燃煤电厂除尘器

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燃煤电厂除尘器概述一、除尘方式机械除尘器和电气除尘器或干式除尘器和湿式除尘器两大类有的将除尘器可分为四大类：①机械除尘器；②湿式除尘器；③电除尘器；④袋式除尘器。从烟气除去固体粒子的基本原理主要有以下几种：①重力沉降；②惯性碰撞③离心分离；④过滤捕集⑤电气除尘

1二、除尘器性能指标技术指标处理气体流量净化效率－除尘效率：是指含尘烟气通过除尘器时所捕集下来的灰量占进入除尘器的总灰量的百分率。压力损失经济指标设备费运行费占地面积

2第一节电除尘技术

3一、电除尘器的主要特点主要优点：处理烟气量大，可达105～106m3/h能耗低，大约0.2～0.4kWh/1000m3对细粉尘有很高的捕集效率，可高于99％可在高温或强腐蚀性气体下操作，可在350～400℃下工作自动控制程度高，运行维修量少

4电除尘器的主要缺点一次性投资高，钢材用量大对尘粒比电阻的适应性差。电除尘器最适宜于收集比电阻为104～5×1012Ω·cm的尘粒，在此范围外，就需采取一定措施方可达到较高的除尘效率。对电除尘器的制造、安装、运行要求严格。电除尘器占地面积大。

5二、电除尘器的工作原理电除尘器的除尘过程1—电晕极；2一电子；3一离子；4一尘粒；5一收尘极；6一供电装置；7一电晕区电除尘器基本原理示意

6五个基本过程施加高压直流电，产生强电场，使气体电离即产生电晕放电气体电离：中性气体分子失去或得到电子的过程悬浮尘粒荷电电晕极周围(电晕区)的负离子和电子在电场力的作用下而向正极运动，途中和烟气中的飞灰尘粒互相撞击，并粘附在飞灰尘粒上，使飞灰尘粒带电。荷电尘粒在电场力的作用下向电极运动荷电尘粒在电场中被捕集振打清灰

7电晕放电放电极周围的气体不断电离，电场并未击穿提供粉尘载体持续进行两电极曲率半径相差很大

8(1)尖端放电。在高电压的作用下，在电极尖端发生的放电现象。(2)电晕放电。在相互对置着的电晕极和收尘电极之间，通过高压直流电建立起极不均匀的电场，在电晕线附近的场强最大。当外加电压升高到某一临界值(即电场达到了气体击穿的强度)时，在电晕极附近很小的范围内会出现蓝白色辉光并伴有咝咝的响声，这种现象称为电晕放电。它是由于电晕极附近的高电场强度将其附近的气体局部击穿引起的。外加电压越高，电晕放电越强烈。放电类术语尖端放电、电晕放电、火花放电、电弧放电、电晕封闭

9电晕封闭电除尘器中，电晕外区不仅有气体负离子形成的空间电荷，还有许多已荷电的粉尘粒子。由于粒子空间电荷的加入，电晕电流的变化受自身空间电荷影响的情况就要加剧，当电除尘器处理含尘浓度高、粉尘粒度细(比表面积大)的烟气时，电晕外区的空间电荷就由气体的负离子和负粒子组成，而主要成分是负粒子，其总量比纯气体负离子时要大得多，而且由于粒子的迁移速度比离子小得多，使得电晕极附近的场强削弱得更厉害。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少到电晕的始发值，因此，电晕电流大大降低，甚至会趋于零，这种现象称之为电晕封闭(或电晕闭塞)。

10由于电除尘器沿电场长度方向(烟气流向)负粒子的浓度是逐渐减少的，所以在第一电场主要以负粒子空间电荷影响电场，而末电场则因随着尘粒被除去而主要以负气体离子影响电场，又由于负粒子的迁移速度比负离子小得多，所以第一电场整个负空间电荷(包括负粒子和负离子)对电场的影响要比末电场大得多，这就是电除尘器运行时一般第一电场电晕电流小，而末电场电晕电流大的原因，热态运行时电晕电流总是小于空载升压时电晕电流也是出于同一原因。对含尘浓度大，易发生电晕封闭的电除尘器，在设计上应采用放电强的芒刺线、鱼骨针线等，使放电较集中，增加电风影响；多串联几个电场也是一种解决办法，运行中要保证振打机构完好，使电晕线处于清洁状态来减少或防止电晕封闭的发生。

11三电除尘器的分类1.根据集尘电极形式的不同，可分为板式及管式两类板式电除尘器为工业上应用的主要型式

122.根据气流流动方式的不同，电除尘器还可分为立式及卧式，电厂中使用较多的是卧式电除尘器。在卧式电除尘器内，气流水平地通过。在长度方向根据结构及供电要求，通常每隔一定长度(如3m)划分成一个单独的电场。对300MW机组来说，常用的是3～4个电场；对600MW的机组，当除尘效率要求更高时，可增加至5个电场。

133、按收尘极和电晕极布置区域是否分开分为单区和双区电除尘器。收尘极和电晕极布置在同一区域内，称为单区电除尘器收尘极和电晕极分别装在两个不同的区域内，粉尘的荷电和分离沉降先后在两个区域内进行的电除尘器称为双区电除尘器。

144、按照沉积粉尘的清灰方式可分为湿式和干式电除尘器。湿式电除尘器是用喷水或溢流水的方式使收尘极板表面形成一层水膜，将沉积在极板上的粉尘冲走。干式电除尘器是最常见的一种形式，它利用机械振打方法实现极板清灰。

15四电除尘器的结构电除尘器由除尘器本体和供电装置两部分组成。电除尘器的本体主要包括：电晕电极、集尘极、振打装置、气流分布板等部件。

161.电晕电极对电晕线的一般要求是：起晕电压低、电晕电流大、机械强度高、能维持准确的极距以及易清灰等。常用的几种电晕线形式(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)螺旋线；(h)角钢芒刺线

17电晕线固定方式重锤悬吊式电晕极示意阴极大框架示意图1－大框架；2－小框架；3－连接件

18BEL型电除尘器

192.集尘极规格：集尘极长一般为10～20m、高10～15m，板间距0.2～0.4m,处理气量1000m3/s以上，效率高达99.5%的大型电除尘器含有上百对极板。集尘极结构对粉尘的二次扬起及除尘器金属消耗量（约占总耗量的40%～50%）有很大影响。近年来宽间距（板间距＞0.4m）超高压（80~250kV)的板式电除尘器得到了应用，可使制作、安装、维修等变得方便，而且设备小，能耗也小。

20集尘极应满足的基本要求振打时粉尘的二次扬起少；单位集尘面积消耗金属量低；极板高度较大时，应有一定的刚性，不易变形；振打时易于清灰，造价低。

21常用板式电除尘器集尘极

223.被捕集粉尘的清除-振打装置电晕极和集尘极上都会有粉尘沉积粉尘沉积在电晕极上会影响电晕电流的大小和均匀性，一般方法采取振打清灰方式清除从集尘极清除已沉积的粉尘的主要目的是防止粉尘重新进入气流在湿式电除尘器中，用水冲洗集尘极板在干式电除尘器中，一般用机械撞击或电极振动产生的振动力清灰

23被捕集粉尘的清除-振打装置现代的电除尘器大都采用电磁振打或锤式振打清灰。振打系统要求既能产生高强度的振打力，又能调节振打强度和频率常用的振打器有电磁型和挠臂锤型

24挠臂锤型振打装置

25顶部电磁锤振打清灰烟尘中没有运动部件，运行安全可靠、便于维护管理；加速度分布符合清灰规律，有利于延长内部构件的使用寿命；振打力的方向与阴极线的轴线一至，不易断线；振打强度、频率、顺序可调；断/欠电压振打，提高清灰性能；占地面积小。

264.电除尘器结构－气流分布板电除尘器内气流分布对除尘效率具有较大影响为保证气流分布均匀，在进出口处应设变径管道，进口变径管内应设气流分布板最常见的气流分布板有百叶窗式、多孔板分布格子、槽形钢式和栏杆型分布板对气流分布的具体要求※任何一点的流速不得超过该断面平均流速的±40%；※在任何一个测定断面上，85%以上测点的流速与平均流速不得相差±25%。

275.高低压供电装置高压供电装置向电场提供直流高压，为维持电晕放电、粉尘的荷电与收集提供动力，具有自适应工况能力。具有多种控制模式可供实际应用选择。低压供电装置为振打清灰、绝缘子加热、灰斗加热等辅助需求提供动力，具有适应各类需求的自动控制能力。

28高压供电装置电除尘器的除尘效率及其工作的稳定性在很大程度上取决于供电装置。它主要包括升压变压器、整流器和控制装置三部分；升压变压器的作用是将电网的380V或220V交流电变为电除尘所要求的高压电，其电压达60～70kV，甚至高达80～200kV以上。整流器的作用是将高压交流电转变为高压直流电。控制装置的作用是控制运行工作电压，使其尽可能接近于击穿电压，而又不至于被击穿；使施加于电极的电场强度达到最高值，从而除尘效率也最高

29五影响电除尘器效率的因素粉尘的比电阻粉尘粒径烟气含尘浓度电场风速气流分布均匀性清灰方式高压供电质量和低压控制特性等

30粉尘的比电阻粉尘的比电阻是评价粉尘导电性能的一个重要指标。其定义为：面积为1cm2，厚度为1cm粉尘层的电阻.根据粉尘的比电阻对电除尘器性能的影响，大致可将其分为三类：（1）ρ＜104Ω·cm者属低比电阻粉尘，收尘后，易重新被烟气带起；（2）ρ＞5×1010Ω·cm者为高比电阻粉尘，难以收尘；（3）104＜ρ＜5×1010Ω·cm范围内的粉尘为中比电阻粉尘，适用于采取电除尘器集尘，它带电稳定，集尘效率高。

31粉尘比电阻对除尘效率的影响

32克服高比电阻影响的方法保持电极表面尽可能清洁采用较好的供电系统烟气调质增加烟气湿度，或向烟气中加入SO3、NH3，及Na2CO3等化合物，使粒子导电性增加。最常用的化学调质剂是SO3改变烟气温度向烟气中喷水，同时增加烟气湿度和降低温度发展新型电除尘器

33本次课小结电除尘器工作原理的五个基本过程电除尘器由除尘器??和??两部分组成。电除尘器的本体主要包括哪几部分？影响电除尘器效率的因素？粉尘的比电阻、粉尘粒径、烟气含尘浓度对除尘效率影响情况？电除尘器分类

34第二节过滤式除尘器袋式除尘器：利用多孔纤维材料制成的滤袋将含尘气流中的粉尘捕集的一种高效除尘装置。袋式除尘器的机理：⑴筛滤(截留)作用⑵惯性碰撞⑶扩散作用⑷重力沉降⑸静电作用

35袋式除尘器的工作过程含尘气流从下部进入圆筒形滤袋，在通过滤料的孔隙时，粉尘被捕集于滤料上沉积在滤料上的粉尘，可在机械振动的作用下从滤料表面脱落，落入灰斗中

36一、袋式除尘器的工作原理新鲜滤料的除尘效率较低粉尘因截留、惯性碰撞、静电和扩散等作用，在滤袋表面形成粉尘层，常称为粉层初层粉尘初层形成后，成为袋式除尘器的主要过滤层，提高了除尘效率随着粉尘在滤袋上积聚，滤袈两侧的压力差增大，会把已附在滤料上的细小粉尘挤压过去，使除尘效率下降除尘器压力过高，还会使除尘系统的处理气体量显著下降，因此除尘器阻力达到一定数值后，要及时清灰，清灰不应破坏粉尘初层

37袋式除尘器的分级效率曲线

38二、袋式除尘器除尘效率的影响因素粉尘负荷过滤速度一般来讲，除尘效率随过滤速度增加而下降过滤速度的选取还与滤料种类和清灰方式有关

39三、袋式除尘器的滤料1、对滤料的要求容尘量大、吸湿性小、效率高、阻力低使用寿命长，耐温、耐磨、耐腐蚀、机械强度表面光滑的滤料容尘量小，清灰方便，适用于含尘浓度低、粘性大的粉尘，采用的过滤速度不宜过高表面起毛（绒）的滤料容尘量大，粉尘能深入滤料内部，可以采用较高的过滤速度，但必须及时清灰

402、滤料种类按滤料材质分天然纤维棉毛织物，适于无腐蚀、350～360K以下气体无机纤维主要指玻璃纤维，化学稳定性好，耐高温；质地脆合成纤维性能各异，满足不同需要，扩大除尘器的应用领域目前在燃煤锅炉烟气净化领域中应用较多的是PPS(聚苯硫醚)或PPS+P84(聚酰亚胺)复合滤料。

41袋式除尘器的滤料按滤料结构分滤布（编织物）针刺毡－工艺简单、致密、除尘效率高、容尘量小，易于清灰。

42四、袋式除尘器的清灰清灰是袋式除尘器运行中十分重要的一环，多数袋式除尘器是按清灰方式命名和分类的常用的清灰方式有三种机械振动式逆气流清灰脉冲喷吹清灰

43袋式除尘器的清灰1机械振动清灰

44袋式除尘器的清灰机械振动清灰此类型袋式除尘器的优点是工作性能稳定，清灰效果较好缺点是滤袋常受机械力作用，损坏较快，滤袋检修与更换工作量大清洁气体出口灰斗滤袋清洁气体一侧含尘气体入口固定孔板典型机械振动式布袋除尘器

452、逆气流清灰这种清灰方式的除尘器结构简单，清灰效果好，滤袋磨损少，特别适用于粉尘粘性小，玻璃纤维滤袋的情况

46反吸风袋式除尘器见书149页

473、脉冲喷吹清灰利用4～7atm的压缩空气反吹，压缩空气的脉冲产生冲击波，使滤袋振动，粉尘层脱落每清灰一次，叫做一个脉冲，全部滤袋完成一个清灰循环的时间称为脉冲周期，通常为60s

48中心喷吹脉冲袋式除尘器1－上箱体；2－中箱体；3－下箱体；4－卸灰阀；5－上进风口；6－滤袋框架；7－滤袋；8－上进气口；9－气包；10－脉冲阀；11－电磁阀；12－控制仪；13－喷吹管；14－文氏管；15－顶盖；16－排气口

49由于采用外滤式，为了防止滤袋可能被吸瘪，每条滤袋内部设有支撑框架，每排滤袋上部均有喷吹管，喷吹管上有直径为6.4mm的小孔，小孔与每条滤袋中心相对应。喷吹管前装有与压缩空气相连的脉冲阀，脉冲阀与气包相连，控制器不断发出短促的脉冲信号，通过控制阀程序地控制各脉冲阀开闭。当脉冲阀开启时，与该脉冲阀相连的喷吹管与气包相通。高压空气从喷孔中以极高的速度喷出，高速气流周围形成一个相当于自己体积5～7倍的诱导气流一起经文氏管进入滤袋内，使滤袋剧烈膨胀、收缩。引起冲击振动，同时在瞬时内向外的逆向气流，将粘在袋外及吸入滤料内部的尘粒吹扫下来。

50五、袋式除尘器的特点优点(1)袋式除尘器的除尘，除了纤维层的过滤作用外，还有惯性、扩散、静电、重力沉降等作用，因而可捕集到不同粒径的尘粒，其除尘效率可达99.9%。(2)袋式除尘器捕集细小灰粒的能力强，粒径仅为0.0025μm的微尘也能加以捕集，减少了排入大气中的微尘量。特别是对减少大气中重金属污染更有效。(3)袋式除尘器处理烟气量大，可达每小时数百万标准立方米，可与大型锅炉配套。

51优点(4)袋式除尘器的除尘效率不受煤质变化的影响，效率稳定。当飞灰的比电阻发生变化时，电除尘器的出口飞灰浓度增大，但袋式除尘器的除尘效率变化不大。因此对高比电阻的粉尘来说，使用袋式除尘器尤为有利。（5）袋式除尘器对入口粉尘浓度的适应范围较大，当除尘器阻力＜1000Pa时，入口含尘浓度即使有较大变化，对其阻力及除尘效率的影响也不明显。(6)实行分室过滤，可在运行中检修与换袋，发生故障一般不必停炉。

52袋式除尘器的特点缺点：(1)滤袋使用寿命较短，运行费用高。如更换玻璃纤维滤袋的费用，约占除尘器运行费的l/5～1/4。(2)由于过滤速度较低，一般体积庞大，耗钢量大。使得投资大、安装工作量大。(3)袋式除尘器的阻力较电除尘器高，故能耗大，约比三电场电除尘器高20%～30%。随着环保要求的提高，电厂更多地燃用低硫煤，粉尘比电阻高，采用电除尘的费用增大；另一方面，袋式除尘器滤袋的质量、设计以及运行技术水平的提高，使滤袋使用寿命大为延长。因而袋式除尘器在我国火电厂中将会有良好的应用前景。