电除尘器电气设计培训讲义

静电除尘器

电气设计培训大纲

CHANGCHUN KC ENVIROTECH CO.,LTD

前言--------------------------------------------------------------------------- 1

一、高压供电装置（电源）的选择-------------------------------------2

二、阴阳极振打周期确定-------------------------------------------------5

三、电除尘器接地电阻及接地方法-------------------------------------6

四、电场供电方式----------------------------------------------------------7

五、单相恒压电源控制柜的控制功能----------------------------------8

六、高压硅整流变压器二次侧电压抽头调节-------------------------10

七、灰斗和箱形梁电加热器数量设置----------------------------------11

八、灰斗振动器控制-------------------------------------------------------11

九、灰斗料位计安装-------------------------------------------------------11

十、新型电除尘器技术----------------------------------------------------11

前言：

电除尘器（ESP）是国际上公认的高效率除尘设备，具有阻力小(压降800Pa)、坚固耐用、运行可靠、维护方便、维护成本低及电耗低(高频电源)等优点，将来在火力发电厂、钢铁、冶金、造纸、水泥、轻纺、化工等领域还将首选电除尘器。而高频开关电源是电除尘器电源发展的趋势。

目前，我国干法电除尘器排放浓度可以达到20mg/Nm3以下；湿法电除尘器排放浓度可以达到1mg/Nm3；欧盟国家干法电除尘器可以保证排放浓度在10mg/Nm3以下；湿法电除尘器可以实现小于1mg/Nm3；

一、电除尘器高压供电装置（电源）的选择

目前电除尘器电源技术发展迅速，出现了多种供电电源。

电除尘器电源的选择：

第一：根据烟尘特性及经济因素来确定类别。

第二：根据除尘器结构（极线形式、极间距及电流密度）来确定二次电压值和二次电流值。

1.1电源的分类

A、恒压源：单相工频(50Hz)电源（常规电源）

三相电源

B、恒流源：单相电源

C、高频开关电源：三相电源

1.2各种电源比较

A、单相恒压电源(工频电源)

目前常用的是单相恒压电源；

优点：比较经济且技术成熟性能稳定，适用范围较广。

缺点：

⑴、不容易保证供电电源三相平衡，对电网造成很大的电磁干扰，电磁兼容性差。

⑵、工频相位调节，致使其输进功率因数低至0.7以下，电耗高；

⑶、工作频率低，变压器和整流器体积大，重量重，耗费大量的铜和铁，不符合可持续发展，性价比低；

⑷、体积庞大的电源控制调节机箱和隔离升压用的工频变压器分居两处，耗费空间，增加基建用地；

⑸、输出纹波大，致使电晕电压低，波形又是单一的工频波，使得无法适应高比电阻的工况。

高频开关电源SIR和可控硅相控整流电源T/R的输出直流电压波形

高频开关电源比工频电源输出直流电压要高20％。

适宜的工况：常规比电阻（108~1013Ω.cm）。

三相恒压电源

目前应用很少。

优点：三相电源解决了三相不平衡问题，二次电压波形较单相电源改善一些；且技术成熟性能稳定，适用范围较广。

缺点：单相电源的缺点中仅解决了三相不平衡问题，且价格提高了30%。

适宜的工况：常规比电阻（108~1013Ω.cm）。

B、恒流电源

目前应用也很少。我公司在广西东糖纸业公司应用了。

优点：能承受瞬态及稳态短路。

能克服电晕闭塞及阴极肥大问题。

缺点：不容易保证供电电源三相平衡，且成本较高。

适宜的工况：(1)、烟气高湿度；如碱回收炉除尘。(2)、高粉尘且粉尘较粘的工况；如水泥窑炉除尘、钢厂的机头除尘。

C、高频开关电源

优点：高频开关电源(SIR)克服了工频相控电源的缺点；即效率高（95%），电能损耗小。二次电压峰值与平均值接近，波形接近纯直流；在相同工况下，能有效地提高除尘效率；体积小便于安装；适用范围广；

缺点：抗干扰能力差；价格高；

适宜的工况：比电阻（108~1015Ω.cm）。

注意：高频开关电源安装在前电场比安装于后电场作用更明显。

1.3、二次电压确定

一般而言，电场的二次电压越高，二次电流越大，越利于除尘；但是，二次电压选择不是越高越好，要依据场地大小、性价比等因素来确定。

A、公式：U2 = U0 X d

U0—空气击穿电压值，其值为3.5KV/cm（阴极线形式对其影响大）

d—异极间距，单位为cm。

B、TR二次电压等级分为：60、66、72、80、90、100、110、120（KV）；其中60~72KV称为高压，72KV以上称为超高压。

C、空载升压时，如何判定二次电压是否达到要求？

国家标准规定：异极间距为200mm时，二次电压值U2≥65KV。异极间距每增加10mm时，二次电压增幅值△U2为2.5KV；当海拔高于1000米，不超过4000米时，从1000米起，海拔每升高100米，二次电压值允许降低1%。

实际空载调试时，二次电压实测值与国标规定值相差一些，这与安装精度、用户所在地点(指海拔高度)、天气有关。

如何判定二次电压是否达到设计要求？

第一种方法：二台变压器并送

用二台变压器并送方式空升，可以判定是否是天气方面原因；后

面介绍并送时方法及注意事项。

第二种方法：比较法

比较相同极配形式电场的伏安特性曲线，如果相似，则判定电场空载升压实验合格。可以判定是否是安装方面原因；

如此关注二次电压的原因：除尘效率与二次电压的平方成正比

电除尘效率的计算一直是沿用多依奇公式：η=1-e-Aω/Q

式中：η—电除尘器的效率

A—电除尘器的比收尘面积

Q—电除尘器的处理烟气量

ω—带电粒子在电场中的驱进速度

驱进速度: ω=0.11aE2/￡

a—带电粒子的粒径

￡—含尘烟气的粘度

E—电场强度

/d)2

电场强度: E=(U

2

电场力: F=Eq

q—粉尘所带的电荷量

所以，二次电压是影响除尘效率的重要参数之一。

1.4、二次电流确定

二次电流是依据电场收尘面积或阴极线的总长度来确定。合理确定电除尘器电流容量，不仅降低成本，减少电耗，而且有利于电场的稳定运行。

A、公式：I2 = I0 X A

I0—阳极电流密度，其取值0.3~0.4mA/m2

A—电场的收尘面积，单位：m2

B、TR二次电流等级分为：100mA~2000 mA

C、空载升压时，如何判定二次电流是否达到设计要求？

实际空载升压时，一次或二次电流值应达到TR的额定值或略高；

如果一次和二次电流均达不到额定值，TR容量不足。

热态运行时二次电流能保证在额定电流的70~90% 范围内就是正常的。

二、阴阳极振打周期确定

2.1、阴极振打周期

运行时间：所有阴极框架振打1~2遍。运行时间为2~4Min。

休止时间：确定基准时根据灰的粘度和含尘浓度来确定。

含尘浓度高或灰粘度偏大的工况下采用连续振打；其他工况下可采用周期振打，通常周期设置：一二电场ON=2min，OF=3min；；三四电场ON=2min，OF=3~5 min；五电场ON=2min，OF=5~7 min；以延长阴极振打装置的使用年限。

2.2阳极振打周期

运行时间：所有阳极板振打1~2遍。运行时间为2~4Min。

休止时间：确定基准是该电场阳极板上灰层厚度达到5mm时所需时间定为阳极振打的休止时间。此时间仅为理论时间，还需要结合除尘器的实际情况（如输灰方式、振打清灰效果、烟气含尘浓度实际值等）修定。我的经验值：T1=7Min、T2=13Min、T3=19Min 、T4=25Min 、T5=31Min；注意：休止时间一定选用奇数。

计算方法：灰重= A X 0.005 X 灰容重（电厂0.7~0.8）单位：吨时间= 灰重/分级效率/入口含尘浓度/烟气量X3600 单

位：分钟。计算时注意单位要一致；计算出的时间均过

大，根据实际情况修正。

振打力（振打加速度）的大小对振打周期影响较大！

三、电除尘器接地电阻及接地方法

国家标准里规定：电除尘器接地电阻值≤2Ω；而且要求多点接地。

3.1、接地点数量：我们公司通常设2~4点，均布在除尘器支座上方；

3.2、接地电阻的影响

接地电阻的偏大会影响除尘器效率，原因是接地电阻偏大时，阳极板上粉尘中电荷释放效果差，灰中有残留电荷，加大了灰的附着力，影响阳极板振打清灰效果，进而影响除尘效率。

3.3、接地注意事项

A、滑动支座处；

B、阳极板悬挂处；

C、接地点要均布；

D、接地线截面积：视除尘器大小而定；通常用镀锌扁钢或裸铜绞线。

E、接地测试点：

测试点设置高度为0.5~0.8米为宜；

复测运行过除尘器接地点时，逐点测试，测试完一个点，一定立即恢复后再测下一个点；千万不可将接地点全解开，这样做很危险，因为运行久了的除尘器阳极板上可能灰挂许多灰，灰中有残留电荷。残留电荷电压有时可达数百伏。

安全电压等级是24V。

四、电场供电方式

4.1单独供电

单独供电：一个电场由一台变压器供电；

大型机组配套电除尘器，每个电场的收尘面积较大，当二次电流超过2000mA时，须将一个电场分成二个区，每个区设一台变压器供电，即分区供电。有时为了保证电场投入率，也采用分区供电方式。注意：二区阴极系统间距离大于异极间距。

4.2并联供电

并联供电方式仅在调试时偶尔使用，不作为运行方式。

在空载升压实验过程中，如果一次或二次电流达到额定值，但二次电压还没有达到击穿电压值，此时需要做并联供电，来找到击穿点或最高电压值。做并联供电时，最好同厂家的技术人员一起进行。

并联供电升压时注意事项：a、二套装置必须同型号、同容量。b、一次最好同相位；c、升压操作要缓慢、同步。d、连线的安全措施。

并联供电方式不能作为运行方式的原因：

a、整流变之间有环流发生，增加损耗进而降低了功率因数。

b、一套装置故障后，会加重另一套装置的负载，造成设备损坏。

c、给运行人员操作增加难度，必须同步启动同步停止。

d、有安全隐患，一套装置故障检修另一台运行时，高压隔离开

关柜内有带电部位。

五、单相恒压电源控制柜的控制功能

5.1火花跟踪控制

当电场发生火花（闪络）时，为了避免电弧发生，应及时关断可控硅，并在几个周波内迅速恢复到原击穿电压的90%，然后，以较低的速率缓慢地趋近原击穿电压点。这种跟踪方式很好地趋近了介质恢复曲线，保证了最大的输出功率。

5.2峰值跟踪控制（最佳工作点探测）

根据电场内二次电压电流变化，自动调节工作点，使二次电压维持在电场最高电压附近（未闪络），目的是获得二次电压输出的最高平均值，在一段时间内计算二次电压平均值，使其达到最大值。

5.3闪频跟踪控制

以某一设定的火化率进行跟踪控制。最佳闪络次数10~30次/分。每个电场设定值也有区别。

5.4间歇供电控制

该方式为高、低幅波供电，按其个数之比可分为1：2、1：4、1：6、1：8等。可用控制器上按键来调节其比例。此方式适用于比电阻较高的工况。可在一定程度上减轻反电晕的产生。

5.5粉尘浓度控制

为了使烟气排放浓度既能达到环保局所规定的粉尘浓度排放标准，又能尽量降低设备的功耗，以达到节能的目的，可根据粉尘浓度检测仪反馈回来的信号对烟气排放浓度进行闭环控制。

六、国内高压硅整流变压器二次侧电压抽头调节

说明：国外的高压硅整流变压器二次侧只有一个输出端子(72KV)；国内的高压硅整流变压器二次侧通常设有3个输出端子(72KV、66KV、60KV)。

空载调试时，高压硅整流变压器二次侧电压抽头选用最高档，以便于检测电场的击穿电压值，即检测出阴阳极系统安装质量。

热态运行时，一~二电场接到66KV；三~五电场接到72KV；

合理选用变压器二次侧电压抽头，可以改善变压器的软化特性，降低变压器自身损耗。

七、灰斗和箱形梁电加热器数量设置

灰斗和箱形梁电加热器数量设置尽可能做到3的倍数，发热量可以通过数量和单只功率调节。目的是尽可能保证用电三相平衡。

八、灰斗振动器控制

灰斗振动器启动要与卸灰阀/气力输灰装置联锁，卸灰阀/气力输灰装置运行秒后，才可以启动振动器。否则会将灰振实造成灰斗堵塞。

振动时间设置：运行时间5~20秒，休止时间1~5分钟。运行时间过长，容易造成振动器脱落。

九、灰斗料位计安装

* 料位计探头要倾斜5度，利于粉尘滑落。

*防护角钢与料位计探头间距离应大于50mm。

* 料位计与检修平台间距离大于3.5米，需要设置检修爬梯。

十、新型电除尘器技术

10.1、移动电极电除尘器

一般由前级的常规电除尘器和后极的移动电极电除尘器组成；移动电极电场中阳极部分采用移动极板和旋转的清灰刷，阴极与常规电除尘器的阴极相同。移动收尘极板上的粉尘尚未达到形成反电晕的厚度时，就随移动极板运行到灰斗内被旋转清灰刷彻底清除。

移动电极电除尘器能有效抑制高比电阻粉尘的反电晕发生，从而大幅提升除尘效率。

10.2、低低温电除尘器

常规电除尘器运行温度是1200C~1600C。

低低温电除尘器就是烟气余热再次利用后在进入电除尘器电场内；其运行温度是850C~1000C；由于烟气温度降低使得粉尘比电阻降低，大幅提高除尘效率。另外，烟气温度降低后烟气的体积减小，电场内烟气流速降低，增加烟气处理时间，有利于提高除尘效率。

10.3、湿式电除尘器

湿式电除尘器与干法电除尘器的差别在于清灰方式；湿式电除尘器是通过液体冲洗电极使粉尘剥离。

其优点：(1)适用范围广，尤其适用于粘性大、比电阻高、高温高湿的烟气。(2)、没有二次扬尘；(3)、电场内没有运动部件，大幅提高可靠性。

10.4、复合式除尘器

ESP + BF；主要用于改造项目。