电除尘器介绍

电除尘器介绍

前言

电除尘器是含尘气体在通过高压电场电离，尘粒荷电在电场力作用下，尘粒沉积于电极上，从而使尘粒与含尘气体分离的一种除尘设备。它能有效地回收气体中的粉尘，以净化气体。使用条件合适，其除尘效率可达99%甚至更高。目前在化工、火力发电、水泥、冶金、造纸和电子等工业部门已得到广泛应用。

一、安全

参考说明书P1－P2.

1、高处坠落；

2、有毒气体；

3、进入电场内部所采取的措施。*

二、工作原理

电除尘器也称“静电除尘器”，它是一种利用高压静电使固体和液体悬浮粒子与气体分离的一个电气系统。电除尘器的收尘区内设计有线状的放电极（阴极线）和板状的收尘极（阳极板），当在两极间施加高压直流电源后，由于放电极和收尘极形状的不同，使两电极间产生一个不均匀电场。当施加的直流电压达到一定值时，在放电极周围局部区域的电场强度足以使气体发生电离，生成大量的电子和正负离子。其中正离子很快到达放电极中和，而电子和负离子在电场力的作用下向收尘极方向移动，这就是电晕放电和电晕电流。

当含尘气体通过两电极间的通道时，电晕电流中的电子和正负离子就会以极快的速度吸附到粉尘颗粒上，使粉尘颗粒荷电。荷电的粉尘颗粒在电场力的作用下迅速向其极性相反的方向运动，最后吸附到电极上并放出电荷。当粉尘沉积到一定的厚度时，通过振打装置的敲击使沉积的粉尘层脱落到下部灰斗中，而净化了的气体则通过出气口排入大气，完成了气体的净化，其除尘过程可表示为：①电晕放电→②粉尘荷电→③粉尘运动→④沉积、释放→⑤清灰（见图1）。

电除尘工作原理

在整个气体净化过程中，由于电场力直接作用于粉尘粒子，所以与机械除尘设备（袋除

尘或其它除尘）相比，具有动力消耗少，除尘效率高，可捕获极细粉尘，运行维护费用低和适应高温烟气等特点，与袋除尘器一样被称为高效除尘器，除尘效率可达99.99%以上，因而在各行各业得到了广泛的应用。

根据电除尘器的工作原理，可知其工作的好坏与粉尘的电化学性能有很大的关系，这种电化学性能决定了粉尘的荷放电特性，对于新型干法水泥生产线来说，由于粉尘的成份基本相同，主要反映在电性能上，这种电性能通常用粉尘比电阻来表示。根据实验，当粉尘的比电阻在104-1011Ω-cm之间时有很好的除尘效率，大于或低于这个值则除尘效率就会降低甚至恶化。

新型干法水泥生产线窑尾的粉尘比电阻一般都在1011Ω-cm以上，直接利用电除尘器进行除尘效果很差，为了解决这一问题就要对这些粉尘进行预处理，这就是窑尾电除尘器必须配套使用增湿塔的原因。利用增湿塔将烟气和粉尘进行增湿就可以很容易的使粉尘的比电阻降到104-1011Ω-cm之间。或者将窑尾烟气用于原料烘干也能使粉尘比电阻降到要求的范围，现在新型干法水泥生产线窑尾与原料磨共用一台除尘器就能解决这一问题，而且是一举两得。

对于窑头来说，其粉尘的比电阻与温度有相应的关系，通过实验，当温度在200-260℃之间时，粉尘的性质比较适合电除尘，而窑头的烟气温度恰好在这个范围内。

（窑尾、窑头粉尘比电阻曲线）

综上所述，对于新型干法水泥生产线来说，窑尾和窑头选用电除尘器不但是可行的，而且技术也是成熟的，不但可以达到国家新的排放标准，甚至可以达到更低（如10 mg/Nm3）的排放要求。

二、电除尘器的结构

电除尘器的结构可分为五大部分：

进、出气口烟箱；

●气流分布装置；

●壳体及灰斗；

●内部构件包括振打系统；

●电气系统。

1、进、出气口

进、出气口的作用是将被处理的烟气，均匀地导入和导出电场区。进气口一般设计成水平进气形式，也可设计成上进气或下进气形式。其中水平进气和上进气还可设计成带预灰斗形式，以适应高浓度等特殊工艺要求。出气口一般设计成水平出气，同样也可设计成上出气或下出气。

注意：烟道风管与除尘器的联接要求

电除尘器是利用电极间的空间来除尘的，为达到所需的除尘效率，要求含尘烟气能均匀地分布在电场的全部空间内，所以电除尘器的进气口均设计有气体均布装置，并对均布指标有一定的要求，水泥行业均布指标一般用?W（驱进速度偏差）表示，当?W≤ 12%为合格注4。气体均布的好坏对除尘效率的影响很大，如果气流分布不均意味着电场内存在高、低速度区，某些部位存在涡流和死区，在低速区增加的除尘效率远不能弥补高速区效率的降低，况且高

速气流和涡流会产生冲刷，增加极板和灰斗中粉尘的二次扬尘，不良的气流分布可造成除尘效率降低20-30%甚至更多，可见气体均布的好坏对除尘效率的影响很大。

气体均布装置在设计时，是以烟气垂直进入进气口法兰为前提的，所以烟道风管在与电除尘器进口法兰联接时，必须要考虑烟气能否垂直进入进气口法兰，否则会破坏气体均布装置的性能，影响烟气在电场内的均布。这一点工艺人员在进行烟道风管设计时考虑较少，有些风管甚至是斜向插入除尘器，烟道是连上了，气体的均布效果却给破坏了。

正确的设计是保持与进气口法兰垂直的烟道有一定的长度，见图2。这一长度应不小于风管当量直径的三倍。如因场地等原因无法做到时，应在风管的弯头内增加导流板，引导气流垂直进入电除尘器（见图3）。增设导流板不但能解决气流均布问题，对降低烟道阻力，防止烟道磨损也有好处。对于窑尾+粉磨系统，涉及到从磨机出来的烟气与从增湿塔出来的烟气汇合问题，建议在汇合处设计汇风箱。汇风箱内的烟气流速要低，能使两股烟气很好的混合。汇风箱距除尘器的进气口要有相当的距离，并保证烟气垂直进入进气口法兰，这也是工艺人员在设计中应当给予关注的。

有人担心烟道水平段太长会产生积灰，这种可能性不是不存在，只要烟道内的风速选择合适，大多数情况下并不会积灰，这一点燃煤电厂就是很好的例证，燃煤电厂的空预器与电除尘器之间都有一段远大于风管直径三倍的水平烟道，虽然他们在烟道上设计有检修门供清除积灰用，但很少有积灰的现象发生，何况烟道的积灰与除尘效果相比，保证除尘效率要重要得多。电力工业对气流均布比水泥工业重视，这不但表现在投运后的测试上，在工艺烟道的设计上也是如此，设计中设计单位会将烟道布置提供给除尘器供货厂家，以验证可能造成的气流问题，这一点很值得我们学习。可以说，水泥工业电除尘器用得不好或没有发挥它应有的效率，烟道设计不合理也是重要原因之一。

图2 垂直烟道长度图3 导流板

风管的直径也是一个重要因素，必须与除尘器的进口法兰面积相当，通常进电除尘器法兰处的气流速度多小于14 m/s。如偏差较大应设计变径管，且变径管的张角不能太大，一般不大于60o。若条件限制，则应在变径管内增加扩散器，引导气流扩散，否则，不但影响气流在电除尘器内的均布，还会强烈冲击气体分布板，造成分布板破损，这种现象在国内已发生多起。

风管与除尘器法兰的联接处必须设有伸缩节，防止风管的热伸缩力作用到电除尘器壳体上，造成壳体变形而影响内部件的正常状态。

2、气流分布装置

气流分布装置安装在进气口内，其作用是使气流均匀分布在电场横断面上。气流分布板的型式有X型、方孔型、圆孔型、折页型和百叶窗型等，根据进气口的型式和工艺条件进行选用。大部分气体分布装置带有振打装置，以清除分布板上的积尘。

（几种分布板的形式）

（安装后的X型分布板）

3、壳体

壳体主要用于支承内部构件，并形成一个密闭的气流通道。它由底梁、端墙、灰斗、立柱、侧板、顶梁、密封盖板和防雨盖板、风撑、内部走台、活动支承等部件组成。

在特殊应用场合（如煤磨），壳体顶部还有防爆卸压装置以保护电除尘器。

4、内部构件

内部构件是指电除尘器的电极系统。是电除尘器的核心部件，其安装精度要求高，否则达不到原设计的收尘效果。

内部构件主要由收尘极、放电极和振打系统组成。采用ZT24型极板、V型电晕线。这种板线配置，可以获得最佳的板电流密度分布。同时ZT24型极板的特殊侧边设计，使每排极板安装后形成一个整体，具有较好的动力学特性；

收尘极和放电极均采用侧部振打方式，其中放电极振打传动有顶部和侧部两种布置方式。（侧部传动挠臂锤振打主要解决低排放的问题，每次只振打1－2个框架，减少二次扬尘。现用于窑尾五电场的阴极振打）而收尘极振打传动只有侧部一种布置方式。放电极通过高压绝缘材料（通常为瓷套管）的隔离由阴极悬吊大框架悬吊在电场中。

为保证除尘器能达到设计效果，在安装中要特别注意以下几个方面（参考说明书P13－P25）：

（1）异极间距

电场击穿电压是由最小异极间距决定的，因而异极间距就成为影响电场升压的主要因素。通常异极间距每减少10 mm，电场耐压将下降2.5-4 kV，因此任何一个通道（每两排收尘极板之间为一个通道）的变窄都会导致整个电场的击穿电压下降。从电场伏安特性中可以看出，当电场达到起晕电压后，一个微小的电压增量会引起相当大的电流增量，也就是电晕功率P d的显著增加，而电晕功率与除尘效率的关系前面已经介绍了，这就是说，即使一个通道的异极间距变窄就会使整个电场的除尘效率下降，如果是多个通道多个电场，整机效率

将无从谈起，更不要谈什么新的排放标准了。

（2）振打系统

当粉尘吸附到收尘极和放电极上后，会使空间电场强度减弱，导致粉尘荷电能力减弱并使电场的除尘性能变坏，严重时还会产生电晕封闭现象，这就需要一个良好而有效的振打系统来不断清除这些积尘。

振打系统应具备有足够的振打力和良好的力传递性能，能连续稳定的工作，因此在安装中应十分重视振打装置的安装和调整。安装中常出现的问题是，振打锤与振打砧的对中，振打轴与振打转动不对中，振打杆与收尘极的紧固螺栓没有拧紧到要求的力矩等，其中振打杆与收尘极紧固螺栓没有拧紧到规定的力矩问题最普遍，试想，如果这一拧紧力不够，则振打力就无法传递到收尘极上，如何谈振打效果，振打效果不好就谈不上除尘效率。

异极间距和振打系统是现场出现问题最多的，在整个安装中要想确保这两个关键点的质量就要保证整体的安装质量，因为其它部件的安装质量都会影响这两个关键点的质量，所以安装质量应包括整个施工过程。

（3）接地

电除尘器的接地分工作接地和保护接地两种，其中工作接地非常重要，如果达不到要求轻者会出现工作不稳定，重者会频繁发生故障报警甚至烧坏电器元器件，影响除尘器的正常运行。电除尘器的接地要注意两个方面，一是接地极，必须是单独的（不能与其它接地极共用），且保证接地电阻≤2Ω。二是除尘器和高压电源与接地极的联接必须稳定牢靠，接地线应有足够的断面积。我们主张电除尘器的本体应从四角分别引出接地线到接地极汇流排上，并与高压电源设备进行良好的联接。只有这样，才能给电除尘器的运行提供良好的电气条件。

安装后要进行空载和负载调试，空载升压至少应达到安装手册中列出的要求，这是最低要求。有人认为只要空载电压达到要求就证明安装合格了，这是不对的，因为空载升压只能从一个侧面评估内部件的安装质量（如异极间距），并不能证明如振打系统等的安装质量。而振打系统、振打螺栓的拧紧力矩、电晕线的组焊、壳体的焊接质量，甚至内部的灰斗阻流板、挡风板等都要进行专门的检查才行，有些甚至在负载运行后才能证明安装是否合格。

（组对完毕后的框架管存放）

（极板排的吊装）

（吊入电场的内部件）

（阳极振打系统）

（阴极振打系统）

阴极振打系统-挠臂锤

5、电气系统

电气系统分高压和低压两个部分。

（1）高压整流设备分供电和控制两部分

供电部分：高压整流设备的作用是产生高压直流电并向电极系统供电。供电部分由高压硅整流变压器、高压隔离开关和阻尼电阻等组成。供电部分又分为户外式和户

内式。户外式指供电部分安装在电除尘器的顶部。户内式指供电部分安装在变压器室内。由于户外式能有效的节省投资和占地，目前已得到广泛的应用。

控制部分：是对供电部分的控制，它一般具有：供电方式的选择、监测、调整、保护及与上位机通讯联络的功能。

（2）低压控制系统

主要是对低压设备的控制，一般包含：阴、阳极、分布板振打，加热器，仪表，输送和卸料等的控制。在低压系统的控制中，主要是对阴阳极振打的时序控制。

四、维护操作要点（参考说明书P38）

1、电除尘器的投运

不论是第一次投运还是以后的停机后再投运，均应按以下要求进行。

1）电收尘器投运前应提前4小时将全部电加热装置送电加热。投运前应将全部的振打装置和下游的输排灰装置启动并运行正常。

2）电收尘器投运前应先通烟气加热电场，当电场内部温度高于烟气露点后才能向电场内送电。

3）当烟气中含有一氧化碳等可燃气体时，应确认其在安全范围内才能向电场送电。

4）确认全部的控制均已选择在自动。

5）确认全部的检查门或人孔门都已关闭，

6）按负载试运行的要求向电场供电，并观察一、二次电压、电流是否正常，电气设备有无异常现象。

7）观察各振打装置是否运行正常，各输灰装置、锁风装置是否运行正常。

8）观察工况参数是否正常，观察烟囱的排放情况是否达到要求。

9）以上各项的观察应在控制室和现场分别进行，投运后一般应连续观察以上各项半小时以上，确认均工作良好才可进入日常的巡检程序。

2、电收尘器的停运

除紧急停运外，不论是第一次停运还是以后的正常停运，均应按以下要求进行。

1）确认工艺系统已允许电收尘器停运。

2）按高压控制柜上的停止按钮停止向电场供电。

3）切断主回路和控制回路的电源。

4）如停机时间超过8小时或要进行设备检修，应将隔离开关切换到电场和变压器的高压输出均接地的位置，并在各电控柜和高压隔离开关切换手把处挂“警示牌”，保管好安全联锁钥匙。

5）停止向电场供电后，应继续运行各振打装置和输灰装置2-4小时，以确保电场内和灰斗内的粉尘彻底排出。输灰装置应在振打装置停止运行后继续运行0.5小时。

6）如停机时间超过24小时，则在停止向电场供电的同时可切断电加热器电源。

3、电收尘器投运初期的检查和维护

电收尘器在投运初期由于工艺、安装和设备本身等原因，相对故障率要高一些，此时加强运行检查，及时发现和处理出现的问题将非常重要，是使电收尘器达到“长期、稳定、高效”运行的重要过程，应引起用户的高度重视。这一时期的长短与工艺、安装质量和正确的维护管理等因素有关，具体要求如下：

1）投运初期应严格控制工艺参数，尤其是烟气的温度和湿度一定要保持在合同规定的范围内，以免使内部件产生变形或粉尘的结露粘接。如发现这种情况应立即调整工艺参数并停机进行检修，以免事故的扩大或难以修复。

2）投运初期应每隔4小时检查一次全部的振打传动装置是否在正常运转，内容包括：（1）旋转方向是否正确；

（2）各紧固螺栓是否有松动，尤其是带座轴承、档圈和联轴器的紧定螺栓应经常检查是否松动，如发现经常松动应采取措施彻底解决；

（3）顶部提升装置是否运行正常，检查各提升体是否转动灵活，导轮螺栓是否松动，导轮与提升体的接触是否良好，轮子是否都正常转动；

（4）减速电机有无漏油、不正常的声响和温升，电机有无不正常的声响和温升。

3）带有防爆顶盖的电收尘器，应经常检查防爆盖是否移位，是否漏气，防爆盖顶部的配重（一般为石英砂）是否足够。如发现不正常情况应及时处理。

4）应每隔4小时对电控室的高、低压电控装置进行检查，尤其要监视高压电控的一、二次电压、电流值，发现不正常应找出原因进行排除。

5）检查输灰装置和锁风装置是否运行正常，要经常打开输灰装置察看有无粉尘排出，如长期无粉尘排出或排出粉尘明显变少，则可能灰斗内产生棚灰，应立即设法解决。有些锁风装置带有机械保险销，当保险销折断后电机仍在转动而锁风装置已停止工作，这一点要特别注意，如发现机械保险销折断则应查明原因，解决后立即更换保险销。

6）以上检查情况应进行记录，一般要求每4小时进行一次，内容至少有：进、出气口

温度；电收尘器的一、二次电压、电流值；各振打传动装置的运行情况及输灰装置和锁风装置的运行情况。

7）利用电收尘器每一次停机的机会进电场内部进行检查。进入电场前应先做好切断高压电源，将电收尘器放电极系统进行接地，挂上警示牌，打开人孔门确认内部无危险气体等安全措施。电场内部检查的内容有：

（1）检查放电极和收尘极系统有无变形，极间距有无变化。检查放电极线是否松动或脱落。检查收尘极板和放电极线上是否积有粉尘。

（2）检查放电极和收尘极振打锤轴系统是否完好，启动振打装置看全部振打锤是否准确有力的敲打在相应的砧子上。全部振打锤有无位移和松动现象。振打轴承座及轴承是否转动灵活，振打轴上的档圈（位于固定轴承座处）是否松动或位移，紧定螺钉是否松动，振打锤轴有无轴向位移。放电极振打的拉杆部件是否正常，提升锤的提升角度是否仍为安装时的角度，转动是否灵活。

（3）检查全部收尘极振打杆是否在一个平面上，全部振打杆的砧子是否仍在一条直线上。

（4）检查绝缘套管内部及防尘管的内部是否有积灰，检查顶部挡风板和两侧边缘挡风板的位置是否正常。检查内部走台上的挡风板和灰斗阻流板的位置是否正常。

（5）检查内部走台上部是否有严重的积灰，尤其是靠侧板处。检查灰斗内是否有积灰，尤其是灰斗棱角处和最边缘的阻流板与灰斗侧板处。

（6）检查气体分布板是否变形或磨损，是否有脱落的现象或趋势。同检查放电极和收尘极振打系统一样检查气体分布板振打系统是否完好，同时检查传动装置与振打轴之间的“接手”是否在正常的位置上。检查分布板下部与进气口底板之间是否有积灰或卸灰不畅的情况。

（7）检查箱型顶梁内的绝缘套管是否损坏，电加热器是否完好，温控器是否完好，穿墙套管是否完好，高压导线接线是否牢固。检查绝缘棒是否完好，绝缘棒两端的全部连接是否牢固，紧固螺栓是否有松动现象。检查箱型顶梁内部是否有积灰。

（8）检查电缆进线箱，电缆终端盒、整流变压器、阻尼电阻等是否完好，全部绝缘部件是否有积灰。检查全部接地是否良好。

以上如了发现积灰，应分析原因并将积灰清除，如发现装置松动应分析原因并进行紧固，如发现位移则应分析原因重新进行调整。并对全部的检查和处理进行详细的记录。

8）不论是电收尘器本体还是电气方面，除按以上要求进行检查外，应将已经发现的问题作为重点进行复查，如问题反复发生，则应引起高度的重视，重新分析原因进行解决，必要时可与供货厂家联系。

4、电收尘器的日常检查和维护

通过电收尘器投运初期的检查和维护后，可进入正常的日常检查和维护阶段。进入这一阶段的标志是：按初期投运的检查和维护工作要求将所有已发现的问题都进行了有效的处理，全部进电收尘器的烟气条件已稳定在合同要求的范围内，电收尘器已连续半个月以上稳定运行而不发生任何故障。这一时期称为正常运行时期。正常时期检查和维护工作要求如下：1）应严格控制工艺参数，尤其是烟气的温度和湿度一定要保持在合同规定的范围内。

2）这一时期虽电收尘器相对比较稳定，但突发事件随时都会发生，所以仍应按以上要求进行检查和维护，但时间间隔可相应长一些。

3）在这一时期应建立“运行值班制度”、“定期巡检制度”和“维护修理制度”

（1）“运行值班制度”至少应有以下要求

a、每隔1小时对高压电控的一、二次电压、电流值，对进、出电收尘器的烟气温度值

记录一次；

b、每8小时对电收尘器的振打运行、电加热器、整流变压器的油温、当天的气象情况记录一次；

c、每发生一次不正常现象如自动报警、断路、停机等，应及时记录现象和发生时间，并报告有关负责人；

d、每隔4-8小时对现场巡检一次，主要检查现场设备是否在运转；

e、保持控制室内的清洁卫生。

（2）“定期巡检制度”至少应有以下内容：

a、规定定期巡检的时间间隔和人员；

b、规定巡检的内容和路线；

c、规定巡检结果的记录。

（3）“维护修理制度”至少应有以下内容：

制定小、中、大修规定，一般情况下，小修是根据设备运行情况随时进行的，在可能的情况下，随时发现问题随时处理。中修一般半年进行一次，主要是处理易损件的更换，运转设备的加油及调整，重要配件的更换和修理，各种控制测试仪器的检查和调整，接地极的检查测试和处理，电场内部、电气柜和绝缘材料处的清扫工作等，中修一般要求停机在3天以上，应与整个生产系统结合起来安排。大修一般二年到五年之间进行一次，除中修的内容外，还应包括各种仪器仪表的检定、损坏部件的更换等，大修一般应事先制定大修方案，准备好各种备品备件。大修完成后，应同新安装的程序一样进行空载和负载试运行的过程。

（4）电除尘器中修

电除尘器根据设备运行状况进行中修。中修包括以下内容：

-检查保温层及防雨设施是否漏雨。

-检查各人孔门、检修门及法兰的密封性能及更换密封材料。

-清除放电极和沉淀极上的积灰。

-清除分布板上的积灰，并检查有无堵塞现象。

-检查放电极和沉淀极的各零部件，并调整极间距至允许范围内。如发现有个别电晕线脱焊或短线，间单的处理办法是剪掉，因整台电除尘器少几根电晕

线对收尘效果无明显影响。

-检查各部分极振打锤工作状况是否正常，如发现异常应重新进行调整

-检查各易损件的磨损情况，当磨损程度达到临界值时应及时更换。

-检查放电悬吊管是否在保护管中心，以及保护管与管座的密封状况是否良好，若有异常及时调整或更还密封。

-清除顶梁内、支撑绝缘套管、绝缘瓷轴及穿墙绝缘子粘附的灰尘。

-清除电控柜、隔离开关柜内灰尘。

-电器设备和其它通用设备按其说明书及通用规定进行检修。

-检修完毕后应做全面检查，待确认无误后方可进行开车。

（5）电除尘器大修

电除尘器大修主要指极板、极线等重要零、部件的更换。大修周期一般应根据各使用厂极板、极线的具体锈蚀程度而定。大致包括以下内容：

电除尘器大修主要内容

七、易损件清单

1、减速电机：阴阳极各1台

2、绝缘瓷瓶：2件

3、绝缘棒：4件

4、速度开关：2件

5、阴极振打爪子：2件

6、阴极振打弹簧：10件

7、加热器：10件

8、高压控制器：2件

9、电气元件：（比如：快熔保险等）若干