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第五節(jié)電除塵器的總體設(shè)計(jì)根據(jù)用戶所提供的原始資料及使用要求，確定電除塵器的主要參數(shù)、結(jié)構(gòu)形式及總體尺寸，并繪出電除塵器總圖。設(shè)計(jì)電除塵器需有下列資料：1．煤、灰及煙氣資料：煤質(zhì)分析、粉塵性質(zhì)和煙氣特性等。2．系統(tǒng)及工況資料：爐型、容量、耗煤量、空氣預(yù)熱器型式及系統(tǒng)漏風(fēng)選值。3．現(xiàn)場氣象資料：海拔及氣壓、環(huán)境溫度、風(fēng)載、雪載、地震烈度及安裝現(xiàn)場位置限定。4．對電除塵器的要求：除塵效率、允許漏風(fēng)和阻力等。,一、主要技術(shù)參數(shù)的確定電除塵器的主要技術(shù)參數(shù)包括：電場風(fēng)速、板間距、線間距和塵粒的驅(qū)進(jìn)速度等。1.電場風(fēng)速（v）電場風(fēng)速是指電除塵器在單位時(shí)間內(nèi)處理的煙氣量與電場斷面的比值，即（m/s）,煙氣在電除塵器內(nèi)流速大小的選取一般在0.8～1.5m／s范圍內(nèi)。,2.板間距（2b）根據(jù)多依奇效率公式，若除塵器的處理煙氣量一定，則當(dāng)Aω值為最大時(shí)，電除塵器有最高的除塵效率。而對具有一定收塵空間的除塵器來說，Aω是板間距的函數(shù)，所以當(dāng)時(shí)，有極大值。經(jīng)一系列推導(dǎo)求得板間距為250mm。從1965年以后，在采用芒刺狀電暈電極情況下，許多單位經(jīng)過試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)當(dāng)板間距增大至300mm時(shí)，可以獲得最好的除塵效率；所以，在采用單層板式電極時(shí)，板間距均改為選取300mm。,板間距加寬．增大了絕緣距離，抑制電場“閃絡(luò)”；加寬板間距可以提高兩極工作電壓，粉塵的驅(qū)進(jìn)速度也相應(yīng)提高；除塵器內(nèi)電極的安裝和維修也都較為方便；由于粉塵驅(qū)進(jìn)速度的增大，在處理相同煙氣量和達(dá)到相同除塵效率條件下，所需的收塵極面積減少。根據(jù)目前經(jīng)驗(yàn)，采用板間距為400mm～500mm是有利的。,驅(qū)進(jìn)速度與板間距的關(guān)系,3.線間距（2c）線距太近，電暈線會(huì)由于屏蔽作用使導(dǎo)線的單位電流值降低.距離太大會(huì)減小除塵器內(nèi)電暈線根數(shù)，使空間的電流密度降低，也會(huì)使收塵極板的電流密度降低，從而影響除塵器的除塵效率。一般取0.6~0.65倍通道寬度為宜。,4.驅(qū)進(jìn)速度(ω)驅(qū)進(jìn)速度是電除塵器設(shè)計(jì)的主要參數(shù)。驅(qū)進(jìn)速度越大，則所需的收塵極板面積越小。驅(qū)進(jìn)速度的理論計(jì)算值便不能直接用于設(shè)計(jì)上，它僅僅是一個(gè)“象征”值。隨著粒徑的減小，ω值相應(yīng)降低；比電阻對ω值影響極大，當(dāng)比電阻增大值，ω值將大大降低。,煤的含硫量和粉塵顆粒直徑是影響ω值的主要因素。當(dāng)煤的含硫量大于0.5％小于2％、粉塵中氧化鈉含量大于0.3％、電暈線采用芒刺型電極、板間距為300mm時(shí)，推薦按下式計(jì)算ω(當(dāng)板間距為400mm時(shí)應(yīng)乘以1.3)：(cm/s)(3-82)式中s——煤的含硫量(％)；k——平均粒度影響系數(shù)，按表選取。表中（3-83）,平均粒度影響系數(shù),一般來講，用戶要求的效率越高，選取的驅(qū)進(jìn)速度值應(yīng)越小。,二、電除塵器的總體設(shè)計(jì)與計(jì)算電除塵器總體設(shè)計(jì)的內(nèi)容包括：確定各主要部件的結(jié)構(gòu)型式；計(jì)算所需的收塵極面積；選定電場數(shù)；根據(jù)確定的參數(shù)計(jì)算除塵器斷面、通道數(shù)、電場長度；然后計(jì)算除塵器各部分尺寸并畫出除塵器的外形圖；計(jì)算供電裝置所需的電流、電壓值，并選定供電裝置的型號(hào)、容量。,1.主要部件的結(jié)構(gòu)型式臥式電除塵器的收塵極目前多采用板式電極，且多采用Z型或C型斷面的長條形極板，名義寬度為400mm或500mm，第一、二電場的電暈線可選用芒刺電暈線。第三、四電場可選用星形線。收塵極的振打，可采用下部撓臂錘振打裝置，為保證正確的振打制度，均應(yīng)采用單邊振打；也可以采用頂部電磁錘振打裝置。電暈極振打可選用中部撓臂錘打裝置或頂部電磁錘振打裝置。電除塵器的進(jìn)、出氣煙箱常做成喇叭形。當(dāng)進(jìn)口煙氣含塵濃度較高時(shí)，可在進(jìn)氣煙箱下部設(shè)置灰斗(稱前端灰斗)。在進(jìn)氣煙箱內(nèi)設(shè)置氣流分布裝置(包括分布板及分布板振打機(jī)構(gòu))。采用多孔板的形式，多孔板的層數(shù)應(yīng)不少于兩層。,殼體多采用箱型的結(jié)構(gòu)，殼體下部的灰斗有四棱臺(tái)狀和棱柱狀兩種?；叶返某龌铱谛柩b設(shè)星形排灰閥或雙層翻板閥。電除塵器可設(shè)計(jì)成單室的，也可以設(shè)計(jì)成雙室的。電除塵器配套的硅整流裝置可以直接安放在除塵器的頂部，也可以放在單獨(dú)設(shè)置的房間內(nèi)。在電場設(shè)計(jì)中，收塵極與電暈極的配置通常有兩種形式。,收塵極與電暈極的配置,2.計(jì)算所需的收塵極面積考慮儲(chǔ)備能力，多采用增大收塵極面積的方法。設(shè)計(jì)時(shí)按下式計(jì)算所需收塵極面積，k值可取1.1~1.3。（m2）,3.確定電場數(shù)將電極沿氣流方向分為幾段，即通常所稱幾個(gè)電場。根據(jù)我國的具體情況，電場長度取3~5m為宜，電場數(shù)可根據(jù)可靠性和效率的要求不同取3~6個(gè)。,4.電塵器各部尺寸的計(jì)算當(dāng)電除塵器的主要參數(shù)和結(jié)構(gòu)形式確定后，其各部尺寸便可通過下列計(jì)算方法求得：（1）電場斷面積：初定電場斷面F（3-87）,當(dāng)斷面較大時(shí)(大于80m2)，可設(shè)置兩個(gè)進(jìn)氣煙箱，以便氣流沿?cái)嗝婢鶆蚍植?。極板有效高度和電場寬度可按下式求得：（3-88）（3-89）,電除塵器的通道數(shù)：（3-90）,將Z值圓整為整數(shù)，當(dāng)選用雙進(jìn)氣煙箱時(shí)，Z值應(yīng)取偶數(shù)。那么電除塵器的電場有效寬度B有效為：（3-91）,將有效極板高度尺寸進(jìn)行圓整。當(dāng)高度小于8m時(shí)，最好以0.5m一級(jí)，大于8m時(shí)．最好以1m為一級(jí)。這樣，電除塵器的實(shí)際斷面F為：（3-92）,(2)電除塵器的電場長度：單電場長度l按下式計(jì)算：（3-93）上述l值求出后，應(yīng)按每塊極板的名義寬度的倍數(shù)進(jìn)行圓整。電除塵器的總有效電場長度為：（3-94）,(3)電除塵器的柱間距：電除塵器在與氣流流動(dòng)方向垂直斷面上的柱間距Lk，按下式確定：（3-95）,除塵器內(nèi)壁寬度B:,對于單室：（3-96）對于雙室：（3-97）式中⊿——最外層的一排極板中心線與內(nèi)壁的距離，此值一般可取50~100mm。,表3-6采用工字鋼做電除塵器支柱的尺寸,電除塵器在沿氣流方向上的柱距長Ld可按下式確定：(3-98)式中：la——立柱至陽極板邊緣的垂直距離，一般取500、1000mm；C——柱的寬度，一般取380—440mm。(4)進(jìn)、出氣煙箱進(jìn)氣煙箱的進(jìn)氣方式一般均采用水平進(jìn)氣方式。,,進(jìn)氣煙箱的進(jìn)氣方式,當(dāng)采用水平引入式進(jìn)氣煙箱時(shí)，進(jìn)氣煙箱的進(jìn)氣口的尺寸按下式計(jì)算：（3-99）式中F0——進(jìn)氣口面積(m2)；V0——進(jìn)氣口處的風(fēng)速(m／s)。該值越小，對電除塵器越有利，一般可取13m~15m／s。進(jìn)氣煙箱大端的頂端可距梁底面350mm左右，以防止竄氣。為防止粉塵在進(jìn)氣箱底板的沉積，底板的斜度需大于50o。進(jìn)氣煙箱長度L2可按下式計(jì)算：（3-100）式中a1、a1——分別為Fk及F0處最大邊長。Fk——進(jìn)氣煙箱大端的面積。當(dāng)進(jìn)氣煙箱內(nèi)安裝導(dǎo)流裝置時(shí)，上式中的系數(shù)可降至0.35。電除塵器出氣煙箱大端尺寸一般設(shè)計(jì)成比進(jìn)氣煙箱的大端小。出氣煙箱的尺寸可按下列方法確定：出氣煙箱小端面積F0＇：一般取F0＇＝F0；出氣煙箱大端的頂端取在頂梁底面下350mm處；出氣煙箱大端高度h5：h5≥0.8al+0.2a2+170；出氣煙箱底板斜度取60o以上；出氣煙箱長度Lw：Lw＝0.8L2。,出氣煙箱,（5）灰斗一般在除塵器每個(gè)獨(dú)立供電區(qū)下面設(shè)置一個(gè)灰斗，灰斗斜度至少取60o?；叶废鲁隽峡诘拇笮∫鶕?jù)排灰量大小選定，最小不得小于300300mm。,四棱臺(tái)狀灰斗的排灰量,5.供電設(shè)備容量的確定整流器的額定電壓按除塵器異極間距的大小選取3~3.5kv/cm，對于高濃度、寬極距、低比電阻和長芒刺的情況選下限，反之選上限。整流器的額定電流按除塵器單區(qū)收塵面積的大小選取0.2~0.4mA／m2，對于高濃度、高比電阻和星形線的情況選下限，反之，對于芒刺線選上限。計(jì)算后參照供電沒備的額定電壓和電流系列等級(jí)選擇最接近的一檔上限參數(shù)作為供電設(shè)備的額定容量。,三、電除塵器總體設(shè)計(jì)舉例,1.原始資料某電廠要求設(shè)計(jì)二臺(tái)與20萬千瓦火電機(jī)組配套的電除塵器所提供的原始資料如下：（1）煤、灰及煙氣資料①煤質(zhì)的成份分析數(shù)據(jù)見表3-9；②灰的成份分析數(shù)據(jù)見表3-10；⑤灰的粒度分布情況見表3-11；①灰的比電阻見表3-12；⑥灰及煙氣其它性質(zhì)見表3-13。,表3-9煤質(zhì)的成份分析數(shù)據(jù),表3-10灰的成份分析數(shù)據(jù),表3-11灰的粒度分布情況,表3-12灰的比電阻,表3-13灰及煙氣其它性質(zhì),（2）系統(tǒng)及工況資料①鍋爐型號(hào)：DG-670／13.7-540/540；②額定蒸發(fā)量：670t／h；③排渣方式：固態(tài)排渣。（3）現(xiàn)場氣象資料①海拔高度：22.5m；②當(dāng)?shù)仄骄髿鈮海?43.6毫巴③年平均氣溫：12．3℃；④最大風(fēng)載：32kg／m2；⑤最大雪載：24kg／m2；⑥地震烈度：7度；（4）對電除塵器的要求①除塵效率：≥99.5％；②允許漏風(fēng)率：≤5％；③本體壓力損失：≤300Pa。,2.除塵器主要參數(shù)和結(jié)構(gòu)形式的選取(1)電場風(fēng)速考慮到灰的比電阻高，灰份重量輕、粒度小等因素，并在設(shè)計(jì)上留有余量，選取電場風(fēng)速為1.03m／s。,(2)板間距考慮到寬極距能有效地減少高比電阻粉塵產(chǎn)生的反電暈，能減少由于安裝誤差、運(yùn)行中的熱變形等對除塵器性能的影響，提高運(yùn)行的穩(wěn)定性，另外也可減輕設(shè)備重量、降低造價(jià)、易于維修保養(yǎng)。所以決定板間距取400mm。(3)線間距考慮采用480mm大C型板與改進(jìn)型RS管狀芒刺線的極配形式，一塊板對應(yīng)一根電暈線，故線間距為500mm。（4）驅(qū)進(jìn)速度依據(jù)煤質(zhì)和灰的理化分析，依據(jù)用戶對電除塵器的要求和類比計(jì)算，考慮在設(shè)計(jì)、制造、安裝和使用時(shí)所應(yīng)采取的有利于提高驅(qū)進(jìn)速度的措施，綜合分析，留有余量，選取驅(qū)進(jìn)速度為7.5cm／s。（5）本體結(jié)構(gòu)形式依據(jù)原始資料和設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，選取雙室(m=2)、四電場的結(jié)構(gòu)形式，陽極采用側(cè)面單邊底部振打，陰極采用側(cè)面單邊中部振打。進(jìn)氣煙箱采用下進(jìn)氣方式，并設(shè)置導(dǎo)流板和兩層氣流均布板。出氣煙箱采用水平出氣，并設(shè)置槽型板?；叶凡捎盟睦馀_(tái)形。,3.電除塵器結(jié)構(gòu)尺寸的計(jì)算（1）計(jì)算所需收塵極面積A,,（2）初定電場斷面F＇（3）求極板有效高度h將極板高度進(jìn)行圓整，取A＝9．9m。（4）求通道數(shù)Z將Z圓整為整數(shù)，取Z＝44(5)確定電場有效寬度B有效(6)求電除塵器的實(shí)際斷面F,(7)計(jì)算電除塵器的電場長度單電場長度按式將l值按每塊極板的名義寬度0.5m的倍數(shù)進(jìn)行圓整，取l＝3.5m。電除塵器的總有效長度L有效,(8)計(jì)算柱間距除塵器內(nèi)壁寬度B與氣流垂直方向的柱間距Lk沿氣流方向上的柱間距Ld(9)進(jìn)氣煙箱由于受實(shí)際進(jìn)口煙道高度的限制，選用下進(jìn)氣方式，并設(shè)置導(dǎo)流板和兩層開孔率為40%的氣流均布板。取進(jìn)口煙氣流速V0=10m/s，則個(gè)進(jìn)氣煙箱進(jìn)口截面Fo,將Fo圓整,取Fo＝9m2，各進(jìn)氣煙箱的進(jìn)口截面形狀為2.5m3.6m的矩形。進(jìn)氣煙箱長取4m。(10)出氣煙箱出氣煙箱采用水平出氣方式，并設(shè)置槽型板，取各出氣煙箱小端截面F0＇＝3.62.5＝9（m2），取各出氣煙箱長為3.2m，底板與水平夾角大于60o(11)灰斗采用四棱臺(tái)狀灰斗，沿氣流方向設(shè)4個(gè)灰斗，與氣流垂直方向設(shè)四個(gè)灰斗即每個(gè)區(qū)兩個(gè)灰斗，共16個(gè)灰斗?；叶废驴谌?00400mm2，灰斗壁與水平夾角大于60o，灰斗高度取4300mm。,(l2)電除塵器總體外形尺寸：陳塵器總長＝進(jìn)氣煙箱長+柱距長電場數(shù)+出氣煙箱長＝4000+53004+3200＝28400(mm)；除塵器總寬＝2走臺(tái)寬度+室數(shù)柱間寬＝21800+29400＝22400(mm)；除塵器總高＝極板有效高度+灰斗高度+頂部大梁高度+頂部遮欄高度+底部卸灰閥高度＝9900+4300+1700+1200+600＝17700(mm)。(l3)供電設(shè)備選型除塵器運(yùn)行所需的最高工作電壓為：u2＝203.5＝70(kv)取設(shè)備的額定輸出電壓u2＝72kv。除塵器運(yùn)行所需最大電暈電流為i2＝0.412755／8＝638(mA)取設(shè)備的額定輸出電流i2＝0.8A共選取GGAJ02D型—0.8A／72kv高壓供電設(shè)備8臺(tái)。（l4）畫出電除塵器總體設(shè)計(jì)外形圖，如圖3-81所示。,1－支座；2－外殼；3一人孔門；4－進(jìn)氣煙箱；5－氣流分布板；6－梯子平臺(tái)欄桿；7－高壓電源；8－電暈極吊掛；9－電暈極：10－電暈極振打；11－收塵極；12－收塵極振打；13－出口槽型板；14－出氣煙箱；15－保溫層；16－內(nèi)部走臺(tái)；17－灰斗；18－插板箱；19－卸灰閥,圖3-81雙室四電場電除塵器總圖,