四-电除尘4.ppt
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1、第四节 电除尘器的本体结构,第一节 收尘极系统 第二节 电晕极系统 第三节 烟箱系统 第四节 壳体系统 第五节 储卸灰系统,电除尘器主要由两大部分组成。一部分是电除尘器的本体系统,它是实现气体净化的场所,是电除尘器的主体设备。另一部分是电除尘器的电气系统,用于向电除尘器提供动力和实施控制,它也是电除尘器的重要组成部分。电除尘器的本体和电气既相对独立又相互依存,既相互影响又相互促进,二者相辅相成,共同实现电除尘器的安全、稳定、高效运行。,目前,在各工业窑炉中应用最广泛的是板卧式电除尘器。如图3-1所示为板卧式电除尘器的结构透视图。由图3-1可知电除尘器的本体系统主要包括:收尘极系统(含收尘极振打
2、)、电晕极系统(含电晕极振打和保温箱)、 烟箱系统(含气流分布板和槽形板)、 壳体系统(含支座、保温层、梯子和平台)和储卸灰系统(含阻流板、插板箱和卸灰阀)等。,电除尘器本体结构模型图,返回首页,电除尘器本体外形图,第一节 收尘极系统,一、收尘极板,电除尘器的收尘极系统由收尘极板、极板的悬挂和极板的振打装置三部分组成。它与电晕极共同构成电除尘器的空间电场,是电除尘器的重要组成部分。收尘极系统的主要功能是协助尘粒荷电,捕集荷电粉尘,并通过振打等手段将极板表面附着的粉尘成片状或团状剥落到灰斗中,达到防止二次扬尘和净化气体的目的。,收尘极板又称阳极板或沉淀极板,是电除尘器的主要部件之一。在一个电场中
3、,每一排极板不能用整块钢板制成的原因:(1)受到钢板规格的限制,(2)整块的收尘极板安装很不方便,使用时也会因平面外刚度差而发生弯曲变形,(3)整块平板光滑的表面也不利于减小二次扬尘。,1收尘极板的特点,立式电除尘器的极板常见的有圆管状(250mm500mm的钢管)、蜂窝状和郁金花状三种。其中郁金花状因为有防止粉尘二次飞扬的性能,所以应用较广泛。立式电除尘器的收尘极板断面如图3-2所示。,常见的几种卧式收尘极板的形式: (1) 小C形极板 (2) 波纹形极板 (3) 形极板 (4) 棒帏形极板 (5) 形极板 (6) 形极板 另外,还有网状极板、鱼鳞状极板、工字形极板、形极板、形极板等,因适应
4、范围窄、造价高或加工困难等原因,未得到广泛应用。,收尘极板形式,2对收尘极板的基本要求,电性能良好。板电流密度和极板附近的电场强度分布比较均匀。 电晕性能好。极板无锐边、毛刺,不易产生局部放电,火花放电电压高。 振打传递性能好。极板表面振打加速度分布较均匀,清灰效果好。 有良好的防止粉尘二次飞扬的性能。 机械强度大、刚度高,热稳定性好,不易变形。 制造方便、钢耗少、重量轻。,二、极板的悬挂,阳极板排是由若干块长条形收尘极板拼装而成的。如图3-4所示为形极板的拼装方式。考虑到电除尘器运行时,阳极板排会受热膨胀。因此,阳极板排是自由悬挂在电除尘器壳体内的。根据振打机理不同,最常见的阳极板悬挂方式有
5、紧固型悬挂和自由悬挂两种。,1紧固型悬挂,紧固型悬挂方式如图3-5所示 优点:这种悬挂方式的极板振打位移小,板面能获得较大的振打加速度,固有频率高,振打力从振打杆到极板的传递性能好。 缺点:极板上端部分的振打加速度将很快衰减,若振打力选择不当,容易使极板上部局部区域得不到清灰所需的足够的振打加速度,影响极板的清灰效果。 紧固型悬挂的另一种方式是将极板上的悬杆固定在一根弹性梁上,如图3-6所示。采用这种结构能提高极板顶端的振打加速度值,并使板面的振打加速度值分布较均匀。,2自由悬挂,自由悬挂方式又分为不偏心悬挂和偏心悬挂两种方式。,(1)不偏心悬挂方式,如图3-7所示,此阳极悬挂方式是在极板上端
6、冲出二个方孔,在与挂钩接触的方孔一边加一保护卡子用2mm厚左右的钢板压制而成。安装时,只要将极板二方孔插入悬挂角铁的二个钩子上即可。优点:这种悬挂方式能提高极板顶部的振打加速度值,能使极板表面振打加速度值分布较均匀,并且具有制造简单、安装方便等优点。,(2)偏心悬挂方式,如图3-8所示,要使附着在极板表面的粉尘层从板面分离,不仅要有一定的振打加速度,而且极板要有一定的位移量。基于这种振打机理,采用了单点偏心悬挂。优点:单点偏心悬挂的极板振打时位移量较大,振打力一定时,其传递振打力虽较小、板面振打加速度不大,但比较均匀。因此,清灰效果较好,这种悬挂方式适用于烟气温度较高的场合。,三、阳极振打装置
7、,极板清洁与否直接影响电除尘器的除尘效率。因此,为了清除极板板面的粉尘,极板需要进行恰当的周期性振打,通过振打使粘附于极板上的粉尘落入灰斗并及时排出,这是保证电除尘器有效工作的重要条件之一。振打装置的任务就是定期清除粘附在极板上的粉尘。对振打装置的基本要求是: (1) 应有适当的振打力; (2) 能使极板获得满足清灰要求的加速度; (3) 能够按照粉尘的类型和浓度不同,适当调整振打周期和频率; (4) 运行可靠,能满足主机大、小检修周期要求。 由于极板的断面型式不同,联接方式和悬挂方式不同。因此,振打装置的型式、振打的位置也是多种多样的。如弹簧凸轮振打、顶部电磁振打和底部侧向传动旋转挠臂锤振打
8、等。,弹簧凸轮振打机构如图3-9所示。电场中每一排收尘极板都用联接板悬吊于顶部梁上,当凸轮2回转时,带动拉条3及整排收尘极向左移动,当凸轮脱开拉条时,收尘极由于重力和弹簧的作用向右运动。此时相邻电场的两排收尘极发生撞击,使极板板面产生振动,使粉尘脱落。,电磁振打装置如图3-10所示,它主要由电磁铁和线圈组成。当线圈2通电时,振打锤3被吸起,当线圈断电时,振打锤依靠自身的重力作用对极板进行振打。电磁振打装置安装在电除尘器顶部的壳体外面,且无旋转部件,运行维护十分方面。,目前,我国电除尘器上采用较多的是侧向传动旋转挠臂锤振打装置,安装于阳极板的下部,从侧面振打。该振打机构由传动装置、振打轴轴承、振
9、打锤和振打轴四个部分组成。,1传动装置,如何通过振打等手段使粉尘层成片状或团状地剥离阳极板:一是控制振打力的大小,主要是设计时考虑振打锤的质量;二是采用周期振打,主要是在传动装置上采用减速比大的减速机构,并对各个电场的传动装置实行程序控制。,我目前国内采用的减速机构主要两种,一种是行星摆线针轮减速机构,该减速机构与电动机组成一个整体,并通过靠轮直接与振打轴相连。它的特点是减速比大、传动效率高、结构紧凑、体积小、重量轻、而且故障较少、寿命长。另一种是蜗轮减速机构,如图3-11所示。这种传动形式虽比摆线针轮减速机占地大些、效率低些,但对于体积很大的电除尘器来说,它占有的空间并不是主要的。又因为传动
10、所需功率很小(仅0.41kW),即使蜗轮传动效率低,损失的能量也很有限,反之,传动装置运行可靠,维修也方便。,2振打轴轴承,振打轴轴承由于其转速低(一般0.41转/分),所以,对其运行精度要求并不高。要求轴承在最恶劣的环境下工作时可靠性要高,并且使用寿命要长(需满足主机大修周期要求)。国内外电除尘器制造厂设计并制造出多种型式的振打轴轴承,来设法适应各种不同的恶劣环境。如铸铁滑动轴承、托滚式轴承和密封式滑动轴承等。,(1)铸铁滑动轴承,优点:轴承是下、下对开式的,二端有大坡口,使灰尘不易堵塞。在轴与轴承的接触面上装有上、下轴瓦,有利于振打轴灵活转动、耐磨损及受热膨胀时不抱轴。其结构简单、制造容易
11、、使用寿命长、成本低。 缺点:如果振打轴硬度不高,长期运行振打轴容易磨损。,(2) 托滚式轴承,优点:这种结构不易积存粉尘,又有较小的摩擦力,不易产生卡轴现象,使用寿命长且运行安全可靠。 缺点:这种轴承结构较复杂、价格较高。,(3)密封式滑动轴承,优点:该轴承也系滑动轴承,与以上所述的其它轴承相比该轴承是密封的,在轴承内部可以加注粉剂二硫化钼。大大减少了轴转动时的摩擦力,提高了轴承的使用寿命,长期运行较安全可靠。,3振打锤,振打锤按结构型式可分为整体锤和组合锤。,(1)整体锤,整体锤是指锤头和锤柄两者合为一体的振打锤,如图3-15所示。整体锤是用4050mm厚度的钢板整体切割而成,这种振打锤的
12、零件少,发生故障的概率也小,而且强度大,不易断裂。但耗钢量大,偶尔会发生锤头与极板承击砧钩住现象。,(2)组合锤,组合锤指锤头和锤柄两者是分开加工后铆接而成的振打锤,如图3-16所示。组合锤耗钢量较整体锤省,加工也方便。因其锤头可360转动,故锤头提升时不会发生与承击砧钩住现象。,4振打轴,振打轴在振打系统中用于传递动力和在其上安装振打锤头。振打轴一般用冷拉圆钢加工而成,也有用无缝钢管的。为了便于运输和安装,振打轴一般分数段制造,到安装现场后用轴节联成整体。为了使现场组装时容易将振打锤与承击砧一一对齐,每段轴的联接宜采用允许有较大径向位移的联轴节。 振打轴穿过电除尘器壳体墙封板处,应有良好的密
13、封结构,否则,会从外面漏入冷风。尤其是在高负压条件下运行的电除尘器,这点更为重要。 侧向振打的电除尘器,每电场的各排阳极板上承击砧所对应的振打锤都装在一根或二根振打轴上,并在径向上所有的振打锤按一定的角度间隔均布。这样可以使相邻两排极板不同时振打,减少二次扬尘,并且使整根轴的受力均匀,如图3-17所示为阳极振打装置的组合图。,返回首页,振打锤和轴,第二节 电晕极系统,电除尘器的电晕极系统由电晕线、阴极小框架、阴极大框架、阴极吊挂装置、阴极振打装置、绝缘套管和保温箱等组成。电晕极与收尘极共同构成极不均匀电场,它也是电除尘器的重要组成部分。电晕极系统的主要功能是使气体电离,产生电晕电流,使尘粒荷电
14、,并协助收尘。由于电晕极在工作时带负高压,所以要与收尘极及壳体之间有足够的绝缘距离和绝缘强度,这是保证电除尘器长期稳定运行的重要条件。,一、电晕线,电晕线又称阴极线或放电线,也是电除尘器的主要部件之一。,电晕线形式,1. 电晕线的特点,RS管形芒刺线。当给芒刺线施加高压直流电时,在芒刺尖端能产生强烈的电晕放电。RS管形芒刺线的起晕电压较低。芒刺线的强度好。制造容易、重量轻,材料采用普通碳素钢,成本低,安装也较方便。 星形线。优点是易于制造、成本较低、包装运输方便又放电均匀。适用于后级电场或含尘浓度低的场合。缺点是截面小、易断线,运行中容易吸附粉尘而产生极线肥大现象。 锯齿线。锯齿线的电气特性较
15、好,即起晕电压低,伏安特性好,且制造容易、成本低、包装运输方便,对较高的烟气流速适应性强,对较高比电阻的粉尘适应性也较好。断线率较高。 鱼骨针刺线。鱼骨针刺线起晕电压低,强度好,在高温下变形小,振打力传递及清灰效果好,对高的烟气流速及高的粉尘浓度适应性都较好。其主要问题是易掉针,制造较复杂,运输过程中鱼骨针易歪斜变形,逐根矫正费工费时。 螺旋线。螺旋线的曲率半径较大,电晕放电均匀,对高烟气流速和高比电阻粉尘的适应性强,使用安全可靠,振打力的传递和清灰效果好,且安装方便,不需要调整极线的直度,可缩短安装时间。材料成本高。 角钢芒刺线。该极线的刚度大,能产生强烈的电晕电流,对高浓度粉尘的适应性强,
16、电气伏安特性曲线较理想,制造比管形芒刺线容易,成本较低。起晕电压与锯齿线相近。但振打力传递性较差。,在同极距为400mm的情况下,以上六种常用电晕线的起晕电压与板电流密度见表3-1。,表3-1 6种常用电晕线起晕电压和板电流密度比较,2. 对电晕线的基本要求,牢固可靠、机械强度大、不断线。 电气性能良好。 振打力传递均匀,有良好的清灰效果。 结构简单、制造容易、成本低和安装、维护方便。,二、电晕线的固定,电晕线的固定方式分为重锤悬吊固定,用笼式阴极框架固定和用单元式阴极小框架固定三种方式。,1. 重锤悬吊固定,用重锤悬吊固定电晕线如图3-19所示。将电晕线按一定的线间距自由悬吊在阴极吊架上,下
17、面悬挂27kg的重锤使电晕线保持垂直,并用限位管限制电晕线下端的前后或左右位移。当电晕线受热伸长时,重锤可以向下移动,可防止电晕线受热膨胀弯曲。所以,这种固定方式适用于高温电除尘器。,2. 用笼式阴极框架固定,笼式阴极框架由上架、下架和连接架组成,如图3-20所示。上、下架均是由一根根水平布置的与气流平行的角钢和两根连接槽钢焊接而成。连接架将上、下架连接成笼式阴极框架,电晕线便固定在上、下与气流平行的角钢上。上架还安装了2根或4根悬吊杆,可将笼式阴极框架悬吊在壳体顶部的绝缘套管上。这种结构一般在电除尘器规格较小且阳极板为自由悬挂方式时使用。,3. 用单元式阴极小框架固定,单元式阴极小框架如图3
18、-21所示,一般是由30左右钢管焊成。为了便于铁路运输,在宽度或高度方向分为两半制造,在安装现场拼装成一体。在框架上还装有阴极承击砧和支架,承击砧用来承受阴极振打锤的冲击力,支架则用来把小框架固定在阴极大框架上。该结构广泛应用在大、中型卧式电除尘器中,且在阳极板为紧固型悬挂和自由悬挂方式中均可使用。,电晕极小框架的悬吊,三、阴级吊挂装置,用阴极小框架将电晕线固定好后,就需要用将一片片的阴极小框架安装在阴极大框架(也称侧架)上,并通过4根吊杆把整个阴极系统(包括振打装置)吊挂在壳体顶部的绝缘套管上,如图3-22所示为电除尘器的阴极吊挂系统。,1. 支柱型吊挂装置 2. 套管型吊挂装置,阴极吊挂起
19、着两个方面的作用,一是承担电场内阴极系统的荷重及经受振打时产生的机械负荷;二是使阴极系统与阳极系统及壳体之间绝缘,并使阴极系统处于高电压工作状态。阴极吊挂目前有两种形式,即支柱型和套管型。,四、阴极振打装置,阴极振打装置的作用是连续或周期性的敲打阴极小框架,使附着在电晕线和框架上的粉尘被振落。其主要目的是对阴极系统清灰而不是收尘。 阴极振打与阳极振打的基本原理相同,主要区别在于:阴极振打轴、振打锤带有高电压。所以,必须与壳体及传动装置绝缘。每排阴极线所需振打力比阳极板排小,故阴极振打锤的质量比阳极振打锤小。阴极振打与阳极振打的差异还在于阴极可以连续或间断振打,而阳极必须间断振打。,1. 侧向传
20、动旋转挠臂锤振打,2. 顶部传动旋转挠臂锤振打,由于传动装置放在顶部,电瓷转轴易于保温。因顶部大梁受高温烟气的烘烤而温度较高,只要对保温箱少许加热即可达到电瓷转轴保温之目的。 由于应用了垂直竖轴传递动力,这样在竖轴上可安装两对针轮,与侧向传动相比减少了一倍传动装置。因此,传动电机节省了运行费用和制造成本,减少了安装、维护及检修的工作量。这种阴极振打装置目前在国内外应用日趋普遍。,返回首页,第三节 烟箱系统,电除尘器的烟箱系统由进、出气烟箱、气流均布装置和槽形极板组成。其主要功能是过渡电场与烟道的连接,使电场中气流分布均匀,防止局部高速气流冲刷产生二次扬尘,并可利用槽形极板协助收尘,达到充分利用
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