電除塵器的總體設(shè)計(jì).ppt
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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(chǎng)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(chǎng)位置限定。4對(duì)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(chǎng)風(fēng)速、板間距、線間距和塵粒的驅(qū)進(jìn)速度等。1.電場(chǎng)風(fēng)速(v)電場(chǎng)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(chǎng)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0.81.5ms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)A值為最大時(shí),電除塵器有最高的除塵效率。而對(duì)具有一定收塵空間的除塵器來(lái)說(shuō),A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(guò)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(chǎng)“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400mm500mm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0.60.65倍通道寬度為宜。,4.驅(qū)進(jìn)速度()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,值相應(yīng)降低;比電阻對(duì)值影響極大,當(dāng)比電阻增大值,值將大大降低。,煤的含硫量和粉塵顆粒直徑是影響值的主要因素。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(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(lái)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(chǎng)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(chǎng)長(zhǎng)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(zhǎng)條形極板,名義寬度為400mm或500mm,第一、二電場(chǎng)的電暈線可選用芒刺電暈線。第三、四電場(chǎng)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(chǎng)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1.11.3。(m2),3.確定電場(chǎng)數(shù)將電極沿氣流方向分為幾段,即通常所稱幾個(gè)電場(chǎng)。根據(jù)我國(guó)的具體情況,電場(chǎng)長(zhǎng)度取35m為宜,電場(chǎng)數(shù)可根據(jù)可靠性和效率的要求不同取36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(guò)下列計(jì)算方法求得:(1)電場(chǎng)斷面積:初定電場(chǎng)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)嗝婢鶆蚍植肌O板有效高度和電場(chǎng)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(chǎng)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(chǎng)長(zhǎng)度:?jiǎn)坞妶?chǎng)長(zhǎng)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(chǎng)長(zhǎng)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(duì)于單室:(3-96)對(duì)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50100mm。,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(zhǎng)Ld可按下式確定:(3-98)式中:la立柱至陽(yáng)極板邊緣的垂直距離,一般取500、1000mm;C柱的寬度,一般取380440mm。(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(ms)。該值越小,對(duì)電除塵器越有利,一般可取13m15ms。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(zhǎng)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(zhǎng)。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F0F0;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:h50.8al+0.2a2+170;出氣煙箱底板斜度取60o以上;出氣煙箱長(zhǎng)度Lw:Lw0.8L2。,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33.5kv/cm,對(duì)于高濃度、寬極距、低比電阻和長(zhǎng)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0.20.4mAm2,對(duì)于高濃度、高比電阻和星形線的情況選下限,反之,對(duì)于芒刺線選上限。計(jì)算后參照供電沒(méi)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(wàn)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、灰及煙氣資料煤質(zhì)的成份分析數(shù)據(jù)見表3-9;灰的成份分析數(shù)據(jù)見表3-10;灰的粒度分布情況見表3-11;灰的比電阻見表3-12;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)及工況資料鍋爐型號(hào):DG-67013.7-540/540;額定蒸發(fā)量:670th;排渣方式:固態(tài)排渣。(3)現(xiàn)場(chǎng)氣象資料海拔高度:22.5m;當(dāng)?shù)仄骄髿鈮海?43.6毫巴年平均氣溫:123;最大風(fēng)載:32kgm2;最大雪載:24kgm2;地震烈度:7度;(4)對(duì)電除塵器的要求除塵效率:99.5;允許漏風(fēng)率:5;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(chǎng)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(chǎng)風(fēng)速為1.03ms。,(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(duì)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(duì)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(duì)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7.5cms。(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(chǎng)的結(jié)構(gòu)形式,陽(yáng)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(chǎng)斷面F(3)求極板有效高度h將極板高度進(jìn)行圓整,取A99m。(4)求通道數(shù)Z將Z圓整為整數(shù),取Z44(5)確定電場(chǎng)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(chǎng)長(zhǎng)度單電場(chǎng)長(zhǎng)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l3.5m。電除塵器的總有效長(zhǎng)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Fo9m2,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(zhǎng)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F03.62.59(m2),取各出氣煙箱長(zhǎng)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。灰斗下口取400400mm2,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(zhǎng)進(jìn)氣煙箱長(zhǎng)+柱距長(zhǎng)電場(chǎng)數(shù)+出氣煙箱長(zhǎng)4000+53004+320028400(mm);除塵器總寬2走臺(tái)寬度+室數(shù)柱間寬21800+2940022400(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+60017700(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:u2203.570(kv)取設(shè)備的額定輸出電壓u272kv。除塵器運(yùn)行所需最大電暈電流為i20.4127558638(mA)取設(shè)備的額定輸出電流i20.8A共選取GGAJ02D型0.8A72kv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(chǎng)電除塵器總圖,- 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