GTD45-III静电除尘器技术说明

45t/h锅炉用电除尘器技术说明书

一、概述

循环流化床锅炉（简称CFB）燃煤适应性强，炉内喷钙脱硫率高达90%以上，由于炉内温度较低，NO X很少形成，排放可基本达标。另外，它能在低负荷下正常运行，特别适用于中、小型机组，热电厂和调峰机组使用。正因为如此，它被称为环保节能型新式锅炉。目前世界各地正在大力推广应用。

但由于炉内掺钙脱硫而较大幅度地降低了烟气中SO2的含量，同时烟尘中钙的化合物含量大量增加，这都导致烟尘比电阻增加。由于掺钙和脱硫，增加了大量的粉尘，使得烟气的含尘量大幅度地增加，（例如内江电厂410t/hCFB，烟气含尘量高达77g/Nm3）。因此，循环流化床锅炉烟尘有三个明显的特点，一是比电阻高，容易产生反电晕现象；二是进口含尘量大，容易产生电晕封闭；三是灰尘粘度较大，容易造成阳极板和阴极线粘灰，所以用于这种工况条件下的电除尘器除了常规电站电除尘器的通用要求以外，如何减少或防止阳极板、阴极线粘灰是保证设计除尘效率和运行安全可靠的技术关键。

二、燃煤、烟气和粉尘性质：

1、燃煤烟气及温度：

（1）、烟气量：125000Nm3/h m3/h，

（2）、温度：120-125℃

2、入口含尘浓度 25～30mg/Nm3

3、燃煤煤质化学成分：

4、灰的技术参数：

（1）、灰的成份分析(重量百分比)：

（2）、灰的粒度分析(重量百分比)：

（3）、灰的比电阻(Ω-cm)：

三、主要设计依据：

1、电除尘器的规格大小、布置方式、粉尘驱进速度的确定：

选择电除尘器的规格大小，布置方式（即选型）是保证除尘效率的关键。选型过大，会增加投资，造成浪费。选型过小，使排放达不到标准，满足不了设计要求，后果会更加严重。本厂根据国外先进技术，经过电子计算机选型，并经过选型工程师的一系列修正，来选定电除尘器的主要工艺参数驱进速度和电场风速，从而确定保证除尘效率达到设计要求的电除尘器规格大小。再根据现场的具体条件来确定电除尘器的布置方式（特别是进、出口封头的方式）。电除尘器的选型必须根据每个工程的具体情况逐一确定，不能简单套用。

2、采用阻流加导流型气流分布装置，以保证气流分布的均匀性：

气流分布均匀性是高效率除尘器的先决条件，它的重要性是众所周知

的。目前电除尘器中气流分布装置是在进口喇叭中设置多道(一般为三道)多孔板，孔的直径一般为φ40～φ50，开孔率30％～50％，用增加阻力的办法迫使气流分布均匀。它的优点是容易使气流分布均匀，缺点是阻力太大。而导流型则是以导流的方式使气流分布均匀，优点是阻力小，但缺点却是较难获得均匀的气流分布。我们在吸取国外先进技术的基础上采用了阻流加导流型气流分布装置，虽也有多孔板，但孔径却大到φ85，阻力较小，且决不会堵孔。而且多孔板两边设置有导流作用的折边，大大地增加了气流分布板的刚性和强度，即使在相当强的涡流作用下，也决不会像一般平板那样撕裂。在此基础上，在适当部位还加设导流板，这不仅可以保证气流分布的均匀性，而且它类似于百叶窗式机械除尘器，可以对进入电除尘器的烟气进行粗除尘，其除尘效率是相当明显的。除下的灰尘，通过进口喇叭下底板落入第一电场的灰斗内。

3、三电极技术的应用有效地抑制了反电晕现象的产生：

众所周知，一般的二电极电除尘器，要求粉尘的比电阻在104-1010Ω.cm 之间才能获得良好的除尘效果，而当粉尘的比电阻超过1010Ω.cm时，这种粉尘在阳极排上达到一定厚度时，由于比电阻高，粉尘上的电荷不容易释放，此时一方面由于粉尘层未能将电荷全部释放，其表面仍有与电晕极相同的极性，这将排斥后来的荷电粉尘，另一方面由于粉尘层电荷释放缓慢，于是在粉尘层间形成较大的电位梯度，当粉尘层中的电场强度大于其临界值时，就会产生局部击穿，这就是反电晕。此时会产生与电晕极极性相反的正离子，这些正离子会向电晕极运动，中和了电晕区带负电荷的粉尘。其结果是电流增大、电压降低、粉尘二次飞扬严重，并将导致除尘效率下

降。

因此世界各国都在致力于降低高比电阻粉尘的研究，而其解决的主要方法有：

（1）、对进入电除尘器的烟气进行调质处理；

（2）、采用高温侧的电除尘器；

（3）、采用脉冲供电系统的方法。

1）、烟气调质处理：

所谓烟气调质处理，就是向烟气中加入导电性好的物质，以其降低粉尘的比电阻。如向烟气中掺入炭黑、SO3、NH3或者向烟气中喷水和蒸汽。在这些物质中常用的也较为方便和经济的是喷水。喷水即是增湿处理，此法是向烟气中喷入雾化很好的水，这样不但可以降低粉尘的比电阻而且也因为雾化水全部蒸发变成蒸汽从而使烟气温度下降。此种方式需采用增湿塔，这部分费用较大。

2）、采用高温侧电除尘器：

粉尘有体积导电和表面导电二种机理。当温度超过200℃时以体积导电为主，温度低于140℃时以表面导电为主。如温度在二者之间时，粉尘的比电阻会达到最高值。当温度在300℃以上时称为热侧电除尘器，也就是躲过了比电阻的峰值区。但此法电除尘器属于在高温下工作，高温时烟气量会增大，对设备也是不利的。

3）、脉冲供电系统：

脉冲供电系统的简单原理是，电除尘器的电晕电流可以通过改变脉冲频率，使其在很宽的范围内调节而与电除尘器的电压无关。因此可以将

电晕电流调整到反电晕的极限而不降低电压，这对于捕集高比电阻粉尘是非常有利的，但脉冲电源的价格为电厂常用的可控硅电源价格的3-4倍。

针对以上情况，多年来人们一直在寻求一种更为有效且又经济的解决方法，从七十年代末就开始了三电极电除尘器的研究，经多年的试验研究和随后在工业上的实际应用证明，对高比电阻粉尘一种既经济又有效的解决办法是采用三电极特殊极配的电除尘器。这种电除尘器是在万能极配试验台上做出各种极配的电晕电流密度，通过计算机优化出最合理的极配，再在工况模拟试验机上做出合理的运行参数而设计的。

三电极就是除了阴极、阳极外，还有第三电极（又叫辅助电极），这个辅助电极与阴极带有同样高的电压，但辅助电极不产生电晕放电，只是具有较强大的电势，又因为辅助电极的根数较多（一般为电晕极的5-6倍），因而具有较大的集尘面积。通过电晕极和辅助电极的合理搭配及其相互间距离的调整，可以在一定程度上抑制反电晕的产生。而一旦产生了反电晕，因为辅助电极也属于负极，并具有一定的集尘表面积，因而可以反向收集因反电晕而产生的荷正电的粉尘，从而使其效率不会下降，这正是解决高比电阻粉尘的关键所在。

4、合理的极配型式：

480C型阳极板，板面压有沟槽，使之易于吸附粉尘。两旁的折边不仅增加了极板的刚性，而且作为防风沟还可以防止粉尘的二次飞扬。振打加速度传递良好，易于清灰。单位集尘面积的重量较轻，在高温和振打的情况下，抗变形的能力强。由于它结构合理，优点十分突出，所以是目前采用最多的一种极板。CFB用电除尘器也宜选用这种阳极板。

电晕线的选择至关重要。循环流化床锅炉用电除尘器对电晕线有四大要求；（1）适应高比电阻；（2）适应高含尘量；（3）极线放电时电风强烈，放电点不沾灰；（4）检修的间隔周期长。基本要求有二个：一是牢固可靠，二是电气性能好。本厂根据国外先进极线自行研制成功的BS 线，保证在运行中不断线，而且它的电晕电流大，起晕电压低。尤其重要的是它在阳极板上产生的电晕电流的分布十分均匀。阳极板上电流密度的均匀性可用相对均方根差σr 来评价。

σr ＝

2

2

1

)1()

(j

n j j n

i i --∑=

式中：n 为测点数；j i 为第I 个测点上的电流密度（mA/m 2）。

j 为测试平面上平均电流密度（mA/m 2

）

，即j ＝∑=n

i i n j 1

。σr 愈小，意味着电流密度分布愈均匀。在同极间距为400mm 时，在相同的试验条件下RS 线的σr ＝0.516，星型线的σr ＝0.473，而BS-05线的σr 仅为0.245。可见BS 线电流密度分布的均匀性不仅大大优于RS 线而且也明显优于以电流密度著称的星型线。这对提高阳极板的有效利用率和防止反电晕效果十分明显。由于它主要靠芒刺尖端放电，电风强烈，所以在高含尘量条件下，也不会产生电晕封闭。这两条对循环流化床锅炉烟气除尘是至关重要的。BS 线在实际电厂电除尘器的运行中，运行电压稳定地高于60kV ，保证电除尘器投运以后，持久地达到高效率。

5、极间距的确定：

国内外许多研究者从不同角度进行试验，几乎得出同样的结论：在锅炉电除尘器中，在相同体积的条件下，420mm 间距可以获得比300mm 间距更

高的除尘效率。研究结果表明，随着极间距的增大，极板上的电流密度分布趋于均匀。以RS线为例，在同样的试验条件下，300mm间距电流密度分布的相对均方根差σr=0.662，当极间距扩大到400mm时，σr减小到0.516。可见400mm间距时，一方面阳极板的有效利用率得到了提高；另一方面，遏止了极板上电流密度过于集中的局部地区产生反电晕的可能，二者都促进了除尘效率的提高。对比试验还表明，当烟气温度为155℃时，在相同的工况条件下，极间距从300mm增加到400mm，操作电压从44.4kV增大到65kV，除尘效率从97.3％提高到98.1％，即有效驱极速度提高了1.45倍。操作电压的提高，增加了极板表面附近的电场强度，从而促使除尘效率的提高，针对以上情况，根据多年我们在锅炉除尘方面的经验，我们设计的35t/h 锅炉用电除尘器采420mm极间距，不仅如此，420mm极间距，其内部维修显然要比300mm间距更为方便。所以，自80年代末以来，几乎不再在锅炉除尘器中采用300mm间距。循环流化床锅炉产生的烟气比电阻高，且烟气含尘大。420mm（或420mm以上）间距可以较为有效的遏止由于高比电阻引起的反电晕现象，且不会由于高含尘量而引起电晕封闭，这都是保证除尘效率的重要条件。鉴于上述原因，CFB用电除尘器同极间距以采用400～450mm 为宜。

6、振打加速度：

针对CFB烟气条件，阳极排各处的最小振打加速度要求不小于150g，且要求整排阳极排的振打加速度的相对均方根差系数σr≤0.45。

振打清灰的效果与振打加速度关系密切，多次的实践经验表明，清除锅炉飞灰这样的粉尘所需的最小振打加速度虽然不能太小但也不能太大，

如果振打加速度太大，则振打强度大，积聚在收尘极上的粉尘层振打后会以粉末状下落，易产生二次飞扬；但如果振打加速度较小，则振打强度小，收尘极上的粉尘不易下落，从而影响除尘效率，同时，振打加速度还和粉尘的比电阻值有关，高比电阻粉尘易采用较高的振打加速度。总而言之，振打加速度应随电除尘器的结构型式、粉尘性质、粉尘颗粒粒径大小、电压的高低、电场的湿度而异。即使是同一台电除尘器在不同的电场内亦应有所区别，后面电场因吸附粉尘细，电场力大，因而要使粉尘脱离集尘极就需要有较大的惯性力，所以，它的振打加速度就要大些，这样才能取得较好的振打清灰效果。

7、阳极排振打周期：

阳极排振打周期是多因素的函数。它与电除尘器的结构型式、运行参数、煤灰的理化特性以及供电性能等因素有关。理想的振打周期虽难以用理论公式来计算，但合理的振打制度是可以通过实际试验的方法确定的。阳极排振打周期对除尘效果影响很大，是电除尘器正常运行不可忽视的重要参数，也是电除尘器调整试验不可缺少的内容。

目前国内外都采用现场实际试验的方法来确定阳极排的振打周期。现场试验法一般有两种；一种是定性法。就是按一定规律改变各电场的振打周期，借助于光电仪器或直观观察相应振打方式下除尘器出口烟气含尘浓度的变化，以出口含尘浓度较低者，定为合理的振打周期；另一种是定量法，也就是在稳定的烟气工况下，按一定的规律，调整各电场的振打周期，同时测量相应周期下的除尘效率，以除尘效率最高者，定为合理的振打周期。

目前国内尚无成熟的光电仪器出售，若采用林格曼浓度图直接观察，则误差较大，很难测得准确，因此，定性法难以采用。定量法准确度高，但工作量大，周期性也长，尤其对大容量火电机组更为突出。

振打周期试验是按正交设计法试验的，这种方法是解决多因素试验较理想的方法，它不仅能减小试验工作量，而且能较全面的反映出各因素之间的关系。

通过对某电厂锅炉电除尘器的试验，并对试验结果按数理统计方法进行数据处理和综合分析。最后我们确定出一、二、三各电场

合理的振打周期依次为：2/4，2/10，2/32〔振打时间（分）/停止振打时间（分）〕，采用上述振打方式可获得最优的除尘效率。

我们将振打周期对除尘效率的影响进行了测试，测试结果如下表所示：

试验结果清楚地表明：振打周期对除尘效率有明显影响，要保证设备在高效下运行，选择合理的振打周期非常重要，是调整试验不可忽视的工作。

8、电场烟速对除尘效率的影响：

在锅炉燃煤及燃烧稳定条件下，我们对电场烟速与除尘效率的关系进行了试验，试验结果列于下表：

由此可见，电场烟速提高，除尘效率下降这一关系非常明显，经过试验，我们将烟速与除尘效率的关系绘制成曲线，借助于试验曲线η=f(V)的关系，可估算出在正常燃烧条件下，不同锅炉负荷下相应的除尘效率，烟速与除尘效率的关系如下图所示：

9、电晕功率对除尘效率的影响：

电除尘器的电晕功率是以自然对数为底的指数函数关系影响除尘效率的。其关系式为η＝e KM/q (N/q─单位电晕功率(瓦/米/秒)， k--系数)。试验结果如下表,曲线如下图： 电晕功率对除尘效率的影响

η 99．9

99．8

99．7

99．6

1.0 1.2 1.3

m/s

从表中可以看出：电晕功率对除尘效率影响较大。因此，要保证电除尘器在高效下运行就必须调整电气运行工况（包括火花频率、电压上升率、电压下降率、电压、电流波形等）和选择合理的定期振打方式，以提高有效电晕功率。

10、在出口喇叭中设置迷宫式集尘均流板，收集从末级电场溜出来的带电粉尘，把好最后一道关

从末级电场溜出来的粉尘是没有被电场收集的细微尘粒，以及末级电场振打时二次扬起的粉尘。它们有一个共同的特点：均带负电。我们在大

400

800

1200

(W/M/S)

η

99.8

99.6

99.4 99.2

N/q

量试验的基础上设计的装置于出口封头中的迷宫式集尘均流板，具有电除尘和机械除尘双重功能，能有效的收集从末级电场溜出来的粉尘。在实际运行中，已取得了明显的效果，这是在有限空间提高除尘效率的一个有效措施。

四、电除尘器技术参数

1、处理烟气量： 125000Nm3/h

2、除尘器入口烟气温度：120-125℃

3、除尘效率：＞99.6%

4、截面积：45m3

5、电场数： 3

6、烟气停留时间：16.2s

7、电场风速：0.65m/s

8、阻力损失：≤300Pa

9、设备漏风率：＜3%

10、同极距：420mm

11、电晕线：新型BS电晕线

12、电场有效长度：3.5 m×3

13、阳极板形式：480C

14、极板的振打装置：

a、型式：侧面机械振打

b、每台除尘器振打装置数量：3套

c、振打位置及操作方法：侧下部自动、手动、现场振打

15、放电极形式：BS新型整体芒刺线

16、放电极振打装置：

a、型式：侧面机械振打

b、每台除尘器振打装置数量：3套

c、振打位置及操作方法：侧部自动、手动、现场振打

17、灰斗加热形式：电加热

18、每台振打电机功率：0.55KW

19、高压电源：GGAJO2-72KV/400MA-OUT

20、装机容量：～100KW

五、本体结构特点：

本电除尘器是钢板壳体，采用干法、水平气流方式，其主要结构及特点如下所述：

1、壳体：由钢板焊接而成，通过特制的底梁与钢结构支架焊接构成整体，设备强度高，刚性好。本体支柱型钢组成，充分考虑设备自重，风、雨、地震等载荷结实耐用，稳定可靠。

2、顶盖：为双层钢板屋顶式结构，防雨、雪性能好，内部有岩棉材料，保温性能好，同时在除尘器的顶盖上设有阴极吊挂保温箱及高压电源装置，设备外观简洁明了，典雅大方。

3、进口喇叭：我们在吸取国外先进技术的基础上采用了阻流加导流型气流分布装置，多孔板上的孔径为φ85，阻力较小，且决不会堵孔。而且多孔板两边设置有导流作用的折边，大大地增加了气流分布板的刚性和强度，即使在相当强的涡流作用下，也决不会像一般平板那样撕裂。在此基

础上，在适当部位还加设导流板，这不仅可以保证气流分布的均匀性，而且它类似于百叶窗式机械除尘器，可以对进入电除尘器的烟气进行粗除尘，其除尘效率是相当明显的。除下的灰尘，通过进口喇叭下底板落入第一电场的灰斗内。

4、出口喇叭：我们在大量试验的基础上设计的装置于出口封头中的迷宫式集尘均流板，具有电除尘和机械除尘双重功能，能有效的收集从末级电场溜出来的粉尘。在实际运行中，已取得了明显的效果，这是在有限空间提高除尘效率的一个有效措施。

5、集尘极：480C型阳极板，板面压有沟槽，使之易于吸附粉尘。两旁的折边不仅增加了极板的刚性，而且作为防风沟还可以防止粉尘的二次飞扬。振打加速度传递良好，易于清灰。单位集尘面积的重量较轻，在高温和振打的情况下，抗变形的能力强。由于它结构合理，优点十分突出，所以是目前采用最多的一种极板。CFB用电除尘器也宜选用这种阳极板。

6、放电极：在第一电场，由于含尘量较高，采用BS-04阴极线，这种极线电晕电流大，芒刺附近电风更为强烈，所以可更有效的防止第一电场的电晕封闭现象，其电流密度的均匀性同BS-05线接近。其余二、三电场则采用BS-05线。

7、辅助电极：与气流同方向，与BS-04阴极线交错配置的钢管组成，该辅助电极能有效克服高比电阻粉尘所产生的反电晕现象，并能把二次扬尘控制在最小范围内。

8、振打装置：

阴、阳振打系统极采用浮动拔叉、锤头跟踪，侧面振打系统，整体式

仿形切割锤头，振打周期连续可调。避免了其他振打方式下因热膨胀而产生的锤头打偏现象，从而保证了清灰效果，使设备作业率大大提高，维修工作量显著减少。

（1）、集尘极振打装置：由电机经摆线针轮减速机减速后，低速驱动传动轴，传动轴上的曲柄将振打锤提起，利用振打锤下落时的冲击力将阳极排上的粉尘打落，为了不同时振打各排集尘极，尽量得到均匀的振打清灰效果，各曲柄的装配角度是错开设置的。

（2）、放电极振打装置：基本结构和集尘极振打装置一样，不同之处在于减速机和传动轴之间设置进行绝缘，瓷转轴位于阴极传动箱内，阴极传动箱的底部设置为倾斜板，可有效地防止粉尘的积集，同时在其内部设置加热器，外部精心保温，保证灰斗内温度稳定地高于露点。保证绝缘子不积灰和不结露是绝缘子不被击碎的关键。

阴、阳极振打轴承采用GTD型电除尘器独有的悬挂式空中轴承，制作、维修十分方便、简单。

9、热胀冷缩措施：由于电除尘器工作温度与常温差别较大，设计时充分考虑了除尘器在工作状态下热胀冷缩所引起的热变形，并采取了如下主要措施：

（1）振打轴联轴器和其他联接部位都有一定的间隙，补偿轴向热变形；

（2）、壳体各顶盖之间均设有一定的间隙，并敷设有伸缩板，既能补偿热变形，又能起到很好的密封作用。

10、灰斗及排灰装置：灰斗由钢板焊接成方形漏斗形状

（1）、灰斗上设有仓壁震动器，用于在灰斗内灰时使用，

（2）、灰斗内设置阻流板，用于防止气流短路。

（3）、灰斗倾角大于55°，且在转角处设置圆弧板，消灭死角。

（4）、灰斗下部设置加热器，灰斗外部精心保温，保证灰斗内温度稳定地高于露点。

（5）、增设灰斗搅动装置，万一棚灰，可以利用它方便地将灰尘打碎，并方便地排出灰斗外。

（6）、增设灰斗捅灰孔，必要时可打开，以便清除出灰口咽喉处的积灰。

11、阴、阳极吊挂

阴极排为框架式结构，置于阴极吊梁下，由绝缘套筒分四个点均衡地将阴极吊梁支撑起来，形成阴极系统。为防止绝缘套筒结露采用电加热装置直接加热阴极保温箱，且在箱内设有温度自动调节装置，以防止保温箱内各绝缘子产生结露和爬电现象。

六、除尘器电控部分特点：

1、高压供电设备

采用GGAJO2-72KV/300mA-OUT户外型可控硅微机控制高压硅整流设备。并将整流变压器置于除尘器顶部，通过双极三点式隔离开关柜进行切换操作。其主要特点为：

（1）、自动跟踪性能好，适应性强，能根据不同烟气和粉尘条件的变化自动调整供电电压，而输出电流不变，达到输出平均电功率最高。

（2）采用MCS-51系列单片机8051，功能强，体积小，结构紧凑，抗干扰能力强，更适合于工业控制。

（3）有连锁保护，保护系统完善，闪络灵敏合适，不会有因拉弧而使

电晕线烧蚀。具有过流、过压、网络封锁、电流整定，灭弧等环节的保护。

（4）运行安全，可靠性好。

（5）便于操作维护，自动化程度高。

2、低压电控部分

低压电器控制系统以可编程序控制器（即PLC）为核心。构成电除尘器系统电器自动控制中心，具有如下功能：

（1）电除尘器阴、阳极振打程序控制，可以在不改变控制系统配线及元器件的情况下，能非常方便的改变自动振打程序，选择最佳振打条件，以适应电除尘器在不同工况条件下的运行情况，提高除尘效率。

（2）阴极振打、阴极吊挂保温箱自动加热。

（3）除尘系统的自动运行、自动停车功能，可以使系统的开车、停车全部自动化，操作人员只需按一下按钮，系统就可按程序自动投入运行或停车。

（4）系统具备有完善的高、低压联机功能。通过高压信号（运行、故障）联络，使系统按程序自动地投入或关闭高压系统，集中监视其运行状况。

（5）控制系统具有运行显示和故障的综合声光报警功能，提示操作人员，方便了使用、维护和检修。

（6）控制方式多样化，具有自动程序控制，手动操作控制、现场操作控制等控制方式，能适应各种要求，便于调试、维修。

（7）PC软件设计实现模块化，某一控制功能可以投入主程序运行，也可以脱离主程序而由人工操作，并不影响整个系统的正常运行。

八、产品制造、安装、验收标准

（1）除尘器设计和制造技术标准：

1、按照除尘器的总图，部装图和零件图的技术要求进行制造。

2、投标设备的材料，加工，试验标准，除专门说明外，均采用中华人民共和国国家标准和建材行业标准。

JB/T5910-1997 电除尘器

GB/T10880-1989 电除尘器漏风率测试方法

GB/T13931-1992 电除尘器性能测试方法

ZBJ88 001.8 电除尘器技术条件

JB/TQ491-86 电除尘器空载通电升压试验方法

ZBJ88 001.8 电除尘器阳极板和阴极线振打加速度测定方法JB/TQ490-86 电除尘器阴、阳极间距安装误差测试验方法

JB/TQ489-86 电除尘器气流分布测试方法

ZBJ88008-89 电除尘器机械安装技术条件

JB/T5906-1997 电除尘器阳极板

JB/T5913-1997 电除尘器阴极线

JB/T5909.4-91 电除尘器用瓷绝缘子穿墙套管

JB5912.2-91 电除尘器支承技术条件

JB/T5911-91 电除尘器焊接件技术要求

JB/T50113-1998 电除尘器产品质量分等

JB/T8536-1997 电除尘器机械安装技术条件

JB6407-92 电除尘器调试、运行、维修安全技术规范