鍋爐超低濃度排放電除塵器設計思路

鍋爐超低濃度排放電除塵器設計思路

超低濃度排放的電除塵器設計思路

（1）足夠的收塵面積和適宜的電場風速；

比收塵面積是指單位流量的煙氣所分配到的收塵面積，它是電除塵器的一個重要結構參數，其值的大小對除塵效率影響很大。

本案電除塵器設計煙氣處理量為90000m3/h，有效截面積36m2，比集塵面積99m2/m3/s，大于常規電除塵器。

電場風速是電除塵器在單位時間內的處理煙氣量與電場斷面之比，是電除塵器的主要參數。電場風速與收塵極板的結構形式、粉塵對極板的粘附力大小、電暈極放電性能以及粉塵性質相關，一般設計在0.4～1.5 m/s之間。當煙氣速度增加時，單位時間內停留在電場中的煙塵量增大，將會不同程度地產生電暈閉塞現象。由于鍋爐煙氣量大，含塵濃度高，若煙氣流速選得大，則會加劇電暈閉塞。同時，高電場風速易使沉積在收塵極上的煙塵二次飛揚，加劇電極清灰振打時的二次揚塵。因此，配置于鍋爐之后的電除塵器，其電場風速應低于一般電除塵器，以不大于1.1 m/s為宜。本案電除塵器設計電場風速為0.7m/s，煙氣在電場中停留的有效時間為10s。 

（2）采用540mm同極距；

要解決高比電阻煙塵對電除塵器性能的影響，防止反電暈的產生，必須降低煙塵層的電暈電流，使沉積在收塵板上的煙塵層不被擊穿。國內外的研究結論為：增大電除塵器同極間距?？商岣唠妶鲞\行電壓，增加電場強度，遏制極板上電流密度過于集中的地帶產生反電暈。另一方面，極間距增大，可使極板上的電流密度趨予均勻，提高陽極板的有效利用率，減少反電暈的發生，從而使電除塵器運行參數穩定，除塵效率提高。采用540 mm同極間距，可在一定程度上遏制高比電阻引起的反電暈。

（3）采用合理的極配形式；

電除塵器的核心是板線結構及其配置，它決定了電場和流場，并影響粉塵的荷電，沉降和清除。合理的極配可使粉塵最大限度地荷電、沉降，最小限度地產生二次飛揚，最大限度地利用極板面積，且對細顆粒特別是亞微米顆粒的煙塵具有較好的捕集效率。

為避免高濃度煙塵抑制電場的電暈電流而產生電暈閉塞，在電場中設置通透率為96%的組合型集塵陽極板，消除了風速影響荷電后的煙塵粒子沉降的最大因素，為煙塵粒子沉降創造了最佳工作條件。由于電除塵器入口煙塵濃度增加，特別是1μm左右顆粒的成倍增加，在電場中，模塊振打清灰后如果電場的風速過高，粉塵極易飄浮在電場內而不易沉降下來,所以在電除塵器選型時,尤其要注意對電場風速的控制,減少電場內的二次揚塵的現象。而“通透型集塵板塊”不僅具有均風作用，也是解決風速問題的最好形式。因此采用具有消風功能的“通透型組合式集塵板”替代老式屏蔽型的收塵陽極板,降低電場風速，減少二次揚塵；

為了克服常規電除塵器不能收集微米級的氣溶膠煙塵微粒的不足，在除塵的箱體中將“通透型集塵板塊”和電暈放電線配合，垂直于氣流運動方向，等間距、平行、交替排列組合成具有多道橫向集塵網柵的吸塵電場，成功消除了氣流速度對荷電微米級煙塵顆粒的集塵干擾的影響。

電暈線是電除塵器最核心的部分，它對除塵效率、運行穩定性影響很大。管狀芒刺線具有起暈電壓低，放電強度大、機械強度高的特點，適合高含塵工況?！癛SB”在支撐管上增加了小芒刺放電點，并將芒刺彎向陽極板，為四刺芒極線，消除了“RS”線存在的極板上電流密度為零的死區，平均電流密度均方根小于或等于0．4。此種電暈線可提高陽極板的有效利用率，抑制反電暈的形成。

“RSB”線在芒刺尖端產生強烈的電暈放電，強烈的離子流不僅能破壞負空間電場效應，避免產生電暈封閉，同時還能產生速度為數米的電風，擾亂電暈區周圍高濃度粉塵的氣流場，從而抑制電暈封閉現象。由于“RSB”線放電形成的板電流比較均勻，能保持較高的運行電壓，對高比電阻粉塵有較好的適應性。由于板和線的鋼性較好，能進行有效清灰而減少極板線粘灰，從而進一步避免電暈封閉。 

（4）采用獨特設計的進口氣流分布板；

氣流分布的均勻程度直接關系到除塵效率，特別是在高粉塵濃度、高比電阻及高除塵效率的要求下，氣流分布的均勻程度顯得尤為重要。為了使流入電場含塵氣體均勻經過電場，在電場入口處前裝有進口氣流分布板。本公司采用阻流導流型的氣流分布板，開孔直徑將原來的φ35增加至φ85，開孔率由25%增到45%，大大減少了流體阻力，且不會堵孔。流體通過導流板懸掛位置調整，調整十分方便。而且多孔板兩邊設置有導流作用的折邊，大大地增加了氣流分布板剛性，即使在相當強的渦流作用下，也決不會像一般平板那樣產生撕裂。在適當部位又加設三角形導流板，不僅保證氣流分布的均勻性，而且它類似于百葉窗式機械除塵器，可以對進入電除塵的煙氣進行粗除塵，其除塵效率是相當明顯的。除下的灰塵，通過進口封頭下底板落入第一電場的灰斗內，這對保證電場除塵效率是非常重要的。

（5）設置有效減少煙塵溢出的機構；

由于氣流渦流現象的存在，無論電場有多長，總有一些微小煙塵從電場逸出，流向出口煙箱。此外，電場出口處的極板在振打時會產生二次揚塵，它們來不及沉積到收塵板上便脫離電場飛出。末電場粉塵顆粒細、煙溫低、粉塵本身荷負電，清灰困難，特別是流化床鍋爐粉塵比電阻偏高，處理不當會引起反電暈而出現二次揚塵。此時，除要求后電場高電壓、低電流運行外，在出口封頭大端設置槽形板，可增加對二次揚塵及細粉塵的捕集。其原理是：

1）粉塵自身荷電撞擊在槽形板上實現除塵功能；

2）煙氣通過迷宮式結構槽形板時，粉塵凝聚成大顆粒被收集下來，產生機械除塵的效果。槽板收塵面積不計人除塵器的總收塵面積，而是作為收塵裕度，以確保除塵效率。

（6）采取合理的振打力和振打速度，防止極板和線粘灰；

合理配置振打機構，并將振打機構和振打強度調整到最佳值，既能清除電極上的煙塵，保證電極潔凈，使之具有良好的電氣特性，又能避免煙塵被破碎，產生過多的振打，造成二次揚塵。由于粉塵具有粘性，特別是后電場粉塵粘度更高，增加了極板，板線的清灰難度。所以采取適當增加振打力，并在結構上采取必要措施，盡可能使振打力分布均勻。良好的振打清灰效果應從振打加速度、振打頻率、振幅三要素綜合考慮。在陽極板、陰極線型式和結構特定的前提下，既要保證有效清灰，又不會振打力過大而引起二次揚塵，即設定有效的振打加速度。最合適的振打加速度可使沉積在極線和極板表面的粉塵剝離，以片狀下滑。本案在電場長6m，高6m的條件下，采取頂部振打，設計的組合式集塵板的最小振打加速度為150g。

由于鍋爐飛灰具有粘性，因而不同電場的振打清灰速度是不相同的，前電場振打頻率高一些，而后電場會比較低，在實際運行過程中可根據工況變化和極板、極線積灰情況進行調整。在振打制度的設置上同時考慮到高濃度、高比電阻粉塵的特性。利用電場中電流、電壓的變化判斷電場內反暈產生情況，采取相應瞬間斷電振打措施等。

（7）保證灰斗暢通，確保輸灰系統正常工作；

由于鍋爐燃燒特點，以及煙氣粉塵具有粘性。為保證灰斗卸灰暢通，在灰斗設計中，灰斗傾角大于60°，且在轉角處設置圓弧板，消滅死角，并對灰斗進行良好的保溫，保證灰斗中結灰溫度在煙氣露點以上20℃左右，同時，在灰斗下部約三分之一左右的小灰斗做成雙層結構，中間加熱，利用空氣介質進行熱傳導，具有很好的加熱效果，使灰具有良好的流動性。

（8）采用密封技術，嚴格控制殼體漏風；

“漏入”殼體的冷風會使局部區域溫度降低，導致局部結露并粘灰，對設備壽命帶來影響。大量的漏風發生在電除塵器結構穿過殼體的孔和洞處，如振打軸穿孔、吊掛孔、人孔門等。我公司采用了專門密封條(硅橡膠玻璃纖維)，對所有穿孔和門進行密封，將電除塵器的漏風率控制在3%以下。

（9）采用電壓等級高，控制特性好，抗干擾能力強和運行可靠的控制電源。

循環流化床鍋爐配套的電除塵器對于電控設備提出了更高的要求。高壓電源應具有多種控制功能，如具有臨界火花、最高電壓、間隙供電、簡易脈沖等，以適應各種工況和各種性質煙塵的需要。高比電阻煙塵會引起反電暈現象，利用電控設備的檢測功能，實時監測反電暈出現時的動態阻抗，改變電氣參數，向電場提供最大的有效電暈功率，并及時啟動振打裝置，破壞反電暈的擴散。