电除尘器总体设计指导书
电除尘器的总体设计是根据用户的使用要求而提供的原始数据,来确定电除尘器的主要参数以及各部分的主要尺寸,其中主要包括:确定各主要部件的结构型式;计算所需的收尘面积;选定电场数;根据确定的参数计算电除尘器断面面积、通道数、电场长度;然后计算电除尘器各部分尺寸并画出电除尘器外形图;计算高压供电装置所需的电流、电压值,并确定供电装置的型号、容量;计算各支座的载荷并画出载荷图;提供电气设备所需资料。
设计一台电除尘器主要需要下列数据:
(1) 需净化的烟气量,通常是指工作状态下的烟气量(m 3/h );
(2) 烟气含尘浓度(g/m 3);
(3) 粉尘性质,包括粉尘粒度分布、粉尘比电阻、化学成分、真密度、堆
积密度等;
(4) 烟气性质,包括温度、湿度、压力、烟气成份等;
(5) 电除尘器出口烟气允许含尘浓度;
(6) 燃煤工业分析和元素分析等。
具体设计程序各有不同,现就一种设计程序简述如下:
一、电除尘器总体设计计算
1、确定电除尘器主要部件的结构型式
(1)总体型式:一般有立式、卧式、干式、湿式等,通常电力系统多采用板卧式干清灰电除尘器;
(2)收尘极板及电晕线的型式和固定方式;
(3)阴、阳极振打方式;
(4)进出口烟箱型式;
(5)气流均布板型式、层数和开孔率;
(6)入口导流板层数、安装角度;一般(4)、(5)、(6)项均需通过气流分布模拟实验来确定;
(7)灰斗型式、个数;
(8)单室还是双室;
(9)高压直流变压器采用户外式还是户内式等。
2、确定除尘效率η(%)
通常用户根据允许排放量和引风机对粉尘浓度的要求提供。
%1001%100⨯⎪⎭
⎫ ⎝⎛∙-≈⨯-=K Ci Co Gi Go Gi η (1) 式中 Gi ,Go —分别表示单位时间进入除尘器和从除尘器排出的粉尘量(kg/h ) Ci ,Co —分别表示电除尘器入口和出口的烟气含尘浓度;
K —漏风系数,Qi
Qo K =,Qi ,Qo 表示电除尘器入口和出口的烟气流量(m 3/h )
3、确定粒子驱进速度ω(m/s )
粒子驱进速度ω是电除尘器设计中一个关键数值,确定ω的方法一般有经
验法、类比法、半工业实验法、理论计算法等。
通常均是根据烟气和粉尘性质及其他资料和积累的实践经验来确定,ω与板间距的关系很大。
4、求比面积f (m 2/m 3/s )
)11l n (1η
ω-==Q A f (m 2/m 3/s ) (2) 式中 A —收尘极板总有效面积(m 2);
Q —烟气流量(m 3/s );
η—除尘效率(%);
ω—粒子有效驱进速度(m/s )。
5、求集尘面积A (m 2)
Q f A ∙= (m 2) (3) 式中 Q —工作状态下的烟气量(m 3/s )。
6、确定电场有关参数
(1)确定电场数N (个)和室数
一般采用单室或双室,每室4~6个电场。
每个电场的集尘面积A ’(m 2):
室数
⨯=N A A ' (m 2) (4) (2)电场有效长度l (m)
电场有效长度与所采用的收尘极板型式有关,一般单电场有效长度l =3.5~4m,电场总有效长度L=N l (m )。
(3)确定板间距2b
根据烟气、粉尘性质、含尘浓度等以及ω值和对η的要求确定,目前一般2b=300~450mm 。
(4)电场有效高度h (m ) ①一般=h L 0.5~1.5,对η要求较高时,=h
L 1~1.5 所以 5
.1~5.0L h = (5) ②F ≤80m 2,F h ≈,
F 〉80m 2,2
F h ≈ ③根据经验确定。
(5)通道数n
hl
A n 2'= (6)
(6) 电场有效宽度B (m )
①n b B ∙=2 (m ) (7) ②n b B ∙-=)2(δ (m) 其中δ为极板厚度
③n k b B ∙-=)'2( (m ) 其中k ’为极板阻流宽度
(7)电场内壁宽B ’(m )
单进风:∆+∙=22'n b B (8)
双进风:'142'e n b B +∆+∙= (9)
式中 △—最外层的一排极板中心线与内壁的距离,此值根据除尘器大小在50~100mm 间选取;
'1e —中间小柱宽度
7、电场截面积F (m 2)
室数室数⨯⨯⨯=⨯⨯=h n 2b h B F (m 2) (10)
8、验算电场风速V (m/s )
F
Q V ⨯=3600 (m/s ) (11) 燃煤电厂电除尘器电场风速V 一般为0.8~1.5m/s ,若不适,则重新选取n 和h 进行计算。
9、烟气流经电场的时间t (s ) V
L t = (s) (12) 10、电除尘器直流高压电源的选型
电除尘器一般每一个电场用一套高压电源装置供电。
(1)额定电流I (mA )
高压整流变压器输出电流:
'A j I ∙= (mA ) (13) 式中 j —平均板电流密度(mA/m 2),一般j 取0.2~0.45mA/m 2,其值大小与
电晕线类型有关。
(2)额定电压V (kv )
常规间距E p (2b=300mm ),选V=60~66kv
宽间距E p 如2b=400mm ,选V=72~80kv
11、其他几个结构尺寸(常规间距E p )
(1)电场空间高度H
H=h+h 1+h 2+h 3 (14) 式中 h —收尘极板有效高度
h 1—当极板上端悬吊于顶梁的X 型梁时,h 1=0;当极板悬吊于顶梁下面的
悬挂装置时,h 1=80~300mm ;
h 2—收尘极板下端至撞击杆的中心距离,按结构型式不同,h 2=35~50mm ; h 3—撞击杆中心至灰斗上端的距离,一般h 3=160~300mm
(2)阴极小框架
框架上端至梁底面竖直距离h o1=240mm ;
框架下端至收尘极撞击杆中心线距离h o2=220mm ;
(3)E p 沿气流方向内部尺寸
E p 首(末)电场端部至阴极框架悬吊杆投影距离l e 1≈400~500mm ; 阴极框架悬吊杆至收尘极投影距离l e2≈450~500mm ;
中部相邻电场阴极框架悬吊杆之间投影距离C ≥380~440mm ;
E p 壳体内壁长度L H =n (l +2 l e2+C )+2 l e 1-C (15)
(4)进气烟箱
进气口尺寸: 0
3600v Q F O ⨯= (m 2) (16) 式中 F O —进气口面积(m 2)
V o —进气口烟气流速(m/s ),v o 一般取13~15m/s ,对电厂可取至8m/s ;
进气烟箱大端顶端距梁底面距离350mm 左右;
进气烟箱大端底端需上移600mm ,以使气流不直接冲击收尘极振打装置; 进气烟箱底板的斜度≥50°,以防止粉尘在进气箱底面沉积;
水平进气烟箱长度L Z =(0.55~0.56)(a 1-a 2)+250,式中a 1、a 2分别为F K 、F O 处最大边长,F K 为进气烟箱大端面积。
(5)出气烟箱
小端面积 F o ’=F o ;
大端顶端至顶梁底面距离:350mm ;
大端尺寸一般设计成比进气烟箱的大端尺寸小,可降低二次飞扬; 大端高度h 3 ≥0.8a 1+0.2a 2+170;
底板斜度≥60°;
长度L W =0.8L Z
(6)灰斗
一般每个电场下设1~2个灰斗,斗壁斜度≥60°,灰斗下灰口的大小依排灰量大小选定,但最小不得小于300×300mm
灰斗高度h 7=1.732(B/n 1 -B 1)/2 (18)
式中 B —电场宽度;
n 1—沿电场宽度灰斗数;
B 1—灰斗下口宽;
灰斗下端至支柱基础面距离依E p 大小可取H 2=800~1200mm 。
(7)石英套管保温箱
一个石英套管一个保温箱,则内腔尺寸为800×800mm ,二个石英套管一个保温箱则内腔尺寸为1180×1400mm ,若用顶部结合梁做保温箱,组合梁高度≥1700mm ,以方便检修。
(8)气流均布板间距
相邻两层气流均布板间距l 2 ≥0.2D r ,D r 为F k 断面上的水力直径,K
K r n F D 4=,
其中n k 为F k 断面的周长。
进气烟道出口到第一层多孔板的距离H P 应为H P ≥0.8D r ’, D r ’为进气烟道的水力直径。
进气烟箱、出口烟箱、气流均布板均需通过气流分布模拟实验确定。
(9)柱距
电除尘器的柱距根据结构型式不同而不同,当梁柱采用工字钢组合式断面时: 中间柱距 C l l L e d ++=212 (19) 外侧柱距 2
222C l l L e d ++= (20) 最外侧柱与除尘器内壁距离 11e l X =;
与气流流动方向垂直断面上的外侧柱间距
'12e B L k ++=δ (21) 式中 δ1—除尘器壳体钢板厚度,一般取5mm ;
e ’—柱的宽度,当F=120~180m 2时,一般取e ’为600mm
(10)梯子、平台、栏杆位置及尺寸。
二、绘制总图
根据上述结构尺寸绘制电除尘器总图。
总图一般包括正视图和侧视图。
在正视图中通常至少有一个电场为剖视图,以便能清晰看到阳极和阴极小框架等的结构及尺寸。