大气污染控制工程课程设计--电除尘器的设计

大气污染控制工程课程设计--电除尘器的设计内容摘要：

区电除尘器集尘极和电晕极分别装在两个不同区域内，前区安装电晕极称电晕区，粉尘粒子在前区荷电；后区安装集尘极称为集尘区，荷电粉尘粒子在集尘区被捕集。 双区电除尘器主要用在通风空气的净化和某些轻工业部门。 本次 设计采用单区的布置形式。 4．按集尘极的结构形式分为管式和板式 管式电除尘器用于气体流量小、含雾滴气体或需要用水洗刷电极的场合。 板式电除尘器为工业上应用的主要形式，气体处理量一般为 25~30m3/s 以上。 本次设计采用板式的结构形式。 5 第三章 主要设备说明 电晕 极 系统 电晕线 电晕线 形式很多，目前常用的有直径 3mm左右的圆形线、星形线及锯齿线、芒刺线等。 电晕线固定方式有两种：一种为重锤悬吊式；另一种为管框绷线式。 设计电晕线的一般要求是： 1． 放电性能好、 起晕电压低、 击穿电压高，对烟 气条件变化适应 性强； 2． 放电强度强，电晕电流大； 3． 机械强度高，不断线或少断线，耐腐蚀、耐高温，重量轻、成本低； 4． 能维持准确的极距及易清灰等。 本次设计采用芒刺线。 电晕线的固定 电晕线的固定方式通常有三种：重锤悬吊式、框架式、桅杆式。 电晕线与框架横杆的连接固定牢固，不能晃动，否则在这些点上容易产生局部火花和电弧，形成电腐蚀，使电晕线很快烧损，造成断线。 这是电晕极常见故障之一，应予以特别注意。 电晕极的振打装置 为了避免电晕闭塞，需设置电晕极的振打装置。 电晕极振打装置的形式 有水平转轴挠臂锤击装置、摆线针传动机构、凸轮提升振打机构。 其中使用较多的是水平转轴挠臂锤击装置和提升振打装置。 绝缘套管 电晕极框架是借助于吊杆悬吊于壳体顶部的绝缘套管上，绝缘套管要承受框架重量和高压的作用，保证与壳体有良好的绝缘性能。 绝缘套管有石英、瓷、刚玉三种材质，在绝缘套管的下端，应设置一个 400mm、高 400~450mm的防尘罩，一方面防止 6 含尘气体直接吹入绝缘套管的内壁，以免因内壁挂灰而引起表面电击穿；另一方面，由于吊管是高压带电，而防尘罩不带电，他们之间形成电场，带点粉尘进入时也能沉积 在防尘罩上。 绝缘套管的上盖应留有检查孔，以便必要时用压缩空气清楚内壁的积灰。 保温箱 如果电晕极框架的支持绝缘套管周围的温度过低，则其表面会出现冷凝水汽，那么，当除尘器工作时，便容易沿绝缘套管表面产生沿面放电，使工作电压升不上去，以致无法操作。 所以在绝缘套管附近需装设管状加热器。 壳体采用工字梁结构，则在箱内装设恒温控制器，以便控制加热器的工作。 集尘极 系统 集尘极板 板式电除尘器的集尘板垂直安装，电晕电极置于相邻的两板之间。 集尘极长一般为 10~20m、高 10~15m板间距 ~，处理气量 1000m3/s以上，效率高达 %的大型电除尘器含有上百对极板。 集尘板的型式有 C 型板、 Z型板等，本设计采用 C 型板。 集尘极结构对粉尘的二次扬起，及除尘器金属消耗量 （约占总耗量的 40~50%）有很大影响。 性能良好的集尘极应满足下述基本要求： 1．振打时粉尘的二次扬起少； 2．单位集尘面积消耗金属量低； 3．极板高度较大时，应有一定的刚性，不易变形； 4．振打时易于清灰，造价低。 集尘板的悬挂 极板通常被悬吊在固定于壳体顶梁的小梁上。 其联接点有铰接和固接两种，不同的联 接方法，其板面振动加速度不同。 上下两端采用固接方式可活的较大的板面振动加速度。 但是，上下均采用固接型式，当各条极板受热不均匀时，则会造成某些极板弯曲，影响两极间距，降低操作电压，使除尘效率降低。 7 在实践中发现，极板两端的联接板与极板的联接容易脱开，目前采用的方法是，上部将极板直接用螺栓与悬吊梁联接，下部将极板与撞击杆相联。 集尘极板的清灰装置 集尘极板表面上的粉尘清除，靠对极板进行周期性振打，并使板面产生一定的振打加速度实现。 振打周期、频率和强度与含尘气体、粉尘性质、电除尘器的结构形式等很多因素 有关。 应留有较大的调整余地，以便在运转过程中逐步调整确定出合适的振打制度。 集尘极一般采用间歇振打，振打频率为每分钟 4~8次，振打周期随气体含尘浓度而定。 气流分布板 电除尘器内气流分布对除尘效率具有较大影响，为了减少涡流，保证气流分布均匀，在进出口处应设变径管道，进口变径管内应设气流分布板。 最常见的气流分布板有百叶窗式、多孔板分布格子、槽形钢式和栏杆型分布板等，而以多孔板使用最为广泛。 通常采用厚度为 3~。 孔径为 30~50mm，分布版层数为 2~3层。 对气流分布的具体要求是： 1．任何 一点的流速不得超过该断面平均流速的土 40% 2．在任何一个测定断面上， 85%以上测点的流速与平均流速不得相差土 25%。 本设计采用多孔型气流分布板。 高压供电设备 高压供电设备提供粒子荷电和捕集所需要的高场强和电晕电流， 为满足现场需要， 供电设备 操作必须十分稳定，希望工作寿命在 20 年之上，通常高压供电设备的输出峰值电压为 70~l00kV，电流为 100~2020mA。 为使电除尘器能在高压下操作，避免过大的火花损失，高压电源不能太大，必须分组供电。 大型电除尘器常常采用 6个或更多的供电机组。 增加供电机组 的数目，减少每个机组供电的电晕线数，能改善电除尘器性能， 但是增加供电机组数和增加电场分组数，必然增加投资。 因此电场分组数的确定必须考虑保证 效率和 减少 投资两方面因素。 8 排灰装置 电除尘器的排灰装置根据灰斗的形式和卸灰方式而异。 但都要求密闭性能好，工作可靠，满足排灰能力。 常用的有螺旋输送机、仓式泵、回转下料器、链式输送机等。 灰斗采用锥形，并且卸料采用间歇式时，可选用仓式泵排灰装置。 9 第四章 主体结构设计计算 设计参数 1． 处理炉气量 smhmQ / 2 7 7/104 6 0 334  (41) 式中： Q—— 处理炉气量， m3/h。 2． 粒子在电场中的驱进速度 当煤的含硫量大于 %，小于 2%，粉尘中 Na2O 含量大于 %，电晕线采用芒刺型电极，极间距取为 300mm时，可按下式计算 ：   (42) 式中 ： S—— 煤的含硫量 ， %； 1k —— 平均粒度影响系数，其值按表 41选定。 表 41 平均粒度影响系数 a平 均 ( m ) 10 15 20 25 30 35 k1 1 1 1 2 2100 nnW a W a W aa   平 均 (43) 式中 ： 1W 、 2W —— 粒度为 1a ， 2...a 组成的百分比 ； 1a， 2a —— 粒度平均粒径 ， m。 表 42 烟气粒度分布 粒径 ( m ) 6 6~10 10~20 20~30 30~40 40~50 间隔中点粒径 6 8 15 25 35 45 百分比组成 14 则： 100 平均a m 根据 a 平均 的值 用内插法查 表 41取 k ，则 ： smscm / 10 电除尘器箱体横断面各部分尺寸 根据所处理气体流量，需要八台电除尘器，以下只计算一台的外形尺寸，另七 台尺寸与这台相同。 1． 集尘板的面积 %1 001 00 028 301 00 028   % 11ln1f   (44) ms/110 1  式中 ： f—— 比表面积， s/m； —— 除尘效率 ， %； —— 粉尘驱进速度 ， m/s。 A fQ (45) m  式中： A—— 所需 集 尘极面积 ， m2； 考虑处理气量、温 度、压力的波动，供电系统的可靠性等因素影响，参照实际情况，取储备 系数 K ， 实际 所需集尘极面积为： 39。 A A K (46) m  式中： A —— 实际所需集尘极面积， m2。 实际比表面积： 39。 39。 AfQ (47) ms /132  式中： f —— 实际比表面积， ms/。 11 2．除尘效率验算 1 fe。