電除塵器培訓(xùn)教材

1、電除塵器,目 錄,第一模塊 ESP原理第二模塊 ESP術(shù)語和結(jié)構(gòu)第三模塊 影響除塵效率的因素第四模塊 ESP常見故障及處理,第一模塊 ESP原理,電除塵器：利用電場的作用使含塵氣體中的粉塵與氣體分離的的凈化設(shè)備。國外稱ELECTROSTATIC PRECIPITATOR “靜電沉降器”，而實際“靜電”兩字并不確切，因為粉塵粒子荷電后，和氣體離子在電場力的作用下，要產(chǎn)生微小的電流，并不是真正的的靜電，但習(xí)慣上將所有高電壓低

2、電流的現(xiàn)象也包括在靜電范圍之內(nèi)，所以把電除塵也稱為靜電除塵。ESP原理：在二個曲率半徑相差很大的金屬陽極和陰極上通以高壓直流電，維持一個使氣體電離的靜電場。氣體電離后生成的電子、陰陽離子吸咐在通過電場的粉塵上，而使粉塵荷電。荷電粉塵在電場的作用下便向電極性相反的電極運動而沉積在電極上，達到粉塵和氣體分離的目的。當(dāng)沉積在電極上的粉塵達到一定厚度時，借助于振打機構(gòu)使粉塵落入下部灰斗，凈化后的氣體便經(jīng)過設(shè)備排出。既要有電暈，又要有電場。,

3、ESP的除塵過程可分為四個階段：,1.氣體電離；2.粉塵荷電；3.荷電粉塵移動；4.振打清灰。,1.氣體的電離,電離：不導(dǎo)電的氣體分子在高壓電場作用下，失去一個電子，變?yōu)橐粋€正離子和一個負離子的過程OA段： 少量自由電子導(dǎo)電階段。AB段：自由電子數(shù)量不變，電壓增加，電流不變。BC段：光芒放電段CD段：正離子也參與電離，電暈放電段---ESP工作電壓段。DE段：火花放電C1-D1為ESP工作電壓帶,1.氣體的電離,電離：

4、不導(dǎo)電的氣體分子在高壓電場作用下，失去一個電子，變?yōu)橐粋€正離子和一個負離子的過程OA段： 少量自由電子導(dǎo)電階段。AB段：自由電子數(shù)量不變，電壓增加，電流不變。BC段：光芒放電段CD段：正離子也參與電離，電暈放電段---ESP工作電壓段。DE段：火花放電C1-D1為ESP工作電壓帶,電暈電離的特點,當(dāng)電壓升至C1點時，則活動度較小的正離子也獲得足夠的能量轟擊中性原子，不斷產(chǎn)生新離子，隨著電壓升高，通過電場的電流得到更大的增大。

5、同時，復(fù)合過程也趨激烈，特別是電場強度最高的放電極附近，圍繞放電極，不僅可看到點狀或條狀的光焰，還可以聽到絲絲聲和噼啪的爆裂聲，這現(xiàn)象稱為電暈放電，相應(yīng)于C1的電壓就稱臨界電暈電壓。在CD段，由于電子、正負離子都參與轟擊作用，電場的離子濃度大大增加，據(jù)推算，每立方米空間中約有1億以上離子，隨著電壓升高，電極周圍的電暈區(qū)范圍越來越大，電離也如雪崩似進行。當(dāng)電壓升至D1點時，正負電極之間可能產(chǎn)生火花，甚至電弧，此時，電極間的氣體介質(zhì)全部產(chǎn)

6、生電擊穿現(xiàn)象。電流急劇增加電壓下降而趨止于零。DI點的電壓稱為火花放電電壓，或臨界擊空電壓。CD段稱為電暈放電段，從臨界電暈電壓至火花放電電壓的電壓范圍，就是電除塵器的電壓工作帶，電壓工作帶越寬，允許電壓波動的范圍越大，電除塵器的工作狀況也越穩(wěn)定，而電壓工作帶的寬度，和氣體的性質(zhì)有關(guān)，還和電極的結(jié)構(gòu)形式有關(guān)。,2.粉塵荷電,電場區(qū)的負離子密度可達上億個立方厘米。碰撞荷電：大于1微米粉塵的主要荷電方式。擴散荷電：熱運動方式使粉塵荷電

7、，小于0.1微米粉塵的主要荷電方式。荷電時間：1秒內(nèi)達到99%飽和荷電。所以ESP內(nèi)粉塵均獲得飽和荷電。,3.荷電粉塵移動,趨進速度：荷電粒子向電極的運動速度ω。趨進速度與除塵效率的關(guān)系-多依奇公式：η：除塵效率（%）A：收塵極板面積（m2）V：煙氣量（ m3/s）ω：趨進速度（m/s）,效率公式及其影響因素,趨進速度與除塵效率密切相關(guān)對趨進速度的分析實際就是對除塵效率的分析，影響趨進速度的因素很多：粉塵粒徑：對于

8、1μm以上的粉塵，粒徑越大，驅(qū)進速度也越大，除塵效率也越高。粒徑還影響電氣條件、二次揚塵等。電場數(shù)目：電場數(shù)量增多時ω減小。電壓與電流：存在一個合理的供電制度。極板間距：寬間距有優(yōu)越性。收塵面積：A增大，驅(qū)進速度下降并趨近于某一值。粉塵比電阻：高比電阻范圍內(nèi)，驅(qū)進速度與比電阻近似于反比的線性關(guān)系。,4.振打清灰,荷電粉塵到達電極后，在靜電力和粉塵粘附力共同作用下，形成粉塵層。在振打力的作用下，一部分粉塵在重力作用下落入灰斗，

9、另外一部分在下落過程中揚起，重新回到氣流中，形成二次揚塵。二次揚塵無法避免，但又要盡力控制減少：1是通過合理的收塵極結(jié)構(gòu)，2是需要良好的振打制度。理論與實踐都證明：粉塵層形成一定的厚度，一般幾個毫米厚再振落。粉塵層成餅狀下落比較合理。粉塵層太薄，需要更大的振打力，而且容易吹散，增大二次揚塵；太厚則粉塵不容易脫離極板，影響收塵效率。所以每臺除塵器，都需要一個合理的振打制度。,關(guān)于振打工藝幾個問題：,1.各個電場的振打周期不同，1電場

10、8-10分鐘，2電場到4電場30-40分鐘；而且最后2個電場振打不同時進行，減少二次飛揚。2.合理的振打制度要通過熱調(diào)時確定；當(dāng)工況改變時，有必要對振打周期觀察和調(diào)整。3.合理的振打加速度，一般陽極板大于150g，陰極線大于50g。4.陰極振打由于粉塵量小，不考慮二次飛揚，而且由于其需要良好的清潔狀態(tài)，所以振打的間隔時間短，而且各電場可以一致。振打加速度不用很大。,總結(jié)ESP收塵的四個過程,電離--荷電--移動--清灰：四個過程要

11、連續(xù)不斷的進行，以保證ESP良好的工作狀態(tài)。具體過程是：進口封頭-氣流分布裝置-荷電并收集到電極上-振打清灰-出口封頭分布板（改善氣流分布，抑制二次揚塵）-氣力輸灰裝置。,第二模塊 ESP術(shù)語和結(jié)構(gòu)一.ESP術(shù)語：,前面已經(jīng)提到的幾個ESP術(shù)語：趨進速度ω，除塵效率η，總除塵面積A，處理煙氣量Q等。菲達ESP型號的含義：2F288-4，設(shè)計編號為（2FAA5*40M-2*96-150）。涉及電場長、寬、高的概念。另外幾個重要概

12、念：臺，室，比電集塵面積SCA，比電阻，電暈等。,二.ESP的結(jié)構(gòu),ESP分為本體和電氣兩部分。ESP的本體為煙氣凈化的場所，通常為鋼結(jié)構(gòu)件。ESP本體分為：內(nèi)件、殼體和氣流分布裝置及附屬設(shè)備3大部分。菲達ESP產(chǎn)品型號編制舉例：2F684-4的意思為2臺；菲達型結(jié)構(gòu)；電場有效流通面積為684平方米；4個電場。,ESP結(jié)構(gòu)圖,內(nèi)件包括：1.陽極系統(tǒng) 2.陽極振打3.陰極系統(tǒng)4.陰極振打等4個部件。殼體和氣流分布裝置包括：進口、出

13、口封頭；殼體；底梁；塵中走道；頂蓋；氣流均布裝置等。輔助設(shè)施包括：保溫；走梯平臺；頂部吊機等,1.陽極系統(tǒng),陽極系統(tǒng)包括陽極板、上部陽極懸掛裝置和下部撞擊桿等。ESP對收塵極板的基本要求：1.極板表面電場強度分布均勻；2.受熱變形小，剛度好；3.防止灰塵二次飛揚；4.振打力傳遞性能好，清灰效果好；5.與放電極之間不易產(chǎn)生閃絡(luò)放電；6.重量要輕。ESP陽極板的形式較多，菲達型ESP采用480C型陽極板。,480C型陽極板,480C型

14、陽極板是用1.2-1.5mm薄鋼板在專用軋機上軋制，采用寶鋼SPCC材質(zhì)。優(yōu)點：中間平直部分較大，兩端有防風(fēng)溝，減少灰塵的2次飛揚，重量又輕；電性能好，剛度好，板面振打加速度分布較均勻。,陽極板的吊掛,菲達ESP陽極板采用掛鉤懸掛方式，優(yōu)點：1.極板受熱伸長時，不影響極間距；2.振打時上端的振打加速度衰減相對較少。陽極板的布置采用一正一反方式好處：1.每個通道兩側(cè)面板形狀與通道中心平面對稱，板面電流密度分布對稱、場強對稱，含塵濃度均

15、勻；2.因為交叉排列，極板變形可以相互抵消一部分。,2.陰極系統(tǒng),陰極又稱為放電極或電暈極，與陽極一起形成非均勻電場，產(chǎn)生電暈電流。由陰極線、陰極框架和陰極吊掛裝置等組成。國內(nèi)常見幾種陰極線形式：管型芒刺線、新型管型芒刺線、星型線、鋸齒線、螺旋線、魚骨針刺線、螺旋線等。菲達ESP常用的陰極線RSB新型管型芒刺線和螺旋線。,陰極線應(yīng)該具備特點：,1.牢固可靠、機械強度大、不斷線、不掉線。ESP的一個供電分區(qū)往往有上千根陰極線，一個斷線

16、就會造成電場短路。2.電氣特性良好。使陽極板上電流密度分布均勻、平均電場強度高；對于含塵濃度高、細粉塵及高比電阻粉塵有良好適應(yīng)性。起暈電壓底，擊穿電壓高。3.易清灰，制造成本低。,菲達ESP陰極線特點：,RS芒刺線起暈電壓低，一般15KV，放電強，不易斷線，用直徑20mm圓管作為支撐，機械強度高。RSB線是菲達專利產(chǎn)品，優(yōu)點：放電均勻，消滅原RS線存在的極板上電流分布死區(qū)，板電流密度均勻性好，提高極板利用率，放電強烈能有效收集高濃

17、度粉塵，且剛性好，不容易斷線。螺旋線的優(yōu)點：放電均勻，對高比電阻粉塵和細粉塵適應(yīng)性強，用專用工具安裝方便。一般螺旋線和RSB線綜合使用，螺旋線用在后面電場，發(fā)揮各自的優(yōu)點。,陰極吊掛裝置,陰極吊掛裝置的作用：1.承重；2.絕緣。每個室有4個電瓷套管，用吊桿掛起，下有防塵套，防止灰進入瓷套內(nèi)壁而產(chǎn)生爬電現(xiàn)象。瓷套有電加熱，有的裝有熱風(fēng)吹掃，防止積灰。瓷套需要保持清潔，有機會就要對瓷套積灰進行清理。,3.陽極振打,極板的清潔與否直

18、接影響ESP的除塵效率，因此，需要對其進行周期性振打。對振打裝置的要求1.適當(dāng)?shù)恼翊蛄Γ?.能使極板獲得清灰要求的加速度；3.能適當(dāng)調(diào)整振打周期和頻率；4.運行可靠，能滿足大小修的要求。菲達ESP采用旋轉(zhuǎn)式撓臂錘切向振打裝置，由振打傳動裝置、振打軸軸承、振打軸和振打錘四個部分組成。,振打軸軸承和振打錘,振打軸軸承轉(zhuǎn)速低，精度要求不高。但是使用環(huán)境惡劣，要求高的可靠性，壽命要長。菲達采用托輥式軸承，優(yōu)點是不容易積灰，不容易卡軸，使用壽

19、命長。菲達采用旋轉(zhuǎn)錘頭，錘頭經(jīng)過熱處理工藝，可以保證振打次數(shù)在幾十萬次以上。,4.陰極振打,ESP工作時少量的粉塵吸附陰極線附近的正離子而沉積在陰極線上，當(dāng)粉塵沉積到一定厚度時，會大大降低電暈效果，所以必須保證陰極線清潔，保證正常放電。陰極振打主要是清灰而不是收塵。陰極振打的原理與陽極相同，但是由于其帶由高壓電，所以要求相對絕緣，所需要的振打力小，所以振打錘的重量要輕些，菲達一般用90mm直徑的錘頭。陰極振打周期各電場可以相同，而

20、且相鄰2電場振打時間盡量錯開，以避免2次揚塵。菲達ESP陰極振打傳動裝置有頂部傳動裝置和頂部側(cè)面?zhèn)鲃友b置2種類型。,5.氣流均布裝置,,ESP內(nèi)部氣流要求分布均勻，其均方根差要求小于0.25，各封頭流量差小于5%，所以需要加氣流分布裝置。,,若氣流分布不均勻，流速高的地方產(chǎn)生2次飛揚，總的除塵效率會降低。菲達在引進國外先進技術(shù)的基礎(chǔ)上采用阻流加導(dǎo)流形式，進口處設(shè)置3層氣流分布板。多孔板孔直徑達85mm，不會堵孔。多孔板2邊加有折邊，

21、增加剛性。,6.灰斗和灰斗擋風(fēng),灰斗焊接在底梁上，灰斗壁與水平面夾角一般大于60度，且四邊加有圓弧板，以保證灰自由下落。為防止煙氣經(jīng)灰斗旁路串氣而降低除塵效率，灰斗內(nèi)裝有擋風(fēng)板?；叶吠ǔＳ幸韵赂郊?.電加熱或蒸汽加熱；2.氣化板；3.挖手孔；4.捅灰管等。,第三模塊 影響除塵效率的因素,影響ESP效率的因素很多，大體分為3個方面：1.工況條件；2.ESP的技術(shù)狀況；3.運行條件。工況條件包括燃煤的成分，煙塵的特性以及煙氣條件等，

22、通常是確定不變的。ESP的技術(shù)狀況包括極配形式，結(jié)構(gòu)特點，振打方式及振打力大小，氣流分布均勻性及電場劃分情況等。不同的廠家有較大的差別的。運行條件包括操作電壓，板電流密度，積灰情況，振打周期等。取決于設(shè)備的維修保養(yǎng)情況。各個影響因素可以單獨起作用，也可以綜合發(fā)生作用。,關(guān)于粉塵比電阻,比電阻是衡量粉塵導(dǎo)電性能的指標，對ESP的性能影響最為突出。比電阻數(shù)值上等于單位面積（厘米）粉塵在單位厚度（厘米）的電阻值，單位為Ω·cm

23、。ESP收塵的比電阻值在104—1011Ω·cm范圍內(nèi)。低比電阻粉塵其到達收塵極后迅速放電，塵粒又返回氣流中，形成的粉塵層，容易產(chǎn)生2次飛揚。高比電阻粉塵容易產(chǎn)生反電暈現(xiàn)象。使得除塵效率大大降低。高比電阻粉塵到達陽極板上，形成的塵層電荷不易釋放，隨著塵層增厚，層電壓降達到一定時，電場強度超過了塵層擊穿電壓臨界值（30KV/cm），塵層局部擊穿，產(chǎn)生大量正離子，中和了電場的負離子，2次電流增大，2次電壓降低；擊穿時產(chǎn)生火花，

24、導(dǎo)致二次揚塵，降低除塵效率。反電暈和二次揚塵是ESP目前面對的兩大難題。,關(guān)于反電暈現(xiàn)象,1反電暈的初始現(xiàn)象：高比電阻粉塵在收塵極放電困難，也難以脫離收塵極，其形成的塵層電阻大使得后續(xù)的荷電離子放電更困難，造成塵粒表面有較密的負電荷分布，它們排斥荷電塵粒向收塵極靠攏，并對電場產(chǎn)生擬制效果，2次電流明顯下降。2 完全反電暈的形成條件：A 高比電阻粉塵，比電阻大于10E11次方，一般鍋爐燃煤硫含量小于1%時，燃燒一般產(chǎn)生高比電阻粉塵；B

25、 塵層積聚到一定厚度：使得可能通過控制ESP運行的電氣特性的輸入來避免完全反電暈的出現(xiàn)。3 反電暈的現(xiàn)象：A 視覺現(xiàn)象：反電暈發(fā)生后，極板塵層處產(chǎn)生類似于放電極附近發(fā)生的電暈電離，在黑暗中可以觀察到由反電暈引起的，在收塵極塵層表面出現(xiàn)漫射光或眾多的電暈光點。B 表象：2次電壓降低，2次電流增大，除塵效率明顯下降。4 反電暈的對策：A 合理的振打制度，減電壓或停電壓振打；B 合適的陰極線，菲達ESP末電場采用螺旋線，有效擬制反電暈的出

26、現(xiàn)。C煙氣調(diào)質(zhì)：進口中通入SO3，可以降低比電阻；應(yīng)用實例：內(nèi)蒙古托克托電廠一期2X600MW機組ESP，燃用準葛爾煤，應(yīng)用三氧化硫調(diào)質(zhì)后，除塵效率由96%提高到99.7%。還有采用煙氣加濕等。 D 改變清灰方式：旋轉(zhuǎn)電極，濕式清灰等。,1.工況條件,粉塵的比電阻除了決定于粉塵本身的物理性質(zhì)以外，還于煙氣的溫度，濕度，煙氣成分等有很大關(guān)系。1.煤成分的影響：高硫煤工況條件下粉塵比電阻低；低硫煤其堿性氧化物的含量起主要作用；爐前煤的水分

27、高，粉塵的比電阻相對較低。當(dāng)鍋爐燃燒煤種發(fā)生變化時，其粉塵比電阻有可能發(fā)生很大變化，嚴重影響ESP除塵效率。2.煤灰成分的影響：在11種主要成分中，Na,K,Fe,P,Li,S等起著正的影響，Si,Al,Ca等起著負的影響。3.粉塵越細，收塵越困難。4.一般火力發(fā)電廠煙溫在150度時，粉塵比電阻出現(xiàn)最高值。高溫ESP的運行溫度大于300度，就是這個原理。,2.ESP的技術(shù)狀況,極配形式—電流密度分布的重要性：菲達專利的RSB線和菲

28、達從ABB引進的螺旋線，保證電除塵器高效運行的基本保證。極間距影響，寬間距粉塵的趨進速度高，電場強度均勻，提高了除塵效率。設(shè)備安裝精度的影響：1.異極安裝精度要控制在10mm以內(nèi)；2.漏風(fēng)率要控制在3%以內(nèi)；菲達ESP人孔門的密封采用專利玻纖硅膠密封。3.振打加速度要分布均勻；4.氣流分布均勻；5.供電質(zhì)量及供電分區(qū)大??；菲達ESP采用EPICIII控制器，保證供電質(zhì)量。,3.運行條件,運行電壓和電流的影響：ESP希望運行在盡可能高

29、的電壓和額定的電流值。一般每各電場的火花率不同，可以調(diào)節(jié)，一般控制在5到15次范圍內(nèi)，最佳火花率需要在實踐中總結(jié)出來。時時保持絕緣子和電場的清潔是保證ESP持久高效的必要條件。絕緣子在大小修和臨時停機必須抓緊時機搽干凈；建立合理的振打制度，防止電極積灰。合理的振打周期需要在實踐中確定，以確保ESP的除塵效率。,第四模塊 ESP常見故障及處理,ESP運行中陰極線斷線、振打錘脫落、灰斗堵灰、絕緣子破裂稱為4大故障，對此采取的措施：1.芒

30、刺線支撐采用直徑20mm圓管，連接兩端設(shè)置專用保護套，保證陰極線不斷線和掉線。螺旋線采用不銹鋼材質(zhì)。2.振打錘頭采用熱處理工藝，保證整個生命周期內(nèi)均可正常使用。3.雙層結(jié)構(gòu)的小灰斗，保證加熱均勻，卸灰順利，防止堵灰。4.絕緣子室進行電加熱，防止爬電擊穿。,1.陽極系統(tǒng)故障,熱膨脹不暢造成陽極板彎曲：使電場異極間距變小，電場運行參數(shù)下降，嚴重時電場短路。原因分析及處理方法：安裝時或者設(shè)計中陽極板排底部與振打?qū)虬宓撞烤嚯x小于40-

31、50mm；保證膨脹間隙。煙氣溫度高于設(shè)計值：需要現(xiàn)場處理導(dǎo)向板開口，底部分磨平。灰斗積灰引起，需及時排灰。,2.陰極系統(tǒng)故障,3.陰陽極振打系統(tǒng)故障,4.灰斗及出灰系統(tǒng)故障,嚴防灰斗過量積灰,a.嚴防灰斗過量積灰。當(dāng)灰斗高料位報警時，必須檢查輸灰系統(tǒng)的實際運行情況，并采取措施保證輸灰順暢，以降低灰位，從而解除高料位報警。b.當(dāng)任一灰斗積灰超過其上平面且使電場跳閘時，必須在極短時間內(nèi)采取緊急排灰措施，要在3小時內(nèi)及時清灰，8小時內(nèi)使

32、灰斗積灰低于灰斗大口以下，保證電場能投入正常運行。c.如果8小時內(nèi)還未能及時清灰，則必須進行強制措施排灰，如灰斗下口割口、打開挖手孔等排灰方法。d.經(jīng)過各種排灰努力，如48小時之內(nèi)，灰斗仍不能清灰到大口以下，電場還在跳閘狀態(tài)，則必須強制停機停爐，確保設(shè)備可靠安全，否則可能會產(chǎn)生嚴重后果。e.排灰時嚴格注意人身安全，特別是灰搭橋時，由于受到其他外力作用時，可能會突然下墜，更應(yīng)防止發(fā)生燙傷及其他事故。,ESP的優(yōu)點,電除塵器的優(yōu)點除

33、塵效率高，在理論上可以達到小于100%的任何效率，在合適的條件下使用電除塵器，其除塵效率最高可達99.9%以上。可以適應(yīng)處理大的煙氣量。最大單臺電除塵器處理煙氣量在200萬立方米以上。所收集的粉塵顆粒范圍大，能收集100μm以下的不同粒級的粉塵，特別是能收集0.1～5μm超細粉塵。對煙氣的含塵濃度適應(yīng)性好，適用于入口含塵濃度在幾克至幾百克。當(dāng)然在粉塵濃度很能高時，也可以在前面設(shè)置預(yù)除塵器（如重力除塵器或旋風(fēng)除塵器）。運行費用低，