電除塵器的總體設計.ppt

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第五節(jié)電除塵器的總體設計根據(jù)用戶所提供的原始資料及使用要求，確定電除塵器的主要參數(shù)、結構形式及總體尺寸，并繪出電除塵器總圖。設計電除塵器需有下列資料：1．煤、灰及煙氣資料：煤質(zhì)分析、粉塵性質(zhì)和煙氣特性等。2．系統(tǒng)及工況資料：爐型、容量、耗煤量、空氣預熱器型式及系統(tǒng)漏風選值。3．現(xiàn)場氣象資料：海拔及氣壓、環(huán)境溫度、風載、雪載、地震烈度及安裝現(xiàn)場位置限定。4．對電除塵器的要求：除塵效率、允許漏風和阻力等。,一、主要技術參數(shù)的確定電除塵器的主要技術參數(shù)包括：電場風速、板間距、線間距和塵粒的驅(qū)進速度等。1.電場風速（v）電場風速是指電除塵器在單位時間內(nèi)處理的煙氣量與電場斷面的比值，即（m/s）,煙氣在電除塵器內(nèi)流速大小的選取一般在0.8～1.5m／s范圍內(nèi)。,2.板間距（2b）根據(jù)多依奇效率公式，若除塵器的處理煙氣量一定，則當Aω值為最大時，電除塵器有最高的除塵效率。而對具有一定收塵空間的除塵器來說，Aω是板間距的函數(shù)，所以當時，有極大值。經(jīng)一系列推導求得板間距為250mm。從1965年以后，在采用芒刺狀電暈電極情況下，許多單位經(jīng)過試驗，發(fā)現(xiàn)當板間距增大至300mm時，可以獲得最好的除塵效率；所以，在采用單層板式電極時，板間距均改為選取300mm。,板間距加寬．增大了絕緣距離，抑制電場“閃絡”；加寬板間距可以提高兩極工作電壓，粉塵的驅(qū)進速度也相應提高；除塵器內(nèi)電極的安裝和維修也都較為方便；由于粉塵驅(qū)進速度的增大，在處理相同煙氣量和達到相同除塵效率條件下，所需的收塵極面積減少。根據(jù)目前經(jīng)驗，采用板間距為400mm～500mm是有利的。,驅(qū)進速度與板間距的關系,3.線間距（2c）線距太近，電暈線會由于屏蔽作用使導線的單位電流值降低.距離太大會減小除塵器內(nèi)電暈線根數(shù)，使空間的電流密度降低，也會使收塵極板的電流密度降低，從而影響除塵器的除塵效率。一般取0.6~0.65倍通道寬度為宜。,4.驅(qū)進速度(ω)驅(qū)進速度是電除塵器設計的主要參數(shù)。驅(qū)進速度越大，則所需的收塵極板面積越小。驅(qū)進速度的理論計算值便不能直接用于設計上，它僅僅是一個“象征”值。隨著粒徑的減小，ω值相應降低；比電阻對ω值影響極大，當比電阻增大值，ω值將大大降低。,煤的含硫量和粉塵顆粒直徑是影響ω值的主要因素。當煤的含硫量大于0.5％小于2％、粉塵中氧化鈉含量大于0.3％、電暈線采用芒刺型電極、板間距為300mm時，推薦按下式計算ω(當板間距為400mm時應乘以1.3)：(cm/s)(3-82)式中s——煤的含硫量(％)；k——平均粒度影響系數(shù)，按表選取。表中（3-83）,平均粒度影響系數(shù),一般來講，用戶要求的效率越高，選取的驅(qū)進速度值應越小。,二、電除塵器的總體設計與計算電除塵器總體設計的內(nèi)容包括：確定各主要部件的結構型式；計算所需的收塵極面積；選定電場數(shù)；根據(jù)確定的參數(shù)計算除塵器斷面、通道數(shù)、電場長度；然后計算除塵器各部分尺寸并畫出除塵器的外形圖；計算供電裝置所需的電流、電壓值，并選定供電裝置的型號、容量。,1.主要部件的結構型式臥式電除塵器的收塵極目前多采用板式電極，且多采用Z型或C型斷面的長條形極板，名義寬度為400mm或500mm，第一、二電場的電暈線可選用芒刺電暈線。第三、四電場可選用星形線。收塵極的振打，可采用下部撓臂錘振打裝置，為保證正確的振打制度，均應采用單邊振打；也可以采用頂部電磁錘振打裝置。電暈極振打可選用中部撓臂錘打裝置或頂部電磁錘振打裝置。電除塵器的進、出氣煙箱常做成喇叭形。當進口煙氣含塵濃度較高時，可在進氣煙箱下部設置灰斗(稱前端灰斗)。在進氣煙箱內(nèi)設置氣流分布裝置(包括分布板及分布板振打機構)。采用多孔板的形式，多孔板的層數(shù)應不少于兩層。,殼體多采用箱型的結構，殼體下部的灰斗有四棱臺狀和棱柱狀兩種。灰斗的出灰口需裝設星形排灰閥或雙層翻板閥。電除塵器可設計成單室的，也可以設計成雙室的。電除塵器配套的硅整流裝置可以直接安放在除塵器的頂部，也可以放在單獨設置的房間內(nèi)。在電場設計中，收塵極與電暈極的配置通常有兩種形式。,收塵極與電暈極的配置,2.計算所需的收塵極面積考慮儲備能力，多采用增大收塵極面積的方法。設計時按下式計算所需收塵極面積，k值可取1.1~1.3。（m2）,3.確定電場數(shù)將電極沿氣流方向分為幾段，即通常所稱幾個電場。根據(jù)我國的具體情況，電場長度取3~5m為宜，電場數(shù)可根據(jù)可靠性和效率的要求不同取3~6個。,4.電塵器各部尺寸的計算當電除塵器的主要參數(shù)和結構形式確定后，其各部尺寸便可通過下列計算方法求得：（1）電場斷面積：初定電場斷面F（3-87）,當斷面較大時(大于80m2)，可設置兩個進氣煙箱，以便氣流沿斷面均勻分布。極板有效高度和電場寬度可按下式求得：（3-88）（3-89）,電除塵器的通道數(shù)：（3-90）,將Z值圓整為整數(shù)，當選用雙進氣煙箱時，Z值應取偶數(shù)。那么電除塵器的電場有效寬度B有效為：（3-91）,將有效極板高度尺寸進行圓整。當高度小于8m時，最好以0.5m一級，大于8m時．最好以1m為一級。這樣，電除塵器的實際斷面F為：（3-92）,(2)電除塵器的電場長度：單電場長度l按下式計算：（3-93）上述l值求出后，應按每塊極板的名義寬度的倍數(shù)進行圓整。電除塵器的總有效電場長度為：（3-94）,(3)電除塵器的柱間距：電除塵器在與氣流流動方向垂直斷面上的柱間距Lk，按下式確定：（3-95）,除塵器內(nèi)壁寬度B:,對于單室：（3-96）對于雙室：（3-97）式中⊿——最外層的一排極板中心線與內(nèi)壁的距離，此值一般可取50~100mm。,表3-6采用工字鋼做電除塵器支柱的尺寸,電除塵器在沿氣流方向上的柱距長Ld可按下式確定：(3-98)式中：la——立柱至陽極板邊緣的垂直距離，一般取500、1000mm；C——柱的寬度，一般取380—440mm。(4)進、出氣煙箱進氣煙箱的進氣方式一般均采用水平進氣方式。,,進氣煙箱的進氣方式,當采用水平引入式進氣煙箱時，進氣煙箱的進氣口的尺寸按下式計算：（3-99）式中F0——進氣口面積(m2)；V0——進氣口處的風速(m／s)。該值越小，對電除塵器越有利，一般可取13m~15m／s。進氣煙箱大端的頂端可距梁底面350mm左右，以防止竄氣。為防止粉塵在進氣箱底板的沉積，底板的斜度需大于50o。進氣煙箱長度L2可按下式計算：（3-100）式中a1、a1——分別為Fk及F0處最大邊長。Fk——進氣煙箱大端的面積。當進氣煙箱內(nèi)安裝導流裝置時，上式中的系數(shù)可降至0.35。電除塵器出氣煙箱大端尺寸一般設計成比進氣煙箱的大端小。出氣煙箱的尺寸可按下列方法確定：出氣煙箱小端面積F0＇：一般取F0＇＝F0；出氣煙箱大端的頂端取在頂梁底面下350mm處；出氣煙箱大端高度h5：h5≥0.8al+0.2a2+170；出氣煙箱底板斜度取60o以上；出氣煙箱長度Lw：Lw＝0.8L2。,出氣煙箱,（5）灰斗一般在除塵器每個獨立供電區(qū)下面設置一個灰斗，灰斗斜度至少取60o?；叶废鲁隽峡诘拇笮∫鶕?jù)排灰量大小選定，最小不得小于300300mm。,四棱臺狀灰斗的排灰量,5.供電設備容量的確定整流器的額定電壓按除塵器異極間距的大小選取3~3.5kv/cm，對于高濃度、寬極距、低比電阻和長芒刺的情況選下限，反之選上限。整流器的額定電流按除塵器單區(qū)收塵面積的大小選取0.2~0.4mA／m2，對于高濃度、高比電阻和星形線的情況選下限，反之，對于芒刺線選上限。計算后參照供電沒備的額定電壓和電流系列等級選擇最接近的一檔上限參數(shù)作為供電設備的額定容量。,三、電除塵器總體設計舉例,1.原始資料某電廠要求設計二臺與20萬千瓦火電機組配套的電除塵器所提供的原始資料如下：（1）煤、灰及煙氣資料①煤質(zhì)的成份分析數(shù)據(jù)見表3-9；②灰的成份分析數(shù)據(jù)見表3-10；⑤灰的粒度分布情況見表3-11；①灰的比電阻見表3-12；⑥灰及煙氣其它性質(zhì)見表3-13。,表3-9煤質(zhì)的成份分析數(shù)據(jù),表3-10灰的成份分析數(shù)據(jù),表3-11灰的粒度分布情況,表3-12灰的比電阻,表3-13灰及煙氣其它性質(zhì),（2）系統(tǒng)及工況資料①鍋爐型號：DG-670／13.7-540/540；②額定蒸發(fā)量：670t／h；③排渣方式：固態(tài)排渣。（3）現(xiàn)場氣象資料①海拔高度：22.5m；②當?shù)仄骄髿鈮海?43.6毫巴③年平均氣溫：12．3℃；④最大風載：32kg／m2；⑤最大雪載：24kg／m2；⑥地震烈度：7度；（4）對電除塵器的要求①除塵效率：≥99.5％；②允許漏風率：≤5％；③本體壓力損失：≤300Pa。,2.除塵器主要參數(shù)和結構形式的選取(1)電場風速考慮到灰的比電阻高，灰份重量輕、粒度小等因素，并在設計上留有余量，選取電場風速為1.03m／s。,(2)板間距考慮到寬極距能有效地減少高比電阻粉塵產(chǎn)生的反電暈，能減少由于安裝誤差、運行中的熱變形等對除塵器性能的影響，提高運行的穩(wěn)定性，另外也可減輕設備重量、降低造價、易于維修保養(yǎng)。所以決定板間距取400mm。(3)線間距考慮采用480mm大C型板與改進型RS管狀芒刺線的極配形式，一塊板對應一根電暈線，故線間距為500mm。（4）驅(qū)進速度依據(jù)煤質(zhì)和灰的理化分析，依據(jù)用戶對電除塵器的要求和類比計算，考慮在設計、制造、安裝和使用時所應采取的有利于提高驅(qū)進速度的措施，綜合分析，留有余量，選取驅(qū)進速度為7.5cm／s。（5）本體結構形式依據(jù)原始資料和設計經(jīng)驗，選取雙室(m=2)、四電場的結構形式，陽極采用側(cè)面單邊底部振打，陰極采用側(cè)面單邊中部振打。進氣煙箱采用下進氣方式，并設置導流板和兩層氣流均布板。出氣煙箱采用水平出氣，并設置槽型板?；叶凡捎盟睦馀_形。,3.電除塵器結構尺寸的計算（1）計算所需收塵極面積A,,（2）初定電場斷面F＇（3）求極板有效高度h將極板高度進行圓整，取A＝9．9m。（4）求通道數(shù)Z將Z圓整為整數(shù)，取Z＝44(5)確定電場有效寬度B有效(6)求電除塵器的實際斷面F,(7)計算電除塵器的電場長度單電場長度按式將l值按每塊極板的名義寬度0.5m的倍數(shù)進行圓整，取l＝3.5m。電除塵器的總有效長度L有效,(8)計算柱間距除塵器內(nèi)壁寬度B與氣流垂直方向的柱間距Lk沿氣流方向上的柱間距Ld(9)進氣煙箱由于受實際進口煙道高度的限制，選用下進氣方式，并設置導流板和兩層開孔率為40%的氣流均布板。取進口煙氣流速V0=10m/s，則個進氣煙箱進口截面Fo,將Fo圓整,取Fo＝9m2，各進氣煙箱的進口截面形狀為2.5m3.6m的矩形。進氣煙箱長取4m。(10)出氣煙箱出氣煙箱采用水平出氣方式，并設置槽型板，取各出氣煙箱小端截面F0＇＝3.62.5＝9（m2），取各出氣煙箱長為3.2m，底板與水平夾角大于60o(11)灰斗采用四棱臺狀灰斗，沿氣流方向設4個灰斗，與氣流垂直方向設四個灰斗即每個區(qū)兩個灰斗，共16個灰斗。灰斗下口取400400mm2，灰斗壁與水平夾角大于60o，灰斗高度取4300mm。,(l2)電除塵器總體外形尺寸：陳塵器總長＝進氣煙箱長+柱距長電場數(shù)+出氣煙箱長＝4000+53004+3200＝28400(mm)；除塵器總寬＝2走臺寬度+室數(shù)柱間寬＝21800+29400＝22400(mm)；除塵器總高＝極板有效高度+灰斗高度+頂部大梁高度+頂部遮欄高度+底部卸灰閥高度＝9900+4300+1700+1200+600＝17700(mm)。(l3)供電設備選型除塵器運行所需的最高工作電壓為：u2＝203.5＝70(kv)取設備的額定輸出電壓u2＝72kv。除塵器運行所需最大電暈電流為i2＝0.412755／8＝638(mA)取設備的額定輸出電流i2＝0.8A共選取GGAJ02D型—0.8A／72kv高壓供電設備8臺。（l4）畫出電除塵器總體設計外形圖，如圖3-81所示。,1－支座；2－外殼；3一人孔門；4－進氣煙箱；5－氣流分布板；6－梯子平臺欄桿；7－高壓電源；8－電暈極吊掛；9－電暈極：10－電暈極振打；11－收塵極；12－收塵極振打；13－出口槽型板；14－出氣煙箱；15－保溫層；16－內(nèi)部走臺；17－灰斗；18－插板箱；19－卸灰閥,圖3-81雙室四電場電除塵器總圖,