《电除尘器供电技术》教案和讲稿(第五章)

院 系： 环境学院 教研室： 环境工程 教 师： 胡志光 1

电除尘器供电技术课程教案 课程名称 电除尘器供电技术 课程学分 2.5

课程属性 必修课（ ） 专业选修课（∨） 校定公共选修课（ ） 课程总学时 40学时 其中：讲课： 32学时 实验： 8学时 先修课程 电工技术基础，电子技术基础 授课专业、班级 环工031、032

基本教材和主要参考书

教材名称 出版社 作者 出版时间 电除尘器供电控制技术 华北电力大学 胡志光、田贺忠 1998

参考书 出版社 作者 出版时间 电除尘器运行及维修 中国电力出版社 胡志光 2004

教学目的 及要求

一、教学目的 电除尘器供电技术课程是环境工程专业的一门主要的专业选修课。其目的是使学生了解电除尘器供电控制技术的内容、系统组成和作用，掌握电除尘器高、低压供电控制设备的工作原理、运行维护方法和基本操作技能，培养学生具有一定的动手能力和分析问题、解决问题的能力，为毕业后从事电除尘领域的技术工作打下必要的基础。 二．教学基本要求 1．了解电除尘器供电控制系统的组成、作用和发展概况。 2．熟悉电除尘器的供电控制理论和常用术语。 3．熟练掌握电除尘器高、电压供电控制设备的工作原理。 4．掌握电除尘器供电控制设备的使用和运行维护方法。

注：表中（ ）选项请打“∨” 2

教案： 第五章 电除尘器低压自动控制系统 （4学时） 一、教学目标及基本要求 了解熟悉电除尘器低压自动控制系统的组成、作用和性能特点，掌握电除尘器阴阳极振打控制、卸灰控制和加热控制的工作原理。 二、教学内容及学时分配 第一节 电除尘器低压控制系统的工作原理 2 学时 第二节 DJ—96型电除尘器低压控制装置工作原理 2 学时 三、重点和难点 本章的重点是掌握电除尘器阴阳极振打控制、卸灰控制和加热控制的工作原理；难点是阴阳极振打制度的选取原则。 四、教学内容的深化和拓宽 介绍微机在电除尘器低压控制系统中的应用情况和发展趋势，通过电除尘器低压控制设备控制特性的仿真实验，进一步理解低压控制设备主、控电路的工作原理。 五、教学方式 采用课堂教学，并布置部分复习思考题，多与学生沟通交流，及时了解学生掌握情况，不断改进教学方式。 六、复习思考题 1．电除尘器低压控制系统主要由哪些设备组成？ 2．电除尘器低压控制系统的作用是什么？ 3．电除尘器阴阳极振打制度的选取原则是什么？ 4．叙述电除尘器阴阳极振打控制的工作原理？ 5．叙述电除尘器电加热控制的工作原理？ 6．DJ—96型电除尘器低压控制装置由哪几部分组成？ 7．DJ—96型电除尘器低压控制装置有哪些功能？ 第十二次课的教学内容（2学时） 第一节 电除尘器低压控制系统的工作原理 一、低压控制系统的组成 二、低压控制系统的作用 三、阴、阳极振打控制 四、料位检测与卸(输)灰控制 五、绝缘子加热保温控制 六、安全联锁控制 七、其它方面的控制特性与功能 第十三次课的教学内容（2学时） 3

第二节 DJ—96型电除尘器低压控制装置工作原理 一、DJ—96型低压控制装置型号及意义

二、DJ—96型低压控制装置的使用条件 三、DJ—96型低压控制装置性能特点 四、DJ—96型低压控制装置的组成及工作原理

讲稿： 第五章 电除尘器低压自动控制系统 第一节 电除尘器低压控制系统的工作原理 众所周知，一台完整的电除尘器包括机械本体和电气两大部分，电气设备又可分成为高压供电装置和低压控制系统。一台工业电除尘器运行效果如何，除了设计先进、合理的电除尘器本体和控制特性优良的高压供电装置外，还必须有一套完整、合理、性能优良的低压控制系统与它们密切配合，使本体内经过的烟气粉尘发生有效的荷电、捕集、清灰，从而使电除尘器获得预期的收尘效果。 随着电除尘技术的快速发展，国内电除尘器低压控制系统经历了一个从无到有、从小到大、从简单到复杂、从不完善到完善的过程，自动化程度也不断提高。理论和实践均充分表明，低压控制系统是构成电除尘器系统必不可少的重要组成部分之一。低压控制系统是一种复杂的、多功能的自动控制系统，该系统控制特性的好坏和控制功能完善与否，对于提高电除尘器运行的自动化程度，改善运行状况，减轻运行维护人员的劳动强度，提高电除尘器的除尘效率，减少粉尘污染物的排放都有直接的影响。 电除尘器低压控制系统广泛应用于电力、冶金、建材、化工、轻工等主要工业部门。由于行业不同，工况条件不同，粉尘性质不同，工艺流程各异，因而不同用途配套的低压控制系统的结构与形式也不同，没有统一模式的装置。但是不管结构形式怎样干差万别，不同的低压控制系统都有着许多需要共同考虑并急待解决的问题。 一、低压控制系统的组成 从宏观上讲，电除尘器除了本体和高压供电装置以外的所有电气设备统称为电除尘器的低压控制系统。 一套完整的低压控制系统主要包括厂用除尘变压器、动力柜、低压操作柜、仓壁振动器、振打(包括气流分布板、槽板、阳极板、阴极线)电机系统、料位检测与灰斗卸(输)灰电机系统、绝缘子室(瓷轴、保温箱、灰斗)的加热系统、温度检测系统、控制柜、安全联锁机构、通风照明、综合报警等。 电除尘器的低压控制系统相当庞大，运行维护工作量很大，加上低压控制设备工作环境差，且处在频繁的启停工作过程中，以及实现各种控制要求的复杂逻辑关系，使得低压控制系统的故障率相对较高。因此，提高电除尘器低压控制系统的运行维护水平，也是保障电除尘器长期安全、稳定、高效运行的重要措施之一。 二、低压控制系统的作用 1．低压控制系统是保障电除尘器进行有效烟气除尘的重要组成部分，不可缺少。 2．低压控制系统的良好控制特性可直接或间接地改善电除尘器的运行性能，提高除尘效率。 3．低压控制系统自动化程度的提高，有利于改善运行维护人员的工作环境，减轻运行人员劳动强度。 三、阴、阳极振打控制 1．振打功能 众所周知，电除尘器通过施加在电晕极(阴极)和收尘极(阳极)之间的高压静电场的作用，使经过其间的烟气粉尘荷电并向收尘极板运动且粘附在收尘极上，达到将粉尘从烟气中分离出来的目的。为了保证电除尘器稳定、高效、可靠运行，就需要对收尘极板定期进行振打，使收尘极板上附着的粉尘层落入下部的灰斗中，并通过卸(输)灰机构输送出去。除阳极板外，由于一部分带正电荷粉尘向电晕极迁移，并粘附在极线上，从而可能影响电晕线的放电性能，进而影响收尘效果，因此也必须对电晕极系统进行振打，以保持其良好的放电特性。 4

有效的振打清灰除要求振打机构在振打时，对阳极板、阴极框架有一定的振打加速度外，还要求针对不同粉尘选择合理的振打周期。对阳极，希望粉尘积存到一定厚度，利用振打冲击力，加上一定厚度粉尘的重力作用，使其成片状剥落下来。若振打周期太长，粉尘堆积过厚，使阴、阳极之间电压降低，抑制后序粉尘的捕集，且对高比电阻粉尘，易产生反电晕，影响电除尘器的除尘效率；振打周期太短，振打过于频繁，不仅缩短振打机构使用寿命，而且容易产生“二次扬尘”，同样不利于高效除尘。对于阴极，其积灰速度比阳极慢，积灰量也较少，而且阴极振打产生的二次扬尘也不象阳极振打那么严重，因此，同一电场阴极振打时间比阳极要长，次数比阳极要多一些。 2．振打制度的选取原则 为保证已捕集到极板(线)上的粉尘有效清除，电除尘器各电场阴、阳板的振打周期不能随意设定，应有一定的合理安排，即选取合理的振打制度。其选取原则可归纳如下： (1)同一电场中，阴、阳极振打不同时进行，应交错振打； (2)前、后级电场阴极(或阳极)应交错振打； (3)前级电场振打周期短，后级电场振打周期长； (4)若不能满足前、后交错，阴、阳极交错时，至少应通道交错。 (5)设置有双侧振打的机构，左、右侧不能同时振打。 (6)设置有振打槽板的电除尘器，其末级电场阳极振打与槽板振打不能同时。 所有这些都是为了更好地振打清灰，使电场运行状况良好，提高收尘效果。 3．振打控制方式 一般而言，电除尘器阴、阳极振打控制均提供两种方式：连续振打和周期振打。通常在系统启、停阶段及发生故障情况下，可采用连续振打，在系统进入正常运行阶段后，一般切换为周期振打；以保证良好的振打清灰效果，抑制二次扬尘，提高除尘效率。 4，阴阳极程序振打控制原理 如图5—1为阴阳极程序振打控制主回路原理图。上一部分为振打电机主回路图，分为程序控制显示回路，下一部分为振打电机故障声光告警回路。其工作原理如下；当程序振打控制触点K，(图中的3、11和905、903)闭合时，交流接触器KM，得电闭合，主触头KMl闭合，驱动现场振打电机M：启动运行，对应在显示台上运行灯HR：亮。当振打时间结束，Kl断开→KM1失电→M1失电→HR1灯熄灭。若振打电机出现故障，KM1应断开而又始终闭合 时，事故声光回路将使故障指示灯HL，(光字牌)发亮，同时母排电源W1→Kl→KMl→V2→W3使音响电笛(图中未画出)发出声音。待故障完全排除后，声光报警才会解除。其中，控制触点Kl可以用任何形式的时控装置来实现。

图5-1 阴阳极振打控制主电路图 5

四、料位检测与卸(输)灰控制 1．卸(输)灰控制功能 由阴、阳极振打机构振落收集在灰斗中的粉尘，需要适时地排出并输送到灰库或贮灰场，以免灰斗积灰过多。灰料堆积太多，除增加灰斗的荷重外，严重时形成灰桥，造成阴、阳极之间短路，使电场高压加不上去，电除尘器无法正常运行；相反，若灰斗中没有一定储灰，在灰斗出口处会出现漏风，引起电除尘器内粉尘的二次扬尘，同时加大了风量，降低了烟温，破坏电除尘器内部的压力分布情况，使除尘效率大大降低。因此，对灰斗中的粉尘料位进行检测并适时地进行卸灰、输灰联锁控制是十分必要的 2．料位检测 电除尘器灰斗中的灰料，人们无法用肉眼看清，只能凭借灰料的重量、温度、粘度、介质系数等参数的变化，间接地用各式各样的料位探测器进行检测。料位计有电容式、电感式、负压光电式、摆动接触式和幅射式等。早期的电感式、电容式料位计，测量结果误差较大，可靠性较差。核辐射料位宝卜具有测量灵敏度高，反应速度快等优点，但由于价格昂贵以及人们担心射线辐射危害而使其应用受到限制。UYK-800型电容式物位控制器是一种较好的物位控制器，它与以往的电容式料位计的区别在于增加了电子校正系统和定时机构。 电子校正系统采用集成块，具有校准精度高、速度快、操作简单等特点。定时机构全部采用数字电路，它能准确地控制输出继电器的动作时间，对于需要以定时方式控制的设备尤为适用，如图5-2所示为UYK型物位控制器原理方框图。 由振荡器产生的高频信号一部分送往探极，另一部分送到基准电路。 由于物料的原因，送往探极的信号的相位和幅度随着周围介质的变化而改变。比较器将该信号与基准信号进行k较，当两者的差异达到一定程度时，输出继电器动作发出报警信号，报警时间由定时器控制。 UYK—800型电容式物位控制器由探头部分和电子部件组成。 按结构分为整体型和分离型两种。整体型仪表的探头和电子部件是连成一体的，见图5-3分离型仪表的探头和电子部件是分开的，它们之间用同轴屏蔽电缆连接，见图5-4探头可以采取垂直安装，也可以水平安装，根据实际应用的需要，探头的探极可进行弯曲，弯曲度R一般应大于20mmo对于粘附性很大的物料，可在探极的顶端配接感应探极，进行非接触式检测。仪表的安装可参考图5-5。 3．卸灰控制方式 (1)连续卸灰：卸灰电机连续运行，持续卸灰。由于连续卸灰会造成卸(输)灰机构空载运行，浪费能源，加速卸(输)灰机构的磨损，降低设备使用寿命，而且易引起灰斗漏风，影响除尘效率。因此连续卸灰一般仅在系统启、停阶段及故障情况下采用。 (2)周期卸灰：卸(输)灰机构周期性的运行，当灰斗中灰积累一定时间后，启动卸灰机构，运行一段时间(卸灰时间)后，停止卸灰，重新开始积灰一定时间(积灰时间)后，再次启动卸灰机构，周而复始。卸灰时间与积灰时间之和定义为卸灰周期。 (3)上料位定时卸灰：在灰斗上部某部位安装上限料位计，当灰斗中积灰达到上料位时，料位计发出信号，启动卸灰机构卸灰一定时同，然后停止卸灰，直到灰位再次达到上料位，重新开始卸灰。 (4)上、下料位控制卸灰：分别在灰斗中的上部和下部各安装一料位计，在运行过程中，当灰斗中灰位达到上限料位计时，上．限料位计输出信号，开始卸灰，卸灰一段时间后，当灰位达到下料位时，下限料位计输出信号，停止卸灰。 如此往复使灰斗中灰位始终保持在上、下限料位之间，保障电除尘器安全、稳定、高效运行。 系统进入正常运行后，一般根据具体配置情况，将卸灰控制方式由连续卸灰切换为周期卸灰、上料位定时卸灰或上、下料位控制卸灰中的一种。 4．卸(输)灰控制工作原理 如图5-6为卸输灰联锁控制主电路原理图，图的上部为卸灰电机主回路；中间部分为卸输灰联锁控制显示回路；下部为卸灰故障声光报警回路。其工作原理如下：当卸灰星形阀启动前，与之联锁的螺旋输灰机的触点K必须预先闭合，此时，当灰位达到预定值发出卸灰指令，图中K1闭合，KM1得电闭合，主触头KM，闭合，卸灰电机M1启动运行，对应在显示台上HR1亮。 当卸灰结束时，K1断开→KM，失电→M，失电→HR，熄灭。 若卸灰电机出现故障，KM1应断开而始终闭合，将使HL，亮，同时