(chǎn)生撕裂。在此基礎(chǔ)上,在適當(dāng)部位加設(shè)導(dǎo)流板,這不僅可以保證氣流分布的均勻性,而且它可以對(duì)進(jìn)入電除塵器的煙氣進(jìn)行粗除塵,其除塵效率是相當(dāng)明顯的。除下的灰塵,通過(guò)進(jìn)口封頭下底板落入第一電場(chǎng)的灰斗內(nèi)。
5、在出口封頭中設(shè)置槽形板,增加細(xì)粉塵的捕集
末電場(chǎng)粉塵特點(diǎn)是顆粒細(xì),粘性大,煙溫低,粉塵本身荷有負(fù)電,清灰困難,特別是流化床鍋爐粉塵比電阻偏高,處理不當(dāng)會(huì)引起反電暈,除在板配上選擇高壓低電流運(yùn)行外,在出口封頭大端設(shè)置槽形板是捕集細(xì)顆粒粉塵的有效措施,由于粉塵自身荷電撞擊在槽形板上具有電除塵器功能,槽形板使粉塵凝聚成大顆粒在煙氣流速的沖擊下同時(shí)具備機(jī)械除塵的效果,這是在電場(chǎng)有效空間內(nèi)改善除塵效率的一項(xiàng)重要措施。
6、防止陽(yáng)極板、陰極線粘灰的技術(shù)措施
?、胚x用電風(fēng)強(qiáng)烈,不會(huì)產(chǎn)生電暈封閉新型芒刺線
?、七m當(dāng)增加振打力,并在結(jié)構(gòu)上采取必要的措施,盡可能使振打力的分布均勻。
良好的振打清灰效果必須從振打加速度、振打頻率、振幅三大要素綜合考慮,在陽(yáng)極板、陰極線型式、結(jié)構(gòu)特定的前提下,在保持有效清灰而不引起二次飛揚(yáng),重點(diǎn)是考慮有效的振打加速度值,由于流化床鍋爐的粉塵粘度、粒度有別于常規(guī)鍋爐,同一電除塵器不同電場(chǎng)粉塵性質(zhì)的不一致性這一特點(diǎn),在振打機(jī)理方面相似于粘性粉塵的振打機(jī)理技術(shù),在振打傳動(dòng)及機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)上不僅考慮溫度,粉塵條件下可活動(dòng)零件的磨損、安裝施工中的誤差所引起的設(shè)備可靠性影響,既保持在運(yùn)行中有效清灰,又不使振打力過(guò)大所引起的二次飛揚(yáng),以合適的振打加速度使沉結(jié)在極線與極板表面的粉塵剝離極板,灰塵以片狀下滑。
⑶設(shè)計(jì)可靠的保溫結(jié)構(gòu),減少在電除塵器內(nèi)煙氣的溫降,以確保煙氣溫度高于露點(diǎn)溫度。
?、葒?yán)格控制殼體的漏風(fēng)率。因?yàn)椤奥┤搿钡睦滹L(fēng)會(huì)使局部區(qū)域的溫度降低,導(dǎo)致局部結(jié)露而粘灰,同時(shí)對(duì)設(shè)備壽命帶來(lái)影響。
?、刹捎秒p層人孔門,如果人孔門密封性不好,就容易漏風(fēng)。因?yàn)槁┤氲氖抢滹L(fēng),在人孔門附近的極板、極線就容易變形,影響正常的極間距而降低電除塵器的運(yùn)行電壓。因此,循環(huán)流化床鍋爐電除塵器必須采用雙層人孔門。由于采取雙層結(jié)構(gòu),所以不僅密封性好,而且保溫效果也好。