基本介紹
- 中文名：靜電除塵器
- 外文名：electrostatic precipitator
- 用途：大氣污染治理設備
- 特點：耗能少，除塵效率高
簡介,基本結構,工作原理,特點,影響除塵效果的因素,提高除塵效率的措施與方法,GD型,安裝要求,
簡介
靜電除塵器的電源由控制箱、升壓變壓器和整流器組成。電源輸出的電壓高低對除塵效率也有很大影響。因此，靜電除塵器運行電壓需保持40一75kV乃至100kV以上。
基本結構
靜電電除塵器由兩大部分組成：一部分是電除塵器本體系統；另一部分是提供高壓直流電的供電裝置和低壓自動控制系統。電除塵器的結構原理圖如圖1所示，高壓供電系統為升壓變壓器供電，除塵器集塵極接地。低壓電控制系統用來控制電磁振打錘、卸灰電極、輸灰電極以及幾個部件的溫度。
工作原理
電除塵器的基本原理是利用電力捕集煙氣中的粉塵，主要包括以下四個相互有關的物理過程：（1）氣體的電離。（2）粉塵的荷電。（3）荷電粉塵向電極移動。（4）荷電粉塵的捕集。
荷電粉塵的捕集過程：在兩個曲率半徑相差較大的金屬陽極和陰極上，通過高壓直流電，維持一個足以使氣體電離的電場，氣體電離後所產生的電子：陰離子和陽離子，吸附在通過電場的粉塵上，使粉塵獲得電荷。荷電極性不同的粉塵在電場力的作用下，分別向不同極性的電極運動，沉積在電極上，而達到粉塵和氣體分離的目的。
特點
靜電除塵器與其他除塵設備相比，耗能少，除塵效率高，適用於除去煙氣中0．01—50μm的粉塵，而且可用於煙氣溫度高、壓力大的場合。實踐表明，處理的煙氣量越大，使用靜電除塵器的投資和運行費用越經濟。
寬間距臥式電除塵器技術
HHD型寬間距臥式電除塵器是引進和借鑑國外先進技術，結合中國各行業工業窯爐廢氣工況的特點，為適應日趨嚴格的廢氣排放要求和WTO市場準則研究開發的科研成果。該成果已廣泛套用在冶金、電力、水泥等行業。
最佳寬間距及極板特別配置
使得電場場強、板電流分布更加均勻，驅進速度可提高 1.3倍，使捕集粉塵比電阻範圍擴大到10 1 -10 14 Ω-cm，特別適用於硫化床鍋爐、新型水泥乾法迴轉窯、燒結機等廢氣的高比電阻粉塵回收，減緩或消除反電暈現象。
整體新型RS電暈線
最高長度可達15米，具有起暈電壓低，電暈電流密度大，鋼性強，永不破損，具有抗高溫、抗熱變能力，結合頂部振打方式清灰效果極佳。根據粉塵濃度大小配置相應的電暈線密度，從而可適應高粉塵濃度的收塵，最高允許入口濃度可達1000g/Nm 3。
電暈極頂部強力振打
根據清灰理論設計的頂部放電極強力振打，可採用機械和電磁兩種任選方式。
陰陽兩極自由懸吊
HHD電收塵器收塵系統和電暈極系統均採用三維懸吊結構，當廢氣溫度過高時，收塵極和電暈極將按三維方向任意膨脹伸展，收塵極系統還特別設計了抗熱變鋼帶約束結構，使得HHD電收塵器具有較高的抗熱變能力，經商業運行表明，HHD電收塵器最高耐溫可達390℃。
提高振打加速度
改善清灰效果 ：收塵極系統清灰好壞直接影響收塵效率，大部分電收器在經過一段時間運行後都表現出效率下降情況，究其根源主要是收塵極板清灰效果差所致， HHD電收塵器利用最新撞擊理論和實踐結果，改傳統扁鋼撞擊桿結構為整體型鋼結構，又將收塵極的側部振打錘結構刪繁就簡，使掉錘環節減少2/3，實驗表明收塵極板面最小加速度從220G提高到356G。
占地面積小、重量輕
由於放電極系統採用頂部振打設計，且打破常規創造性地將每個電場採用非對稱懸吊設計，並利用美國環境設備公司殼體計算機軟體最佳化設計，使得在同樣收塵總面積的情況，電收塵器總體長度減少3-5米，重量減輕15%。
高保證絕緣系統
為防止電除塵器的高壓絕緣材料結露爬電，殼體採用蓄熱雙層充氣屋頂設計，電加熱採用最新PTC、PTS材料，絕緣套管底部採用雙曲線反吹清掃設計，徹底杜絕了瓷套管結露爬電的易發故障，且維護、保養、更換極為便利。
匹配L-C高系統
高壓控制可採用 DSC系統控制，上位機操作，低壓控制採用PLC控制， 中文觸控螢幕操作。高壓電源採用恆電流、高阻抗直流電源，匹配 HHD電收塵器本體。可產生高除塵效率、克服高比電阻、處理高濃度的優越功能。
影響除塵效果的因素
除塵器的除塵效果與許多因素有關，如煙氣的溫度、流速，以及除塵器的密封狀態、收塵板間距等。
2.1煙氣的溫度
煙氣的溫度過高，電暈始發電壓、起暈時電暈極表面的電場溫度、火花放電電壓等均降低，影響除塵效率。煙氣的溫度過低，容易造成絕緣部件因結露而爬電；金屬件被腐蝕，並且燃煤發電排出的煙氣中含有SO2，其腐蝕程度更為嚴重；灰斗內粉塵結塊影響排灰，該廠曾因灰斗長期積灰，使收塵板、電暈線埋於積灰中而將收塵板燒變形，斷裂，電暈線燒斷。
2.2煙氣的流速
過高煙氣的流速不能過高，因為粉塵在電場中荷電後沉積島收塵極上需要有一定的時間，如果煙氣風速過高，核電粉塵來不及沉降就被氣流帶出，同時煙氣的流速過高容易使已沉積在收塵板上的粉塵產生二次飛揚，特別是振打落灰時更容易產生二次飛揚。
2.3板間距
當作用電壓、電暈線的間距和半徑相同時，加大板間距，會影響電暈線臨近區所產生離子電流的分布、增大表面積上的電位差，將導致電暈外區電場強度降低，影響除塵效率。
2.4電暈線間距
電暈線的間距有一個會產生最大電暈電流的最佳值，當作用電壓、電暈線半徑和板間距相同時，增大電暈線間距會使電暈電流密度和電場強度的分布不均勻，若電暈線間距小於最佳值，電暈線附近電場的相互禁止作用會使電暈電流減小。
2.5氣流分布不勻
出現氣流分布不勻時，氣流速度低的地方收塵率高，氣流速度高的地方收塵率低，氣流速度低的地方增加的粉塵收集量小於氣流速度高的地方減少的粉塵收集量，而總收塵效率降低。並且氣流速度高的地方會出現沖刷現象，將已沉積在收塵板上的粉塵再次大量揚起。
2.6漏風
由於電除塵器用於負壓操作，如果殼體的連線處密封不嚴，就會從外部漏入冷空氣，使通過電除塵的風速增大，煙氣溫度降低，這會使煙氣露點發生變化，使收塵性能下降，如果從灰斗或排灰裝置漏入空氣，將會造成收下的粉塵產生再飛揚，使收塵效率降低，還會使灰受潮、粘附灰斗造成卸灰不流暢，甚至產生堵灰。陶二電廠的1#、2#除塵器曾因保溫室密封不嚴漏入大量高溫熱灰，不但除塵效果大大下降，而且許多保溫圈的連線線燒壞。灰斗處也曾因漏風使卸灰口結冰，卸不下灰來，造成灰斗內大量積灰。
提高除塵效率的措施與方法
由靜電除塵器除塵過程來看，提高除塵效率可以從三個階段著手。
第一階段：從煙塵進入著手。在靜電除塵里，粉塵的捕集跟粉塵的自身參數有關：如粉塵的比電阻、介電常數和密度、氣體的流速、溫度和濕度、電場的伏安特性以及收塵極的表面狀態等等。在煙塵進入靜電除塵之前先加一級除塵器，除去一些大顆粒、比重大的粉塵。如用旋風除塵，煙塵以高速經過旋風分離器，使含塵氣體沿軸線螺旋向下旋轉，利用離心力，除掉較粗顆粒的粉塵，有效控制了進入電場的初始含塵濃度。還可用水膜除塵，水霧用來控制粉塵的比電阻和介電常數，使煙氣進入除塵器後有更強的荷電能力。但是要控制好除塵的水用量，防止結露。
第二階段：從煙塵處理著手。通過挖掘靜電除塵本身的除塵潛力，著重解決靜電除塵器本身在除塵過程中的缺陷和問題，以有效的提高除塵效率。主要措施包括以下幾種。（1）改善不均勻的煙氣流速分布，調整氣流分布裝置的技術參數。（2）注重收塵系統的保溫，保證保溫層的材料和厚度。收塵器外部的保溫層，會直接影響收塵氣體的的溫度，由於外部環境中含有一定量的水分，氣體的溫度一旦低於露點會產生結露現象。由於結露，粉塵粘附在集塵極和電暈極上，即使振打也不能有效地使其脫落。粘附的粉塵量達到一定程度時，就會阻止電暈極產生電暈，從而使收塵效率下降，電收塵器不能正常工作。另外，由於結露會造成收塵器的電極系統及殼體和貯斗產生腐蝕，從而縮短使用壽命。（3）改善收塵系統的密封，保證收塵系統的漏風率低於3%。電收塵器通常為負壓操作，因此在使用中必須注意密封，減少漏風以保證其工作性能。因為外部空氣的進入，會帶來以下三個不利的後果：①降低收塵器內氣體的溫度，有可能產生結露，尤其是在氣溫低的冬季，引起上述結露而產生的問題。②增大電場風速，使含塵氣體在電場中的停留時間縮短，從而降低收塵效率。③如果是集灰斗和排灰口處漏風，則漏入的空氣直接將已沉降下的粉塵吹起，揚入氣流中，造成嚴重的二次揚塵，導致收塵效率降低。（4）根據煙氣的化學成分，調節電極板的材料，以便增加電極板的耐腐蝕強度，防止極板腐蝕，造成短路。（5）調整電極的振打周期和振打力，以提高電暈功率和減少粉塵的再飛揚。（6）增加電除塵器的容量或收塵面積，即增加一個電場，或將電除塵器的電場加高或擴寬。（7）調整電源設備的控制方式和供電方式。高頻（20～50kHz）高壓開關電源的套用，為電除塵器的升級提效提供了一個新的技術途徑。高頻高壓開關電源（SIR）的頻率是常規變壓/整流器（T/R）的400～1000倍。常規T/R電源，往往在火花放電嚴重的場合不能輸出大的功率。在電場存在高比電阻粉塵而產生反電暈時，電場的火花將進一步增大，這將導致輸出功率的急劇下降，有時甚至會下降到幾十毫安，嚴重影響了收塵效率的提高。而SIR的情況則不同，因為其輸出電壓的頻率是常規電源的500倍，當發生火花放電時其電壓波動很小，可以產生幾乎平滑的高壓直流輸出，因此SIR能夠對電場提供更大的電流。通過多台電除塵器的運行情況表明，一般SIR的輸出電流在常規T/R電源的2倍以上，所以電除塵器的效率會有顯著提高。
第三階段：從尾氣處理著手。可以在靜電除塵後也加入三級除塵，如採用布袋除塵，可以較為徹底的除去一些顆粒較小的粉塵，提高淨化的效果，以達到無污染排放的目的。
GD型
GD型電除塵器技術引進於日本的原式電除塵器技術，通過消化吸收借鑑國內同行業的成功經驗，研發出GD型一系列的電除塵器，廣泛用於冶金、冶煉行業。
GD型系列電除塵器除具有其他類型電除塵器阻力小、耗能小、效率高的幾大特點外，特具有以下幾點：
◆採用獨特設計的進風口的氣流分布結構。
◆電場內具有三個電極（放電極、集塵極、輔助電極），可以調整電場的極配形式來改變電場狀態，以適應不同特性的粉塵處理，達到淨化效果。
◆陰陽兩極自由懸吊。
◆電暈線：無論電暈線多長，均由一根鋼管構成，中間沒有螺栓連線，所以絕無斷線的故障發生。
安裝要求
◆對除塵器下部走台基礎進行安裝前的檢查和確定驗收按照《電除塵器安裝說明書》和設計圖紙的要求安裝電除塵器各部件，根據確認驗收的基礎定出電除塵器的中心安裝基準，並作為陰陽極系統的安裝基準。
◆檢查基礎上平面的平面度、柱距及對角線誤差
◆檢查外殼部件，對於運輸變形進行矯正，從下至上逐層進行安裝，如支座組—底梁（檢查合格後安裝灰斗、電場內部走台）—立柱及側壁板—頂梁—進出風口（包括分布板和槽形板）—陰陽極系統—頂部蓋板—高壓電源等設備。梯子、平台、欄桿可隨安裝順序逐層安裝，每層安裝完畢都要按照《靜電除塵器安裝說明書》和設計圖紙的要求進行檢查和記錄：如平面度、對角線、柱距、垂直度、極距等安裝完畢，對設備進行氣密性檢查，對於漏焊部位進行補焊，檢查，對於漏焊部位進行補焊。
靜電除塵器外購常用設備
1.陽極板
2.陰極線
3.振打減速機
4.陰陽極振打裝置
5.料位計
7.倉壁振動器
8.高壓電源及控制系統
9.低壓控制系統
