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电除尘设备的供电如何设计?

 电除尘设备的供电如何设计?
电除尘设备的供电是指将交流低压变换为直流高压的电源和控制部分。作为配套设备,供电还包括电极的清灰振打、灰斗卸 灰、绝缘加热及安全连锁控制装置,这部分统称为低压自控
’ 貝.0
高压供电装置是一个以电压、电流为控制对象的闭环控制系统。高压供电要求的电源是直流、高压〔40?丨^^乂)和小电流〔50?3001:!八〉,包括升压变压器、高压整流器、主体控制(调节)器和控制系统的传感器四部分,其中升压变压器、高压整流 器及一些附件组成主回路,其余部分组成控制回路。
低压自控装置包括高压供电装置以外的一切用电设备,是一种多功能自控系统,主要有程控、操作显示和低压配电3个部分。按其控制目标可分为电极振打控制,卸灰、输灰控制, 绝缘子室内要求的恒温自动控制,安全连锁控制和其他自动 控制。
^电除尘设备如何进行选型计算?
电除尘设备进行选型计算时,通常进行以下几个步骤。
(”电除尘设备的有效驱进速度计算 根据电除尘设备的除尘效率可计算出驱进速度。
式中,^为除尘效率,3为极板的比表面积,III2;⑴为 粉尘有效驱进速度,111“。
但是理论计算值和实际经验值相差很多,所以一般沿用经验型或半经验型的方法来计算驱进速度。
(之)沉淀极板面积计算
当有效驱进速度值确定后,根据粉尘进人除尘设备的初浓度及允许排出的浓度计算出电除尘设备应用的除尘效率、极板 比表面积(净化气体所需沉淀面积)及沉淀极板总 面积。
乙一一 111(1 — 0 00
5^ = 05
式中,0为电除尘设备实际处理烟气量,爪3/!!; ^为沉淀极板总面积,III2
考虑到电除尘设备设计、制造、安装和操作维护等环节以及尘 源工矿条件的变化应将计算所得到的沉淀极板总面积的值乘以适当的备用系数尺,尺二1?1.5为宜。
电除尘设备的电场风速及有效断面计算
式中,5为电场有效面积,^为电场风速,01/3。
通道宽度及电场长度计算
极板、极线间距的2倍也称为极板间距,对管式电除尘设备而言即是管径。常规电除尘设备通道宽度常为250?对管式 电除尘设备而言,一般管径为250?3001X1111。
^确定电除尘设备的有效驱进速度时,应考虑哪些因素?
确定电除尘设备的有效驱进速度时,应考虑以下两个方面。 分析电除尘设备的应用状况,适当取值,即全面了解所需 净化烟尘的性质,估计将应用除尘设备的装备及运行条件,然后确定有效驱进速度。
对比所需净化烟尘相同及类似工艺中已应用的电除尘 器,由其实测的效率、伏安特性等获得各项运行参数。
^什么是电除尘设备的有效趋进速度?如何确定?
粉尘驱进速度是电除尘设备设计中的一个重要数据。粉尘的驱进速度与粒子半径、电场强度平方成正比,与气体黏度成反比。 其方向指向集尘电极,与气流方向垂直。但是根据理论公式计算 的驱进速度,常常比实际驱进速度高2?10倍。
工程上为了与理论计算相区别,所以把工程中实际的驱进速度称有效驱进速度。该驱进速度的物理意义不只是反映尘粒 向极板运动的速度,而且包括诸如二次扬尘、气流分布质量、 电气条件、本体结构以及其他影响电除尘设备性能的各种因素之和。
目前用于工程上的驱进速度主要还是依靠经验和实践来确定,主要有以下几种方法。
类比法
类比法是根据条件相同的许多台电除尘设备的运行经验,从实际测得效率、烟气量和集尘面积,按多依奇公式反算出粉尘驱进 速度的值。可在烟气性质相同、除尘效率相同或接近的条件下, 确定处理不同烟气量所需要的集尘面积。
(之)试验法
对于某些工业窑炉,未曾用过电除尘设备、或当烟气性质与已
应用的电除尘设备情况出入很大时,可采用试验的方法来确定驱进速度。
综合法
这是根据类比法的特定条件,再分别找出其他条件的变化与驱进速度的关系式,从而计算驱进速度的方法,设计者可凭借自 己的经验按照具体情况加以应用。
3.为什么电除尘设备要设计成两头小、中间大的形状?
电除尘设备的本体部分空间很大,气体流动速度很缓慢,大约为1血“。而从烟道中进人除尘设备的烟尘流速很快,大约为14? 2001/3。因此在烟道与电除尘设备连接处,必会形成一个速度过渡 区,该区称为喇叭管。此区域使烟气速度降低,将烟气均匀扩散到整个断面。
使气流均匀的措施,就是在电除尘设备的进口喇叭管内设置导流板、气流分布装置等。这些装置的形状各异,有像飞机的翅 膀,有像蜂窝,有像大筛子。在电除尘设备人口断面上布置了1? 3层钢板,其上开了若干个大小不等的圆孔或方孔,当高速气流 穿过孔洞时自然降低了速度。
电除尘设备的出口喇叭也是个锥体形,其作用与进口喇叭相反。 同时,将净化后的烟道做得太大不仅浪费材料,也占据了空间。因此,看起来电除尘设备两头小,中间大。
放电极为什么要尖?集尘电极为什么要平?
为了使电除尘设备中的气体电离,又不至于整个电场击穿产生短路,必须采用这样一种极配形式:非均勻电场。即在放电线周 围空间具有田大的电场强度,而在离放电极较远的地方,电场强 度较小。适合这种条件的电场,只能是用较细的一根导线配置平
板电极或圆筒电极。
另外,静电还有一个特征,就是在导体上电荷总足人晴集中 在尖角处,哪个地方田细、田尖、田薄,电荷越集中,1(1场越强,空气的离化程度也越高。为了使粉尘进人场后能充分荷电, 所以放电极一般做成尖角形、棱状或用直径仅为2?的不 镑钢丝。
相反,集尘电极则要求制作得平整光滑,不允许在表面上出 现尖角、突缘和毛刺等,以避免引起尖端放电。试验表明,只要集尘电极出现尖角毛刺处,即使该处离放电线较远,也会在此区 域发生火花放电。这样,不仅使操作电压降低,严重时还会影响 电晕的形成。所以集尘电极一般由乳制成形,保证表面光滑平整,杜绝可能出现的尖端放电。
由此看来,放电极与集尘电极的外形要求恰恰相反:放电极 要尖,收尘电极要平。
.为什么电除尘设备的配套电源不宜选得过大?
与电除尘设备本体设备配套的电源,需根据本体的结构、电场 大小以及烟气的性质等确定。电除尘设备供电装置的容量与除尘设备的匹配,是保证电除尘设备正常高效运行的重要条件之一。
配套电源选择得过大,不仅增加初投资,而且会因为电源与 本体不能很好的匹配,导致电功率下降,集尘效率反而降低。其原因如下。
电压选得过高,在极间距离一定的条件下,往往得不 到理想的效果,因为向电场施加的电压与电场结构形式及烟尘工况条件等有关。对于采用相位调压的供电机组来说,如电压 等级选得过高,在电场击穿电压很高时,可处于全导通状态, 电流和电压的平均值都很高。但当击穿电压降低时,供电电压下降,电场将发生火花放电,导致供电电压和电流平均值大幅 度下降。而如果采用低压机组供电时,在电场电压下降的情况 下,仍在全导通的状态下工作。在这种情况下,采用较低供电电压等级的机组,将比采用较高等级的机组供电获得的电压和 电流平均值大得多。
(之)如果机组电流容量选得过大,实际运行的电流比额定电 流小得多,致使供电功率和除尘效率下降。
由此可见,选择机组的电压等级与电流容量,应与电除尘设备 本体相匹配,富裕量不宜选得过大。
为什么电除尘设备供电都采用直流负电晕?
从电离的角度来看,直流电与交流电无本质区别。但是,工 频交流电的频率为60只2即用交流电作电源,两电极间的极性 变化为每秒60次。随着电场强度的方向不断变化,粉尘在不断变化的电场力的作用下,也是飘忽不定。田后,粉尘还未到达集 尘极,就被气流带离电场。因此,用交流电作电源的电除尘设备, 其集尘效率很低。
直流电源的极性稳定,粉尘一且带上某种电荷,就会跑向相 反的电极。因此,工业用的电除尘设备都采用直流电源。
电除尘设备的电晕电极之所以采用负极性,是因为它同正电晕 相比,有以下优点。
(”放电性能稳定
产生的火花放电电压较高
放电电压越高,电场强度和电晕电流密度也就越大,相应 的,电除尘设备的收尘效率也就越高。试验证明,在相同条件下,负电晕放电一般比正电晕放电的电压要高,火花塞电压也较大。 火花放电是指高压电场使空气瞬间电离,产生巨大电流并释放大
量的热,使空气发声发光,产生电火花的现象。
产生的电晕电流较大 由于上述等原因,工业用的电除尘设备几乎都采用负电晕。只 有在空气净化的场合,消除臭氧一般采用正电晕。
^为什么说电除尘设备是一种节能除尘装置?
电除尘设备的集尘电极和电晕电极顺着气流的方向平行排列。烟尘进人电除尘后,不与其他物体碰撞;同时由于流速很低,阻 力也小,压力损失一般只有200?3,即使串联4个电场阻力一般也在3001^以下。与袋式除尘设备或旋风除尘设备相比,电除尘设备 阻力仅仅是它们阻力的1/8?1/5
此外,使烟气与粉尘分离的力,仅作用在粉尘粒子的本身,而其他类型的除尘装置的分离力是作用于全部气体上。 因此,电除尘设备中用于除尘所需的电功率很小。包括风机及 振打装置等所消耗的电能,按每小时100仍3烟气量计算,通常只有2?1 8^ ^卜。所以说电除尘设备是一种节能的除尘 装置。
^为什么说电除尘设备是回收贵重金属和烟尘净化的主力设备?
电除尘设备对有色冶金工厂来说,不仅是环境保护设备,而且是资源回收设备。在调温冶炼各种矿砂或半成品时,砷、锑、 锌、锡和汞等金属很易挥发而随烟气逸出,铜、锌和铅等精矿的 焙烧可将它们从烟气中分离出来予以回收利用。特别是一些贵重的稀有金属,往往存在于冶炼过程所产生的烟尘和炉渣中,直接 从中提取稀有金属已成为有色冶金工业的主要生产工艺组成部 分。由于有色冶金产生的粉尘粒度细、浓度高,烟气温度一般高
于2501,同时烟气中还含有腐蚀性气体,所以电除尘设备是有色
冶金工业回收贵重金属的主要设备。

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