大型电除尘器设计

EditedbyFoxitPDFEditorCopyright(c)byFoxitSoftwareCompany,2003•2009ForEvaluationOnly.大型电除尘器设计摘要大型电除尘器作为消烟除尘的生产设备和保护大气环境的环保设备，可广泛使用于冶金、化工、电力、轻工，水泥和矿山等工业部门。本文设计的电除尘器主要针对火电厂，设计过程中首先查阅了火电厂烟尘排放标准，并用火电厂排放的一般粉尘的相关参数为依据设计电除尘器。本文对主要技术参数如电场风速、板间距、线间距、驱进速度等进行了设计计算，并根据主要技术参数及相关文献技术资料，设计了电除尘器的外形尺寸。本文还进行了一般粉尘烟气条件下本体结构的设计，包括收尘级系统、电晕极系统、烟箱系统、壳体系统、储卸灰系统等；设计说明了电除尘器的供电控制设备。介绍并分析了电除尘器本体和供电控制方面的新技术，展望了电除尘器的未来发展，为电除尘器的设计和运行提供了借鉴。利用三维设计造型软件Pro/e对本文设计的电除尘器进行了造型。关键词：电除尘器，总体设计，结构设计，三维造型I大型电除尘器设计AbstractLargeESPisproductionequipmenttoeradicatesmokeanddust;Andastheenvironmentalprotectionequipmenttoprotectatmosphericenvironmental.Itcanbedirectlyusedintheindustriesofmetallurgy>chemicaKelectricity>cement>miningandlightindustry,etc.Inthispaper,theESPofdesignmainlyonthepowerplants,andfirstinspectionofthepowerplantsmokeemissionstandards;UsethegeneraldustparametersoffirepowerplantemissionsinthedesignofESP.Calculationhasbeenproceedtothemaintechniqueparameterintext,suchasthegasvelocity,platespacings^wirespacings,migrationvelocityandsoon.Accordingtothemaintechnicalparametersandrelevanttechnicalinformationofdocuments,designoftheESPDimension.Thispaperalsocarriedoutthestructuredesignundertheconditionsofthegeneraldustsmoke.includingcollectingclasssystem,asystemofCorona,smoketrunksystem,Shellsystem,storageandunloadsystemsandsoon;DesignandexplainthesupplycontrolequipmentofESP.SomenewtechnologiesarealsodescribeonESPnoumenontransformandpowersupplycontrol.Developmentoftheelectricalprecipitatorisanalyzedandexpecte,theseofferscertainexperienceforthedesignandoperationofelectrostaticprecipitator.Three-dimensionalmodelingsoftwareofPro/eisusedforthedesignofaformofESPonthispaper.Keywords:electricalprecipitator,integrateddesign,structuraldesign,3Dmodelingn大型电除尘器设计目录 1\o"CurrentDocument"1.1选题背景 1\o"CurrentDocument"2电除尘器技术发展现状 1\o"CurrentDocument"1.3研究意义 2\o"CurrentDocument"1.4电除尘器概述 31.4.1电除尘器基本原理及结构 31.4.2电除尘器的特点 41.4.3电除尘器的基本类型 61.4.4电除尘器的新理论 7\o"CurrentDocument"1.5课题主要研究内容 8\o"CurrentDocument"第二章电除尘器总体方案设计 9\o"CurrentDocument"1—般烟尘排放标准，煤和灰的特性 92.1.1我国的煤、灰特性 92.1.2烟尘排放标准 92.1.3煤和灰的特性对电除尘器的影响 10\o"CurrentDocument"2.2电除尘器总体方案设计概述 12\o"CurrentDocument"第三章电除尘器结构设计 131收尘极系统 143.1.1收尘极板 143.1.2极板的悬挂 153.1.3收尘极振打装置 15\o"CurrentDocument"3.2电晕极系统 17 173.2.2电晕线的固定 173.2.3电晕极吊挂装置 183.2.4电晕极振打装置 193.3烟箱系统 203.3.1进气烟箱与出气烟箱 203.3.2气流分布板和槽型板 203.4壳体系统 223.5储卸灰系统 23^4 23 243.5.3卸灰装置 24\o"CurrentDocument"3.6电除尘器供电控制设备 24大型电除尘器设计3.6.1电除尘器控制系统 253.6.2电除尘器控制系统设计 26\o"CurrentDocument"第四章电除尘器设计计算 29\o"CurrentDocument"1一般粉尘的原始资料 29\o"CurrentDocument"4.2电除尘器主要参数的选择 304.2.1电场风速 304.2.2收尘极板间距 314.2.3电晕线的线间距 314.2.4粉尘的驱进速度 31\o"CurrentDocument"3电除尘器详细设计计算 324.3.1收尘极而积 324.3.2电场数 324.3.3电除尘器各部分尺寸的计算 33\o"CurrentDocument"4.4总体尺寸设计 37\o"CurrentDocument"第五章电除尘器的三维造型 39\o"CurrentDocument"1主要零件图 39\o"CurrentDocument"5.2装配图 43\o"CurrentDocument"第六章总结 441小结 446.2不足之处 446.3展望 44\o"CurrentDocument"参考文献 46致谢 47声明 48IV大型电除尘器设计第一章引言1.1选题背景除尘工程是防治大气污染的主要内容，是环境工程的重要组成部分。当前，我国的经济建设高速发展，人民的生活水平不断提高，社会对环境保护的要求也越来越高，为了创造一个良好的生态环境和提高企业自身经济效益和社会效益，国内对大气排放的要求粉尘平均排放要求低于20mg/m3。要达到此水平，只有使用高效率，高质量的除尘设备才能够长期为企业节省排污费用。对于治理烟气污染，电除尘器以其除尘效率高，运行管理方便和适应性强等优点在工业领域烟气治理中得到了广泛的应用。电除尘器作为工业设备投入使用至今己有近百年的历史。我国在20世纪70年代初期才开始生产系列化电除尘器产品，30年时间的发展，如今电除尘器在我国的环保产业中，己成为技术力量较为雄厚、装备水平较高、开发能力较强的行业之一，电除尘行业的产值在我国环保设备总产值中占有举足轻重的份量。同时，当今世界上最大的工业窑配套所需的电除尘器，我国均能自行设计、加工制造，能达到用户提出的排放要求。近年来，我国电除尘器在满足国内大气污染治理需要的同时，还有部分设备出口到20多个国家和地区。据统计，1998年我国电除尘器出口产值超过千万美元[5]。但同时我们也应该看到，当制造业趋于饱和，特别是烟尘排放的环保标准相当严格时，电除尘器的发展既受到本身技术的瓶颈限制，同时又面临袋式除尘器的严峻挑战，近几年来电除尘器的发展相对较为缓慢，突破创新的技术进展较难取得。1.2电除尘器技术发展现状我国全面系统地对电除尘器技术进行研究和开发始于上个世纪60年代。在1980年以前，我国在国际电除尘器领域还处于非常落后的地位。改革开放以来，我国国民经济持续不断地高速增长，环境保护对国民经济的可持续发展显得愈来愈重要。受市场经济下的利益驱动，国内许多大、中型环保产业对电除尘器进行技术研究和开发方面的投入不断加大，电除尘器的应用得到了长足的发展。国家更是将高效电除尘器技术列入“七五”国家攻关项目。通过对引进技术的消化、吸收和合理1大型电除尘器设计借鉴，到上世纪90年代末,我国电除尘器技术水平基本上赶上国际同期先进水平。进入21世纪以后，我国把“大力推进科学技术进步，加强环境科学研究，积极发展环保产业”作为经济发展的重要相关政策，环保产业进一步得到重视。随着国家对污染控制要求的不断提高，对粉尘排放的要求也大幅提高。GB13223-2003〈〈火电厂大气污染物排放标准>>(2004-01-01开始实施)规定新建电厂大气污染物的排放浓度控制在50mg/m3(标准状况，下同）以下[11]，而旧标准GB13223-91要求粉尘排放浓度小于150mg/m3。电除尘器作为控制大气污染、解决环保与经济发展之间的矛盾的主要设备之一，其应用技术进一步得到飞速发展。目前，电除尘器己广泛应用于火力发电、钢铁、有色冶金、化工、建材、机械、电子等众多行业。电除尘器技术从设备本体到计算机控制的高低压电源，以及绝缘配件、振打装置、极板极线等已全部实现国产化，并且己有部分产品出口到30多个国家和地区。在1980年以前,我国电除尘器的规模绝大多数都在100m2以下，而其行业占有量为有色冶金行业32%，钢铁行业30%，建材行业18%,电力行业8%，化工行业5%，轻工行业4%,其他行业3%。随着我国经济的飞速发展，尤其是电力、建材水泥行业的发展达到空前水平，到上世纪90年代中期，电除尘器行业占有量的格局已改变为：电力行业72%，建材水泥行业17%，钢铁行业5%,有色冶金行业3%，其他行业3%。目前火力发电行业的电除尘器用量已占全国总量的75%以上，648m2的电除尘器已在1000丽的火电厂中成功运行。1.3研究意义大型电除尘器体积庞大，结构复杂。其除尘原理是含尘气体在通过高压电场的过程中，发生电离，尘粒荷电，在电场力的作用下，尘粒沉积于电极上，通过振打沉降，达到除尘目的，由于能量是直接作用在尘粒上，故能耗很低，而其他除尘器，能量是间接作用在尘粒上使得能耗较高。且电除尘器由于除了缓慢转动的振打部件外，没有其他运动的部件，维护工作量小，运行费用较低，所以在各种除尘技术中具有显著的优越性。特别是能源日益紧张的今天，电除尘器是理想高效的节能环保产品。但传统电除尘器在生产实践中通常面临诸如高入口浓度、高比电阻、细粉尘、粉尘黏度大等问题，而电除尘器本体部分的改造程度在很大程度上取决于基础理论方面对传统电除尘的突破程度，随着环保标准的不断提高，原有的其他除尘器或传2大型电除尘器设计统电除尘器已不能满足环保要求.因此电除尘器设计过程中的选型、极配形式设计、极间距设计、气流均布设计、振打设计都必须建立在因地制宜，综合考虑的基础上。针对这一现存实况，本课题将在保持电除尘器原有的优势的基础上，保证其排放浓度达到环保高标准要求出发，对电除尘器进行一定程度的总体设计，以期提高电除尘器的除尘效率，将具有十分重要的意义。1.4电除尘器概述1.4.1电除尘器基本原理及结构工作原理是烟气通过电除尘器主体结构前的烟道时，使其烟尘带正电荷，然后烟气进入设置多层阴极板的电除尘器通道。由于带正电荷烟尘与阴极电板的相互吸附作用，使烟气中的颗粒烟尘吸附在阴极上，定时打击阴极板，使具有一定厚度的烟尘在自重和振动的双重作用下跌落在电除尘器结构下方的灰斗中，从而达到清除烟气中的烟尘的目的。见图1-1。工作过程可分为个阶段：电晕极附近的气体电离产生电子、正离子、负离子；使含尘气体中的悬浮尘粒带电；大多数粉尘向沉淀极运动；经振打将粉尘收集于灰斗中。第一阶段是形成高压电场，将空气电离。第二和第三是粉尘颗粒荷电并在电场力作用下，向相反的电极移动并集聚在电极上，是电除尘器两个最基本的作用过程。第四阶段是从电极上回收粉尘，干式电除尘器多用振打方式，湿式电除尘器则以水3大型电除尘器设计冲洗。这些过程互相关联，并且十分复杂，是不能截然分开的。电除尘器的外壳采用钢板焊接而成，含尘气体从进口喇叭处被吹入，即进入电场，粉尘带电后，向极板沉积，然后经阴阳极振打锤击打落入灰斗之中，经过电场次净化后气体从出口喇叭处被吹出。电除尘器还需附属设备，如保温箱、电机、减速机等。当电除尘器工作时，会沿绝缘套管表面产生放电，致使电压不能上升，以至无法正常供电，尤其对户外式的电除尘器更为重要。电机、蜗轮减速机用于振打装置,如图1-2.1-进口喇叭及分布板；2-单轨吊；3-保温层；4-外壳；5-梯子平台；6-检査排;

7-阴极吊挂及绝缘子；8-阳极吊挂；9-阴极框架、阳极排及芒刺线；10-阴极振打锤击传动轴；11-出口喇叭及分布板；12-阳极振打锤击传动轴；13-灰斗加热装置；14-灰斗；15-支搾；16-阳极传动图1-2电除尘器的结构1.4.2电除尘器的特点阻力小，耗能少。一台处理烟气量为400000m3/h的电除尘器，一套电源最大功率不超过60kw。由于烟气进入电除尘器后既不转弯，又不与其他物体碰撞,4大型电除尘器设计加之流速较低，气体阻力很小，压力损失一般为200。收尘效率高。电除尘器的除尘效率，理论上可达到接近100%的任何效率。实际上所需效率应根据具体情况确定，追求过高的效率，在经济上是不合理的。例如将实际需要的效率98%提高到99%,设备造价将增加18%。适用范围广。粉尘浓度允许高达每立方米数十克至上百克。一般技术数据见表1-1。表1-1电除尘器的一般技术参数主要参数符号单位般范围总除尘效率%95-99.9有效驱进速度3-12气体流速V0.5-2单位收尘表而积（km3/h)m210-50通道宽度2B260-600通道长高比L/Hm/m0•5-1.5单位电晕功率（km3/h)Pe/Q30-300单位电晕电流（按收尘极板而积）I/A/255-773单位电晕功率（按收尘极板而积）Pe/A/23.2-32单位电晕电流(按电晕线总长度）I/^L0.07-0.3单位耗能（km3/h)P/Q0.05-1毎天整流机所提供电的收尘极板而积Am2/台450-7200粉尘在电场内停留时间4-20阻力200-500电场数个2-5电场断而积m25-500温度<400电乐50-72(4)处理烟气量大。随着大型工艺设备的日益增多，要求处理的烟气量也大为5大型电除尘器设计增加。例如，高炉出铁场的烟气量可达100000m3/h,600丽发电机组排出的烟气量在3000000m3/h以上。电除尘器比较容易实现大型化。目前己出现单台处理1200000m3/h烟气量的电除尘器。自动化程度高，运行可靠。电除尘器采用微机可以实现全盘自动化。由于其运动零部件少，在正常情况下维修工作量较小，可以长期连续安全运行。—次投资大。与其他除尘设备相比，电除尘器结构较复杂。消耗钢材多、一次性投资费用较高。电除尘器对制造、安装和维护管理水平要求较高。4.3电除尘器的基本类型电除尘器有多种类型，根据收尘极和放电极在电除尘器中配置不同，可分为两大类：单区电除尘器。粒子的荷电和捕集是在同一个区域中进行的。即收尘极系统和放电极系统都在一个区域。工业烟气除尘多用这种除尘器，因而单区两字通常被省略。双区电除尘器。双区电除尘器具有前后两个区域。前区安装放电极，称为电离区，粉尘进入此区首先荷电。后区安装收尘极，称为收尘区，荷电粉尘在此区域被捕集。双区电除尘器的电压等级较低，通常采用正电晕放电。它主要用于空气调节系统的进气净化。近年来，利用双区电防尘器的原理设计的电除尘器用于工业皮气的净化，例如用于沥青烟尘和高炉煤气的净化，也都取得较好的效果。单区电除尘器，按其结构不同又可分为以下类型：按烟气在电场中的流动方向分为立式和卧式电除尘器。立式电除尘器中的气流是自下而上垂直运动的。立式电除尘器较高，气体通常直接排人大气，所以在正压下运行。它的主要优点是占地面积小。卧式电除尘器内的气流是沿水平方向流动。与立式电除尘器相比，它的优点是按照不同除尘效率的要求，可任意增加电场长度和电场个数；能分段供电；适合于负压操作，引风机的寿命较长。按清灰方式，可分为干式和湿式电除尘器。干式电除尘器的清灰方式是通过冲击振动来剥离电极上的粉尘，收集的粉尘是干燥的，便于综合利用。湿式电除尘器的清灰方式是用水冲洗电极，一般只在易煤气体净化或烟气温度过高，没有泥浆处理设备时才采用。按电极形状可分为板式、管式和棒式电除尘器。板式电除尘器的收尘极呈板状。为了减少粉尘的二次飞扬和增加极板的刚度，通常将极板轧制成不同的凹凸6大型电除尘器设计槽形。管式电除尘器收尘极由一根或一组截面呈圆形、六角形或方形的管子构成，放电极位于管子中心，合尘气体自下而上进入管内。通常用于除去气体中的液滴。棒式电除尘器的收尘极是用08钢筋编成棒帷状。它结实，耐腐蚀，不易变形，但自重大，耗钢材多。按电极距离的大小分常规电除尘器和宽间距电除尘器。常规电除尘器同极距离一般为250—300mm。同极间距超过300mm的称为宽间距电除尘器。宽间距电除尘器除了间距加大以外，在本体结构上与常规电除尘器没有根本的区别。但是内于间距的加大，供电机组电压的提高，有效电场强度大，板电流密度均匀，驱进速度提高，有利于净化高比电阻粉尘。这是目前电除尘器发展的一个新趋势。1.4.4电除尘器的新理论电矩粉尘收尘理论在外电场作用下，粒子内部正负电荷相互分离，形成感应电矩P,此时的粉尘称为电矩粉尘。在电除尘器内几乎所有的粉尘都为电矩粉尘，而且在电场内建立完成电矩和在无电场区域内消失电矩的时间都在1(T1()秒内。电矩粉尘收集主要靠两种力:电矩粉尘之间的径向作用力和电场强度梯度力。电凝聚和电吸附是收集电矩粉尘的主要机理。透镜式电除尘器(ELSP)理论透镜式电除尘器(ELSP)的电场为静电透镜式电场(ELSF),图1-2为静电透镜式电场原理图，它由3个电极激励，利用尘粒荷电进行捕集。透镜式电除尘器中的粉尘受到库仑力。感应力和电风3种收尘力的作用，粉尘有效驱进速度比传统线板式电除尘器高很多，除尘效率相对也高。。图1-3静电透镜理论荷电雾滴表面带电粉尘捕集理论7大型电除尘器设计利用荷电雾滴来强化湿式除尘器对亚微米粉尘粒子的捕集效率是Penney在20世纪40年代就提出的方法，该技术发展到今天已被广泛应用于工业除尘和空气净化。雾滴弱荷电时，对亚微米粒子的捕集产生强化作用,雾滴强荷电时，对微米级粒子。惯性和静电效应同时起作用，使其对整个粒径范围内粒子的捕集产生强化作用。1.5课题主要研究内容电除尘器主要由两大部分组成。一部分是电除尘器的本体系统，是实现气体净化的场所；另一部分是电气系统，用于向电除尘器提供动力和实施控制。本文设计研究的主要内容：分析研究一般烟尘排放标准，煤和灰的特性对电除尘器的影响。对电除尘器的本体包括极板、极线、振打等进行设计选型；及供电控制系统的设计。对电除尘器总体设计主要技术参数如电场风速，板间距，线间距，驱进速度等进行设计计算；并设计电除尘器的外形尺寸。对电除尘器进行三维造型。8大型电除尘器设计第二章电除尘器总体方案设计2.1—般烟尘排放标准，煤和灰的特性1.1我国的煤、灰特性我国煤炭资源丰富，其中动力煤占总储量的70%以上，主要集中在北方内蒙、陕西、山西、新疆、宁夏、河南等占全国煤储量的91.74%[ia]。中国动力用煤产地众多、煤质千差万别，如热值、灰分、硫分、灰中的Si02、A1203、CaO的含量等相差悬殊，对电除尘器的工作和设计都带来了巨大的影响。其特性覆盖范围为：热值:10-26MJ/kg,灰分：10-55%,硫分：0.14-5.3%,水分：0.8-9%,灰中：Si02的含量高达60%以上，A1A的含量高达48%以上，Na20最低达0.01%,给准确选择电除尘器带来了困难[18]。2.1.2烟尘排放标准在我国，1996年发布、1997年1月1日开始执行的国家污染物排放标准规定:对于火力发电锅炉烟尘最高允许排放浓度为200mg/m3。而今环保要求日趋严格，国家环保总局和国家质量监督检验检疫总局日前联合发布了新修订的国家污染物排放标准《火电厂大气污染物排放标准》（GB13223—2003)。新标准规定了自2004年1月1日起，对于火力发电锅炉烟尘最高允许排放浓度将执行50mg/m3的标准。现将出口浓度分别为200mg/m3、50mg/m3时除尘效率的变化表示如下：除尘效率按下式计算：/7=1-— (2-1)式中：n—除尘器除尘效率；Ci一烟气的入口浓度；C。一烟气的出口浓度。9大型电除尘器设计表2-1出口浓度为200/3除尘效率的变化入口浓度/3101520253035404550除尘效率％9898.69999.299.399.499.599.5699.6表2-2出口浓度为50/3除尘效率的变化入口浓度/3101520253035404550除尘效率％99.599.6799.7599.899.8399.9499.8899.8999.9根据上述两个表在不同的出口浓度时将除尘效率随入口浓度的变化画成折线图如下：丝100.0

99.599.098.598.097.597.096.5

95.595.010 15 20 25 30 35 10 15 50入1】浓坆g/m3—出丨i浓设200mg/m3—•丨丨丨】浓沒50mg/m3图2-1除尘效率随入口浓度的变化曲线1.3煤和灰的特性对电除尘器的影响10大型电除尘器设计煤种的影响我国燃煤电厂燃烧的煤种多变，其中以煤的含硫量、灰分、水分、煤的低位发热量、煤的元素分析成分等对电除尘器的运行性能有直接的影响。煤的元素分析成分煤的元素分析成分不同，除了产生的烟气成分和粉尘特性不同外，产生的烟气量也不一样。燃烧后生成的烟气量大，会使电除尘器电场中的风速增加，除尘效率降低。煤的低位发热量煤的低位发热量不同，燃煤量，粉尘特性和烟气含尘浓度发生变化，锅炉在同工况下产生的烟气量也不同，必然影响电除尘器的运行性能。例如对同一锅炉相同的锅炉负荷，若煤的低位发热量降低，则锅炉燃煤量增加，生成的烟气量增大，使电除尘器的电场风速增加，除尘效率降低。煤的水分燃煤水分增加，烟气中的水蒸气含量增加，使电除尘器的火花电压增加，使粉尘的比电阻降低，对电除尘器的运行是有利的。但是燃煤水分太大，烟气中水蒸汽含量过多，当电除尘器中烟温低于露点温度时，会产生结露现象，使电除尘器的极板、极线等粘灰严重或遭到腐蚀，这对电除尘器的运行不利的。煤的含硫量一般认为，煤的含硫量对电除尘器的运行性能影响最大。燃煤中含硫量增加，飞灰的比电阻一般来说是降低的，不易发生高比电阻粉尘的反电晕现象，对电除尘器的运行是有利的。煤的灰分煤的灰分成分直接影响到飞灰比电阻的大小和烟气含尘浓度。例如，飞灰中Si02、A1203和CaO等含量高，则飞灰的比电阻提高，对电除尘器的运行不利；如果飞灰中Na20、K20和S03(灰中硫酸根的折算值)等含量高,则飞灰的比电阻降低，对电除尘器的运行有利。另外，燃煤灰分增加，烟气含尘浓度增加，若灰分太大，则烟气含尘浓度会增加到使电除尘器产生电晕封闭的程度，这对电除尘器的运行是十分不利的。飞灰特性的影响飞灰粒度的影响11大型电除尘器设计煤粉磨制的粗细，燃烧组织的好坏，都会影响到飞灰的粒度。显然，飞灰粒径增大，除尘效率提高。飞灰中未燃尽碳粒的影响如果煤粉磨制太粗或不均匀，燃烧组织不好，则机械不完全燃烧热损失增加，飞灰中未燃尽的碳粒增多。这些未燃尽的碳粒比电阻较低，可能会产生粉尘的再飞扬而被气流带出电除尘器，使除尘效率降低。2.2电除尘器总体方案设计概述电除尘器的总体设计是根据用户所提供的原始资料及使用要求，来确定电除尘器的主要参数、结构形式及总体尺寸。电除尘器总体方案设计的内容包括：电除尘器的主要参数的确定；电除尘器主要部件的结构型式，即电除尘器的本体结构；电除尘器的供电设备控制设计。电除尘器的结构型式根据设计要求，采用干式电除尘器，它适用于大、中型电除尘器，干式电除尘器捕集的粉尘便于处置和利用。但需要充分考虑两方面问题，一是这种电除尘器振打时，容易使粉尘产生二次扬尘；二是对于高比电阻粉尘，还容易产生反电晕。虽然电除尘器的类型很多，这里采用干式、板式、单区、卧式电除尘器。电除尘器主要部件电除尘器主要部件设计包括：本体结构设计，即收尘级系统、电晕极系统、烟箱系统、壳体系统、储卸灰系统等；供电控制设备的设计，即中央控制器、高压供电设备、低压控制设备和各种检测设备组成的集散型智能控制系统。电除尘器的设计计算电除尘器的主要参数包括：电场风速、收尘极板的板间距、电晕线线间距及粉尘的驱进速度等；以及电除尘器的外形尺寸设计。12大型电除尘器设计第三章电除尘器结构设计电除尘器主要由两大部分组成。一部分是电除尘器的本体系统，它是实现气体净化的场所，是电除尘器的主体设备。另一部分是电除尘器的电气系统，用于向电除尘器提供动力和实施控制，它也是电除尘器的重要组成部分。电除尘器的本体系统和电气系统既相对独立又相互依存，既相互影响又相互促进，两者相辅相成。共同实现电除尘器安全、稳定、高效运行[4]。根据设计要求，采用干式电除尘器，它适用于大、中型电除尘器，干式电除尘器捕集的粉尘便于处置和利用。但需要充分考虑两方面问题，一是这种电除尘器振打时，容易使粉尘产生二次扬尘；二是对于高比电阻粉尘，还容易产生反电晕。虽然电除尘器的类型很多，这里采用干式、板式、单区、卧式电除尘器。如图3-1所示为板卧式电除尘器的结构透视图。图3-1常规板卧式电除全器的结构透视图由图3-1可知，电除尘器的本体系统主要包括收尘极系统(含收尘极板和收尘极振打)、电晕极系统(含电晕线、电晕极框架、电晕极振打、绝缘套管和保温箱)、烟箱系统(含进、出气烟箱、气流分布板和槽形板)、壳体系统(含立柱、横梁、壁13大型电除尘器设计板、支座、保温层、梯子和平台)和储卸灰系统(含灰斗、阻流板、插板箱和卸灰阀)等。1收尘极系统电除尘器的收尘极系统由收尘极板、极板的悬挂和极板的振打装置三部分组成。它与电晕极共同构成电除尘器的空间电场，是电除尘器的重要组成部分。收尘极系统的主要功能是协助尘粒荷电。捕集荷电粉尘，并通过振打等手段，将极板表面附着的粉尘成片状或团状剥落到灰斗中，达到防止二次扬尘和净化气体的目的。1.1收尘极板收尘极板又称阳极板或沉淀极板，是电除少器的主要部件之一。实践证明，在一个电场中，每一排极板不能用整块钢板制成方面是因为受到钢板规格的限制，另一方向整块的收尘极板安装很不方便，使用时也会因平面外刚度差而发生弯曲变形，另外整块平板光滑的表面也不利于减少二次扬尘。因此，卧式电除器的收尘极板大多制成细长条形。并且带有凸凹槽和防风沟。通常卧式电除尘器的收尘极目前多采用以下几种形式：1.小C形极板；2.波纹形极板；3.CW形极板；4.鱼鳞板状极板；5.网状形极板；6.H形极板；7.工字形极板；8.Z形极板；9.大C形极板等。本文采用大C型极板，因为目前的电除尘器多采用Z型或大C形极板，名义宽度为400mm或500mm。C形极板按宽度方向的大小可分为480C形极板和735C形极板两种。图3-2480形极板图3-3735C形极板14大型电除尘器设计大型C型极板能够满足对收尘板板的基本要求：⑴有良好的电性能。板电流密度和极板附近的电场强度分布比较均匀。有良好的振打传递性能。极板表面振打加速度分布较均匀。有良好的防止粉尘二次飞扬的性能。机械强度大、刚度高、热稳定性好、不易变形。制造方便、钢耗少、重量轻。1.2极板的悬挂收尘极板排足由若干块长条形收尘极板拼装而成的。如图3-4所示为C形极板的拼装方式。根据振打机理不同，最常见的收尘极板排悬挂力式有紧固型悬挂和自由悬挂两种。本文考虑到电除尘器运行时，收尘极板排会受热膨胀，因此，在电除尘器壳体内收尘极板排采用自由悬挂。«=〇•##«=〇图3-4形极板的拼装方式3.1.3收尘极振打装置极板清洁与否直接影响电除尘器的除尘效率。因此，为了清除极板板面的粉尘,极板需要进行恰当的周期性振打，通过振打使黏附于极板上的粉尘落入灰斗并及时排出，这是保证电除尘器有效工作的重要条件之一。振打装置的任务就是定期清除黏附在极板上的粉尘。对振打装置的基本要求是：应有适当的振打力；能使极板获得满足清灰要求的加速度；能够按照粉尘的类型和浓度不同，适当调整振打周期和频率；振打方式主要有：顶部绕臂锤振打；中部绕臂锤振打；下部绕臂锤振打侧部绕臂锤振打；顶部电磁锤振打等。目前，我国电除尘器上采用较多的是侧向传动旋转挠臂锤振打装置，安装于阳151-电动机；2-减速器；3-链轮；4-振打轴阁3-5收尘极振打传动装置侧向振打的电除尘器，每电场的各排阳极板上承击砧所对应的振打锤都装在一根由若干段组成的振打轴上。并在径向上所有的振打锤按一定的角度间隔均布。般选用150°—195°的错位角度。振打轴旋转一周，依次对电场内每排阳极板交错振打一次。这样可以使相邻两排极板不同时振打，减少二次扬尘，并且使整根轴的受力均匀，图3—6所示为阳极振打装置的组合图。 〜 —一—一爸—|| 1-电动机；2-减速器；3-链轮；4-轴承；5-联轴节；6-振打锤；7-轴挡图3-6收尘极振订装置组合阁大型电除尘器设计极板的下部，从侧面振打。该振打机构由传动装置、振打轴轴承、振打锤和振打轴四个部分组成。为保证正确的振打制度，均应采用单边振打。本文采用同样的装置,收尘极振打传动装置如图3-5。163.2电晕极系统大型电除尘器设计电除尘器的电晕极系统由电晕线、阴极小框架、阴极大框架、阴极吊挂装置、阴极振打装置、绝缘套管和保温箱等组成。电晕极与收尘极共同构成极不均匀电场,它也是电除尘器的重要组成部分。电晕极系统的主要功能是使气体电离，产生电晕放电，使尘粒荷电，并协助收尘。由于电晕极在工作时带负高压，所以电晕极除能实现上述功能外，还要与收尘极及壳体之间有足够的绝缘距离和绝缘强度，这是保证电除尘器长期稳定运行的重要条件。3.2.1电晕线电晕线又称阴极线或放电线，也是电除尘器的主要部件之一。电晕线性能的好坏，将直接影响到电除尘器的性能。通常电晕极按放电形式分为三种：1.点放电型，如RS管形芒刺线、新型管形芒刺线、角钢芒刺线、锯齿线、鱼骨针刺线等；2.线放电型，如星型线、麻花形线、螺旋线等；3.面放电型，如圆电晕线等。第一、二电场的电晕线多选用芒刺线，第三、四电场的电晕线选用管状芒刺线或星形线，有时为便于制造，减少备件品种，也可都采用芒刺线。图3-7所示为国内常用的几种电晕线形式。根据本文的设计要求选择芒刺线。(a)RS管形芒刺线；（b)新型管形芒刺线；（c)星形线；d)麻花线;

(e)锯齿线；（f)鱼骨针刺线；（g)螺旋钱；（h)角钢芒刺线图3-7常用的儿种电晕线形式3.2.2电晕线的固定17大型电除尘器设计电晕线的固定方式分为重锤悬吊固定、用笼式阴极框架固定和用单元式阴极小框架固定三种方式。其中用单元式阴极小框架固定的结构应用在大、中形卧式电除尘器中，且在阳极板为紧固型悬挂和自由悬挂方式中均可使用。故采用用单元式阴极小框架固定的方式固定电晕线。1-阴极小框架；2-连接螺栓；3-电晕线图3-8用单元式阴极小框架固定电晕线3.2.3电晕极吊挂装置用电晕极小框架将电晕线固定好后，就需要将一片片的电晕极小框架安装在电晕极大框架(也称侧架)上。并通过4根吊杆把整个电晕极系统(包括振打装置）吊挂在壳体顶部的绝缘套管上，本文采用的装置如图3-9所示为电除尘器的电晕极吊挂系统。1-绝缘套管；2—电晕极小框架；3-电晕线；4-电晕极大框架图3-9电晕极吊挂系统18大型电除尘器设计电晕极吊挂起着两个方面的作用：一是承担电场内电晕极系统的荷重及经受振打时产生的机械负荷；二是使电晕极系统与收尘阳极系统及壳体之间绝缘，并使电晕极系统处于高电压工作状态。通常电晕极吊挂目前有两种形式，即支柱型和套管型。本文选择电瓷套管，电瓷套管在低温下有良好的电绝缘性能，也是目前国内常规电除尘器中应用最广泛的绝缘套管。3.2.4电晕极振打装置工业电除尘器器一般都采用负电晕，电除尘器在工作时绝大多数粉尘是吸附负离子，并在电场力作用下向收尘极沉积.但也有少量的粉尘吸附了电晕线附近的正离子而沉积在电晕线上。通常电晕极振打装置的形式很多，如顶部电磁振打、顶部提升脱钩振打等，在部分电除尘器上都有应用。本文采用侧向传动旋转挠臂锤振打如图3-10。该机构与阳极振打装置的传动方式相同，只是在每个电场或供电分区的阴极大框架上安装了一根或两根水平振打轴，在振打轴上安装了若干个振打锤，使每个阴极小框架对应一个锤头。采用行星摆线针轮减速机作为传动装置，通过链轮、万向联轴节、电瓷转轴与振打轴连接。振打轴与壳体的绝缘是通过绝缘密封板来实现的，绝缘密封板一般采用5mm的具有良好绝缘性能的聚四氟乙烯板制成，它不仅起到与壳体绝缘的作用，而且起到电瓷转轴保温箱与电场内含尘气体隔绝的作用。1-振打轴；2-挠臂锤；3-绝缘密封板；4-本体壳体；5-保温箱；6-万向联轴节；7-电瓷转轴；8-链轮；9-减速电机；10-尘中轴承图3-10侧向传动旋转挠臂锤振打装置193.3烟箱系统大型电除尘器设计电除尘器的烟箱系统由进、出气烟箱、气流均布装置和槽形极板组成。其主要功能是过渡电场与烟道的连接，使电场中气流分布均匀，防止局部高速气流冲刷产生二次扬尘，并可利用槽形极板协助收尘，达到充分利用烟箱空间和提高除尘效率的目的。3.3.1进气烟箱与出气烟箱本文设计的进气烟箱和出气烟箱的结构如图3-9所示。电除尘器的进出气烟箱常做成喇叭形，在特殊要求时，可做成上进气或下进气形式。当进口烟气含尘浓度较高时，进气箱下部需设置灰斗，以避免由于分布板分离出的大量粉尘在进气箱底板堆积或大量流入第一电场前的振打装置。进气烟箱用5mm厚的钢板制作，适当配置角钢、槽钢、扁梁和肋，以满足强度、刚度要求。出气烟箱与进气烟箱形式基本相同，但出气烟箱与水平面夹角a—般应取60°,因为出口处粉尘粒度比进口处细，因而附力强，取较大角可以防止出口积灰。()进气烟箱（)出气烟箱图3-11进气烟箱和出气烟箱的结构3.3.2气流分布板和槽型板气流均布装置由导流板、气流分布板和分布板振打装置组成，本文选择如图3-12所示的装置。20大型电除尘器设计气流分布板有多种结构形式，本文采用多孔板，它的结构简单制造容易，由2〜3.5mm钢板制成。气体的导流和分配部件主要是控制气流分布，实现均流措施。为使气流沿电场均匀分布，需在进气箱内设置气流分布装置。为使气流均布良好，多孔板的层数应不少于两层，并在出气烟箱处设置槽型板装置。通过电除尘器的实际运行发现，在电除尘器的出气烟箱或出口烟道中存在着积灰现象。而且这此灰较细。大多在5mm以下。有关技术人员对此进行了研究，提出来用槽形极板可以收集这些粉尘，该方法在实际应用中取得了良好的效果，并得到了广泛应用。常见的槽形极板装置如图3-13所示，它是由在电除尘器出气烟箱前平行安装的两排梢形极板组成。槽形极板还需装设振打机构，以清除极板上的积灰，其结构如图3-14所示，在前排槽形极板上安装轴承支架、轴承座。振打抽水平设置，并在其上安装若干个1-导流板；2-气流分布板；3-分布板振打装置阁3-12气流均布装置的组成图3-13槽形极板装置示意图21大型电除尘器设计振打锤(每1.5〜2m设一个)，在槽形极板的固定板上安装承击砧，当承击砧被敲打时，槽形板上的积灰便会脱落至灰斗，从而达到提高除尘效率之目的。3.4壳体系统电除尘器的壳体系统由进、出气烟箱、灰斗、围成除尘空间的箱体和箱体上的辅助设备组成。本文壳体采用箱形的钢结构，并设计成户外式。该机构是密封烟气、构建防尘空间支撑壳体内部构件重量及外部附加载荷的结构件。其作用是引导烟气通过电场、支撑其内部的收尘极系统、电晕极系统、气流分布板、槽形极板和阻流板等设备，形成一个与外界环境隔离的独立的除尘空间。其中箱体是电除尘器壳体系统的主要组成部分。电除尘器的箱体主要由两部分组成。一部分是承受电除尘器内部构件重量及外部附加载荷的框架，一般由底梁、立柱、大梁和支座构成。电除尘器的内部构件重量全部由顶部的大梁承受。并通过立柱传给底梁和支座。底梁和支座除承受电除尘器全部结构自重外，还承受外部附加载荷及灰斗中物料的重量。箱体的另一部分是用来将内部电场与外部空气隔开。形成一个独立的电除尘器除尘空间的壁板。壁板应能承受电除尘器远行的负压、风压及温度应力等。壳体有足够的刚度和强度，稳定性，不能有改变电极间相对距离的变形，要求严密，漏风率在标准限度以内。通常梁柱的布置形式根据集尘极在顶梁的固定形式的不同，梁柱的布置形式也不同，分为不均匀分布的立柱结构形式和均匀分布的立柱结构。本文选择后者，后者的结构有利于烟气加热整个顶梁，这样可以减少整个顶梁由于上下温差而产生的热应力。图3-14槽形极板的振打机构223.5储卸灰系统大型电除尘器设计电除尘器的储卸灰系统由灰斗、阻流板、插板箱和卸灰装置等设备组成。以实现捕集粉尘的储存、防止灰斗漏风和窜气、适时卸灰和防止堵棚灰等作用。3.5.1灰斗通常壳体下部灰斗有四棱台状和棱柱状两种，根据排灰方式的不同，可采用不同的形式，四棱台状灰斗多适用于顺序定时排灰，棱柱状灰斗适用于连续排灰，灰斗的出灰口需装设密封性良好的排灰阀。本文采用四棱台状的灰斗。(a)四棱台状（b)棱柱状

图3-15灰斗的形状(a)灰斗的外形结构图（b)灰斗的内部结构图1-底梁；2-支座；3-阻流板；4-竖肋；5-壁板；6-蒸汽加热板图3-16四棱台形灰斗的结构23大型电除尘器设计3.5.2插板箱插扳箱的结构如图3-17所示。插板箱般有300mmx300mmmmx400mm两种规格。插扳箱由箱体、插板和驱动机构组成。本文选用400mmx400mm的规格，它是连接灰斗和卸灰阀的一个中间设备。1-箱体；2-插板；3-螺朴；4-手轮图3-17插扳箱的结构3.5.3卸灰装置电除尘器灰斗下部的卸灰装置根据灰斗的形式和卸灰方式而异，本文选择回转式卸灰阀，如图3-16所示为改进型回转式卸灰阀示意图。回转式卸灰阀是最常见的一种卸灰装置，并且回转式卸灰阀应用最广泛。1-均压管；2-灰斗壁；3-下料管；4-卸灰阀外壳；5-叶轮；6-橡胶条图3-18改进型回转式卸灰阀示意图3.6电除尘器供电控制设备24大型电除尘器设计3.6.1电除尘器控制系统本文釆用的供电控制系统如图3-19,它是由中央控制器、高压供电设备、低压控制设备和各种检测设备组成的集散型智能控制系统。它是计算机技术、自动控制技术、信号处理技术、网络通信技术和人机接口技术相结台的产物，可实现对电除尘器运行过程进行集中监视、操作、管理和智能闭环控制。远程通痕图3-19电除尘器供电控制系统组成方框图中央控制器中央控制器(也称上位机）由一台工业控制计算机及其外围设备（显示器、键盘、打印机、通信接口、UPS电源等)组成。其主要功能是：集中监控管理。中央控制器在监控管理系统软件的支持下，采用下拉菜单方式操作，以列表方式、实时曲线方式、模拟图、直方图、流程图和系统接线图方式直观地显示各高压供电设备、低压控制设备和各种检测设备输人的实时运行数据、运行状态、运行趋势、故障信息等。智能闭环控制。中央控制器能根据烟气浊度仪、锅炉负荷传感器等检测设备提供的反馈信号，对高压供电设备和低压控制设备实行智能闭环控制。远程通信。中央控制器支持TCP/IP协议标准、Modbus协议标准和OPC工业标准。中央控制器与设备制造厂联网后，可从制造厂获取信息和支持；中央控制器与工厂的监视系统和DCS系统联网后，可实现资源共享和统一调度管理等。25大型电除尘器设计高压供电设备本文采用H型高压供电设备，它是在引进美国技术和吸收国内外经验基础上，结合中国国情开发的数字化微机控制高压静电除尘用整流设备。该设备的控制部分是一个以MCS—51系列单片机为核心，配用高可靠性外围芯片组成数字化自动电压控制器(简称DAVC控制器)。低压控制设备本文选择DJ-96型电除尘器低压微机自动控制设备，它由智能微机控制器、电动机驱动保护控制器、电加热驱动保护控制器等组成。其原理方框图如图3-20所交流电泜380V 嫌报警器交压器t一丨厂智能儼抗—控制器电动机骧动保护控mm图3-20-96型低压控制设备原理方框图检测设备检测设备由烟气浊度仪，锅炉负荷传感器，温度、压力传感器，C0分析仪和各种位置开关等组成。它的任务是检测锅炉负荷，电除尘器进、出口烟气温度及压力，烟道闸门状态，风机工作状态，高、低压供电控制设备工作状态，灰斗料位状态、绝缘子室的温度、进口烟气中C0浓度和出口烟气的浊度等运行参数，并实时地将这些信息反馈给中央控制器，实现集中监视、控制和管理。显然，检测设备是中央控制器的耳目，是使电除尘器实现自动化控制管理的重要保证。3.6.2电除尘器控制系统设计26大型电除尘器设计1.IPC系统本文选择的如图3-21所示，智能电除尘器控制系统(简称IPC系统)主要由主机控制台、工业控制计算机、显示器、打印机、键盘、鼠标、远程通信接口、A/D接口、I/O接口、网卡、调制解调器、信号调理卡、通信总线、下位机(包括高压控制系统、低压控制系统)、传感器(包括烟气浊度仪、温度检测仪、除尘段电压、电流、功率和锅炉负荷)等构成。工*找制计算机【/〇卡A/D卡通U按a打却工厂保安电*—220V/50H幻—IMOD机t」’试地计算[I佰螃滇理!■卜20mA浊度仪、锅炉负荷及其他模拟倌☆幵关M倍兮T/R1T/RZ1/R/n 1尚压谜整流系统MPCIMPC2MPCnl^irr/卸灰系统MTC2丄J电加热系统图3-21系统构成原理框图2.IPC系统基本原理IPC系统通过通信方式与电除尘器高、低压控制设备的微机控制器(包括数字式自动电压控制器DAVC和MVC196、振打卸灰控制器MPC、电加热控制器MTC、电磁振打控制器DZK、低压集控系统DDJX、可编程逻辑控制器PLC等)相连接，采集、控制和管理电除尘器高压硅整流设备、低压振打设备、卸输灰设备等的运行参数。以模拟闻、运行表、直方图、数据曲线和文本等方式，直观地记录、显示和打印各设备的运行参数和工作状态。通过数字输人防出（I/O)和模/数转换(A/D)等方法采集有关传感器(包括：烟气浊度仪、除尘段电压、电流和功率、锅炉负荷、烟气温度、压力、一氧化碳、硫化物等)参数，借助烟气浊度仪的反馈信号构成电除尘器的闭环控制系统，实现优化节能运行。通过网卡或Modem,运用网络技术，借助Internet或公用电话网，上传各设备的运行参数和工作状态，实现数据资源共享和远程遥测、遥控功能。27大型电除尘器设计3.IPC系统主要部件主机控制台。它由工作平台、工业控制计算机、显示器、打印机、A/D接口、I/O接口等构成。主机控制台是IPC系统的核心部分，它处理下位机及其外围设备送来的信号并发出控制指令。高压硅整流系统(简称T/R系统)。该系统的核心部分是数字式自动电压控制器(简称DAVC),DAVC是由MSC—51微处理器，配上高级外围芯片组成的计算机系统，通过其自身携带的串行通信口，可以接受上位机的参数设定命令或启动/停止命令，也可以把当前的运行参数(一次电压、一次电流、二次电压、二次电流、火花率、故障状态等)传给上位机。振打、卸灰、输灰系统。该系统采用可编程序控制器PLC或微机程序控制器MPC或电磁振打控制器DZKO这些控制器都具有同上位机通信的能力，可接受上位机的参数设定命令或向上位机传送实时运行参数和工作状态。电加热系统。该系统采用MTC—20B微机温度控制器，它是电除尘器温度测量与恒温控制的专用设备。浊度仪。它是通过光学原理把烟气的不透明度转换成电流信号传送到主机控制台，供工业控制计算机分析、计算和控制。28大型电除尘器设计第四章电除尘器设计计算4.1一般粉尘的原始资料(1)煤质成分分析数据见表4-1表4-1煤质成分分析煤的成分CyHyOyNySyAyrvfQyd%52.413.314.731.311.0631.605.582.1614.6120486灰的成分分析数据见表4-2表4-2灰的成分分析成分含M成分含sSi0250.9feO4.71AI2O330.16Na204.24Fe2〇35.73Ti021.32CaO1.87Mn〇20.07MgO0.52S030.53灰的粒径分布数据见表4-3表4-3灰的粒径分布粒度（fim)质S百分比（％)粒度（fim)质量百分比（％)<32.5720-305.203-50.9930-4014.895-103.01>4021.2510-206.85>5045.2429大型电除尘器设计(4)灰的比电阻见表4-4表4-4灰的比电阻温度比电阻温度比电阻255.21X1〇61251.83X106508.22X1061507.56X106759.73X1061752.29X1061002.71X1062009.61X106(5)灰及烟的其它性质见表4-54-5灰的容度烟气温度烟气s灰休止角烟气露点含尘浓度510kg/m24200000m3/h46.65度20g/m34.2电除尘器主要参数的选择电除尘器的主要参数包括：电场风速、收尘极板的板间距、电晕线线间距及粉尘的驱进速等。本文设计时烟气量取18m3/^，入口浓度为20g/m3。4.2.1电场风速电场风速的选择受很多因素的影响，烟气的温度、压力、湿度、和烟气含尘浓等。本文依据多年的经验推算，电场风速按下列的公式计算：v=1.2-0.01xkxxc, (4~1)式中：v—电场风速m/s;Kx—修正系数（取1〜L1之间）；Ci—入口浓度g/m3(取10〜60g/m3);v=1.2—O.Olxlx20=1.0m/.s130大型电除尘器设计4.2.2收尘极板间距电除尘器收尘极板的板间距，根据设计经验，从电除尘器的各个方面虑，若co=f(2b),则当〇)曲线的导数为正值时（即^’>0时），加大极间距合理，反之不合理[2]。美国南方研究所推荐的最大板间距为457mm,李秋兰等人推荐的最大板间距不超过500mm[16]。本文选取设计电除尘器的板间距为400〜480mm,并采用极间距为400mm。4.2.3电晕线的线间距电晕线的线间距对电晕电流的大小会有一定影响，电晕线距太小，由于屏蔽作

用，电流值降低，甚至为零；电晕线距太大，电流密度降低，影响除尘效率。经试

验，最佳线距与电晕线的形式和外加电源有关。一般取0.6〜0.65倍的通道宽度为

宜。对于星形断面和圆形断面，电晕线的线距取160〜200mm为宜；当极间距为400mm

时，线距应取240mm;对于锯齿线、鱼骨针线和RS管状芒刺线一般取500mm为宜。

故本文线距取240mm〇4.2.4粉尘的驱进速度粉尘的驱进速度与很多因素有关。因此，驱进速度的确定，既复又十分重要。

依据煤质和灰理化分析，依据用户对电除尘器的要求和类比计算，考虑在设计、制

造、安装和使用时所应采取的有利于提高驱进速度的措施，综合分析，驱进速度按下式计算：^=9.62kS0625式中:(〇 驱进速度，cm/s;S——煤的含硫量，％;K_平均粒度影响系数按表4-6选定。……w=100式中：wbW2——粒度为ab屯组成的百分比；aba2 粒度平均粒径。(4-2)(4-3)31大型电除尘器设计表4-6平均粒度影响系数af均101520253035K0-90.9511.05L11.15但是，实际上用户所要求的除尘效率是选取驱进速度时要考虑的重要因素，一般来说，用户要求的效率越高，选取的驱进速度越小。一般情况下驱进速度的设计值是根据经验选取的。当板间距取300mm时，驱进速度取5〜6cm/s;板间距为400mm时，驱进速度为板间距300mm时的1.5〜1.7倍，故本文驱进速度取9.5cm/s。4.3电除尘器详细设计计算4.3.1收尘极面积电除尘器工作时的实际条件（如烟气性质、风量、风压、温度）与设计时设定的条件可能存在差异，或者设计者选取某些数值（如驱进速度、选定的振打周期以及气体分布等）有生产实际可能有出入，所以在设计除尘器时，不需考虑一定的储备能力。设计时按下式计算所需收尘极面积：-gvln(l-/7)(4-4)式中:0)—驱进速度，m/s;A——一总除尘面积，m2;k———储备系数，1.0〜1.3;Qv烟气里，m/s;n—除尘效率，％。其中储备系数k选取时应综合考虑，如电除尘器用于何种流程；煤种的变化环保要求等。根据上述几点，可选取其中较大的k值。本文k取1.0。,,,-18xln(l-0.9975)inlloc2故：A= -x1.0=1135m0.0954.3.2电场数在卧式电除尘器中，为满足高效、可靠的运行要求，根据我国的具体情况，电场长度取3.5m〜5m为宜，电场数排放标准取3〜4个，本文选择3个电场。32大型电除尘器设计4.3.3电除尘器各部分尺寸的计算当电除尘器的主要参数和结构形式确定后，其各部尺寸便可通过下列计算方法求得：初定电场断面F’v (4-5)式中:F’一初定电场断面积，m2;

v电场风速，m/s〇丄l 18 9故——=18m电场高度h当F<80m2 (4-6)当F>80m2 (4-7)式中：h 电场高度，m;要对h进行圆整。因为F〈80m2古女h«Vl.5x18«5.2m电除尘器的通道数NN=FW(2bh) (4-8)式中：2b——相邻两极板中心距，m。将N圆整为整数。x电场有效宽度5有效33大型电除尘器设计=2x2bh(4-9)=2x0.4x5.2=4.16m实际电场断面FFhB碰 (4-10)Z7=5.2x4.16»21.6m内高H从除尘器顶梁底面至灰斗上端面的距离^//,=hh2 (4一11)式中：h——除尘极板有效高度，m;h,——当极板上端悬吊于顶梁的X型梁上时，&=0;当极板悬吊于顶梁下面的悬挂装置时hFSOmm〜300mm;h2 除尘极下端至撞击杆的中心距离，按结构型式取h2=35mm〜50mm; 撞击杆中心至灰斗上端的距离，取h3=160mm〜300mm〇=5.2+0•1+0.04+0.2=5.54m单电场的长度12Nhn式中：n——电场数量11352x9x5.5x3«4m(4-12)(8)电除尘器壳体内壁长LhLH=n(l+21e2+c)+21ei-c (4-13)34 大型电除尘器设计 式中：lei——电除尘器内壁顶端到电晕线到框架的距离400〜500mm;le2 电晕线框架到极板的距离，450〜50(tora;c 两电场间框架间距，380〜440mm。=3(4+2xxm(9)烟气流方向的柱距屮间柱距Ldi=l+21C2+c=4+2x0.4+0.4=外侧柱距Ld2=l+2L2+i2=4+2x+0.4/2=5.1m最外侧的柱距与除尘器内壁：(4-14)(4-15)(4-16)0.4m(10)进气箱进气口面积F()进气箱的进气方式有上进气和水平进气两种，一般采用水平进气。当釆用水平引入式进气箱时，进气箱的进气尺寸按下式计算：(4-17)式中：F。——进气口面积，m2;V〇——进气口处的流速，m/s,对于大型电除尘器设计中，进气风速可取4m/s左右。F0=——《4.5m° 4(ii)保温箱a=(0.81.2)bh〇=(2〜2.5)bb〇=(l.1〜1.2)b(4-18)(4-19)(4-20)35大型电除尘器设计式中：a。——绝缘棒中心到套管外臂的距离，ram;h〇——绝缘棒套管顶端到保温箱顶端距离，mm;b〇——加热管中心到套管边缘的距离，mm;0.4x200==0.5x200=100mm=O.lx200=(12)初定除尘效率nncgmCigm/?=1-—x100%=99.75%(13)灰斗排灰量G。3也"%式中：3——考虑排灰口的排灰能力应增大的倍数；qx——粉尘进口浓度，t/m3;Q 烟气量，m3/h;n——当采用角锥形斗时，n近似取〇.85〜〇.9;nl——为沿除尘器宽度方向的斗数。_3xxxlx=0.33t/h(4-21)(4-22)36大型电除尘器设计现设计一台与60万千瓦火电机组配套的电除尘器。对于一般粉尘，根据公式(4-1)到（4-22)计算烟气出口浓度为50mg/m3时主要参数值及各部分尺寸大小，归纳见表4-7。表4-7烟气出口浓度为50mg/m3时主要参数值及各部分尺寸大小电场风速v(m/s)1.0板间距2b(mm)400线间距2c(腿）240驱进速度〇)(m/s)0.095除尘效率n(%)99.75收尘极而积A(m2)1135初定断而积F(m2)18电场高度h(m)5.2通道数N9电场有效宽度B4.16实际断而积F(m2)21.6单电