电除尘技术。
一、 绪论。
1、 ep的特点。
1 除尘效率高,可达99%以上,对于半径小于0.1μm的细灰仍有捕集作用。
2 本体压力降小,一般为160~295pa。
3 能耗较低,一般处理1000m3的烟气约需0.2~0.6kw的电能。
4 处理烟气量大,单台电除尘处理烟气量可达106m3/h.
5 耐高温,采用普通钢材可在350℃下运行。
6 一次性投资与钢材消耗量大。
7 占地面积大。
8 对制造、安装、运行的要求比较严格,否则不能达到预期的除尘效果。
9 对粉尘的特性较敏感,最适宜的粉尘比电阻范围为104~1011ω.㎝
2、 ep的发展趋势。
1、 进一步提高除尘效率,对环境保护越来越重要。
2、 减少投资。
3、 在保证效率的前提下,尽量节约能源。
4、 解决高比电阻粉尘的捕集问题。
5、 提高电除尘器对煤种变化的适应性。
3、 各类除尘器性能比较。
4、 保持电除尘长期、安全、稳定、高效运行。
1 环保、安全、发电必不可少的设备,管好、用好电除尘既是环保的需要,也是保证电厂安全生产的需要。
2 电除尘技术性强,管理要求水平高,要象机、电、炉设备那样进行专业化管理。
3 电除尘设备费用高,占总投资的4%,并且采用比较先进的技术。
4 电除尘设备是特殊的机电一体化的大型设备,体积大,零部件多,有大量的电晕线和收尘极板,靠高电压和电晕放电实现除尘,技术性强,影响因素多。
5 收尘电场内部结构件发生故障,只能在停炉和机组大小修时才能修复,零部件一定要牢固。
6 科学、严格的管理,相应制定很多制度(设计、制造、安装、调试、运行、检修与管理),注意异极间距,并保证垂直度。
二、 电除尘的常用术语及分类。
一) 常用术语。
1、 台:具有一个完整的独立外壳的电除尘器,称为一台。
2、 室:在电除尘内部由外壳和隔墙(或外壳及立柱支撑)所围成的一个气流的流通空间称为室。
3、 电场:沿烟气流通方向将各室分为若干区,每一个区有完整的收尘极和电晕极及振打装置,并配以相应的一组高压电源装置,称每个独立区为收尘电场。
4、 电场高度:将收尘极板的有效高度(即除去上下两端夹持端板的收尘极板的高度),用h表示。
5、 电场通道数:电场中相邻两排极板之间的空间称为通道。电场中的阳极板排的总数减1。用n表示。
6、 电场宽度:一个电场最外侧两个阳极板排中心平面之间的距离,用b表示。同极距2b,异极距b,则b=2bn。
7、 电场截面(f):电场高度与电场宽度的乘积。单位:m2。相对于一个电除尘来说,f=bh×室数。也称流通截面、断面积、流通面积。
8、 电场长度:在一个电场中,沿气流方向的一排收尘极板的长度称为单电场长度。沿气流方向各个单电场长度之和,称为电除尘的总电场长度。
龙山,l12 =0.5*9=4.5m, l34=0.
5*8=4m,总长度l=(4+4.5)*2=17m。
9、 处理烟气量:q(m3/s)工作状态下,电除尘入口与出口的烟气流量的平均值,等于工作状态下电除尘入口处的烟气量与除尘器漏风量的一半之和。
q==415.9m3/s
10、 电场风速:(m/s)烟气在收尘电场中的平均流动速度。等于进入电除尘的烟气流量(m3/s)与电场截面积之比。
u===0.885 m/s。风速越高,除尘效率越低。
一般情况下,u=0.7~0.9 m/s.
11、 停留时间t(s):烟气流经电场长度所需的时间称为停留时间。t===19.2s.
12、 收尘极板面积a(m2):收尘极板的有效投影面积。阳极板两面收尘。
一个阳极板排:a=2hl
一个电场收尘面积:a/=2hln
一个室的收尘面积:a//=2hlnn
一台除尘器的收尘面积:a///2hlnn室数=39934.7 m2(龙山)
13、比收尘面积:f(m2/ m3/s)f===96 m2/ m3/s
处理单位流量的烟气量所需的收尘面积,对效率的影响很大。
14、 驱进速度:ω(m/s)
荷电悬浮尘粒在电场力作用下向收尘极板表面运动的速度。
利用多依奇效率公式:η=1-e-ω反算出来。ω=
15、 除尘效率(%)含尘烟气流经除尘器时,**集的粉尘量与原有粉尘量之比η
1) 粉尘重量表示法η=(g入—g出)/g入×100%,式中:
g入:单位时间内进入除尘器的粉尘量,kg/h
g出:单位时间内从除尘器排出的粉尘量,kg/h
2) 烟气含尘浓度表示法。
=(1-k)×100%
式中:c入除尘器入口烟气含尘浓度g/ m3
c出除尘器出口烟气含尘浓度g/ m3
k和漏风系数有关,k=1+α,漏风系数。
16、 一次电压:v1(v)输入到整流变压器初级侧的交流电压。
17、 一次电流:i1(a)输入到整流变压器初级侧的交流电流。
18、 二次电压:v2(kv)整流变压器输出的直流电压。负高压0~60kv,0~70kv。
19、 二次电流:i2整流变压器输出的直流电流。其中包括三部分:
①电晕电流i2/,②漏电流i2//:高压绝缘子、高压硅堆电缆,这是有害的。③反电晕电流i2///有害的。
即i= i2/+ i2//+i2///
20、 电晕放电:在相互对置着的电晕极和收尘极之间,通过高压直流电建立起来极不均匀的电场,在电晕线附近的场强最大,当外加电压升到某一临界值时,在电晕极附近很小范围内会出现蓝白辉光,并伴有咝咝的响声,电压越高,电晕放电越激烈。这种现象叫做电晕放电。
21、 电晕电流:发生电晕放电时,在电极间传导的电流。
22、 火花放电:电压vp,特征:电流迅速增大,因为运行时,追求高电压,经常发生火花放电。
23、 电弧放电:在火花放电之后,若再提高外加电压,就会使气体间隙强烈击穿,出现持续放电,爆发出强光和强烈的爆裂声并伴有高温,这种强光会贯穿电晕极和收尘极两极板间的间隙,这种情况叫做电弧放电。
24、 电晕功率:p2输入到电除尘器的有用功率,它等于两极间的平均电压和平均电晕电流的乘积。p2=v2i2
25、 伏安特性:电除尘器运行过程中,电晕电流与施加电压之间的函数关系。
26、 空载伏安特性:电除尘器未通过烟气时,(投运前)电场中仅为空气介质时的伏安特性,称为空载伏安特性。
27、 负载伏安特性:电除尘器在运**况下,电场中为烟气介质时的伏安特性,称为负载伏安特性。作伏安特性时,选两个参数,i2、v2,每隔5kv选一个点,起晕前后及火花闪烙前,点数选取的密一些比较好,做出的结果准确一些。
28、 气流分布:均方根方法,σ=0.1优秀,σ≤0.15良,σ≤0.25合格,龙山电厂≤0.2。
29、 阻力:δp,电除尘器入口和出口烟道内部烟气的平均全压之差,称为电除尘器的阻力。
30、 含尘浓度c:每单位体积干烟气所含有的粉尘量。单位:g/nm3、mg/nm3
31、 漏风率α:电除尘本体漏入或泄出壳体的气体流量与进口烟气流量之比,用百分数α表示(%)
32、 火化率:β(次/分)ep运行时,每分钟产生火花闪烙的次数。
33、 板电流密度:j(ma/m2)电除尘运行时,单位面积(m2)收尘极板所通过的电晕电流,选型时,j=0.45(芒刺线)~0.2 ma/m2(螺旋线)
三、 电除尘的分类。
1、 管式、板式。
2、 立式、卧式。烟气流动的方向。
3、 单区、双区。单区,荷电区、分离区都在一个区域进行。
4、 湿式、干式。(粉尘的沉积)湿式:喷水除尘。干式:机械振打清灰。
5、 常规间距和宽间距:按间距2b分,2b≈300㎜或以下,叫常规间距。2b≥350㎜叫宽间距,对收集高比电阻粉尘有利,节省钢材,维修方便。
6、 按振打方式分:
1) 侧部振打:挠臂锤侧部切向振打。
2) 顶部电磁振打:垂直向下,振打力较小。
目前电力系统常用的电除尘:板式、卧式、单区、干式{常规间距、宽间距{侧部挠臂锤振打、顶部电磁振打。
四、 电除尘器工作原理。
一) ep的工作原理及电除尘过程。
电除尘收尘空间的主要结构是收尘极和电晕极,电晕极接直流高压电源的输出(负),收尘极接地(正),阳极板排和电晕极相间排列,即电晕线置于阳极板排**。在收尘极和电晕极之间施加电压,两极间产生极不均匀的电场强度,电晕线附近的电场强度最高(因为线细有芒刺),随着外加电压的升高,空间的场强逐渐增大,当电晕线周围的场强增大到一定值时(15-30kv),电晕线周围的气体电离,产生电晕放电,电压越高,电晕放电越强烈,(运行电压最高值为火花闪烙电压vp,板间距在300㎜的情况下大致在45--55kv,在400㎜的情况下闪烙电压在55-65 kv,即2b=300mm, vp=45--55kv; 2b=400mm ,vp=55-65 kv)。
气体电离和电晕放电产生大量的自由电子和正离子,在电场力作用下,自由电子向收尘极板运动,当运动到电晕外区,附着到气体分子上,形成负离子,负离子在电场力的作用下,继续向收尘极板运动,这样在收尘电场空间充满大量的负离子(此时具备收尘条件)。当含尘气体通过收尘电场时,负离子与尘粒彻底碰撞并附着其上。实现粉尘的荷电,荷电粉尘在收尘电场中受电场力的作用被驱往收尘极板,当到达收尘极板表面后,放出所带负电荷并沉积其上,收尘极表面的粉尘沉积到一定厚度后,用机械振打等方式将其清掉,落入灰斗,净化后的烟气则经吸风机到烟囱排出。
电晕区内的正电子,在电场力的作用下向邻近电晕极运动,在运动过程中与烟气中的尘粒碰撞使其荷正电,并在电场力的作用下继续向电晕线运动,最后沉积在电晕线上,电晕线上沉积的粉尘量比收尘极板上沉积的少得多。电晕线也需要振打清灰,以便使电晕线保持良好的放电性能。
工作过程:1 施加高电压,建立电场,产生电晕放电。
2 烟气中的悬浮尘粒荷电。
3 荷电尘粒在电场力的作用下,向电极运行。
4 荷电尘粒在电场中**集。
5 振打清灰。
6 落入灰斗排灰、卸灰。
7 净化烟气,由吸风机排入烟囱,进入大气。
二) 三个概念。
1、 空间电荷:荷正、负电荷的离子或尘粒,运动速度比自由电子小得多,对放电的强弱有很大的影响,好似电荷“云”。
2、 电晕封闭:当烟气中的含尘浓度高到一定程度时,甚至能把电晕极附近的场强减小到电晕的始发值,电晕电流大大降低,甚至会趋于零,这种现象就是电晕封闭。
3、 解释:收尘空间的负空间电荷对电晕线周围的场强起屏蔽作用,能使场强削弱,电晕电流减小,当烟气中的含尘浓度高到一定程度时,电晕电流大大降低,甚至会趋于零,这种现象就是电晕封闭。
电除尘器运行时,沿气流方向粉尘不断**集,含尘浓度不断减小,空间电荷影响逐渐减小。第一电场,i2较小,后级电场逐渐增大。另外,负荷情况下的电晕电流比空载的i2要小。
4、反电晕:当高比电阻(ρ≥5*1010ω.㎝粉尘,到达阳极板表面,形成粉尘层时,它们所带的电荷不易释放,在粉尘层表面形成电荷积累。
积累电荷遇阳极板形成电位差及场强。当粉尘层的场强增大到粉尘层空气隙的临界击穿场强时,粉尘层局部击穿(也叫电离,电晕放电)这种在收尘极板的粉尘层处产生的击穿现象,称为“反电晕”。反电晕越强烈,收尘效果越差,反作用越强。
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