电除尘器的结构原理及应用

目录第一章电除尘器的基本知识第二章电除尘器的除尘原理第三章BE型电除尘器的本体结构第四章电除尘高压控制系统第五章电除尘低压控制系统第六章IPC智能控制系统第七章高压硅整流变压器的结构特点和维护第八章电除尘器调试维护第九章电除尘器常见故障原因分析及其处理第1页共34页电除尘器知识培训教材第一章电除尘器的基本知识电除尘器是利用电力进行除尘的装置，是净化含尘气体最有效的环保设备之一，广泛应用于电力、冶金、建材、化工等行业。电除尘器具有以下明显的优点：1．除尘效率高：设计合理的电除尘器除尘效率可达到99%以上。2．阻力损失小：一般电除尘器的阻力小于294Pa，有的阻力要求更高。3．能处理高温烟气：一般电除尘器用于处理250℃以下的烟气，经特殊设计，可处理350℃甚至500℃以上的烟气。4．能处理大的烟气量。5．能捕集腐蚀性强的物质：采用特殊结构的电除尘器可捕集腐蚀性强的物质。6．运行费用低：由于运动部件少，电耗低，正常情况维护工作量小，相应的日常运行费用低。7．对不同粒径的粉尘进行分类捕集。但电除尘器也存在以下缺点：1．一次投资大：一台电除尘器少则几十万，多则几百万，甚至上千万。2．应用范围受粉尘比电阻的限制：410电除尘器最适合的比电阻范围为10＜ρ＜5×10（Ω．Cm）。3．不能捕集有害气体。4．对制造、安装和操作水平要求较高。5．钢材消耗大。一、电除尘器的分类电除尘器的分类方法很多，主要有以下几种：1．按清灰方式分为干式、半湿式、湿式电除尘器及雾状粒子捕集器。干式电除尘器易产生粉尘二次飞扬。湿式电除尘器需进行二次处理。2．按烟气在电除尘器内的运动方向分为立式和卧式电除尘器。烟气在电除尘器内自下而上作垂直运动的称为立式电除尘器。烟气在电除尘器内沿水平方向运动的称为卧式电除尘器。3．按电除尘器的形式分为管式和板式电除尘器。管式电除尘器主要用于处理烟气量小的场合。板式电除尘器应用广泛。4．按收尘板和电晕极的配置分为单区和双区电除尘器。收尘极与电晕极布置在同一区域内的为单区电除尘器，其应用最为广泛。收尘极与电晕极布置在两个不同区域内的为双区电除尘器。5．按振打方式分为侧部振打和顶部振打电除尘器。振打清灰装置布置在阴极或阳极的侧部称为侧部振打电除尘器，现应用较多的为挠臂锤振打。兰州、诸暨、西矿、上冶矿等均采用此结构。振打清灰装置布置在阴极或阳极的顶部称为顶部振打电除尘器。顶部振打多为美式结构，龙净采用此结构。第2页共34页第二章电除尘器的除尘原理电除尘器的基本原理是利用电力捕集烟气中的粉尘，主要包括以下四个复杂又相互有关的物理过程：1．气体的电离。2．粉尘的荷电。3．荷电粉尘向电极移动。4．荷电粉尘的捕集。基本原理：电除尘器是在两个曲率半径相差较大的金属阳极和阴极上，通过高压直流电，维持一个足以使气体电离的静电场，气体电离后所产生的电子：阴离子和阳离子，吸附在通过电场的粉尘上，使粉尘获得电荷。荷电极性不同的粉尘在电场力的作用下，分别向不同极性的电极运动，沉积在电极上，而达到粉尘和气体分离的目的。在电晕区和靠近电晕区很近的一部分荷电粉尘与电晕极的极性相反，沉积在电晕极上。因电晕区的范围小，所沉积的粉尘也少。电晕区外的粉尘，绝大部分带有与电晕极极性相同的电荷，沉积在收尘极板上。粉尘的捕集与许多因素有关，如粉尘的比电阻、介电常数和密度，气体的流速、温度和湿度，电场的伏安特性，以及收尘极的表面状态等。第三章BE型电除尘器的本体结构BE型电除尘器是在引进美国通用公司（GE）电除尘器技术的基础上，经过消化、吸收，在国产化过程中不断完善起来的一种新型电除尘器。在介绍BE型电除尘器本体结构之前，有必要先了解BE型电除尘器的技术特点。一、BE型电除尘器的技术特点BE型电除尘器有两大技术特点：顶部电磁锤振打清灰和小分区供电。1．顶部电磁锤振打清灰电除尘器按振打清灰方式分为侧部振打和顶部振打二大流派。侧部振打以欧洲为代表，顶部振打以美国为代表。顶部振打其振打装置设置在电除尘器顶部，阳极板或阴极线上获得的振打加速度分布上大、下小，与阳极板、阴极线的清灰要求相一致。因为进入电除尘器的粉尘受重力作用往下沉降，其沉降速度与粉尘的粒径成正比，结果极板、极线上的粉尘上部细而薄、下部粗而厚。粉尘细薄，其粘附力较大，所需的清灰振打力也较大；粉尘粗厚，其粘附力较小，所需的清灰振打力也较小。顶部振打作用力的方向与极线的轴线方向一致，极线不会受到剪切力，极线的轴向强度大于径向强度，因此不易断线。由于顶部振打其振打装置设置在电除尘器顶部，隔离于烟尘之外，烟尘中没有运动部件，因此运行安全可靠，便于维护管理。顶部电磁锤振打可实第3页共34页现振打强度、振打频率和振打顺序在一定范围内随意调节，调整灵活、方便。电磁锤振打器的工作原理：当线圈通电时，线圈周围便产生磁场，振打棒在磁场力的作用下被提升，达到一定高度时，线圈断电，磁场消失，振打棒在重力作用下自由下落，撞击振打杆，由振打杆将振打力传递到电除尘器内部的阴、阳极系统或气流分布装置上，达到振打清灰的目的。顶部电磁锤振打，振打棒与振打杆之间的相对位置不会因系统热胀冷缩的关系而受影响，因此不会改变振打杆的受力效果，而阴、阳极系统的下部可以自由伸缩，因而顶部电磁锤振打式电除尘器对烟气的温度有更宽广的适应范围。2．小分区供电小分区供电即将一个电场细分为二个电场，分别由单独的高压电源向其供电。在除尘器中，从除尘器的入口到出口，烟气的含尘浓度对电除尘的电晕电流和电场强度都有影响。浓度变化越大，电除尘器的电晕电流和电场强度相差也越大。采用小分区供电时，由于汇流区沿气流方向上的长度仅为常规供电配置方式的1/2，因此，其各供电装置所处理烟气的浓度的变化梯度，亦近似为常规供电配置方式的1/2，所以，与常规供电配置方式相比，采用小分区供电时，电除尘器的运行电压与电晕电流值都较高。更能充分发挥电除尘器的性能，从而提高电除尘器的收尘效率。二、BE型电除尘器结构和功能电除尘器的主要结构：电除尘器由两大部分组成，一部分是产生高压直流电的高压电源装置和维持电除尘器正常运行必不可少的低压控制系统（称为电气部分）;另一部分是电除尘器本体，它是对烟气进行净化的装置。系统框图如下：本体高压控制系统GGAJ02K-□□A/□□KV电除尘加热：保温箱加热和灰斗加热振打：侧部和顶部振打电气低压控制系统仓振卸、输灰智能控制系统IPC和DCS控制系统电除尘器高压电源装置的主要功能：根据烟气性质和所处理的粉尘特性，及时调整供给电除尘器的输出电压，使电除尘器能在接近于电场火花放电（或微火花放电）的电压下运行，电除尘器获得尽可能高的电晕功率，达到良好的除尘效果。电除尘器低压控制系统主要功能：阴、阳极振打控制;灰斗卸、输灰控制;安全联锁等功能第4页共34页BE型电除尘器包括：阳极系统、阴极系统、阴阳极系统振打装置、保温箱、气体均布装置、壳体、灰斗及排输灰装置等BE型电除尘器结构图：1、阳极系统由极板排、振打砧及防摆装置构成，BE型电除尘器采用的是BE型极板，宽度为445MM，防风沟宽44MM，中部为平板状，此种结构比较适合顶部振打时力的传递。极板排通过吊板上的二个孔自由悬挂在壳体顶梁底部的吊耳上，吊板上焊有振打砧，振打力通过振打砧传递到极板排上，阳极系统的振打清灰采用电磁锤振打器，一般三排，或五排阳极板配一个振打器，这要根据工况条件、粉尘性质及收尘极板排的质量综合考虑确定。2、阴极系统由阴极框架、阴极砧梁、阴极悬挂系统及防摆装置构成，阴极系统通过砧梁悬挂在阴极吊梁上。BE型电除尘器采用两种阴极线：针刺线和星型螺旋线，针刺线起晕电压较低，电晕电流大，不易产生电晕封闭，适合于粉尘浓度高的场合使用，而星型螺旋线相反，适合于粉尘浓度低的场合使用。3、阴极系统支承绝缘子或绝缘轴的周围若温度过低，其表面容易结露，当除尘器工作时，可能沿绝缘子或绝缘轴表面产生爬电或沿面放电，使工作电压无法上升，所以支承绝缘子附近装设电加热器，外加保温箱，设恒温控制器，以保持温度。4、变压器顶置时，高压电直接通过高压隔离开关、阻尼电阻后进入阴极系统，高压进结装置都有护套管保护。5、电除尘收集下的粉尘，通过灰斗和排、输灰装置输送走，以保证电除尘器的稳定运行。输灰方式分为二类：干输灰和水冲灰，干输灰又分为气力输灰和机械输灰两种。第5页共34页三、BEL型电除尘器的主要结构BEL型电除尘器结构图：1、阴阳极采用类似于圆管式放电的电场极配形式极板极线形式：阳极板采用“W”形的ZT24板、阴极线采用新型芒刺线板线配置方式：采用一块ZT24阳极板配置二根芒刺线的电场极配形式阴极框架采用刚性阴极小框架结构，有利于提高稳定性和使用寿命2、阳极振打方式：采用PLC程序控制侧部整体仿形锤振打方式，可能振打控制制度进行实时调整3、阴极振打方式：采用微机控制顶部电磁锤振打清灰方式，按小区域结构布置，有利于提高清灰效果和避免框架变形及解决阴极线断线问题第四章电除尘高压供电装置第6页共34页本教材以我公司的GGAJ02K型产品的使用和维护为准一、GGAJO2K型高压静电除尘用整流设备电除尘器供电电源自动控制设备，自80年代开始应用微处理器和8位单片机等微机控制技术以来，技术水平已有了显著提高。我公司引进美国GE公司技术开发成功的DAVC控制器，以其优异的性能，成为这种设备的典型代表，受到广大用户的好评。随着电除尘控制机理应用研究的进一步深入，单片机技术、特别是16位单片机技术的发展，以及智能电除尘器控制系统（IPC）的广泛应用，用户对更高性能微机控制设备的期望和需求更加迫切。在这种情况下，我们公司以高起点、高性能为基点，开发出新一代电除尘器微机控制供电设备——K型产品。K型产品的核心MVC-196控制器作为DAVC升级换代产品，吸收了包括DAVC在内的国内、外最新控制技术的精华，应用了我们最新的研究成果。该产品的开发在立足“全数字化技术特征、高精度火花响应控制、独创性控制功能、网络化设计概念”的四大基础上，其目标是开发出具有世界先进水平的产品。1、K型产品（MVC-196）的主要技术特点采用高速、高性能、大容量真16位单片机为控制核心数字化控制程度大幅度提高独家采用硬件和软件双重火花检测控制技术扩充并完善了多种控制方式自动检测动态V-I曲线族采集并存贮电压、电流波形具有特殊的保护功能IPC的一个功能强大的子系统人机接口界面友好集成度、可扩充性提高2、产品主要功能控制功能：a、火花跟踪控制b、最高平均电压控制c、火花率设定控制d、临界少火花控制e、双半波间歇供电控制f、单半波间歇供电控制故障报警和保护功能：a、过流保护b、负载短路保护c、负载开路保护d、危险油温保护e、SCR短路保护f、偏励磁保护g、过压限制保护和过流限制保护h、系统自检和自恢复功能显示功能：显示一次电流、一次电压、二次电流、二次电压、火花率、控制方式等运行参数，显示方式可设为定显和巡屏显示，发生故障时显示故障类型性质。通讯功能3、K型主回路及工作原理图第7页共34页主回路图参见《使用说明书》图4。取样板MVC-196控制器主回路原理图包括设备主回路、操作控制电路和辅助电路（如冷却风机）等几个部分。交流380V电源经断路器（QF1）接通，由反并联晶闸管V1、V2交流调压后，送至整流变信号I1、U1取样、压器初级，再经升压、整流输出直流负高压。I2U2R9和R7分别为直流高压侧电流取样电阻和电压取样电阻。电流和电压取样讯号送至MVC-196控制器，由微处理机系统进行运算处理电场变压器可控硅触发板后，输出讯号控制晶闸管的导通角，形成闭环的自动电压控制系统。4、MVC—196微电压自动控制器工作原理MVC—196控制器采用80C196KC作为CPU。80C196KC是高性能单片机，其本身具有8路A/D转换通道，本系统对一次电压、一次电流、二次电压、二次电流等模拟信号进行处理后，到CPU的A/D转换输入端，模拟信号转换成数字信号，这些信号作为控制依据。CPU根据设定工作模式和控制方式不同的算法，确定每一个半波的导通角，并送出相应的定时值，启动内部定时器定时时间到，定时输出SCR移相触