機(jī)械畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）-熱電廠電除塵器設(shè)計(jì)【全套圖紙】

1、<p>　　中文題目：熱電廠電除塵器設(shè)計(jì)</p><p>　　外文題目：ELECTRIC DUST REMOVER DESIGN OF HEAT POWER PLANT</p><p>　　全套圖紙，加153893706</p><p>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）共 56 頁(yè)（其中：外文文獻(xiàn)及譯文 7 頁(yè)）圖紙共2張</p><p>　　

2、完成日期：2006年 6月 答辯日期：2006年6月</p><p>　　摘要 本文首先講述除塵在實(shí)際生活中環(huán)保意義，并且與之相關(guān)的除塵措施，從而引入電除塵器的概念。并且對(duì)電除塵器發(fā)展現(xiàn)狀及發(fā)展方向做出簡(jiǎn)要的概述。對(duì)于不同的工作環(huán)境，應(yīng)該選用適合的電除塵器，針對(duì)熱電廠排放粉塵的標(biāo)準(zhǔn)，要求除塵效率高的工作環(huán)境情況，進(jìn)行合理的選型－電除塵器的型號(hào)。再次對(duì)電除塵器的原理進(jìn)行分析，并對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行適當(dāng)

3、的改造，來提高除塵效率，延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命，降低企業(yè)的成本。對(duì)電除塵器設(shè)計(jì)的步驟做出詳細(xì)分析，對(duì)電除塵器的總體計(jì)算、電除塵器的分布板的選型、電除塵器的電暈極和沉塵極的尺寸設(shè)計(jì)、電除塵器的殼體、電除塵器的排灰裝置及鎖氣器都做出詳細(xì)的講解。因?yàn)橛绊戨姵龎m器的除塵效率有諸多因素，最后對(duì)影響電除塵器經(jīng)濟(jì)效益指標(biāo)分析，其中對(duì)粉塵特性、氣體性質(zhì)、結(jié)構(gòu)因素、操作因素都做出簡(jiǎn)要的講解。不但要提高除塵效率，還要降低電除塵器的維護(hù)和檢修技術(shù)難度，減少不必要

4、的工程材料。以最低的成本達(dá)到預(yù)期的除塵效果，是本設(shè)計(jì)的主要目的。關(guān)鍵詞：電除塵器；除塵效率；電暈極；沉塵極極板；</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　Again author analyze the principle of the electrical and reform its structure in order to

5、improve degusting efficiency, prolong the service life and reduce business cost. Author makes a detailed analysis about the procedure of ash separator's design, also makes a detailed explanation of the ash separator&

6、#39;s computation, electrotype of ash separator's distributing plate, ash separator's corona polar, size design of dust sink polar, the shell of ash separator, ash exhauster of ash separator and air</p>&l

7、t;p>　　Key word: ash separator; deducting efficiency; corona polar; deducting polar plate;</p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　前言1</b></p><p>　　1電除塵的環(huán)保意義2<

8、;/p><p><b>　　2概述4</b></p><p>　　2.1 電除塵技術(shù)的發(fā)展過程4</p><p>　　2.2 電除塵器某些方面研究分析6</p><p>　　2.2.1 電極、極距和電壓6</p><p>　　2.2.2 絕緣結(jié)構(gòu)7</p><p>　

9、　2.2.3 供電方式7</p><p>　　2.2.4 電除塵器與其它除塵器聯(lián)合使用8</p><p>　　2.3 新型除塵器的發(fā)展方向9</p><p>　　2.3.1 除塵理論主要研究方向9</p><p>　　2.3.2新型電除塵器開發(fā)研究10</p><p>　　2.4 電除塵器未來的發(fā)展12&l

10、t;/p><p>　　3 簡(jiǎn)介電除塵器及分類13</p><p>　　3.1電除塵器工作原理及過程13</p><p>　　3.1.1 電除塵器的除塵過程主要分為三個(gè)階段13</p><p>　　3.1.2 電除塵器的工作過程主要包括以下幾個(gè)過程13</p><p>　　3.2 電除塵器的結(jié)構(gòu)16</p&g

11、t;<p>　　3.2.1 電暈電極16</p><p>　　3.2.2 集塵電極17</p><p>　　3.2.3 電極清灰裝置17</p><p>　　3.2.4 氣流分布裝置18</p><p>　　3.2.5 除塵器的外殼19</p><p>　　3.2.6 電除塵器的供電裝置19&

12、lt;/p><p>　　3.3電除塵器的分類20</p><p>　　3.3.1 按氣體流向分20</p><p>　　3.3.2 按清灰方式分20</p><p>　　3.3.3 按使用溫度分21</p><p>　　3.3.4 按沉塵極結(jié)構(gòu)式分21</p><p>　　3.3.5 按電

13、極配置分21</p><p>　　4 電除塵器部件選型23</p><p>　　4.1電除塵器的選型依據(jù)23</p><p>　　4.1.1 電除塵器的類型及其評(píng)價(jià)指標(biāo)23</p><p>　　4.1.2 粉塵特性及除塵要求23</p><p>　　4.2電除塵器的可靠性分析23</p>&l

14、t;p>　　4.2.1 結(jié)構(gòu)因素的影響23</p><p>　　4.2.2 操作因素的影響24</p><p>　　4.3影響電除塵器效率的主要因素24</p><p>　　4.3.1 煙氣粉塵的比電阻24</p><p>　　4.3.2 電場(chǎng)風(fēng)速25</p><p>　　4.3.3 煙氣含塵濃度25

15、</p><p>　　4.3.4 煙氣粉塵的分散度25</p><p>　　4.3.5 驅(qū)進(jìn)速度26</p><p>　　4.4除塵器的選型計(jì)算27</p><p>　　4.4.1 確定電場(chǎng)斷面積及其形狀27</p><p>　　4.4.2 確定收塵極、電暈極的間距和排數(shù)27</p><p

16、>　　4.4.3 計(jì)算電場(chǎng)長(zhǎng)度27</p><p>　　4.4.4 確定電暈電極使用電壓28</p><p>　　4.4.5 電除塵器的耗電量計(jì)算28</p><p>　　5電除塵設(shè)計(jì)計(jì)算30</p><p>　　5.1電除塵器主要參數(shù)計(jì)算30</p><p>　　5.1.1 設(shè)計(jì)依據(jù)30</p

17、><p>　　5.1.2 設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)30</p><p>　　5.1.3 臨界電場(chǎng)強(qiáng)度31</p><p>　　5.1.4 臨界電壓31</p><p>　　5.1.5 電暈電流32</p><p>　　5.1.6 電場(chǎng)強(qiáng)度33</p><p>　　5.1.7 粒子在電場(chǎng)驅(qū)進(jìn)速度33<

18、;/p><p>　　5.2 電除塵器總體計(jì)算34</p><p>　　5.2.1 沉塵極比表面積34</p><p>　　5.2.2 沉塵極板表面積34</p><p>　　5.2.3 驗(yàn)算除塵效率35</p><p>　　5.2.4 有效截面積35</p><p>　　5.2.5 氣體在

19、電除塵器內(nèi)通道數(shù)35</p><p>　　5.2.6 氣體在電場(chǎng)內(nèi)有效停留的時(shí)間35</p><p>　　5.2.7 電除塵器實(shí)際具有除塵面積35</p><p>　　5.2.8 每個(gè)電場(chǎng)電暈極線有效長(zhǎng)度36</p><p>　　5.3 零部件設(shè)計(jì)計(jì)算36</p><p>　　5.3.1 分流分布板36&l

20、t;/p><p>　　5.3.2 沉塵極37</p><p>　　5.3.3 電暈電極40</p><p>　　5.3.4 電除塵器殼體42</p><p>　　5.3.5 灰斗計(jì)算44</p><p>　　5.3.6 排灰及鎖氣47</p><p>　　5.3.7 供電系統(tǒng)選擇48&l

21、t;/p><p>　　6影響電除塵器經(jīng)濟(jì)效益指標(biāo)分析50</p><p>　　6.1 粉塵特性的影響50</p><p>　　6.1.1 粉塵的粒徑分布50</p><p>　　6.1.2 粉塵的粘附性50</p><p>　　6.1.3 粉塵的比電阻50</p><p>　　6.2.煙氣

22、性質(zhì)的影響51</p><p>　　6.2.1煙氣溫度51</p><p>　　6.2.2煙氣濕度51</p><p>　　6.2.3含塵質(zhì)量濃度51</p><p>　　6.3.結(jié)構(gòu)因素的影響52</p><p>　　6.3.1 電極幾何因素的影響52</p><p>　　6.3.

23、2 氣流速度分布的影響52</p><p>　　6.4操作因素的影響53</p><p>　　6.4.1 操作電壓和電流53</p><p>　　6.4.2 漏風(fēng)53</p><p>　　6.4.3 氣流旁路53</p><p>　　6.4.4 二次揚(yáng)塵53</p><p><

24、b>　　7結(jié)論55</b></p><p><b>　　致謝56</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)57</b></p><p><b>　　前言</b></p><p>　　隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展，煤炭、礦粉、砂灰等散料的貨物貯運(yùn)量不斷增加，

25、熱電廠、冶金、化工、造紙、電子等工業(yè)部門排放的粉塵和煙塵逐年遞增，這就給我國(guó)環(huán)保出了很大的難題。治理工業(yè)部門帶來的粉塵污染除塵器是一種有效的途徑。為了我國(guó)環(huán)保事業(yè)及國(guó)際市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的需要，電除塵行業(yè)還應(yīng)該進(jìn)一步加大技術(shù)開發(fā)力度，加強(qiáng)國(guó)內(nèi)學(xué)術(shù)交流，積極參加國(guó)際行業(yè)學(xué)術(shù)活動(dòng)，及時(shí)掌握新的國(guó)際動(dòng)態(tài)，不斷促進(jìn)行業(yè)的技術(shù)進(jìn)步。大氣污染控制的工作任重而道遠(yuǎn)，在今后相當(dāng)長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)，電除塵器作為一種高效的大氣污染控制設(shè)備，仍然具有強(qiáng)大的生存及發(fā)展空間，在

26、生產(chǎn)及環(huán)保領(lǐng)域大有可為。除塵器的種類分很多種：布袋式除塵器、旋風(fēng)除塵器、水膜除塵器、電除塵器等。本次設(shè)計(jì)重點(diǎn)研究電除塵器，過去的除塵器的種類單一，主要是水膜除塵器不僅維護(hù)不方便，而且除塵效率也不高?，F(xiàn)在除塵器的種類很多除塵效率也很高。電除塵器是含塵氣體在通過高壓電場(chǎng)電離，塵粒荷電在電場(chǎng)力的作用下，塵粒沉積于電極上，從而使塵粒與含塵氣體分離的一種除塵設(shè)備。在本次設(shè)計(jì)中把電除塵器的選型和總體設(shè)計(jì)、主要參數(shù)計(jì)算作為主要的重點(diǎn)。由于設(shè)計(jì)者的知識(shí)

27、量有限，避免不了設(shè)計(jì)中會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤和漏洞。希望諸學(xué)者、</p><p><b>　　1除塵的意義</b></p><p>　　大氣污染“通常系指由于人類活動(dòng)和自然過程引起某種物質(zhì)進(jìn)入大氣中，呈現(xiàn)出足夠的濃度，達(dá)到足夠的時(shí)間，并因此而危害了人體健康、舒適感和環(huán)境”。 由地表至1000千米左右的高空的大氣層，一般可認(rèn)為是由干燥、清潔的空氣、水蒸氣和各種雜質(zhì)三部分組成的。干燥

28、、清潔的空氣的組成是基本不變的，水蒸氣的含量因時(shí)因地變化，各種雜質(zhì)（如粉塵、煙、有害氣體等）則因自然因素或人類活動(dòng)的影響，無(wú)論其種類還是含量，變動(dòng)都很大，甚至導(dǎo)致大氣污染。導(dǎo)致大氣污染的自然因素包括火山活動(dòng)、森林火災(zāi)、海嘯、土壤和巖石的風(fēng)化以及大氣圈中空氣運(yùn)動(dòng)等自然現(xiàn)象。一般說來，由于自然環(huán)境的自凈機(jī)能，各種自然現(xiàn)象一般多能自動(dòng)協(xié)調(diào)生態(tài)系統(tǒng)的動(dòng)平衡關(guān)系。人類活動(dòng)包括生活活動(dòng)和生產(chǎn)活動(dòng)，而防止大氣污染的主要對(duì)象，首先是生產(chǎn)活動(dòng)。人類活動(dòng)所

29、造成的空氣污染主要來自三個(gè)方面：1．燃料的燃燒過程；2．工業(yè)生產(chǎn)過程；3．交通運(yùn)輸?shù)?。其中燃料燃燒（包括煤、汽油、柴油、天然氣等）產(chǎn)生的空氣污染物約占全部污染物的70％；工業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)生的空氣污染物約占20％；機(jī)動(dòng)車產(chǎn)生的空氣污染物約占10％。這些空氣污染物按其存在狀態(tài)可分為氣溶膠態(tài)污染物和氣態(tài)污染物。氣溶膠系指沉降</p><p>　　人類的生活活動(dòng)是造成大氣污染主要因素，而熱電廠、化工工業(yè)、電子工業(yè)、冶金工業(yè)是大

30、氣污染的污染源的主要來源。如果不加以治理和采取有效的措施，人類賴以生存的環(huán)境將會(huì)遭到嚴(yán)重的破壞，人類的生存將會(huì)極大的威脅。</p><p>　　上述大氣污染來自熱電廠的粉塵和煙塵及有害氣體40%以上，解決熱電廠粉塵和煙塵帶來的污染問題，已經(jīng)成為近幾年除塵行業(yè)的熱門研究題目。很多專家和學(xué)者正在努力研究開發(fā)的新的除塵器和找出提高除塵器的工作效率的途徑。在實(shí)踐中不斷創(chuàng)新，研制出新型的除塵器。</p>&l

31、t;p>　　近年來,由于環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)的日益嚴(yán)格,大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)中的排塵濃度由以前的150mg/修訂為100mg/,有的地方甚至規(guī)定為80～50mg/。這樣,在舊的環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)下建造的電除塵器明顯不能適應(yīng)新的形勢(shì),出口濃度大多超標(biāo),大批項(xiàng)目改造迫在眉睫,如何經(jīng)濟(jì)!高效地提高電除塵器收塵效率已成為電除塵工作者研究的熱點(diǎn)問題。電除塵器是一種高效的除塵設(shè)備,由于其具有凈化效率高!設(shè)備阻力小!運(yùn)行穩(wěn)定可靠!運(yùn)行費(fèi)用低!能處理量大!溫度高的煙氣等

32、優(yōu)點(diǎn)而廣泛應(yīng)用于世界各國(guó)的工業(yè)環(huán)境保護(hù)中。</p><p>　　目前熱電廠鍋爐主要燃料是煤。煤在燃燒過程中除放出大量熱能外，還會(huì)產(chǎn)生大量的煙塵。煙塵由固體和氣體兩部分組成。固體部分要由飛灰 ( 含未燃盡的碳粒 ) 和炭黑組成。炭黑是煤中揮發(fā) 物質(zhì)在高溫缺氧條件下，熱分解的產(chǎn)物，粒度只有 0.5~ 1μm, 被煙氣帶走， 從煙囪排出后，在空氣中飄浮很長(zhǎng)時(shí)間 ， 形成黑色的煙霧。顆粒度在 5~100um的飛灰 ( 含

33、未燃盡的碳粒 ) 隨煙氣從煙囪排出，成為煙氣中的灰塵。氣體部分主要是含硫、氮的氧化物。煙氣中的二氧化硫是一種無(wú)色有刺激性氣味的氣體。當(dāng) 大氣中的二氧化硫的日平均濃度達(dá)到 3.5mg/時(shí)， 會(huì)使人的呼吸系統(tǒng)、心血管系統(tǒng)疾病的發(fā)病率和死亡率顯著增加。當(dāng) 排放量達(dá)到一定程度時(shí)形成酸雨，對(duì)人體健康和工、農(nóng)業(yè)生 產(chǎn)等會(huì)造成更大的危害。防止煙塵對(duì)大氣污染的方法是消煙與除塵。消煙的關(guān)鍵 是使煤燃燒充分，不生成一氧化碳和碳黑，這可通過改進(jìn)燃燒設(shè)備和操作

34、方法來解決。而除塵則要采取各種措施才能解決[2]。</p><p>　　除塵不管是對(duì)我們的生活環(huán)境，還在對(duì)經(jīng)濟(jì)上都能給我們帶來很大益處。例如除塵可以凈化我們賴以生存的空氣，把有害的粉塵和煙塵從不凈的空氣中分離出來，給我們帶來潔凈的而新鮮的空氣。如果除掉空氣中的粉塵和煙塵，可以避免很多的呼吸道疾病的發(fā)病，讓我們遠(yuǎn)離疾病帶來的困饒，減少在醫(yī)療上的開支。無(wú)論為個(gè)人，還是為國(guó)家都節(jié)剩下一筆寶貴的財(cái)富。我們可以把回收回來的

35、粉塵變廢為寶，可以把他們充分利用，讓他們?yōu)槿祟愒旄！?lt;/p><p>　　除塵是控制空氣污染的重要方法，通過收塵可以將空氣中的污染物質(zhì)分離出來，使它們?cè)诳諝庵械暮康陀趪?guó)家規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)。收塵是回收有價(jià)物質(zhì)進(jìn)行綜合利用的必要手段；也是除去有害物質(zhì)進(jìn)行環(huán)境保護(hù)的必要措施。搞好消煙除塵，使煙塵排放量符合標(biāo)準(zhǔn)要求，既節(jié)約燃 料，又防止對(duì)大氣的污染，保護(hù)環(huán)境，這是關(guān)系到高速發(fā)展國(guó)民經(jīng)濟(jì)， 保障人民健康和造福子孫后代的大事[5

36、]。</p><p><b>　　2概述</b></p><p>　　2.1 電除塵技術(shù)的發(fā)展過程</p><p>　　早在公元前六百多年.希臘人就發(fā)現(xiàn)了靜電吸附現(xiàn)象。我國(guó)西漢末年.也有了靜電產(chǎn)生吸附作用的文字記載。但將這一現(xiàn)象應(yīng)用于工業(yè)除塵.則是二十世紀(jì)初才開始的。國(guó)外最早是1907年柯特需爾(Cttrell)將電除塵用于氣體凈化.建立了工業(yè)

37、化電除塵裝置。隨著工業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展.電除塵技術(shù)發(fā)展迅速.取得了一大批專利技術(shù)。并發(fā)表了大量有關(guān)論文.至1957年為止.美國(guó)己有電除塵方而專利1000多項(xiàng)。1945年.美國(guó)和外國(guó)出版的有關(guān)電除</p><p>　　塵論文有500 ～600篇.日前每年關(guān)于電除塵的論文約1000篇。</p><p>　　我國(guó)電除塵技術(shù)發(fā)展大致可以這樣概括:起步晚、發(fā)展快、潛力大。發(fā)展過程大體可以分為兩個(gè)時(shí)期:197

38、2年以前的探索時(shí)期.1972年以后的發(fā)展時(shí)期。</p><p>　　1972年以前的探索時(shí)期.主要特征是仿造和試用.極板大多是棒幃式.電暈極為細(xì)圓線.技術(shù)水平較低。我國(guó)最旱使用的一臺(tái)電除塵器.是解放前1936年安裝在本溪工農(nóng)兵水泥廠.其斷面積為36， 1954年仿造了第一臺(tái)電除塵器.1965年對(duì)電除塵技術(shù)開始進(jìn)行科學(xué)研究.直到1970年.我國(guó)投入運(yùn)行的電除塵器總臺(tái)數(shù)約200臺(tái).主要用J幾有色金屬冶煉中貴金屬的回收

39、.及建材行業(yè)有用物料的回收。</p><p>　　1972年以后的發(fā)展時(shí)期,主要特征是研制、引進(jìn)、吸收、提高,電除塵技術(shù)水平迅速發(fā)展"這個(gè)時(shí)期內(nèi),70年代初期和中期,完成了3～60九種規(guī)格的SHWB電除塵系列化設(shè)計(jì),首次形成了通用電除塵器系列產(chǎn)品70年代末至80年代初,通過對(duì)系列化產(chǎn)品使用幾年的實(shí)踐總結(jié),并對(duì)當(dāng)時(shí)引進(jìn)Ruthmuhle公司的173和Elex公司81.9電除塵器進(jìn)行消化吸收,結(jié)合自己近10

40、年的研究成果,各工業(yè)部門先后開展了新型電除塵樣機(jī)的研制和新的電除塵器系列化設(shè)計(jì)。如冶金工業(yè)部先后研制的成功用于武鋼的60。大冶有色金屬公司的40的電除塵器樣機(jī),建材行業(yè)完成CDWY和CDWH兩類電除塵器系列設(shè)計(jì)。80年代中期以來,為了滿足日益嚴(yán)格的環(huán)境質(zhì)量要求,國(guó)家科委將“高效除塵技術(shù)的研究”列入“七五”攻關(guān)項(xiàng)目,開展了寬間距電除塵器、脈沖供電電源、煙氣調(diào)質(zhì)和板線配置的研究等。我國(guó)還先后引進(jìn)瑞典Flakt公司、德國(guó)Lurgi公司、美國(guó)G

41、E公司等世界知名公司的先進(jìn)電除塵技術(shù),對(duì)促進(jìn)我國(guó)電除塵技術(shù)水平的提高也發(fā)揮了重要作用[1]。</p><p>　　隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展，環(huán)境保護(hù)作為基本國(guó)策正在不斷強(qiáng)化。相應(yīng)的環(huán)保產(chǎn)業(yè)得到了振興。廣大科技工作者對(duì)大氣環(huán)境污染控制工程課題的研究成果，積極支持了環(huán)保事業(yè)的發(fā)展。近年來我國(guó)加大了環(huán)境保護(hù)管理力度，使空氣污染指數(shù)有了很大改善。據(jù)有關(guān)資料介紹靜電除塵器在大氣污染控制工程中，起著相當(dāng)重要的作用。靜電除塵用來

42、捕集固體顆粒，具有耗能低、操作穩(wěn)定、凈化率高的優(yōu)點(diǎn)。它已被廣泛應(yīng)用于環(huán)保、冶金、發(fā)電、水泥、化工、醫(yī)藥、輕工等領(lǐng)域，是最受歡迎的除塵設(shè)備之一。</p><p>　　電除塵技術(shù)是一項(xiàng)很重要的防治大氣污染環(huán)保技術(shù)，己廣泛應(yīng)用于各個(gè)工業(yè)領(lǐng)域的含塵廢氣治理、氣固分離、粉狀物料回收等(如冶金、有色、電力、化工、建材行業(yè))。我們知道，電除塵是利用靜電力除塵，又稱為靜電除塵，它的基本原理利用高壓放電，使氣體電離，粉塵荷電后向收

43、塵極板移動(dòng)而從氣流中分離出來，從而達(dá)到凈化煙氣的目的。電除塵技術(shù)經(jīng)過近一個(gè)世紀(jì)的發(fā)展，已經(jīng)取得了很多成果。</p><p>　　電除塵器作為工業(yè)設(shè)備投入使用至今已有近百年的歷史我國(guó)在20世紀(jì)70年代初期才開始生產(chǎn)系列化電除塵器產(chǎn)品,30年時(shí)間的發(fā)展，如今電除塵器在我國(guó)的環(huán)保產(chǎn)業(yè)中，已成為技術(shù)力量較為雄厚、裝備水平較高、開發(fā)能力較強(qiáng)的行業(yè)之一，電除塵行業(yè)的產(chǎn)值在我國(guó)環(huán)保設(shè)備總產(chǎn)值中.占有舉足輕重的份量同時(shí)，當(dāng)今世界

44、上最大的工業(yè)窯配套所需的電除塵器，我國(guó)均能自行設(shè)計(jì)、加工制造，能達(dá)到用戶提出的排放要求近年來，我國(guó)電除塵器在滿足國(guó)內(nèi)污染治理需要的同時(shí)，還有部分設(shè)備出口到20多個(gè)國(guó)家和地區(qū)</p><p>　　據(jù)統(tǒng)計(jì)，1998年我國(guó)電除塵器出口產(chǎn)值超過千萬(wàn)美元，但同時(shí)我們也應(yīng)該看到，當(dāng)制造業(yè)趨于飽和，特別是煙塵排放的環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)相當(dāng)嚴(yán)格時(shí)，電除塵器的發(fā)展既受到本身技術(shù)的瓶頸限制，同時(shí)又面臨袋式除塵器的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，近幾年來電除塵器的發(fā)展

45、相對(duì)較為緩慢，突破創(chuàng)新的技術(shù)進(jìn)展較難取得。 </p><p>　　電除塵器是含塵氣體在通過高壓電場(chǎng)電離，塵粒荷電在電場(chǎng)力作用下，塵粒沉積于電極上，從而使塵粒與含塵氣體分離的一種除塵設(shè)備。它能有效回收氣體中的粉塵，以凈化氣體。使用條件合適，其除塵效率可的達(dá)99%甚至更高。目前在化工、發(fā)電、水泥、冶金、造紙和電子等工業(yè)部門得到廣泛應(yīng)用。</p><p>　　自1906年F.G.Cottrell

46、第一次將電除塵器應(yīng)用于工業(yè)以來，已有90余年歷史，20世紀(jì)50年代以前，雖有為數(shù)眾多專家學(xué)者對(duì)其理論研究和實(shí)踐應(yīng)用作了大量的工作，但受當(dāng)時(shí)條件（如供電機(jī)組和絕緣材料的可靠度、技術(shù)和經(jīng)濟(jì)積累等）限制，在較長(zhǎng)的時(shí)期內(nèi)進(jìn)展緩慢。只是在最近的二三十年來，隨著工業(yè)水平不斷提高，對(duì)環(huán)境保護(hù)要求日趨嚴(yán)格，以及人們對(duì)凈化空氣，保護(hù)環(huán)境和回收有價(jià)值的金屬粉（煙）塵以及充分利用礦物資源有了進(jìn)一步認(rèn)識(shí)，理解和重視，特別是高壓供電設(shè)備不斷完善，在絕緣件耐高壓電

47、，耐高溫研制成功與不斷提高，機(jī)械化制作極板和極線設(shè)備問世和生產(chǎn)工藝確立，電除塵技術(shù)有關(guān)學(xué)術(shù)活動(dòng)不斷增多，以及實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)不斷豐富等，電除塵技術(shù)才得到非常迅速的發(fā)展。</p><p>　　（2-1） </p><p>　　式中:—除塵效率;

48、 </p><p>　　w—有效驅(qū)進(jìn)速度; </p><p>　　A—總集塵面積; </p><p>　　Q—操作氣量。

49、 </p><p>　　當(dāng)前，理論研究是以美國(guó)為中心，試圖對(duì)Deutsch式（5-1）所代表的傳統(tǒng)除塵效率計(jì)算理論有所突破。迄今為止，許多學(xué)者所提出的實(shí)驗(yàn)或經(jīng)驗(yàn)式都是對(duì)Deutsch式的修正。而這些修正式，只適合用于某些特定的條件。（公式）在生產(chǎn)實(shí)踐方面，西歐處于領(lǐng)先的地位，近年來日本著重對(duì)除塵設(shè)備的結(jié)構(gòu)，諸如電極形式、振打方式、氣

50、流分布、供電方式、控制方法、絕緣形式及材料、故障排除等等。以謀求制造出除塵效率高、不需維護(hù)或少維護(hù)的電除塵設(shè)備（即一次安裝投產(chǎn)后），能滿足工藝要求地使用到設(shè)計(jì)服務(wù)年限。</p><p>　　2.2 電除塵器某些方面研究分析</p><p>　　2.2.1電極、極距和電壓 </p><p>　　普通電除塵器極距200～350mm，工作電壓40～70kv。由于供電電壓

51、較低，荷電塵粒向電極驅(qū)進(jìn)速度，適宜于捕集比電阻粉塵。在歐洲原聯(lián)邦德國(guó)Lnrge公司和瑞士Elex公司的電除塵器具有代表性。原蘇聯(lián)多為棒幃式電除塵器。日本多才用歐洲式的電除塵器，并著重研究一些新形設(shè)備，如雙區(qū)式、原式等電除塵器。寬極距超高壓電除塵器極距400～1000mm，工作電壓80～250kv。由于電場(chǎng)內(nèi)離子風(fēng)速大，荷電塵粒移動(dòng)快，適宜捕集比電阻粉塵。日本已向美國(guó)輸出專利和設(shè)備。武漢鋼鐵公司燒潔廠的高壓靜電源控制器，實(shí)際上也是一種寬極

52、距超高壓電除塵器，具有制作、安裝和維護(hù)工作量小，節(jié)省鋼材等優(yōu)點(diǎn)。然而它必須要有與之相適應(yīng)和可靠的超高壓供電設(shè)備及相應(yīng)的絕緣材料，供電設(shè)備費(fèi)用也較貴，技術(shù)復(fù)雜，而除塵效率與普通的電除塵器不相上下，我國(guó)采用同極距400mm供電額定電壓72kv已有成功的經(jīng)驗(yàn)。狹極距電除塵的極距為15～25mm，工作電壓為8～20kv。制作和安裝要求很高，維護(hù)與操作較困難。</p><p>　　早在“七五”攻關(guān)期間，國(guó)內(nèi)對(duì)常用線型和極板

53、配置就作了大量的研究工作，除再次證明了原RS線具有起始電暈電壓低、線電流大、板面電場(chǎng)強(qiáng)度高、不斷線，特別適合收集含塵量高、比電阻大的粉塵等優(yōu)點(diǎn)外，同時(shí)也發(fā)現(xiàn)了它的主要缺點(diǎn)，即與支承管對(duì)應(yīng)的陽(yáng)極板面處有一個(gè)電流為零或數(shù)值最小的陰影區(qū)，在此區(qū)內(nèi)收塵板的收塵效率很低。除陰影區(qū)外，大部分陽(yáng)極板面的電流密度也不如其它線型均勻。針對(duì)上述情況，提出了許多改進(jìn)措施，如在中心管正對(duì)極板的兩個(gè)弧面上沖出放電尖刺，減小翅距，增加翅長(zhǎng)等。這些措施取得明顯的效果

54、。</p><p>　　板間距的大小要根據(jù)工作情況條件來經(jīng)濟(jì)合理地選擇，它不是一個(gè)定值。很長(zhǎng)一段時(shí)間，國(guó)內(nèi)外電除塵界都認(rèn)為普通電除塵器的板間距不大于300mm，板間距大于300mm并提高送電電壓的，被稱之為超高壓電除塵器。經(jīng)過多年的研究和比較，20世紀(jì)90年代初期電除塵界達(dá)成共識(shí)，認(rèn)為板間距不大于400mm的為普通電除塵器，而大于400mm的稱之為寬極距或超高壓電除塵器。</p><p>

55、　　2.2.2絕緣結(jié)構(gòu) </p><p>　　在過去的幾十年中，為使高電壓極與接地部分良好絕緣，曾采用較復(fù)雜的多層絕緣管結(jié)構(gòu)，但實(shí)踐表明，并不一定可靠。近年簡(jiǎn)化了絕緣結(jié)構(gòu)，采用加熱絕緣套管方法有效防止絕緣裝置爬電在尾氣直接放空的情況下，可采用加熱空氣吹掃絕緣子，使絕緣結(jié)構(gòu)更加簡(jiǎn)單和維護(hù)工作更加可靠。</p><p>　　無(wú)論何種結(jié)構(gòu)，吊掛裝置必須滿足兩個(gè)條件:一是要能承受陰極的全部重量，包

56、括振打時(shí)的沖擊載荷;二是絕緣性能良好。硫酸生產(chǎn)中爐氣溫度和氣體露點(diǎn)都較高，選用普通絕緣瓷件就不可靠。目前用的吊掛裝置仍以石英管為多數(shù)，要防止與爐氣接觸部分冷凝結(jié)露，外加熱是必不可少的。</p><p><b>　　2.2.3供電方式</b></p><p>　　電除塵器的供電水平高低直接影響其運(yùn)行效果。電除塵器要達(dá)到好的收塵效果，除了有良好的本體結(jié)構(gòu)外，還需一個(gè)好的相

57、匹配的供電電源，好“馬”配好“鞍”(“馬”指本體，“鞍”指電源)。電除塵器供電最旱采用機(jī)械整流，供電水平很低。隨著電子技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)均采用的硅整流供電，模擬控制或數(shù)字控制，供電可靠性大大增加。近年來電除塵器供電技術(shù)新進(jìn)展主要體現(xiàn)在脈沖供電、恒流供電、中、高頻電源等方面。在此僅介紹脈沖供電。</p><p>　　由于使用可控制常規(guī)高壓整流（全波、半波）設(shè)備，使電除塵器電源獲得了快速降壓和升壓的控制特性，它的工作電壓

58、始終接近于擊穿電壓，從而得到最大限度的高除塵效率。也有采用恒壓控制電流特性的供電設(shè)備，機(jī)組是不在降低外電壓和無(wú)火花閃絡(luò)狀態(tài)下運(yùn)行，工作穩(wěn)定性可靠，避免了由于閃絡(luò)而降低除塵效率。交流電源（相當(dāng)于脈沖寬度為半周波脈沖電壓）供電，在水泥熟料冷卻器偏壓控制電除塵器實(shí)驗(yàn)表明，當(dāng)溫度150攝氏度、比電阻、氣量1200/h、氣體速度0.6m/s、含塵濃度0.2g/時(shí)，除塵效率達(dá)86%。</p><p>　　電除塵器最旱是采用同

59、步機(jī)械整流供電，供電質(zhì)量與水平較低，后來改為硅整流供電，雖供電質(zhì)量較高，但粉塵比電阻較高時(shí)，易產(chǎn)生反電暈脈沖供電是利用晶閘管兒件的開</p><p>　　關(guān)作用和整流一極管的單向?qū)щ娦?，以及電除塵器系統(tǒng)回路固有電容C，回路電感L及回路耗能電阻R，組成LRC振蕩回路，在整流器低壓端產(chǎn)生脈沖，然后升壓整流后形成高壓</p><p>　　脈沖供電指在自流基礎(chǔ)上疊加高壓脈沖，脈沖寬度一般小于1-3

60、00us,典型脈沖重復(fù)頻率為33.3-333Hz。</p><p>　　電除塵器脈沖供電技術(shù)是指在直流基礎(chǔ)電壓上疊加高壓脈沖。美國(guó)學(xué)者J.White等于 20世紀(jì)五十年代，最旱利用雷達(dá)系統(tǒng)產(chǎn)生毫秒級(jí)脈沖供電，顯示了脈沖供電的優(yōu)勢(shì)。以往國(guó)內(nèi)外實(shí)現(xiàn)脈沖供電都是利用兩套設(shè)備，一套產(chǎn)生高壓直流，另一套產(chǎn)生高壓脈沖，在整流器高壓端疊加后形成脈沖供電。它存在元件質(zhì)量要求高、制造工藝復(fù)雜、成木昂(是常規(guī)直流的5 -8倍)、推廣

61、應(yīng)用困難等問題。近年來，己開發(fā)出一種新型脈沖供電技術(shù)，它是在整流變壓器低壓端，利用晶閘管元件的開關(guān)作用及整流一極管的單向?qū)щ娦裕M成振蕩電路產(chǎn)生脈沖，通過升壓整流后形成脈沖供電。這種方法只需一套電源設(shè)備，簡(jiǎn)單易行，成本低，用戶易接受。其主要技術(shù)參數(shù)指標(biāo)達(dá)到或超過國(guó)際先進(jìn)水平。1999年被列入國(guó)家科委九五重點(diǎn)推廣應(yīng)用計(jì)劃項(xiàng)目，在多家企業(yè)推廣應(yīng)用，效果顯著。在同工況條件下，脈沖供電比直流供電降低煙氣出口含塵濃度30-74% ,節(jié)能效果顯著[

62、1]。</p><p>　　國(guó)內(nèi)外的理論研究和實(shí)踐證明，電除塵器采用的脈沖供電電源能提供穩(wěn)定的場(chǎng)強(qiáng)，產(chǎn)生足夠強(qiáng)而均勻的電暈電流密度，對(duì)一定范圍內(nèi)的高比電阻粉塵在電場(chǎng)中形成的反電暈現(xiàn)象有抑制作用，提高除塵效率減少功率消耗及振打粉塵二次飛揚(yáng),減小新設(shè)計(jì)的電除塵器收塵面積"其不足之處一是需要2套電源設(shè)備,造價(jià)昂貴;二是對(duì)元器件的可靠性和安全性有較高要求,且元器件的耐壓?jiǎn)栴}難以解決。</p>&l

63、t;p>　　2.2.4電除塵器與其它除塵器聯(lián)合使用</p><p>　　為了滿足日趨嚴(yán)格的環(huán)境要求，國(guó)外在空氣凈化方面，采用袋式除塵器中設(shè)置高壓電極（電除塵器和袋式除塵器聯(lián)合裝置），僅在清灰后送電，以保持這一期間的除塵效率不至于降低。美國(guó)Alperton用它捕集1.6～40um粉塵，除塵效率高達(dá)99.99%。</p><p>　　自1906年，F(xiàn).G.Cottrell第一次將電除塵器

64、應(yīng)用于工業(yè)以來，已有90余年的歷史，電除塵器是近二三十年發(fā)展起來高效除塵器。目前國(guó)外這方面技術(shù)已經(jīng)非常完善，美國(guó)Pesearch-Cottrell公司將直徑為3～6mm玻璃球置于兩層不同的電位網(wǎng)格之間（玻璃球?qū)?.1mm，氣速0.6m/s），對(duì)塵粒在進(jìn)入玻璃球粒層之前，實(shí)踐表明0.6～0.7um{1}的亞基藍(lán)粒子除塵效率達(dá)99.5%。其他流動(dòng)顆粒層除塵器加入電場(chǎng)作用，也能提高除塵效率。</p><p>　　在濕式

65、洗滌器中加入電場(chǎng)力作用，其形式是串聯(lián)兩個(gè)噴霧塔，一個(gè)順流，一個(gè)逆流。水滴和粉塵分別因感應(yīng)和電暈放電而獲得相反的極性。實(shí)驗(yàn)測(cè)定：0.5～4um微粒粉塵除塵效率達(dá)95%；0.3um微粒粉塵除塵效率達(dá)87%。中間實(shí)驗(yàn)：氣量1500，除塵效率98.2%，耗水量8.3L/min，粉塵荷電電壓30kv，水滴荷電電壓2kv。</p><p>　　電與填充式洗滌器想結(jié)合的JWS洗滌器，電與文氏管結(jié)合的DEV洗滌器，及TRW/CD

66、S型帶水滴洗滌器等，都各具有特點(diǎn)，帶電后均可不同程度地提高除塵效率。</p><p>　　2.3新型除塵器的發(fā)展方向</p><p>　　電除塵技術(shù)研究日的在于提高電除塵器的效率，同時(shí)要盡可能減輕其重量，降低成本。電除塵技術(shù)發(fā)展方向主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。</p><p>　　2.3.1除塵理論主要研究方向</p><p>　?、烹姵龎m收集理

67、論研究。如除塵效率理論公式，驅(qū)進(jìn)速度計(jì)算，粒子荷電行為等。目前就因素或假設(shè)簡(jiǎn)化的條件進(jìn)行研究，尚未能闡明集塵的全部過程。例如，在假設(shè)條件下的驅(qū)進(jìn)速度的計(jì)算結(jié)果和實(shí)際值相差幾倍，甚至十幾倍，且不能判明誤差癥結(jié)之所在。因此，這方面值得研究。</p><p>　　⑵針對(duì)某一類新除塵技術(shù)理論研究。如離心脈沖靜電分離技術(shù)，研究其分離機(jī)理，速度分布，濃度分布，顆粒運(yùn)動(dòng)規(guī)律，設(shè)計(jì)優(yōu)化理論等。</p><p&

68、gt;　　⑶電除塵設(shè)計(jì)參數(shù)與煙塵性質(zhì)之間關(guān)系定量研究。對(duì)于不同煙塵性質(zhì)、粉塵性質(zhì)、板線配置、電場(chǎng)強(qiáng)度、電場(chǎng)速度等的選擇，尚無(wú)定量的計(jì)算方法，缺乏針對(duì)性和令人信服的依據(jù)等。</p><p>　　電除塵器雖有管式和板式.立式和臥式.側(cè)打和頂打之分，且結(jié)構(gòu)形式多種多樣但其結(jié)構(gòu)還不很理想，如存在二次揚(yáng)塵、串流和氣流分布不均等問題。隨著環(huán)保要求越來越高，排放控制越來越嚴(yán)格，開發(fā)新型電除塵器，降低投資，提高效率是當(dāng)務(wù)之急。&

69、lt;/p><p>　　2.3.2新型電除塵器的開發(fā)研究</p><p><b>　?、澎o電+X除塵技術(shù)</b></p><p>　　這類除塵技術(shù)是把電除塵機(jī)理與其他除塵機(jī)理疊加應(yīng)用。如靜電+離心除塵、靜電+慣性除塵、靜電+過濾除塵、靜電+濕式除塵、靜電+噴蒸氣除塵、脈沖+靜電+離心除塵等技術(shù)。</p><p>　?、齐姵龎m

70、器本體結(jié)構(gòu)完善創(chuàng)新</p><p>　　繼續(xù)開發(fā)一些新型結(jié)構(gòu)電除塵器，克服缺點(diǎn)和不足，使其盡快推廣應(yīng)用。如房式、透鏡電極、橫向電極、移動(dòng)電極、輕質(zhì)電除塵器、超高壓寬間距除塵器等。</p><p>　?、情_發(fā)高流速電除塵器</p><p>　　對(duì)常規(guī)電除塵器，電場(chǎng)風(fēng)速為1m/s左右。電除塵器效率高、阻力小，但造價(jià)高。如果電除塵器在維持原有高效率的同時(shí)能大幅度提高電場(chǎng)風(fēng)

71、速(提高4-6m/s以上)，即采用所謂高流速電除塵器，則有可能大大減少其體積和造價(jià)，一定是很有吸引力的。</p><p>　　提高電除塵器的效率，也可以通過提高供電水平來實(shí)現(xiàn)，這是一種經(jīng)濟(jì)簡(jiǎn)便的方法。</p><p>　　熱電暈極和冷沉塵極電除塵器的電極均為管狀，在通入熱或冷的氣體或液體后，能有效控制電場(chǎng)溫度，調(diào)節(jié)粉塵比電阻有利于收集比電阻高的粉塵。但加熱或冷卻介質(zhì)供給系統(tǒng)比較麻煩。雙區(qū)式

72、電除塵器，是荷電與除塵分別在兩個(gè)區(qū)域內(nèi)進(jìn)行。荷電區(qū)采用常用電除塵器形式，但長(zhǎng)度大大縮短。除塵區(qū)類似橫向極板，在導(dǎo)向電極施以直流高電壓以造成穩(wěn)定的電流體力學(xué)場(chǎng)。新型電除塵器的電暈電極多為帶尖刺或棱邊的剛性線。這種極線由于帶有尖刺和棱邊，起始電暈電壓低，二次電流大，又有較好的剛度和弼度，傳遞振打力好，一般情況下不會(huì)斷線。硫酸生產(chǎn)中都采用這一類線狀線，其它還有四方線，其中用得最多的是RS極線、扁鋼芒刺線等。電暈線、沉淀極板的匹配要根據(jù)不同條件

73、來確定。例如用于水泥廠熟料冷卻機(jī)入口含塵量為0.582～0.72（標(biāo)況），出口為0.21～0.01（標(biāo)況）。用立于筒頂預(yù)熱器窯，則入口含塵為28～43.6（標(biāo)況），出口為0.04～0.019（標(biāo)況）。</p><p>　　偏壓控制電除塵器，系在荷電區(qū)對(duì)芒刺電暈極（放電極線）施以高壓脈沖電源，使電暈極產(chǎn)生電暈，繼續(xù)發(fā)出大量負(fù)離子云，以強(qiáng)有力的電斥（庫(kù)侖）力，使離子均勻分布，從而使通過電場(chǎng)粉塵帶最大極限的電荷。在控制

74、電極施加可調(diào)供調(diào)節(jié)的偏電壓，以改變電暈極（放電極）尖端的電場(chǎng)強(qiáng)度，不但能控制電暈電流，還能控制放電空間電場(chǎng)強(qiáng)度。對(duì) 、少量堿金屬鹽和堿土金屬粉塵實(shí)驗(yàn)表明：工況比電阻高達(dá)，70%小于1um,通過荷電區(qū)時(shí)間僅0.4s,通過整個(gè)電除塵器的時(shí)間約1s，除塵效率達(dá)65%～80%。</p><p>　　橫向氣流電除塵器，是采用與氣流方向垂直極板或在電除塵器內(nèi)連續(xù)設(shè)置多空板，間隔施加高壓或接地使板與板之間造成真正靜電場(chǎng)。實(shí)驗(yàn)表

75、明：氣速0.8m/s(停留時(shí)間約3.5～4s)，進(jìn)口含塵濃度200～4500，出口小于40，除塵效率達(dá)到95%～99%。屋頂式電除塵器，是將電除塵器直接置于屋頂以除去室內(nèi)氣體所含粉塵。日本神戶煉鋼廠轉(zhuǎn)爐工鍛天窗除塵實(shí)驗(yàn)表明：進(jìn)口含塵量0.03～0.3（標(biāo)況），出口僅0.007～0.03（標(biāo)況），除塵效率達(dá)80%-98%。</p><p>　　旋轉(zhuǎn)刮刀式電除塵器是用旋轉(zhuǎn)刮刀將沉塵板上的積塵清除，在含塵氣體含水量大，

76、粉塵黏性強(qiáng)的水泥黏土烘于機(jī)中應(yīng)用，供電性能良好，運(yùn)行可靠，除塵效率達(dá)到99%。</p><p>　　板臥式電除塵器的陽(yáng)板振打設(shè)置在陽(yáng)極排的底側(cè)，旋轉(zhuǎn)落錘式。振打撞擊點(diǎn)落在與陽(yáng)極下橫梁相連的振打撞擊桿上，視板面上的振打力調(diào)整錘臂的長(zhǎng)度和錘的重量。陰極振打有多種形式，如旋轉(zhuǎn)側(cè)向腰部振打，凸輪提拉脫鉤振打，頂部電磁振打等。無(wú)論采用何種形式，均有絕緣件將傳動(dòng)部分與高壓部分隔開。旋轉(zhuǎn)側(cè)向振打采用旋轉(zhuǎn)瓷軸傳遞扭矩，國(guó)內(nèi)開發(fā)的

77、95瓷軸強(qiáng)度好，電氣性能優(yōu)良，是理想的耐高電壓的傳遞件，南京、湖南均有生產(chǎn)。提拉振打可靠性較差，而頂部利用紅外線激光的光泳除塵，仍處于試驗(yàn)研究階段。當(dāng)前已用電子計(jì)算機(jī)來設(shè)計(jì)，控制電除塵器，無(wú)疑，這必將促進(jìn)電除塵器的飛快發(fā)展。</p><p>　　利用電除塵原理，將均勻分散在氣相中的固體塵粒，富集到一部分的氣體中，用機(jī)械方法使氣體分流，以減少須進(jìn)一步除塵的氣體量，在國(guó)外已有實(shí)施方案。但它存在將已捕集粉塵再次投入氣流

78、中，并在下一段除塵器中進(jìn)行二次回收的缺點(diǎn)，這很不合理。如果把分流與除塵組成一個(gè)機(jī)組，即他即可實(shí)現(xiàn)靜電分流，又可直接當(dāng)電除塵器使用。采用寬極距超高壓電除塵器結(jié)構(gòu)形式，不僅便于制作，安裝和維護(hù)，而且設(shè)備小，能量消耗少。在做分流使用時(shí)，電場(chǎng)氣速可以達(dá)2m/s。同極距1m，高2.5m，截面可通過超20000 含塵氣體，適用于含塵氣體量大，含塵濃度低，氣體溫度高的氣體分流與除塵。國(guó)內(nèi)設(shè)計(jì)200電除塵器，耗鋼材量達(dá)400t左右，其處理氣量

79、不超150萬(wàn)，若用分流方法，則分流截面積80，收塵截面積僅60，可節(jié)省大量鋼材。</p><p>　　2.4 電除塵器未來的發(fā)展</p><p>　　目前，電除塵理論還不能指導(dǎo)實(shí)踐，電除塵器本體結(jié)構(gòu)形式還不盡合理，供電電源達(dá)不到本體要求以及高比電阻的障礙等是制約電除塵器發(fā)展的主要因素，但山于電除塵本身</p><p>　　具有無(wú)可比擬的效率優(yōu)勢(shì)，使得其成為極具潛力的

80、除塵設(shè)備我國(guó)的電除塵技術(shù)雖然起步晚、但發(fā)展快，潛力大。今后，人們需要從理論上充分認(rèn)識(shí)電除塵器諸多環(huán)節(jié)的相互影響，找出我國(guó)電除塵器生產(chǎn)研制的總體水平同國(guó)外先進(jìn)技術(shù)相比還存在的差距，在專家系統(tǒng)，電除塵器的選型技術(shù)，供電電源中的中、高頻開關(guān)電源的研究和開發(fā)，電除塵器品種、規(guī)格和性能，本體的有些元、器件的加下下藝，產(chǎn)品外觀等方面進(jìn)一步嚴(yán)格和改善。</p><p>　　傳統(tǒng)電除塵器在生產(chǎn)實(shí)踐中通常面臨諸如高入口濃度、高比電

81、阻、細(xì)粉塵、粉塵黏度大等問題，而電除塵器本體部分的改造程度在很大程度上取決于基礎(chǔ)理論方面對(duì)傳統(tǒng)電除塵的突破程度，隨著環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)的不斷提高，原有的其他除塵器或傳統(tǒng)電除塵器已不能滿足環(huán)保要求，因此，基于老式除塵器的電除塵器改造是電除塵器本體改造的主要內(nèi)容，電除塵器設(shè)計(jì)過程中的選型、極板形式設(shè)計(jì)、極間距設(shè)計(jì)、氣流均布設(shè)計(jì)、振打設(shè)計(jì)必須建立在因地制宜，綜合考慮的基礎(chǔ)上電除塵供電控制系統(tǒng)力求開發(fā)適應(yīng)性廣(波形可變)、多功能、智能型、一體化、節(jié)能、人

82、功率、體積小、成木低、可靠性局的新型控制系統(tǒng)同時(shí)，計(jì)算機(jī)技術(shù)的深入應(yīng)用和除塵、脫硫、脫硝一體化也日益成為電除塵器改造的熱門話題。</p><p><b>　　3 電除塵器及分類</b></p><p>　　3.1電除塵器工作原理及過程</p><p>　　電除塵器是含塵氣體在通過高壓電場(chǎng)電離，塵粒荷電在電場(chǎng)力的作用下，塵粒沉積于電極上，從而使塵

83、粒與含塵氣體分離的一種除塵設(shè)備。電除塵的工作原理：在兩種曲率半徑相關(guān)很大的金屬集塵極和放電極上通過高壓直流電，維護(hù)—個(gè)足以使電極之間的氣體產(chǎn)生電暈放電的不均勻電場(chǎng)，氣體電離所生成的電子、陰離子和陽(yáng)離子，吸附在通過電場(chǎng)的粉塵上面而使粉塵荷電。荷電粉塵在電場(chǎng)庫(kù)侖力作用下，向電極性相反的電極運(yùn)動(dòng)而沉積在電極上，以達(dá)到粉塵和氣體分離的目的。當(dāng)沉積在電極上的粉塵達(dá)到一定厚度時(shí)，借助振打機(jī)構(gòu)使粉塵脫離電極落入灰斗，并由卸灰器輸送出除塵器，凈化后的氣

84、體由排氣口引出。</p><p>　　3.1.1電除塵器的除塵過程主要分為三個(gè)階段</p><p>　?、?粒子荷電：在電暈極與集塵極之間施加直流高電壓，使放電極發(fā)生電暈放電，氣體電離，生成大量的自由電子和正離子。正離子被電暈極吸引而失去電荷。自由電子和隨即形成的負(fù)離子向集塵極（正極）移動(dòng)。通過電場(chǎng)空間的氣溶膠粒子與自由電子、負(fù)離子碰撞附著，實(shí)現(xiàn)粒子荷電。</p><p

85、>　?、?粒子沉降：在電場(chǎng)力的作用下，荷電粒子被驅(qū)往集塵極，達(dá)到集塵極表面放出電荷而沉積其上。</p><p>　?、?粒子清除：集塵極表面上粉塵沉集到一定厚度后，用機(jī)械振打等方法將其清除。放電極也會(huì)附著少量粉塵，也需進(jìn)行清除。為保證電除塵器在高效率下運(yùn)行，必須使上述三個(gè)過程進(jìn)行得十分有效。</p><p>　　3.1.2電除塵器的工作過程主要包括以下幾個(gè)過程</p>

86、<p><b>　?、?電暈放電</b></p><p>　　電除塵過程首先需要產(chǎn)生大量供粒子荷電的氣體離子。在現(xiàn)今的所有工業(yè)電除塵器中，都是采用電暈放電的方法實(shí)現(xiàn)的。通常空氣中只含有極其微量的自由電子和氣體離子，可視為絕緣體。在電除塵器中，當(dāng)集塵極與放電極之間的電壓達(dá)到一定值時(shí)，兩電極間的氣體將發(fā)生電離由絕緣狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)閭鲗?dǎo)狀態(tài)，即產(chǎn)生氣體電離或電擊穿，如電暈放電、輝光放電、火花放

87、電及電弧放電等。電暈放電的基礎(chǔ)是氣體放電，氣體放電是指氣體在外界作用下由電絕緣狀態(tài)變?yōu)閷?dǎo)電狀態(tài)，因而有電流從氣體中通過的現(xiàn)象。當(dāng)中性氣體分子被引入弱電場(chǎng)時(shí)，除被輕微極化外，不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)帶電，形成正負(fù)電荷分離現(xiàn)象，因而沒有電荷在電場(chǎng)中作定向運(yùn)動(dòng)，即沒有電流產(chǎn)生，中性氣體在弱電場(chǎng)中是不導(dǎo)電的絕緣體。在通常的空氣或工業(yè)廢氣中，因宇宙射線或放射線照射的作用，有微量的自由電子或離子存在，這些正負(fù)離子在低壓電場(chǎng)中，只能產(chǎn)生微弱的電流，不會(huì)使空氣或工

88、業(yè)廢氣失去絕緣體的性質(zhì)。</p><p>　　如果將充分高的直流電壓施加到一對(duì)電極上，其中一個(gè)極是細(xì)導(dǎo)線或具有曲率半徑很小的任意形狀，另一極是管狀或板狀的，則電場(chǎng)強(qiáng)度在導(dǎo)線表面附近特別強(qiáng)，并隨離開導(dǎo)線的距離增大而迅速減弱。在導(dǎo)線表面附近具有強(qiáng)電場(chǎng)的空間內(nèi)，原有的微量自由電子將被加速到某一很高的速度，并足以通過碰撞使中性氣體分子釋放出外層電子，而電離成為新的自由電子和正離子。這些被激發(fā)出來的自由電子接著又被加速到很

89、高的速度，又進(jìn)一步引起其他氣體分子碰撞電離。這種過程在極短的瞬間重演了無(wú)數(shù)次，于是在放電極表面附近產(chǎn)生了大量的自由電子和正離子。這就是所謂的電暈放電（電子雪崩）。</p><p>　　電暈放電屬于自激放電的一種，一般只發(fā)生在非均勻電場(chǎng)中具有曲率半徑較小的放電極表面附近的小區(qū)域內(nèi)，即所謂電暈區(qū)內(nèi)。開始發(fā)生電暈放電的電壓叫做起始電暈電壓，也稱臨界電壓。與之相應(yīng)的電場(chǎng)強(qiáng)度稱為起始電暈場(chǎng)強(qiáng)或臨界場(chǎng)強(qiáng)。在電暈外區(qū)，由于電場(chǎng)

90、強(qiáng)度隨距電暈極的距離增大迅速減小，不足以引起氣體分子碰撞電離，因而電暈放電停止。若是由一對(duì)平行板所構(gòu)成的高壓均勻電場(chǎng)，由于電場(chǎng)中各點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)相等，當(dāng)電場(chǎng)中某一處氣體被擊穿而發(fā)生放電時(shí)，則兩極間氣體必然同時(shí)被擊穿而發(fā)生火花放電或弧光放電，不能形成穩(wěn)定的電暈放電。</p><p>　　在一般工業(yè)電除塵器中所采用的非均勻電場(chǎng)中，當(dāng)供電電壓高到一定值后，也會(huì)產(chǎn)生火花放電。火花放電與電暈放電不同，電暈放電只發(fā)生在放電極附近的一

91、個(gè)有限的區(qū)域內(nèi)，而火花放電是沿著兩極間的一條或幾條狹窄而曲折的發(fā)光通道發(fā)生放電，在一瞬間引起電流急劇增大，氣體溫度和壓力急劇增高，并發(fā)出特殊的噼啪聲。如果電源容量不夠或在電源線路中串接有限流阻抗等措施，電壓將下降，于是火花很快熄滅。目前的電除塵器供電裝置多采用自動(dòng)控制線路，在放電后電壓又立即回升并控制電除塵器在一定的火花率下運(yùn)行。因?yàn)檫@時(shí)兩極間的電壓，已經(jīng)達(dá)到了或接近合理的最高數(shù)值，有利于荷電粉塵的沉降。如果供電電壓繼續(xù)增高，會(huì)使兩極間

92、的整個(gè)空間被擊穿，即發(fā)生弧光放電。當(dāng)發(fā)生弧光放電時(shí)，兩極間電壓不大，但電流卻很大，因而產(chǎn)生很高的溫度和強(qiáng)烈的弧光，能使電極或供電設(shè)備損壞，因此，在電除塵器運(yùn)行時(shí)要盡量避免出現(xiàn)弧光放電。</p><p><b>　　⑵ 電子的附著</b></p><p>　　若電暈電極是負(fù)極，即所謂負(fù)電暈，則由氣體電離產(chǎn)生的電子迅速由極線向接地極（正極）遷移，正離子向電暈極遷移。如果有

93、電負(fù)性氣體存在，則由電暈放電產(chǎn)生的電子為其俘獲，而形成負(fù)離子，也在電場(chǎng)作用下向接地極遷移。這些負(fù)離子為所要捕集的粉塵提供荷電電荷。電子的附著對(duì)維持穩(wěn)定的負(fù)電暈是很重要的。因?yàn)樽杂呻娮拥倪w移速度比氣體離子的遷移速度高得多，如果沒有電子的附著而形成大量負(fù)離子，則自由電子會(huì)迅速流至接地極。這樣便不能在兩極間形成穩(wěn)定的空間電荷，并且?guī)缀踉陂_始發(fā)生電暈放電的同時(shí)就產(chǎn)生了火花放電。因此，對(duì)負(fù)電暈來說，電負(fù)性氣體的存在，電子的附著和空間電荷的形成，是

94、維持電暈放電的重要條件。在空氣中或在大多數(shù)工業(yè)廢氣中，存在著數(shù)量足夠多的電負(fù)性氣體，例如 O2、Cl2、CCl4、HF、SO2、SF6等氣體都是電負(fù)性氣體，它們對(duì)電子的親和力都很高。在電負(fù)性氣體不存在，而且有電子附著的情況下，就只能采用正電暈放電。</p><p>　　正電暈和負(fù)電暈的放電情況基本相同，除電場(chǎng)的方向不同，電暈放電過程產(chǎn)生的正離子向接地極運(yùn)動(dòng)以外，正電暈和負(fù)電暈之間一個(gè)重要不同是，正電暈過程本身就產(chǎn)

95、生了為形成空間電荷所需要的正離子。</p><p><b>　　⑶ 粒子荷電</b></p><p>　　在電除塵器中，粉塵粒子主要是借助電場(chǎng)力作用而被捕集的。電除塵過程的基本要求是：在相同條件下使粒子荷電達(dá)到最大值。粉塵粒子荷電量愈大被捕集的效果就愈好。理論和實(shí)踐均證明單極高電壓電暈放電可使粉塵粒子荷電量較大。氣體離子與粉塵粒子碰撞能使離子附著在粒子上面荷電。粒子荷

96、電方式有兩種不同的機(jī)制，一種是氣體離子在電場(chǎng)力作用下做定向運(yùn)動(dòng)與粒子相碰撞，使其荷電，這種荷電稱為電場(chǎng)荷電。另一種是氣體離子作不規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)時(shí)與粉塵粒子碰撞，使其荷電，這種荷電稱為擴(kuò)散荷電。對(duì)于粒徑大于 1.0μm 的較大粒子，以電場(chǎng)荷電為主；粒徑小于0.2μm 的粒子，以擴(kuò)散荷電為主；對(duì)處于中間范圍（0.2～1.0μm）的粉塵粒子，則兩種荷電機(jī)制都必須考慮。</p><p><b>　?、?粒子的捕集&

97、lt;/b></p><p>　　在電場(chǎng)中粒子的運(yùn)動(dòng)主要受庫(kù)侖力和空氣動(dòng)力支配。庫(kù)侖力 Fe可由粒子的荷電量 q 和集塵電場(chǎng)強(qiáng)度 EP（V/m）計(jì)算，即</p><p>　　N （3-1）</p><p>　　空氣動(dòng)力主要是氣流的阻力，可按斯托克斯公式計(jì)算，即</p><p>　　N

98、 （3-2）</p><p>　　當(dāng)二力平衡時(shí)，粒子便達(dá)到終末沉降速度</p><p>　　m/s （3-3）</p><p>　　式中：μ是氣體的粘度，Pa·s；ω為粒子的驅(qū)進(jìn)速度，由公式（3-3）可知，粒子驅(qū)進(jìn)速度大小與粒子的荷電量粒徑、集塵場(chǎng)強(qiáng)及氣體粘度有關(guān)，其方向與電

99、場(chǎng)方向一致，即垂直于集塵極表面。</p><p>　　按上述理論公式計(jì)算的粒子驅(qū)進(jìn)速度僅是粒子平均驅(qū)進(jìn)速度的近似值。因?yàn)殡妶?chǎng)中各點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)不相同，粒子荷電量的計(jì)算也是近似的。此外，氣流、粒子特性等影響因素也未考慮進(jìn)去。</p><p>　　3.2電除塵器的結(jié)構(gòu)</p><p>　　研究電除塵器的結(jié)構(gòu)有利于提出改善電除塵器除塵效率的具體措施。電除塵器的型式多種多樣，從其

100、結(jié)構(gòu)看，一般包括以下幾個(gè)主要部分：電暈電極、集塵電極、電暈極和集塵極的清灰裝置、氣流分布裝置、殼體、高壓瓷瓶的保溫箱、輸灰裝置及供電裝置等。</p><p><b>　　3.2.1電暈電極</b></p><p>　　電暈電極是電除塵器中使氣體產(chǎn)生電暈放電的電極，主要包括電暈線、電暈框架、電暈框懸吊架、懸吊桿和支撐絕緣套管等。對(duì)電暈線的一般要求是：起始電暈電壓低；放電

101、強(qiáng)度高；機(jī)械強(qiáng)度高，耐腐蝕；能維持準(zhǔn)確的極距；易清灰。電暈線形式很多，目前常用的有光圓線，星形線，螺旋線，芒刺線，鋸齒線，麻花線及蒺藜絲線等，電暈線的固定方式有兩種：一種是每根電暈線的下端用重錘拉緊電暈線即重錘懸吊式，另一種是多根電暈線按一定的間距固定在框架上即管框繃線式。圓形和星形兩種斷面的電暈線應(yīng)用較早，星形線多用碳素鋼經(jīng)冷軋成形，其材料來源廣泛，價(jià)格便宜、易于制造，這種形式的電暈線易吸附粉塵，使放電性能減弱，除塵器的除塵效率急劇降

102、低。圓形斷面的電暈線的直徑通常為 15～38mm，多采用耐熱合金鋼制造，圓形斷面耐熱鋼制成的電暈線常做成略帶螺旋形。在這種螺旋形電暈線上的掛灰容易振打脫落。這種形式電暈線在國(guó)內(nèi)外都有采用。</p><p>　　芒刺形電暈線的應(yīng)用是電除塵技術(shù)上的重大成就。已在工業(yè)上應(yīng)用的芒刺形電暈線有角鋼芒刺線、三角形芒刺線、扁鋼芒刺線、鋸齒形芒刺線和 R-S 型等多種形式。芒刺形電暈線是以尖端放電代替沿極線全長(zhǎng)的放電。因而放電強(qiáng)

103、度高。在正常情況下，芒刺電暈線比星形電暈線產(chǎn)生的電暈電流高一倍左右，而起暈電壓卻比其它形式都低。此外，由于芒刺尖端產(chǎn)生的電子和離子流特別集中，在尖端的伸出方向，增強(qiáng)了電風(fēng)，還可以減弱和防止粉塵濃度大時(shí)出現(xiàn)的電暈封閉現(xiàn)象，因此，芒刺形電暈線適用于凈化含塵濃度較高的氣體。在多電場(chǎng)電除塵器中，第一、二兩電場(chǎng)可以采用芒刺形電暈極線。從實(shí)際使用情況看，電暈線型式的選擇，只是問題的一個(gè)方面。電暈線的固定方式同樣是值得注意的問題。例如，由于熱力和機(jī)械

104、結(jié)構(gòu)等原因，可能造成繃線框架變形、極距調(diào)不準(zhǔn)、振打失靈及石英套管破裂等故障。相鄰電暈線之間的距離（即極距）對(duì)放電強(qiáng)度影響較大，極距太大會(huì)減弱放電強(qiáng)度，極距過小時(shí)也會(huì)因屏蔽作用使放電強(qiáng)度減低。一般極距為0.2～0.3ｍ左右，應(yīng)視集塵板型式和尺寸配置情況而定。</p><p>　　3.2.2 集塵電極</p><p>　　集塵電極的結(jié)構(gòu)形式直接影響除塵效率、金屬耗量和造價(jià)，所以應(yīng)精心設(shè)計(jì)。對(duì)集

105、塵極的一般要求是：極板表面上的電場(chǎng)強(qiáng)度和電流分布均勻，火花電壓高；有利于粉塵在板面上沉積，順利落入灰斗，二次揚(yáng)塵少；極面的振打性能好，清灰效果好；形狀簡(jiǎn)單，制作容易；剛度好，在運(yùn)輸、安裝、清灰過程中不易變形。</p><p>　　集塵極形式很多，主要有板式、管式兩大類。板式電極可分為平板形、箱式和型板式電極三種。其中平板形電極主要包括網(wǎng)狀電極和棒幃式電極；箱式電極包括魚鱗板式和袋式電極等；型板式電極，是用 1.2

106、～2.0mm厚的鋼板冷軋加工成一定形狀的型板如 Z 形、C 形、CS 形、波浪形和槽形等。型板式集塵極兩面皆有軋制的溝槽，目的是增大極板剛度，在極板附近的邊界層中形成渦流區(qū)，利于粒子沉降，減少二次揚(yáng)塵。型板式集塵極在捕集效率、鋼耗及振打性能等方面，皆優(yōu)于平板式和箱式電極。例如，極板面積相同時(shí)的鋼耗，魚鱗板為 Z 型板的 2～3 倍；棒幃式的為 Z 型的5 倍多，C 型和 Z 型相差不大。在下部錘擊點(diǎn)給予同樣加速度的錘擊時(shí)，C型板在全高上