電除塵器課程設(shè)計(jì)報(bào)告

1、課程設(shè)計(jì)報(bào)告( 2015-2016年度第一學(xué)期)課程名稱(chēng)： 除塵技術(shù) 題 目： 電除塵器設(shè)計(jì) 院 系： 環(huán)境學(xué)院 班 級(jí)： 環(huán)工1201 學(xué) 號(hào)： 201205010103 學(xué)生姓名： 何德瑞 指導(dǎo)教師： 呂建燚 設(shè)計(jì)周數(shù)： 1 周 成 績(jī)： 日 期： 2016年1 月17 日目錄一、待除塵電廠(chǎng)基本情況4二、電除塵器簡(jiǎn)介41、電除塵器的分類(lèi)42、電除塵器的工作原理53、電除塵器特點(diǎn)5（1）優(yōu)點(diǎn)：5（2）缺點(diǎn)：6三、設(shè)計(jì)正文61、設(shè)計(jì)要求62、主要參數(shù)選擇6（1）電場(chǎng)風(fēng)速6（2）收塵極板的板間距6（3）電暈線(xiàn)的線(xiàn)間距7（4）粉塵的驅(qū)進(jìn)速度73、電除塵器主要部件的結(jié)構(gòu)形式7（1）集塵板7（2）電暈

2、線(xiàn)8（3）集塵極及電暈線(xiàn)的振打8（4）進(jìn)氣煙箱與出氣煙箱8（5）氣流分布板和槽型板8（6）殼體8（7）灰斗9（8）梁柱的布置形式9（9）集塵極與電暈極的配置9（10）計(jì)算所需的收塵極面積9（11）確定電場(chǎng)數(shù)10（12）煙氣量104、電除塵器各部分尺寸的計(jì)算10（1）初定電場(chǎng)斷面 11（2）電場(chǎng)高度 11（3）電除塵器的通道數(shù) 11（4）電場(chǎng)有效寬度 11（5）實(shí)際電場(chǎng)斷面11（6）電除塵器的內(nèi)壁寬度 11（7）單電場(chǎng)的長(zhǎng)度12（8）柱間距 12（9）內(nèi)高 12（10）電除塵器殼體內(nèi)壁長(zhǎng)12（11）進(jìn)氣箱進(jìn)氣口面積 13（12）出氣煙箱13（13）灰斗排灰量13（14）灰斗13（l 5）電除塵器

3、總體外形尺寸13（l 6）供電設(shè)備選型14（17）整流器額定電流14四、除塵器圖紙?jiān)O(shè)計(jì)15五、參考文獻(xiàn)15一、待除塵電廠(chǎng)基本情況某重點(diǎn)地區(qū)電廠(chǎng)要求設(shè)計(jì)與350MW 汽輪發(fā)電機(jī)組相配套的電除塵器，其中鍋爐島為1175t/h 亞臨界強(qiáng)制循環(huán)汽包型燃煤鍋爐。該鍋爐為單爐膛、型布置、 切圓燃燒、固態(tài)排渣。所提供的原始資料如下：表1、煤質(zhì)分析 表2、灰分析 二、電除塵器簡(jiǎn)介1、電除塵器的分類(lèi)電除塵器有多種類(lèi)型，根據(jù)集塵極和放電極在電除塵器中配置不同，可分為兩大類(lèi)： （1）、單區(qū)電除塵器：粒子的荷電和捕集是在同一個(gè)區(qū)域中進(jìn)行的。即收塵極系統(tǒng)和放電極系統(tǒng)都在一個(gè)區(qū)域。工業(yè)煙氣除塵多用這種除塵器，因而“單區(qū)”

4、兩字通常被省略。單區(qū)電除塵器按其結(jié)構(gòu)不同又可分為以下類(lèi)型：按煙氣在電場(chǎng)中的流動(dòng)方向分為立式和臥式電除塵器；按清灰方式可分為干式和濕式電除塵器；按電極形狀可分為板式、管式和棒式電除塵器；按電極距離大小分常規(guī)電除塵器和寬間距電除塵器。 （2）、雙區(qū)電除塵器：具有前后兩個(gè)區(qū)域。前區(qū)安裝放電極，稱(chēng)為電離區(qū)，粉塵進(jìn)入此區(qū)首先荷電。后區(qū)安裝收塵極，稱(chēng)為收塵區(qū)，荷電粉塵在此區(qū)域被捕集。雙區(qū)電除塵器的電壓等級(jí)較低，通常采用正電暈放電。它主要用于空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)的進(jìn)氣凈化。近年來(lái)，利用雙區(qū)電防塵器的原理設(shè)計(jì)的電除塵器用于工業(yè)皮氣的凈化，例如用于瀝青煙塵和高爐煤氣的凈化。2、電除塵器的工作原理含有粉塵顆粒的氣體，在接

5、有高壓直流電源的陰極線(xiàn)(又稱(chēng)電暈極)和接地的陽(yáng)極板之間所形成的高壓電場(chǎng)通過(guò)時(shí)，由于陰極發(fā)生電暈放電、氣體被電離，此時(shí)，帶負(fù)電的氣體離子，在電場(chǎng)力的作用下，向陽(yáng)板運(yùn)動(dòng)，在運(yùn)動(dòng)中與粉塵顆粒相碰，則使塵粒荷以負(fù)電，荷電后的塵粒在電場(chǎng)力的作用下，亦向陽(yáng)極運(yùn)動(dòng)，到達(dá)陽(yáng)極后，放出所帶的電子，塵粒則沉積于陽(yáng)極板上，而得到凈化的氣體排出防塵器外。電除塵器的除塵過(guò)程可分為四個(gè)階段：（1）、氣體的電離；（2）、粉塵獲得離子而荷電；（3）、荷電粉塵向電極移動(dòng)；（4）、將電極上的粉塵清除到灰斗中去。3、電除塵器特點(diǎn)（1）優(yōu)點(diǎn)：、處理煙氣量大，可達(dá)105106m3/h；、阻力小，耗能少，大約0.20.4kWh/1000

6、m3。一臺(tái)處理煙氣量為400000m3h的電除塵器，由于煙氣進(jìn)入電除塵器后既不轉(zhuǎn)彎，又不與其他物體碰撞，加之流速較低，氣體阻力很小，壓力損失一般為200Pa。與袋式除塵器、旋風(fēng)除塵器或文丘里洗滌器相比，電除塵器的阻力僅僅是它們的15、18。因此大大節(jié)約電力消耗；Ø、收塵效率高。初期除塵效率能達(dá)到99%。能捕集1um以下的細(xì)微粉塵，設(shè)備部件壽命較長(zhǎng)，所以只要設(shè)計(jì)得當(dāng)，并能正常進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)，電除塵器能長(zhǎng)期高效運(yùn)行；Ø、適用范圍廣。電除塵器甚至能捕集到0.1m的細(xì)顆粒粉塵；粉塵濃度允許高達(dá)每立方米數(shù)十克至上百克；能適應(yīng)400攝氏度以下的高溫?zé)煔??？稍诟邷鼗驈?qiáng)腐蝕性氣體下操作；可用

7、于高溫（可高達(dá)500）、高壓和高濕（相對(duì)濕度可達(dá)100%）以及高含硫（硫3%以上）的場(chǎng)合，能連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，運(yùn)行穩(wěn)定，不結(jié)露，不爬電，故障率極低；Ø、自動(dòng)化程度高，運(yùn)行可靠費(fèi)用低。電除塵器采用微機(jī)可以實(shí)現(xiàn)全盤(pán)自動(dòng)化。由于其運(yùn)動(dòng)零部件少，在正常情況下維修工作量較小，可以長(zhǎng)期連續(xù)安全運(yùn)行；Ø使用壽命長(zhǎng) 至少使用 8-10 年以上。（2）缺點(diǎn)： 一次投資大。與其他除塵設(shè)備相比，電除塵器結(jié)構(gòu)較復(fù)雜消耗鋼材多、一次性投資費(fèi)用較高；技術(shù)要求高：電除塵器對(duì)制造、安裝和維護(hù)管理水平、安裝精度要求較高；對(duì)粉塵比電阻有一定要求。三、設(shè)計(jì)正文1、設(shè)計(jì)要求1.1 設(shè)備名稱(chēng)：電除塵器 1.2 型式：干式、

8、臥式、板式 1.3 數(shù)量：每臺(tái)爐配兩臺(tái)除塵器 1.4 每臺(tái)除塵器入口煙氣量： 220 m3/s 1.5 除塵器入口煙氣溫度： 120 1.6 除塵器入口含塵量： 21.0 g/m3(設(shè)計(jì)煤種) 1.7 保證效率： 99.78% 1.8 本體阻力： < 300 Pa 1.9 本體漏風(fēng)率： < 2.0 % 1.10 氣流均布系數(shù)： < 0.2 1.11 陰極線(xiàn)振打加速度： >50g 陽(yáng)極板振打加速度： >150g 1.12 電場(chǎng)數(shù)： 5 個(gè) 1.13 每臺(tái)除塵器煙氣進(jìn)口數(shù)： 2 個(gè)( 水平煙箱，接口尺寸3500 × 2300 ) 煙氣出口數(shù)： 2 個(gè)( 水平

9、煙箱，接口尺寸3500 × 2300 ) 1.14 每臺(tái)除塵器灰斗數(shù)量： 10個(gè) 2、主要參數(shù)選擇（1）電場(chǎng)風(fēng)速為防治積灰的二次飛揚(yáng)，電場(chǎng)風(fēng)速大小的選取，一般在0.41.5m/s范圍。這里取V=1.0 m/s。（2）收塵極板的板間距電除塵器收塵極板的板間距，根據(jù)多年的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，從電除塵器的各個(gè)方面考慮，若= f(2b)，當(dāng)曲線(xiàn)的導(dǎo)數(shù)為正值時(shí)（即>0時(shí)），加大極間距合理，反之不合理。b = (m+1)bb是施工誤差和極板積灰產(chǎn)生的誤差之和，可取 25mm40mm，這里取最大誤差值40mm,m一般為 45之間。b = (4+1)40=200mm b = (5+1)40 =240mm

10、因此極板的板間距為 400mm480mm,這里取極板間距為400mm。（3）電暈線(xiàn)的線(xiàn)間距(2c)電暈線(xiàn)的線(xiàn)間距對(duì)電暈電流的大小會(huì)有一定影響，電暈線(xiàn)距太小，由于屏蔽作用，電流值降低，甚至為零；電暈線(xiàn)距太大，電流密度降低，影響除塵效率。經(jīng)試驗(yàn)，最佳線(xiàn)距與電暈線(xiàn)的形式和外加電源有關(guān)。一般取0.60.65倍的通道寬度為宜。當(dāng)極間距為400mm時(shí)，線(xiàn)距取240mm。（4）粉塵的驅(qū)進(jìn)速度粉塵的驅(qū)進(jìn)速度與很多因素有關(guān)。因此，驅(qū)進(jìn)速度的確定，既復(fù)雜又十分重要。依據(jù)煤質(zhì)和灰理化分析，依據(jù)用戶(hù)對(duì)電除塵器的要求和類(lèi)比計(jì)算，考慮在設(shè)計(jì)、制造、安裝和使用時(shí)所應(yīng)采取的有利于提高驅(qū)進(jìn)速度的措施。實(shí)際上用戶(hù)所要求的除塵效率

11、是選取驅(qū)進(jìn)速度時(shí)要考慮的重要因素，一般來(lái)說(shuō)，用戶(hù)要求的效率越高，選取的驅(qū)進(jìn)速度越小。一般情況下驅(qū)進(jìn)速度的設(shè)計(jì)值是根據(jù)經(jīng)驗(yàn)選取的。當(dāng)板間距取300mm時(shí)，驅(qū)進(jìn)速度取56cm/s；板間距為400mm時(shí)，驅(qū)進(jìn)速度為板間距300mm時(shí)的1.11.3倍，取=6×1.2=7.2cm/s。3、電除塵器主要部件的結(jié)構(gòu)形式（1）集塵板臥式電除塵器的集塵極目前多采用以下幾種形式：1、小C形極板；2、波紋形極板；3、CW形極板；4、魚(yú)鱗板狀極板；5、網(wǎng)狀形極板；6、ZT形極板；7、工字形極板；8、Z形極板；9、大C形極板等。目前的電除塵器多采用Z型或大C形極板，名義寬度為400mm或500mm。這里采用大

12、C型極板。（2）電暈線(xiàn)電暈極按放電形式分為三種：1、點(diǎn)放電型，如RS管形芒刺線(xiàn)、新型管形芒刺線(xiàn)、角鋼芒刺線(xiàn)、鋸齒線(xiàn)、魚(yú)骨針刺線(xiàn)等；2、線(xiàn)放電型，如星型線(xiàn)、麻花形線(xiàn)、螺旋線(xiàn)等；3、面放電型，如圓電暈線(xiàn)等。電暈極的固定方式有垂錘式和框架式兩種。這里選用芒刺線(xiàn)。 （3）集塵極及電暈線(xiàn)的振打目前的振打方式主要有：頂部繞臂錘振打；中部繞臂錘振打；下部繞臂錘振打；側(cè)部繞臂錘振打；頂部電磁錘振打等。這里采用下部繞臂捶打裝置，為保證正確的振打制度，采用單邊振打。電暈極振打選用中部繞臂振打裝置，每個(gè)電場(chǎng)、每個(gè)框架兩側(cè)都裝設(shè)振打裝置。（4）進(jìn)氣煙箱與出氣煙箱電除塵器的進(jìn)出氣煙箱做成喇叭形，進(jìn)氣箱下部設(shè)置灰斗，以避

13、免由于分布板分離出的大量粉塵在進(jìn)氣箱底板堆積或大量流入第一電場(chǎng)前的振打裝置。（5）氣流分布板和槽型板氣體的導(dǎo)流和分配部件主要是控制氣流分布，實(shí)現(xiàn)均流措施。為使氣流沿電場(chǎng)均勻分布，在進(jìn)氣箱內(nèi)設(shè)置氣流分布裝置。分布板的形式采用多孔分布板，這種分布板結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，且有較好的均布作用。為使氣流均布良好，多孔板的層數(shù)應(yīng)不少于兩層，這里取三層。在出氣煙箱處設(shè)置槽型板裝置。（6）殼體殼體的作用是引導(dǎo)氣體通過(guò)電場(chǎng)，支撐電極和振打設(shè)備，形成獨(dú)立的收塵空間，它應(yīng)該有足夠的剛度和強(qiáng)度，穩(wěn)定性，不能有改變電極間相對(duì)距離的變形，要求嚴(yán)密，漏風(fēng)率在5%以?xún)?nèi)，本設(shè)計(jì)要求漏風(fēng)率小于2%。由于煙氣中有二氧化硫等腐蝕性氣體，殼體采用

14、耐腐蝕鋼材制作，采用箱形鋼結(jié)構(gòu)，殼體的頂蓋采用戶(hù)外式。（7）灰斗殼體下部灰斗有四棱臺(tái)狀和棱柱狀兩種，根據(jù)排灰方式的不同，可采用不同的形式，四棱臺(tái)狀灰斗多適用于順序定時(shí)排灰，棱柱狀灰斗適用于連續(xù)排灰，這里采用四棱臺(tái)狀灰斗，采取順序定時(shí)排灰，灰斗的出灰口裝設(shè)密封性良好的排灰閥。（8）梁柱的布置形式根據(jù)集塵極在頂梁的固定形式的不同，梁柱的布置形式也不同，分為不均勻分布的立柱結(jié)構(gòu)形式和均勻分布的立柱結(jié)構(gòu)，前者是將相鄰的兩根柱和兩根梁并在一起因此有較大的橫向剛度。后者的結(jié)構(gòu)有利于煙氣加熱整個(gè)頂梁，這樣可以減少整個(gè)頂梁由于上下溫差而產(chǎn)生的熱應(yīng)力。這里采用均勻分布的立柱結(jié)構(gòu)。（9）集塵極與電暈極的配置在電場(chǎng)

15、設(shè)計(jì)中，集塵極與電暈極的配置通常有兩種形式：一種是集塵極高度大于電暈極，而電暈極的寬度略大于集塵極這種形式，這種配置形式的電暈極多制成框架式，電暈極的振打可以設(shè)置在框架中部，有較好的清灰效果，其缺點(diǎn)是：除塵器的長(zhǎng)度較大。目前電廠(chǎng)多采用這種形式。 另一種形式是電暈極高于集塵極，而寬度略小于集塵極，這種配置形式的電暈極多制成框架式。缺點(diǎn)：對(duì)于高溫電除塵器（高于350），由于電暈線(xiàn)的伸長(zhǎng)量大，電暈線(xiàn)容易彎曲影響電除塵器的正常運(yùn)行。本課設(shè)中2個(gè)測(cè)試點(diǎn)煙氣溫度分別為130和140，這里采用電廠(chǎng)常用的第一種形式。（10）計(jì)算所需的收塵極面積電除塵器工作時(shí)的實(shí)際條件（如煙氣性質(zhì)、風(fēng)量、風(fēng)壓、溫度）與設(shè)計(jì)時(shí)設(shè)

16、定的條件可能存在差異，或者設(shè)計(jì)者選取某些數(shù)值（如驅(qū)進(jìn)速度、選定的振打周期以及氣體分布等）有生產(chǎn)實(shí)際可能有出入，所以在設(shè)計(jì)除塵器時(shí)，要考慮一定的儲(chǔ)備能力。目前多采用增大收塵極面積的方法作為除塵器的儲(chǔ)備能力。按下式計(jì)算所需收塵極面積A=-qvln1-×K=-220×ln1-0.99780.072×1.3=18697m2式中 A總除塵面積，m2 ；驅(qū)進(jìn)速度，m/s；k儲(chǔ)備系數(shù)，1.01.3，這里取1.3；qv煙氣量，m3/s；除塵效率，%。（11） 確定電場(chǎng)數(shù)在臥式電除塵器中，為滿(mǎn)足高效、可靠的運(yùn)行要求，根據(jù)我國(guó)的具體情況，電場(chǎng)長(zhǎng)度取3.5m5m為宜，電場(chǎng)數(shù)就排放標(biāo)準(zhǔn)取

17、34個(gè)，新標(biāo)準(zhǔn)建議取46個(gè)，特別難收集的粉塵可取68個(gè)。根據(jù)設(shè)計(jì)要求，采用5個(gè)電場(chǎng)。4、電除塵器各部分尺寸的計(jì)算當(dāng)電除塵器的主要參數(shù)和結(jié)構(gòu)形式確定后，其各部尺寸便可通過(guò)下列計(jì)算方法求得：（1）初定電場(chǎng)斷面 F'F'=qvv=2201=220m2 式中 F '初定電場(chǎng)斷面積，m2；V 電場(chǎng)風(fēng)速，m/s。（2）電場(chǎng)高度 hhF2=2202=10.49m 圓整后取h=11m。式中 h電場(chǎng)高度，m。（3）電除塵器的通道數(shù) NN = F ' / 2bh=2200.4×1150 式中 2b相鄰兩極板中心距，m。（4）電場(chǎng)有效寬度 B有效B有效=2bN=0.4

18、15;50=20m （5）實(shí)際電場(chǎng)斷面FF = hB有效=11×20=220m2 （6）電除塵器的內(nèi)壁寬度 B采取單進(jìn)風(fēng)口： B=2bN+2=0.4*50+2×0.1=20.2m 式中 最外層的一排極板中心線(xiàn)與內(nèi)壁的距離，此值可以根據(jù)除塵器的大小在50100mm間選取，取100mm；（7）單電場(chǎng)的長(zhǎng)度LL=A/2Nnh=18697/(2×50×5×11)=3.45m式中 n電場(chǎng)數(shù)量（8）柱間距 Lk和Ld電除塵器在與氣流流動(dòng)方向垂直斷面上的外側(cè)柱間距 Lk 按下式計(jì)算L k= ( B + e' )/m=20.2+0.41=20.6m 式

19、中e '=400mm，m=1電除塵器在與氣流流動(dòng)方向上的外側(cè)柱間距 Lk 按下式計(jì)算Ld=L+2le+C=3.45+2*0.7+0.4=5.25m式中l(wèi)e立柱至陽(yáng)極板邊緣的垂直距離，取0.7m； C柱的寬度，取0.4m.（9）內(nèi)高 H1從除塵器頂梁底面至灰斗上端面的距離 H1H1= h+h1+h2+h3=11+0+0.04 +0.21=11.25m 式中 h除塵極板有效高度，m；h1當(dāng)極板上端懸吊于頂梁的X型梁上時(shí)，h1 =0；當(dāng)極板懸吊于頂梁下面的懸掛裝置時(shí)h1=80mm300mmh2除塵極下端至撞擊桿的中心距離，按結(jié)構(gòu)型式取h2=35mm50mm；h3撞擊桿中心至灰斗上端的距離，取

20、h3 =160mm300mm。（10）電除塵器殼體內(nèi)壁長(zhǎng)LHLH = n(L + 2Le2 + c) + 2Le1c=5×（3.45+2×0.45+0.4）+2×0.4-0.4=24.15m 式中 Le1電除塵器內(nèi)壁頂端到電暈線(xiàn)框架的距離，400500mm；Le2電暈線(xiàn)框架到極板的距離，450500mm；c 兩電場(chǎng)間框架間距，380440mm。 （11）進(jìn)氣箱進(jìn)氣口面積 F0進(jìn)氣箱的進(jìn)氣方式有上進(jìn)氣和水平進(jìn)氣兩種，一般采用水平進(jìn)氣。根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求，選取水平煙箱尺寸為3500*2300，每臺(tái)煙氣箱設(shè)2個(gè)進(jìn)口。（12）出氣煙箱出氣煙箱采用水平出氣方式，并設(shè)置槽型板，取各

21、出氣煙箱小端截面。根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求，選取水平煙箱尺寸為3500*2300，每臺(tái)煙氣箱設(shè)2個(gè)進(jìn)口。（13）灰斗排灰量 G0G0=(3Qq)/n1 =(3×220×0.9×21)/2 =12474g/s=22.45t/h 式中 3考慮排灰口的排灰能力應(yīng)增大的倍數(shù)；q粉塵進(jìn)口濃度， t /m 3；Q煙氣量， m3 /h ；當(dāng)采用角錐形斗時(shí)，近似取 0.850.9；n1為沿除塵器寬度方向的斗數(shù),取n1=2。（14）灰斗一般在除塵器每個(gè)獨(dú)立供電區(qū)下面設(shè)置一個(gè)灰斗，灰斗斜度至少取60o。灰斗下出料口的大小要根據(jù)排灰量大小選定，最小不得小于300×300mm。表3、四棱臺(tái)狀灰斗的排灰量和對(duì)應(yīng)斗口寬排灰斗口寬B1（mm）300×300350×350400×400500×500排灰量（t/h）203550100采用四棱臺(tái)狀灰斗，沿氣流方向設(shè)2個(gè)灰斗，與氣流垂直方向設(shè)5個(gè)灰斗共10個(gè)灰斗?；叶废驴谌?50×350mm2，灰斗壁與水平