内蒙古工业大学《大气污染控制工程》课程设计
含尘气体直接吹入绝缘套管的内壁,以免因内壁挂灰而引起表面电击穿;另一方面,由于吊管是高压带电,而防尘罩不带电,他们之间形成电场,带点粉尘进入时也能沉积在防尘罩上。绝缘套管的上盖应留有检查孔,以便必要时用压缩空气清楚内壁的积灰。
3.1.5 保温箱
如果电晕极框架的支持绝缘套管周围的温度过低,则其表面会出现冷凝水汽,那么,当除尘器工作时,便容易沿绝缘套管表面产生沿面放电,使工作电压升不上去,以致无法操作。所以在绝缘套管附近需装设管状加热器。壳体采用工字梁结构,则在箱内装设恒温控制器,以便控制加热器的工作。
3.2 集尘极系统
3.2.1 集尘极板
板式电除尘器的集尘板垂直安装,电晕电极置于相邻的两板之间。集尘极长一般为10~20m、高10~15m板间距0.2~0.4m,处理气量1000m3/s以上,效率高达99.5%的大型电除尘器含有上百对极板。
集尘板的型式有C型板、Z型板等,本设计采用C型板。
集尘极结构对粉尘的二次扬起,及除尘器金属消耗量 (约占总耗量的40~50%)有很大影响。性能良好的集尘极应满足下述基本要求:
1.振打时粉尘的二次扬起少; 2.单位集尘面积消耗金属量低;
3.极板高度较大时,应有一定的刚性,不易变形; 4.振打时易于清灰,造价低。
3.2.2 集尘板的悬挂
极板通常被悬吊在固定于壳体顶梁的小梁上。其联接点有铰接和固接两种,不同的联接方法,其板面振动加速度不同。上下两端采用固接方式可活的较大的板面振动加速度。但是,上下均采用固接型式,当各条极板受热不均匀时,则会造成某些极板弯曲,影响两极间距,降低操作电压,使除尘效率降低。
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在实践中发现,极板两端的联接板与极板的联接容易脱开,目前采用的方法是,上部将极板直接用螺栓与悬吊梁联接,下部将极板与撞击杆相联。
3.2.3 集尘极板的清灰装置
集尘极板表面上的粉尘清除,靠对极板进行周期性振打,并使板面产生一定的振打加速度实现。振打周期、频率和强度与含尘气体、粉尘性质、电除尘器的结构形式等很多因素有关。应留有较大的调整余地,以便在运转过程中逐步调整确定出合适的振打制度。集尘极一般采用间歇振打,振打频率为每分钟4~8次,振打周期随气体含尘浓度而定。
3.3 气流分布板
电除尘器内气流分布对除尘效率具有较大影响,为了减少涡流,保证气流分布均匀,在进出口处应设变径管道,进口变径管内应设气流分布板。最常见的气流分布板有百叶窗式、多孔板分布格子、槽形钢式和栏杆型分布板等,而以多孔板使用最为广泛。通常采用厚度为3~3.5mm的钢板。孔径为30~50mm,分布版层数为2~3层。
对气流分布的具体要求是:
1.任何一点的流速不得超过该断面平均流速的土40%
2.在任何一个测定断面上,85%以上测点的流速与平均流速不得相差土25%。 本设计采用多孔型气流分布板。
3.4 高压供电设备
高压供电设备提供粒子荷电和捕集所需要的高场强和电晕电流,为满足现场需要,供电设备操作必须十分稳定,希望工作寿命在20年之上,通常高压供电设备的输出峰值电压为70~l00kV,电流为100~2000mA 。
为使电除尘器能在高压下操作,避免过大的火花损失,高压电源不能太大,必须分组供电。大型电除尘器常常采用6个或更多的供电机组。增加供电机组的数目,减少每个机组供电的电晕线数,能改善电除尘器性能,但是增加供电机组数和增加电场分组数,必然增加投资。因此电场分组数的确定必须考虑保证效率和减少投资两方面因素。
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3.5 排灰装置
电除尘器的排灰装置根据灰斗的形式和卸灰方式而异。但都要求密闭性能好,工作可靠,满足排灰能力。常用的有螺旋输送机、仓式泵、回转下料器、链式输送机等。
灰斗采用锥形,并且卸料采用间歇式时,可选用仓式泵排灰装置。
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第四章 主体结构设计计算
1.1 设计参数
1.处理炉气量
Q?190?104m3/h?527.78m3/s (4-1)
式中:Q——处理炉气量,m3/h。 2.粒子在电场中的驱进速度
当煤的含硫量大于0.5%,小于2%,粉尘中Na2O含量大于0.3%,电晕线采用芒刺型电极,极间距取为300mm时,可按下式计算?:
??9.62k1S0.625 (4-2)
式中:S——煤的含硫量,%;
k1——平均粒度影响系数,其值按表4-1选定。
表4-1 平均粒度影响系数
a平均(?m) k1 10 0.9 15 0.95 20 1 25 1.05 30 1.1 35 1.15
a平均?W1a1?W2a2?100?Wnan (4-3)
式中:W1、W2 a1,a2——粒度为a1,a2...组成的百分比; ——粒度平均粒径,?m。
表4-2 烟气粒度分布
粒径(?m) 间隔中点粒径 百分比组成 <3 1.5 4.2 3~5 4 14.6 5~10 7.5 13.3 10~20 15 18.4 20~30 25 18.4 30~40 35 20.2 40~50 45 10.9 则:
a45?10.9?35?20.2?25?18.4?15?18.4?7.5?13.3?4?14.6?1.5100?20.98?m ?根据a平均的值用内插法查表4-1取k1?1.01,则:
??9.62?1.01?0.650.625?7.42cm/s=0.0742m/s
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1.2 电除尘器箱体横断面各部分尺寸
根据所处理气体流量,需要两台电除尘器,以下只计算一台的外形尺寸,另一台尺寸与这台相同。
1.集尘板的面积
f?1?ln1 (4-4) 1??11ln0.07421?0.998 ?83.75s/m?式中:f——比表面积,s/m; ?——除尘效率,%;
?——粉尘驱进速度,m/s。
A?fQ (4-5) ?83.75?527.78?0.5
?22100.79m2式中:A——所需集尘极面积,m2;
考虑处理气量、温度、压力的波动,供电系统的可靠性等因素影响,参照实际情况,取储备系数K?1.05,实际所需集尘极面积为:
A'?A?K (4-6) ?22100.79?1.05 2?23205.82m式中:A’——实际所需集尘极面积,m2。 实际比表面积:
A'f'? (4-7)
Q23205.82527.78?0.5 ?87.94s/m式中:f’——实际比表面积,m2。
?2.除尘效率验算
??1?e?f? (4-8)
?1?e?87.94?0.0742?99.85