电除尘器基本参数的计算
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电除尘器技术介绍概述电除尘器是一种高效节能的烟气净化设备,具有收尘效率高、处理烟气量大、使用寿命长、维修费用低等特点。
20世纪初电除尘器首先应用在冶金和水泥行业,并逐渐应用到钢铁、化工、造纸、电力等领域。
我国的能源结构以煤为主,约占能源总量的75%,因此燃煤电厂是目前应用电除尘器最多的工业部门。
电除尘器分类电除尘器有多种分类方法,根据电除尘器的结构和气体流动方式等特点,可作如下分类。
一、按集尘电极的型式分类1、管式电除尘器结构最简单的管式电除尘器为单管电除尘器。
这种管式电除尘器的集尘极为ф150~300的圆形金属管,管长为3~5m,放电极极线 (电晕线)用重锤悬吊在集尘极圆管中心。
含尘气体由除尘器下部进入,净化后的气体由顶部排出。
管式电除尘器的电场强度高且变化均匀,但清灰较困难。
多用于净化含尘气量较小或含雾滴的气体。
在工业上,为了净化气量较大含尘气体,常采用呈六角形蜂窝状或多圈同心圆管状排列的多管管式电除尘器。
多管式电除尘器的电晕线分别悬吊在每根单管的中心。
2、板式电除尘器板式电除尘器是由多块一定形状的钢板组合成集尘极。
在两平行集尘极间均布放电极 (电晕线)。
两平行集尘极极板间距一般为200~400mm,极板高度为2~15m,极板总长可根据要求的除尘效率高低来确定。
板式电除尘器的电场强度变化不均匀,清灰方便,制作安装较容易,可以根据工艺要求和净化程度设计成大小不同规格的电除尘器。
二、按含尘气流流动方式分类1、立式电除尘器立式电除尘器能使含尘气流在自下而上流动过程中完成净化过程。
它具有捕集效率高、占地面积小等优点。
一般来讲,管式电除尘器为立式电除尘器。
2、卧式电除尘器卧式电除尘器含尘气流净化过程是在气流水平运动过程中完成的。
卧式电除尘器可设计成若干个电场供电,容易实现对不同粒径粉尘的分离,有利于提高总除尘效率;在处理烟气量较大时,比较容易保证气流沿电场断面均匀分布。
此外,安装高度比立式电除尘器低,操作和维修比较方便,但占地面积比较大。
摘要:电除尘器是使含尘气体通过高压电场,进行电力过程中,使粉尘荷电,粉尘积于电极板上,使尘粒从气体中分离出来的一种除尘设备。
其工作原理涉及到电晕极放电,气体电离和粉尘荷电,荷电粉尘的钱一盒捕集,粉尘的清除过程。
电除尘过程与其他除尘过程的根本区别在于,分离力主要是静电力直接作用在粒子上,而不是作用在整个气流上,这就决定了它具有分离离子耗电能少,气流阻力也小的特点。
由于静电力相对较大,所以对粒子有较好的捕集效果。
本设计采用普通干式单进风电除尘器,除尘效率设计值为99.2%,进风口对应的断面接近于正方形,高与宽的比为 1.1:1,采用收尘极悬挂形式Ⅱ,沿气流方向和垂直于气流方向均设置两个灰斗。
本设计具有以下优点:压力损失小;处理烟气量大;能耗低;对粉尘的捕集效率高;可在高温或强腐蚀的气体环境下连续操作。
关键词:电除尘器四棱台状灰斗悬吊型式电除尘器是锅炉必备的配套设备,它的功能是将锅炉排放烟气中的颗粒烟尘加以清除,从而大幅度降低排入大气层中的烟尘量,这是改善环境污染,提高空气质量的重要环保设备。
它的工作原理是烟气通过电除尘器主体结构前的烟道时,使其烟尘带正电荷,然后烟气进入设置多层阴极板的电除尘器通道。
由于带正电荷烟尘与阴极电板的相互吸附作用,使烟气中的颗粒烟尘吸附在阴极上,定时打击阴极板,使具有一定厚度的烟尘在自重和振动的双重作用下跌落在电除尘器结构下方的灰斗中,从而达到清除烟气中的烟尘的目的。
电除尘器是一种烟气净化设备,它的工作原理是:烟气中灰尘尘粒通过高压静电场时,与电极间的正负离子和电子发生碰撞而荷电(或在离子扩散运动中荷电),带上电子和离子的尘粒在电场力的作用下向异性电极运动并积附在异性电极上,通过振打等方式使电极上的灰尘落入收集灰斗中,使通过电除尘器的烟气得到净化,达到保护大气,保护环境的目的。
电除尘器的主体结构是钢结构,全部由型钢焊接而成,外表面覆盖蒙皮(薄钢板)和保温材料,为了设计制造和安装的方便。
电除尘器的选型计算电除尘器应用成功与否,是与设计、设备质量、加工和安装水平、操作条件、气体和粉尘性质等多种因素相关联的综合效果。
要取得理想的除尘效果,必须了解各有关环节与除尘机理的联系,考虑各种影响因素,正确设计计算。
1.影响除尘器性能的因素影响电除尘器性能有诸多因素,可大致归纳为3个方面:烟尘性质、设备状况和操作条件。
这些因素之间的相互联系如图4-71所示,由图可知,各种因素的影响直接关系到电晕电流、粉尘比电阻、除尘器内的粉尘收集和二次飞扬这3个环节,而最后结果表现为除尘效率的高低。
1)烟尘性质的影响粉尘的比电阻,适用于电除尘器的比电阻为104~1011Ω·㎝。
比电阻低于104Ω·㎝的粉尘,其导电性能强,在电除尘器电场内被收集时,到达沉降极板后会快速释放其电荷,而变为与沉淀极同性,然后又相互排斥,重新返回气流,可能在往返跳跃中被气流带出,所以除尘效果差;相反,比电阻高于1011Ω·㎝以上的粉尘,在到达沉降极以后不易释放其电荷,使粉尘层与电极板之间可能形成电场,产生反电晕放电。
对于高比电阻粉尘,可以通过特殊方法进行电除尘器除尘,以达到气体净化,这些方法包括气体调质、采用脉冲供电、改变除尘器本体结构、拉宽电极间距并结合变更电气条件。
2)烟气湿度烟气湿度能改变粉尘的比电阻,在同样湿度条件下,烟气中所含水分越大,其比电阻越小。
粉尘颗粒吸附了水分子,粉尘的导电性增大,由于湿度增大,击穿电压上长,这就允许在更高的电场电压下运行。
击穿电压与空气含湿量有关,随着空气中含湿量的上升,电场击穿电压相应提高,火花放电较难出现,这种作用对电除尘器来说,是有实用价值的,它可使除尘器能够在提高电压的条件下稳定地运行,电场强度的增高会使降尘效果显著改善。
3)烟气温度气体温度也能改变粉尘的比电阻,而改变的方向却有几种可能:表面比电阻随温度上升而增加(这只在低温度交接处有一段)过渡区,表面和体积比电阻的共同作用区。
电除尘器的选型计算电除尘器应用成功与否,是与设计、设备质量、加工和安装水平、操作条件、气体和粉尘性质等多种因素相关联的综合效果。
要取得理想的除尘效果,必须了解各有关环节与除尘机理的联系,考虑各种影响因素,正确设计计算。
1.影响除尘器性能的因素影响电除尘器性能有诸多因素,可大致归纳为3个方面:烟尘性质、设备状况和操作条件。
这些因素之间的相互联系如图4-71所示,由图可知,各种因素的影响直接关系到电晕电流、粉尘比电阻、除尘器内的粉尘收集和二次飞扬这3个环节,而最后结果表现为除尘效率的高低。
1)烟尘性质的影响粉尘的比电阻,适用于电除尘器的比电阻为104~1011?·㎝。
比电阻低于104?·㎝的粉尘,其导电性能强,在电除尘器电场内被收集时,到达沉降极板后会快速释放其电荷,而变为与沉淀极同性,然后又相互排斥,重新返回气流,可能在往返跳跃中被气流带出,所以除尘效果差;相反,比电阻高于1011?·㎝以上的粉尘,在到达沉降极以后不易释放其电荷,使粉尘层与电极板之间可能形成电场,产生反电晕放电。
对于高比电阻粉尘,可以通过特殊方法进行电除尘器除尘,以达到气体净化,这些方法包括气体调质、采用脉冲供电、改变除尘器本体结构、拉宽电极间距并结合变更电气条件。
2)烟气湿度烟气湿度能改变粉尘的比电阻,在同样湿度条件下,烟气中所含水分越大,其比电阻越小。
粉尘颗粒吸附了水分子,粉尘的导电性增大,由于湿度增大,击穿电压上长,这就允许在更高的电场电压下运行。
击穿电压与空气含湿量有关,随着空气中含湿量的上升,电场击穿电压相应提高,火花放电较难出现,这种作用对电除尘器来说,是有实用价值的,它可使除尘器能够在提高电压的条件下稳定地运行,电场强度的增高会使降尘效果显着改善。
3)烟气温度气体温度也能改变粉尘的比电阻,而改变的方向却有几种可能:表面比电阻随温度上升而增加(这只在低温度交接处有一段)过渡区,表面和体积比电阻的共同作用区。
电除尘器除尘效率的四种常用计算方法
电除尘器除尘效率的四种常用计算方法:
1、类比法:当煤质、烟气特性、锅炉负荷及运行方式等各个条件都和已有运行的设备相符时,直接引用现有除尘器测定的数据。
这是最理想的情况,但这种机会极少。
当煤、灰等主要条件相同时,可对其他相异部分加以修正,但这种机会也不是很多。
2、经验公式、曲线法:根据大量运行数据归纳总结的经验公式或曲线,但这些公式、曲线往往具有很大的局限性,不能作为通用的设计依据,仅供参考。
3、中间试验法:在与需配电除尘器工业窑炉同类的窑炉上燃用设计煤种,从烟道上将烟气引到小型电除尘器中,在运行条件尽量相同的情况下,按测得的数据乘以适当的系数来设计工业电除尘器。
这种方法是后来逐渐发展起来的较为可靠的方法,但代价较大,应用不多,因为系数不是测量一两次可以得出的。
4、程序计算法:对电站电除尘器,早有了较先进的选型程序,可根据烟气参数、工况及性能要求给出最为合理的电除尘器规格。
几十年的运行经验证明,这种电除尘器选型程序具有很高的设计命中率。
静电除尘电压电流计算公式静电除尘电压电流计算公式。
在静电除尘设备中,电压和电流之间的关系可以用以下公式表示:I = C U。
其中,I表示电流,C表示电容,U表示电压。
在静电除尘设备中,通常会使用高压直流电源,通过电源产生的高电压,使得集尘板带有一个较大的负电荷,从而吸引带有正电荷的粉尘颗粒。
电流则是由电压和电容共同决定的,通过调节电压和电容的数值,可以控制静电除尘设备的工作状态和效果。
静电除尘电压电流计算公式的应用。
静电除尘电压电流计算公式可以用于静电除尘设备的设计和优化。
通过计算电压和电流之间的关系,可以确定合适的电压和电流数值,从而实现对静电除尘设备的有效控制。
在实际应用中,静电除尘设备通常需要根据具体的除尘要求和工况条件来确定电压和电流的数值。
通过对静电除尘电压电流计算公式的应用,可以为静电除尘设备的设计和调试提供重要的参考依据。
静电除尘电压电流计算公式的优化。
静电除尘电压电流计算公式的优化是静电除尘设备设计和调试过程中的重要工作之一。
通过对电压和电流之间的关系进行深入分析和研究,可以找到更合理的电压和电流控制方法,从而提高静电除尘设备的除尘效果和节能性能。
在静电除尘设备的优化过程中,可以考虑以下几个方面:1. 电压和电流的匹配度,通过调节电压和电容的数值,使得电压和电流之间的关系更加匹配,从而提高静电除尘设备的工作效率。
2. 电压和电流的稳定性,通过优化电源系统和集尘板结构,使得电压和电流在工作过程中能够保持稳定,从而提高静电除尘设备的可靠性和稳定性。
3. 电压和电流的调节范围,通过改变电容和电源系统的设计参数,使得电压和电流的调节范围更加灵活,从而提高静电除尘设备的适用性和通用性。
通过对静电除尘电压电流计算公式的优化,可以为静电除尘设备的设计和调试提供更加科学和合理的方法,从而提高静电除尘设备的性能和效果。
结语。
静电除尘电压电流计算公式是静电除尘设备设计和调试过程中的重要工具,通过对电压和电流之间的关系进行深入分析和研究,可以为静电除尘设备的设计和优化提供重要的参考依据。
电除尘器基本参数的计算(一九八八年六月二十五日第3期设计信息原文)一. 为统一计算方法,我厂对有关电除尘器基本数的计算作料若干规定,现说明如下:1. 关于收尘面积计算的规定:1) 任意极距下单电场阳极板的实际收尘面积:)(2m A c iZ L H A c i ⋅⋅⋅=2式中: H --电场有效高度(m )L --电场有效长度(为板排中第一块极板前端棱至最末一块极板後端棱之间的距离,m ) Z --电场通道数2) 任意极距下单电场辅助电极的实际收尘面积:)(2m A F ii F i f z n A ⋅⋅=式中:n --该电场中每榀阴极所配辅助电极的组数Z --电场通道数f i --每一组辅助电极的收尘面积(m 2)4)2(⋅⋅=f f i b h f式中: f h --每一块辅助电极的高度(m )可按下值取:电场高度: H(m) 8 10 12 14 电极高度: h f (m) 1.744 2.216 2.7163.196b f --每一块辅助电极的投影宽度(m )当采用压制板时:m b f 276.0= 当采用轧制板时:m b f 296.0=2--计正反两个表面4--每组沿电场高度共排4块3) 任意极距下单电场的实有收尘面积:)(2m A CF iF i C i CF i A A A +=4) 将该电场核计为常规极距时的收尘面积:)(2300m A CF iK bA A CFiCF i ⋅⋅=300300 (当选配适当时K ≥1)式中:b --该电场实际极距(mm ) K --折算系数 5) 每室的槽板收尘面积:)(2m A HN H A H ⋅⋅=72.0式中:0.72--槽板两个表面均为收尘面,每米高计0.72m 2H --槽板高度(m ) N --每室槽板总块数目前已完成以下规格: 通流截面F : 58.3 108 145 151 165170194 216 H : 7.4 10 10.8 10 10 8.8 10 11 N : 45 59 78 79 87 114 106 1186) 每个室的实有收尘面积:)(2m A CFHiH CF i ni CFHiA A A+=∑=1式中:n --每室电场数7) 每个室的标称收尘面积(即将该室核计为常规极距时的收尘面积):)(2300m A CFHHCF i ni CFHA A A+=∑=30013008) 据此,除计算实有的比积尘面积(f )和驱进速度(ω)外,还需计算计为常规极距时的比积尘面积(f 300)和驱进速度(ω300):QA f CFH=)1ln(1ηω--=fQA f CFH 300300=)1ln(1300300ηω--=f 式中:Q --通过单室的烟气量(m 3/s ),002Q k Q =Q 0--原始参数提供的单室烟气量(m 3/s ) k 0--漏风率 η--除尘效率2.关于效率的说明效率分保证效率(η保)和设计效率(η设)两种。
保证效率即甲方要求达到的效率。
设计效率一般比保证效率取较高的值。
据近期热工所参数设计中的选值,估计通常相差如下幅度:η保(%) 95 98 98.5 99 99.5 η设(%) 96 98.5 98.9 99.3 99.7 裕度 7.45% 7.35% 7.39% 7.75% 9.64% 据推测,裕度按下式计算:)1ln()1ln()1ln(保保设裕度ηηη----=前期工作中,一般应按实际和标称两种情况分别计算总收尘面积、比积尘面积和驱进速度,并且分别算出保证效率和设计效率。
为经营需要,在报价材料中应写出诸参数的标称值、保证效率和设计效率。
二. 选配卸灰器出力时,各电场收尘效率的计算卸灰器出力要留有一定的裕度,既应满足各电场可能出现的最大收灰量,又要适应当下部输灰故障造成灰斗非正常积灰时对超额储灰量的疏通。
1. 各电场等效收尘率ηi 的理论计算值ni 1)1(1ηη--=式中:η--总收尘效率n --串联电场个数2.考虑特殊工况时,各电场可能出现的绝对收尘效率的最高值 I ) 第一电场:)%92~90(1=η根据粉尘粒度及串联电场数的多少做适当调整。
粒度小,电场数多宜取较低值。
II ) 第二电场:要考虑当第一电场停电只起沉降作用(其效率计为15%~20%,视粉尘粒径及烟速大小而定,当粒径小、烟速高时宜取较小值)时,第二电场成为送电首电场的可能。
此时该第二电场的相对收尘效率粗计为90%,因此有%72~%5.76%90)%]20~15(1[2=⋅-=ηIII ) 第三电场:要考虑当第一、第二电场同时停电只起沉降作用(其第一电场沉降效率如前述,并简化取作15%,第二电场沉降率粗计为5%)时,第三电场成为送电首电场的可能。
此时该第三电场的相对收尘效率粗计为85%,因此有%6.68%85%]5%)151(%151[3=⋅⋅---=ηIV ) 第四电场:由于第一、二、三电场同时停电的可能极小,并且卸灰器不宜选多种规格,因此第四电场及以后诸电场卸灰量建议可按第三电场计算,其卸灰器宜照第三电场选配。
3. 各电场效率的浮动范围I ) 第一电场:1~ηηηi I =II ) 第二电场:2~1ηηηηi i )(Ⅱ-=III ) 第三电场:3~])1(1[ηηηηηηi i i i ---=ⅢIV ) 第二电场:ⅢⅣηη≈ 4.我厂现有卸灰器容量的说明我厂现有卸灰器的叶轮及外壳均相同,仅靠选配不同的减速机转速来限定卸灰量。
卸灰量分理论计算出力和实际出力两种。
前者按叶轮容灰体积和转速进行计算;后者则是在该理论计算值的基础上乘以考虑叶轮充满程度和粘灰情况的工况系数k 所得。
通常k 值随灰的粘性、粒径、温度和受湿情况而变。
粘性愈大、粒径愈小、温度愈低、受湿愈严重则k 值愈小,极端情况k=0(偶尔出现的叶轮结成一个圆柱磙子的现象即属于此)。
我厂现有卸灰器的参数大致如下:减速及型号 理论卸灰量(m 3/h ) 实际出力(m 3/h ) XWD2.2-5-1/43 72 ~40 XWED1.5-63-1/121 25 ~17 XWED1.5-63-1/289 10 ~7 三. 关于基础荷载计算的简要说明 1. 基础荷载包括轴向力(N )、剪力(Q )和弯矩(M )三项,当基础与支座不发生偏心时,M=0。
2. 基础荷载是对除尘器壳体进行结构分析计算中,所得出的最大支座反力。
(它不能以简单的荷载投影分摊法向各柱顶分配,但是有很相似的工程可作参照时,采用类比法选值还是可以的。
) 3. 聚四氟乙烯板的摩擦系数统一取作:k=0.08 4. 关于地震荷载计算的部分说明A ) 当设方已经给定地震作用下的水平加速度α时,地震荷载可直接计算:α⋅=M Q 0式中:Q 0--总水平地震荷载M --产生地震荷载的除尘器部分总质量,包括自重和积灰重量 α--设方给定的地震水平加速度,通常以α=kg 的形式给出B )当设方只给定了地震烈度时,应按照《工业与民用建筑抗震设计规范TJ11-78》计算:W C Q ⋅⋅=10α式中:C --结构影响系数。
当为钢筋混凝土框架基础时C=0.3;钢框架基础时C=0.25;独立钢柱基础时C=0.3W --产生地震荷载的除尘器部分总质量,包括自重和积灰重量α1--相当于结构基本周期T 1的地震影响系数,它与场地土类别φ、地震烈度高低αmax 、结构基本周期T 有关,并按《工业与民用建筑抗震设计规范TJ11-78》的图2查算。
Tmax1φαα=式中:φ--场地土影响系数。
稳定岩石时φ=0.2;饱和松砂、软塑至流塑的轻亚粘土、淤泥和淤泥质土、冲填土以及其它松软的人工填土时φ=0.7;除上述二类以外的一般稳定土时φ=0.3。
一般原始资料未给出此值,对于建电厂的场地可粗略地按φ=0.3考虑。
αmax --地震影响系数的最大值。
当设计烈度为7度、8度、9度时,αmax 分别取0.23、0.45、0.90;T --基础框架结构基本周期。
当设计院未给定时,可取保守值T ≤0.3S ,此时即α1=αmax 。
根据已做成的200MW~300MW 机组工程除尘器10m 左右高的钢筋混凝土框架基础,其结构基本周期一般为(0.7~1.3)S ,并且随着高度增大,周期增长。
注:此种计算是极简化的方法,即把整台除尘器简化为一个质点体系,框架结构简化为刚度沿高度分布比较均匀的情况,实际结构较此远复杂的多。
C ) 总水平地震荷载的分配将总水平地震荷载应按X 、Y 两个方向分配到对该向限位的每个支座上,分配系数有两种简化考虑:I ) 均匀分配法:设在地震力方向上限位的某支承座的个数为n ,每个支座分配到的地震水平力为Q i ,则01Q Q n i =II ) 按质量比例分配法:设地震力方向上限位的某支承座的个数为n ,每个支座分配到的地震水平力为Q i ,限位的某个支承座的竖向荷载为N i ,则01Q Q ni iiN N i ∑==注:Ⅱ)法比Ⅰ)法交接近实际。