工业电除尘装置的节能优化与控制器设计

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1、大连理工人学硕十学位论文1电除尘装置工艺阐述1．1电除尘器装置1。1．1电除尘器基本组成图1．1为唐山某钢铁厂一台作用于90m2烧结机的一室三电场电除尘器装置工艺示意图，钢铁厂将炼钢炉出来的烟气经缸降室部分尘降后经水冷罩冷却，大部分通过烟道管进入电除尘器内16J，少部分由集尘罩收集；进入电除尘器内的烟气由除尘器三个电场进行级联除尘，而后靠除尘风机将出口烟气从烟囱排放出。该电除尘器装置通常由高压供电系统、低压控制系统和电除尘器本体构成，其系统示意图如图1．2所示，其中，“，：第f个电场的一次电压；11，：第f个电场的一次电流；职；：第f个电场的二次电压；厶。：第f个电场的二次电

2、流。电除尘器本体的主要部件包括：烟箱系统、电晕极系统、集尘极系统、槽型板系统、储灰系统、壳体、管路、壳体保温和梯子平台等。高压供电系统是电除尘器的重要组成部分之一，它为升压变压器供电，可将工频交流电变换成脉动直流负高压，并进行火花频率控制。国内通常采用可控硅自动控制高压硅整流变压器，来调节电除尘器工作电流、电压。高压供电系统包括升压变压器、高压整流器、控制器与传感器四部分[71。烟道管水玲罩图1．1电除尘器装置工艺示意图Fig．1．1Theschematicdiagramofelectrostaticprecipitatordevice工业电除尘装置的节能优化与控制器设计高压

3、供电系统Ili图1．2电除尘系统组成示意图Fig．1．2Electricitydustremovalsystemcompositionschematicdrawing由可控硅输出的可调交变电压，经升压器将工频380V交流电升到60KV或更高的电压，再经桥式整流器整流成为高压直流电。输出的负高压通过阻尼电阻与本体的电晕极相连，其中阻尼电阻可缓冲瞬时火花放电电流并起到一直高频分量的作用。自动反馈系统以给定的反馈量为调压依据，自动调节可控硅的导通角，使高压电源输出的电压随着电场工况的变化而自动调节；同时，自控回路还具备各项保护性能，使电场在短路、开路、过流、偏励磁、闪络和拉弧等情况

4、时对高压电源进行封锁和保护。低压控制系统包括振打系统：主要有集尘极(阳极)振打电机、电晕极(阴极)振打电机、分布板振打电机、槽板振打电机；加热系统：有大梁电加热器、阴瓷轴电加热器、灰斗电加热器；排灰系统：灰斗卸灰电机、仓壁振动器、螺旋输灰电机及拉链机等。低压控制系统性能的优良与否也直接影响除尘效率及电除尘系统的正常运行。1．1．2电除尘器的工作原理电除尘器除尘主要依托的是电晕放叫8】原理。通常电除尘器电晕线是细长的金属线，上面布满了芒刺线。当电晕线与阳极板之间加高压直流电时，两极之间将形成不均匀电场，离电晕线越近，电场强度就越强；当电晕线附近的一个很小区域内(一般为2-3ra

5、m)电场强度大至某一值时，在电晕线附近的少量游离子在电场力的作用下被加速至很高的速度，并在运动中与中性气体相碰撞，使气体分子电离为正离子和电子。自由电子获得了足够的能量，它和气体分子碰撞产生正离子和新的电子，而新生的电子立刻又参与到碰撞电离中去，使得电离过程加强，生成更多的正离子和电子。这样，由于在电子的行程上新生成电子不断参加碰撞电离，结果气体中的电子像雪崩似的增长，形成电子崩，迁移率较大的电子集中在“崩”的头部迅速向阳极方向发展，而正离子则留在“崩”尾向阴极加速并撞击阴极使其释放出达到自持放电所必须的二次电子。因此，在电晕极附大连理工大学硕士学位论文近的狭小区域就产生了放

6、电条件，形成电晕，这就是电晕形成的机理。在强电场区以外(电晕外区)，电子逐渐减慢Nd"于碰撞电离所必需的速度(多次碰撞后动能减少)，并附着在气体分子上形成负离子向阳极运动，其运动速度和它们的电荷及电场强度成比例。这些气体离子构成了电晕外区的电晕电流，这时如含尘的烟气进入电场，其中尘粒将被负离子碰撞而荷电，形成负粒子，而负粒子在电场力作用下向阳极(集尘极)运动，以达到收尘的目的。当集尘极板上的粉尘达到一定厚度时，再通过振打装置使粉尘落入下部灰斗，再把灰尘通过输灰装置输送出去，即完成了整个除尘工作。1．2国内外电除尘节能优化技术目前该电除尘装置整个工艺操作只顾及电除尘器的出口粉尘

7、浓度的排放指标，通过大幅度地提高电除尘器的供电电压来使除尘效率最大化，没有涉及到电除尘器装置整个工艺过程的电能消耗，而且该电除尘器的控制也采用常规控制，采用固定的火花频率控制方式以及低压控制，不能随工况变化而改变，对节能优化控制考虑甚少。为此，下面结合国内外的技术现状介绍了一些节能优化技术，并在此基础上提出了本文研究设计工作。1．2．1脉冲节能供电技术在理论分析和借鉴国内外先进技术的基础上，有的专家学者进行了脉冲供电波形对电除尘器能耗和除尘效率影响的研究和试验。根据试验的结论，在电除尘器常规电源(50H