布袋、静电、电袋除尘器培训资料

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第一部分电除尘器介绍
第一节电除尘器的工作原理和基本概念
一、电除尘器的工作原理
电除尘器是利用强电场使气体电离，即产生电晕放电，进而使粉尘荷电，并在电场力的作用下，将粉尘从气体中分离出来的除尘装置。

用电除尘的方法分离气体中的悬浮尘粒主要包括以下几个复杂而又
相互有关的物理过程：施加高电压，产生强场强，使气体电离，及产生电晕放电；悬浮尘粒的荷电；荷电尘粒在电场力作用下向电极运动；荷电尘粒在电场中被捕集；振打清灰。

二、有关物理概念
1．电晕的机理
由于自然界的放射性、宇宙线、紫外线等作用，气体中常会含有一些被电离的分子和自由电子，这些带电粒子在极不均匀电场的作用下，自由电子获得了足够的能量，它和气体分子碰撞产生正离子和新的电子，新的电子立刻又参与到碰撞电离中去，加剧电离过程，生成更多的正离子和新的电子，结果气体中的电子像雪崩似的增长，形成电子崩，在靠近电极的强电场区域内(电晕区)产生电晕放电。

2．起始电晕电压
起始电晕电压是指开始发生电晕放电的电压。

3．荷电尘粒的运动和捕集
粉尘荷电后，在电场的作用下，带着不同极性电荷的尘粒分别向极性相反的电极运动，沉积并被捕集。

4．电晕封闭
电除尘器中电晕外区不仅有气体负离子形成的空间电荷，还有许多荷电的粉尘粒子，当电除尘器处理含尘浓度高、粉尘粒度细的烟气时，电晕外区的空间电荷主要是负粒子，它的迁移速度比离子小的多，使得电晕极附近的场强削弱的厉害，当烟气中的含尘浓度高到一定程度时，能使电晕电流大大降低，甚至会趋于零。

此种现象称为“电晕封闭”。

5．反电晕
高比电阻粉尘到达阳极形成粉尘层时，所带电荷不易释放，于是在阳极粉尘层面上形成一个残余的负离子层，随着阳极表面积灰厚度增加，因残余电荷分布的不均匀性，就会使阳极局部的粉尘层电流密度与电阻的乘积超过粉尘层的绝缘强度而局部击穿，发生局部电离，此种局部电离称为“反电晕”。

三、除尘器的常用术语
(1)台：具有一个完整的独立外壳的电除尘器称为一台。

(2)室：在电除尘器内部由外壳(或隔墙)所围成的一个气流的流通空间称为室。

一般电除尘器为单室，有时也把两个单室并联在一起，称为双室电除尘器。

(3)电场：沿气流流动方向将各室分为若干区，每——区有完整的收尘极和电晕极，并配以相应的一组高压电源装置，每个独立区称为收尘电场。

卧式电除尘器一般设有二个、三个或四个电场，特别需要时也可设置四个以上的电场。

有时为了获得更高的除尘效率，或受高压整流装置规格的限制，也可将每个电场再分成二个独立区或三个独立区。

每个独立区配一组高压电源供电。

(4)电场高度(m)：一般将收尘极板的有效高度(即除去上下两端夹持端板的收尘极板高度)称为电场高度。

(5)电场通道数：电场中两排极板之间的空间称为通道，电场中的极板总排数减一称为电场通道数。

(6)电场宽度(m)：一般将一个电场最外侧两个阳极板排中心平面之间的距离，称作电场宽度。

它等于电场通道数与同极距相邻两排极板的中心距的乘积。

(7)电场截面(m^2)：—般将电场高度与电场宽度的乘积称为电场截面。

它是表示电除尘器规格大小的主要参数之—。

(8)电场长度(m)：在一个电场中，沿气流方向一排收尘极板的长度(即每排极板第一块极板的前端到最后—块极板末端的距离)称作单电场长度。

沿气流方向各个单电场长度之和，称作电除尘器的总电场长度．简称电场长度。

(9)处理烟气量(m^3/s)：即被净化的烟气量。

通常指工作状态下电除尘器人口与出口的烟气流量的平均值。

第二节电除尘器的结构组成
电除尘器主要由两大部分组成。

一部分是产生高压直流电的供电机组和低压控制装置，俗称电气部分，另一部分是电除尘本体。

烟气在本体内完成净化过程。

一、供电控制系统
高压供电系统一般分布于电除尘器的顶部，一般为一个电场一套对应一套高压供电装置，通过除尘器顶部的绝缘子箱与电晕极相连；低压控制系统即为我们在集控制室看到的各个控制柜，与高压供电系统相对应，低应控制系统同样为一个电场对应一套低压控制系统，一般提
到的电除尘器供电控制系统即为高压供电与低压控制的总称，两者不可分割。

1.高压供电
电除尘器的电源控制装置的主要功能，是根据烟气和粉尘的性质，随时调整供给电除尘器的最高电压，使之能够保持平均电压稍低于即将发生火花放电的电压（即伴有一定火花放电的电压）下运行。

国内通常采用的可控硅自动控制高压硅整流机组，由高压硅整流器和可控硅自动控制系统组成。

它可将工频交流电变换成高压直流电并进行火花频率控制，一般火花频率约控制在600次/小时。

2.低压控制
电除尘器低压控制装置包括温度检测和恒温加热控制、振打周期控制、灰位指示、高低位报警和自动卸灰控制、检修门、孔和柜的安全连锁控制等，这些都是保证电除尘器长期安全可靠运行所必不可少的。

二、本体部分
电除尘器本体主要部件包括：烟箱系统、电晕极系统、收尘极系统、槽形板系统、储灰系统、壳体、管路、壳体保温和梯子平台等。

1.烟箱系统
烟箱系统包括进气烟箱和出气烟箱两部分。

进气烟箱是烟道与电场之间的过渡段。

烟气经过进气烟箱要完成由进气烟箱的小管道截面到电场大截面的扩散，此时，保持烟气流速、流场分布均匀性的平衡过渡显得尤为重要，因此，为了达到整个电场截面上气流分布的均匀，进气烟箱采用喇叭形，并在其中装有两层以上的气流均布板，同时在进气烟箱上要有对湿度、温度、流速、动静压及含尘浓度等进行监测的监测孔。

出气烟箱是已经净化过和烟气由电场到出气烟道的过渡段。

这里对气流分布的要求比较低，只需注意不要因为烟气流速的急剧变化对电场内的气流分布造成大的影响就可行了。

2.电晕极系统
电晕极系统是产生电晕、建立电场的最主要构件，它决定了放电的强弱。

影响烟气中粉尘荷电的性能，直接关系着除尘效率，，另外，它的强度和可靠性也直接关系着整个电除尘器的安全运行，所以电晕极系统是电除尘器设计、制造和安装的关键部件。

必须选配良好的线型、合理的结构和适宜的振打。

安装时要保证严格的极间距，保证整个电晕极系统与电除尘器其它部件良好的绝缘性能和足够的放电距离。

实际运行中常发生电晕极系统因振打、热膨胀、积灰等造成极板或极线略发生变形而引发极间距变化的故障，其在运行中的直接表现就是二
次电压升至较低电压便发生闪络，无法使二次电压保持较高水平，除尘性能恶化。

3.收尘极系统
收尘极系统是由若干排极板与电晕极相间排列，与电晕极共同组成电场，它是粉尘沉积的重要部件，直接影响着电除尘器的效率。

收尘极一般由钢材轧制。

4.槽形板系统
排列在最后一个电场的出口端，较常见的形状为“[”形与“]”形钢错落组成的类似百叶窗的装置，其原理是利用烟气中残余粉尘的惯性力对逸出电场的尘粒进行再捕集，同时它还具有改善气流分布和控制二次飞扬的功能，所以它对提高除尘效率同样具有显著作用。

5.储灰系统
储灰系统的功能是把从电极上落下来的粉尘进行集中，并经排灰系统送到其它装置中去。

一般集灰斗为四棱台状或棱柱状，四棱台状灰斗多采用星形排灰阀顺序定时排灰，棱柱状灰斗多采用链式输送机连续排灰。

电除尘器的储灰系统事故较多，特别是定时排灰的灰斗，往往由于灰斗积灰过满造成电晕极接地；连续排灰的灰斗积灰太少或斗壁密封不严会使空气泄入引起二次飞扬，此外，如果下部排灰装置能力
不够也容易引起运行故障。

灰斗倾角过小或斗壁加热保温不良，会造成落灰不畅，甚至结块堵塞。

所以储灰系统的设计、制造和安装都应引予以足够重视，为了保证灰斗的安全运行。

有的电除尘器还采用了灰斗加热（蒸汽加热、电加热或热风加热）装置和料位显示、高低灰位报警等检测装置。

为了防止气流半旁路，在灰斗中要设置若干块阻流板。

6.壳体
壳体可以分为两部分，一部分是承受电除尘器全部结构重量及外部附加荷载（北方地区还须考虑冬季雪载）的框架；另一部分是用以将外部空气与电除尘内部隔开，独立形成一个电除尘环境的墙板。

现代电除尘器几乎都采用钢质壳体，壳体也有用钢筋混凝土或砖砌筑的，当捕集高温及腐蚀性较大的烟气时，则采用瓷砖或铅板作内衬。

一般壳体耗钢量占除尘器总钢量的1/5~1/3，所以它是影响电除尘器经济性的重要因素。

壳体不仅要有足够的风度、强度及严密性，而且要考虑工作环境下的耐腐蚀性和稳定性。

因为在运行前后，电除尘器各构件受热要发生变形，所以电除尘器壳体下部的支座不能都与基础固定，而是只有一点固点，其余各点采用各种形式的活动支座，使其沿指示方向滑动。

7.管路系统
火电厂电除尘器的管路系统一般包括三个部分：一是蒸汽加热管路，由汽轮机抽汽或其它蒸汽源引来蒸汽，通过紧帖在电除尘器外壁上的盘管对除尘器进行局部加热，一般灰斗加热多采用这种形式；二是热风保养管路，由空气预热器（用锅炉尾部烟道烟气余热加热空气的部件）引来热风，穿过灰斗壁直接通入除尘器内部，作为停机时保养及水冲洗后烘干的热源，也有在除尘器运行过程中持续地向电瓷轴、绝缘瓷支柱、瓷套管等（电晕极与壳体之间的绝缘装置）部位进行热风吹扫，以防表面积灰；三是积灰冲洗管路，用管道与消防水源接通，停机时将水引入电除尘器内部，对电极进行冲洗，这种方法省时省力，清洗效果明显，工作条件也好，所以普遍采用这种方法，也有用压缩空气进行吹扫的，但由于操作条件差，吹扫效果不好，目前已基本被淘汰。

8.保温系统
保温不良不仅会影响电场内气流分布的均匀性或由于绝缘子结露造
成沿面爬电而影响电除尘器的正常工作，而且还会导致电除尘器锈蚀，若保温层敷设质量差，使用寿命短，必将造成人力和物力的浪费，因此壳体保温的设计施工同样也是不可忽视的，保温材料要选热阻大、重量轻、易敷设的材料，如岩棉板、矿渣棉板、玻璃棉毡、微孔硅酸钙、蛭石板、珍珠岩板等。

保温层的护板材料要选耐腐蚀、抗老化、方便施工的板材，并要求断面呈波形，如薄的刷漆钢板、玻璃钢
瓦楞板等，对保温层和护板的敷设，要做到敷设连续，搭缝严密，防止漏雨。

9.梯子平台
梯子平台是通往除尘器各部位的通道，又是进行维护检修和测试采样的工作台，要求平台既宽畅通达、坚固耐用，并具有一定的装饰效果，还要结构合理、选材适当、方便施工、节省投资。

一般在开设人孔门的部位、排灰器下部、电晕极和收尘极振打传动机构所在处、开设测孔处、高压电缆终端附近及电除尘顶部均应设有平台和扶梯。

以上仅对常规电除尘的主体结构概况进行了简要的说明和介绍，强调了各个部件在工程设计过程中应注意的事项。

第二部分布袋除尘器介绍
袋式除尘器是一种高效干式除尘器。

它是依靠纤维滤料做成的滤袋，更主要的是通过滤袋表面上形成的粉尘层来净化气体的。

几乎对于一般工业中的所有粉尘，其除尘效率均可能达到99％以上。

如果所用滤料性能好，设计、制造和运行得当，则其除尘效率甚至可以达到99．9％。

通常滤袋多做成圆柱形，其直径120～300mm，长度可达10m。

为了使结构紧凑，滤袋也有做成扁袋的，其厚度及间距可以只有25～50mm。

其处理风量可以从每小时几百立方米到百万立方米。

由于所采用的滤袋形式、组合方式以及清灰方式等不同，袋式除尘器的种类很多。

特别是近40年来，由于新的合成纤维滤料的出现，清灰方法的不断改进以及自动控制和检测装置的使用，使袋式除尘器得到迅速发展，已成为各类高效除尘设备中最富竞争力的一种除尘设备。

一、基本原理
1、过滤原理：
含尘气体由进风口进入，经过灰斗时，气体中部分大颗粒粉尘受惯性力和重力作用被分离出来，直接落入灰斗底部。

含尘气体通过灰斗后
进入中箱体的滤袋过滤区，气体穿过滤袋，粉尘被阻留在滤袋外表面，净化后的气体经滤袋口进入上箱体后，再由出风口排出。

2、清灰原理：
随着过滤时间的延长，滤袋上的粉尘层不断积厚，除尘设备的阻力不断上升，当设备阻力上升到设定值时，清灰装置开始进行清灰。

首先一个分室提升阀关闭，将过滤气流截断，然后电磁脉冲阀开启，压缩空气以极短促的时间在上箱体内迅速膨胀，涌入滤袋，使滤袋膨胀变形产生振动，并在逆向气流冲刷的作用下，附着在滤袋外表面上的粉尘被剥离落入灰斗中。

清灰完毕后，电磁脉冲阀关闭，提升阀打开，该室又恢复过滤状态。

清灰各室依次进行，从第一室清灰开始至下一次清灰开始为一个清灰周期。

3、粉尘收集：
经过滤和清灰工作被截留下来的粉尘均落入灰斗，再由灰斗口集中排出。

二、基本结构
1、卸灰阀
2、支架
3、灰斗
4、箱体
5、滤袋
6、袋笼
7、清洁室8、顶盖9、储气罐10、气缸提升阀11、电磁脉冲阀
12、气箱13、喷管14、净化气体出口15、含尘气体进口
⑴箱体
固定滤袋和袋笼的地方。

分室全封密形式。

过滤后的清洁气体由这里通过各自的提升阀汇集到出风口排入大气。

清灰时，压缩空气通过脉冲阀首先进入箱体，在箱体内膨胀后冲入各滤袋完成清除滤结灰的作用。

箱体顶部做成1.5度的斜面，在户外使用时可防止积水，顶部还设有检修门，安装和更换滤袋、袋笼全部在这里进行。

根据规格的不同，箱体内又分成若干个相互密封的室，每室设一个提升阀，可以通断气流，从而实现离线清灰。

⑵本体
袋室和进出气口的总称。

位于箱体的下部，用来容纳滤袋和袋笼，并形成过滤空间，含尘气体的净化在这里进行。

与箱体一样，根据规格的不同可分成若干个室，以防清灰时各室之间的相互干扰，同时形成一定的沉降空间。

进出风口在袋室的侧面，中间由斜隔板隔成互不透气的两部分，分别为进、出气口。

进气口与灰斗相通，出气口与箱体提升阀相通。

⑶灰斗
灰斗位于本体的下部，它除了存放收集下来的粉尘以外，还作为进气总管使用（下进气式），含尘气体由进气管口进入灰斗时，由于断面积突然增大，使得气流速度降低，加之气流方向的改变，较粗的尘粒就在这里分离，起到预收尘作用。

4、气路系统。

布置在箱体的上部，包括脉冲气路和控制气路两部分。

脉冲气路有压气管、脉冲阀、储气罐、喷吹管等元件，清灰时压缩空气由脉冲气路进入箱体，因而是气路部分的主要部件，也是主要消耗压缩空气的地方。

控制气路有气管、提升阀、气源三联体等元件。

⑷气路系统
布置在箱体的上部，包括脉冲气路和控制气路两部分。

脉冲气路有压气管、脉冲阀、储气罐、喷吹管等元件，清灰时压缩空气由脉冲气路进入箱体，因而是气路部分的主要部件，也是主要消耗压缩空气的地方。

控制气路有气管、提升阀、气源三联体等元件。

⑸爬梯、栏杆及支腿
附属部件，其中支腿的高度，可现场工艺增高或截断，也可不变。

⑹电控部分
主要是控制气路系统以完成清灰动作，也称清控制系统。

A、定时功能。

包括脉冲时间、脉冲隔离时间、清灰间隔时间等；
B、启动功能。

定时启动和定压启动；
C、检修功能。

要求清灰时，能将某室隔离，又不影响其它各室的正常运行；
D、显示功能。

电源显示、时间显示、各室工作状态显示。

三、影响因素
影响袋式除尘器滤尘效率的因素包括粉尘特性、滤料特性、运行参数(主要是粉尘层厚度、压力损失和过滤速度等)以及清灰方式和效果等。

下面仅对几个主要影响因素做一简述。

1．滤料的结构及粉尘层厚度
袋式除尘器采用的滤料可以是织物(素布或起绒的绒布)，也可以是辊压或针刺的毡子。

不同结构的滤料，滤尘过程不同，对滤尘效率的影响也不同。

素布中的孔隙存在于经、纬线以及纤维之间，后者占全部
孔隙的30％～50％。

开始滤尘时，大部分气流从线间网孔通过，只有少部分穿过纤维间的孔隙。

其后，由于粗尘粒嵌进线间的网孔，强制通过纤维间的气流逐渐增多，使惯性碰撞和拦截作用逐步增强。

由于粘附力的作用，在经、纬线的网孔之间产生了粉尘架桥现象，很快在滤料表面形成了一层所谓粉尘初次粘附层(简称粉尘初层)，如下图所示。

由于粉尘粒径一般都比纤维直径小，所以在粉尘初层表面的筛分作用也强烈增强。

这样一来，由于滤布表面粉尘初层及随后在其上逐渐沉积的粉尘层的滤尘作用，使滤布成为对粗、细粉尘皆是有效的过滤材料，滤尘效率显著提高。

2．过滤速度
袋式除尘器的过滤速度υ系指气体通过滤料的平均速度(m／min)。

可用下式表示
(6—24)
式中Q——通过滤料的气体流量，m3／h；
A——滤料总面积，m2。

工程上也用比负荷qf的概念，它系指每平方米滤料每小时所过滤的气体量(m3)，其单位是m3／(m2·h)，因此
(6—25)
显然有
过滤速度υ(或比负荷qf)是代表袋式除尘器处理气体能力的重要技术经济指标。

过滤速度的选择要考虑经济性和对滤尘效率的要求等各方面因素。

从经济方面考虑，选用的过滤速度高时，处理相同流量的含尘气体所需的滤料面积小，则除尘器的体积、占地面积、耗钢量亦小，因而投资小，但除尘器的压力损失、耗电量、滤料损伤增加，因而运行费用高。

从滤尘效率方面看，过滤速度大小的影响是很显著的。

3．粉尘特性
在粉尘特性中，影响袋式除尘器除尘效率的主要是粉尘颗粒。

对于0．1μm的尘粒，其分级除尘效率可达95％。

对于大于1μm的尘粒，可以稳定地获得99％以上的除尘效率。

4．清灰方式
袋式除尘器滤料的清灰方式也是影响其滤尘效率的重要因素。

如前所述，滤料刚清灰后的滤尘效率是最低的，随着过滤时间(即粉尘层厚度)的增长，效率迅速上升。

当粉尘层厚度进一步增加时，效率保持在几乎恒定的高水平上。

清灰方式不同，清灰时逸散粉尘量不同，清灰后残留粉尘量也不同，因而除尘器排尘浓度不同。

实际应用的袋式除尘器的排尘浓度取决于同时清灰的滤袋占滤袋总数的比例，气流在全部滤袋中的分配以及清灰参数等的影响。

第三部分电袋除尘器介绍
随着经济的快速发展，人民生活水平的日益提高，国家对大气质量控制要求越来越严，同时也对除尘设备的性能及可靠性提出了更高的要求。

我国工业使用的除尘器绝大多数达不到烟气排放浓度50mg/Nm3新环保标准[1]，电袋复合式除尘器的研制与应用，是针对现实市场需求，开发的一种新型高效节能稳定的除尘技术。

1、电袋组合式除尘器定义
电袋组合式除尘器是综合利用和有机结合电除尘器与布袋除尘器的除尘优点，先由电场捕集烟气中大量的粉尘，再经过布袋收集剩余细微粉尘的一种组合式高效除尘器。

具有除尘稳定（≤50mg/Nm3）、性能优异的特点。

2、工作原理
在电除尘器和布袋除尘器工作原理基础上,有机结合两者除尘优点：前级电场预收烟气中70～80%以上的粉尘量；后级布袋除尘装置拦截收集烟气中剩余量的粉尘。

其中，前级电场的预除尘作用和荷电作用为提高电袋除尘器的性能起到了重要作用。

粉尘在电场中充分荷电除去粗尘,也就是说除去粒径较大的，剩下荷电不充分但可在电场中被极化进入滤袋除尘，而覆膜滤袋对微细粉尘
有很高的除尘效率。

因此可以结合各种除尘机理使不同粒径粉尘达到最佳收集效果。

以期让烟尘达到“零排放”。

由此可见，电袋除尘器的关键技术在于：
(1)如何确定电除尘和布袋除尘的除尘负荷的合理分担，实现在同一除尘器内同时满足电除尘和布袋除尘的运行条件，以保障电袋复合除尘器的高效稳定经济运行。

(2)如何保证前级电场的高效稳定可靠运行，前级电场的收尘效率对后级布袋的粉尘负荷有很大影响，前级电场收集下越多的粉尘，流到后级布袋的粉尘越少，同时，粉尘荷电越充分，越有利于整台除尘器的性能改善，并且前级电场高效稳定可靠的运行特性至关重要。

(3)如何优化电场与布袋之间的气路联接和气流分布，实现布袋除尘区各个滤袋流量和粉尘负荷均布的同时，提高布袋过滤风速。

(4)如何有效地降低电袋复合除尘器的系统阻力，研究电袋除尘的高效稳定经济运行的关键技术，包括清灰和温控等问题。

3、主要优点：
电袋复合除尘器作为静电除尘器和布袋除尘器的有机结合,充分发挥了两种除尘器各自的优势。

同常规静电除尘器、布袋除尘器相比，电袋复合除尘器具有以下优点：
(1) 机理科学，技术先进可靠常规静电除尘器除去烟气中80％～90％的粉尘通常只需要一级电场即可实现。

其它的几个电场用来除去剩下的10％～20％的粉尘。

复合除尘器充分利用了静电除尘器特性，又发挥了布袋除尘器性能稳定、除尘效率高的特点。

同时，静电布袋除尘器利用静电除尘、布袋除尘两种现有的成熟除尘技术，技术可靠性高，研发相对容易。

(2) 压降小，滤袋寿命长同布袋除尘器相比，电袋复合除尘器的布袋单元负荷低，压力损失小，因而可以选择较长的清灰周期和较低的喷吹压力，延长了滤袋的寿命。

(3) 除尘效率不受粉尘特性影响，效率稳定，适应性强复合除尘器能发挥布袋单元对煤种适应范围广泛、受锅炉负荷变化及烟气量波动影响小、不受粉尘比电阻的影响等特性，使整体除尘效率稳定可靠。

(4) 结构紧凑，占地面积小与布袋除尘器相比，静电单元除去了大部分的粉尘，大幅降低了滤袋负荷，因而可以选择较高的过滤风速，所需滤袋数量少，结构紧凑，占地面积减少。

同时，可以选择较大的滤袋间距，解决了脉冲布袋除尘器因滤袋较密而在清灰时引起二次扬尘和再收集问题。

(5) 除尘效率高，对微细粉尘分级除尘效率高电袋复合除尘的除尘效率能达99.9%以上，能实现出口粉尘排放浓度低于30 mg/m3，从运。