水泥廠旋窯電除塵系統配套電除塵器技術方案
一、設計總則：
本次靜電除塵器的設計、材料、制造、檢驗和驗收完全按照以下條款的技術要求進行：
中國的有關材料標準最新版
包裝運輸標準 最新版
火電廠大氣污染物排放標準 GB13223－1996
環境空氣質量標準 GB3095－1996
工業企業噪聲控制設計規范 GBJ78－85
固定式鋼斜梯 GB4053.4-83
碳素結構鋼和低合金結構鋼冷軋薄鋼板及鋼帶 GB1253-89
普通碳素結構鋼和低合金結構熱軋厚鋼板技術條件GB3274
優質碳素結構鋼號和一般技術條件 GB699－88
碳素結構鋼 GB700－88
焊接接頭的基本形式與尺寸 GB985/986－88
鋼結構設計規范 GBJ17－88
電氣裝置安裝工程及驗收規程 GBJ323－82
燃煤電廠電除塵器技術條件 DL／T514－93
高壓靜電除塵用硅整流設備 JB/T9688－1999
靜電除塵器用高壓硅整流設備試驗方法 JB/T5845
二、 設備規范
1、 工況參數及要求：
設備名稱 靜電除塵器
除塵器入口煙氣溫度 正常：135～155℃
最大：～200℃
額定煙氣量 ～337000m3/h
最大煙氣量 ～373000m3/h
煙氣含塵量 ～29g/m3
保證除塵效率 ≥99.75%
除塵器漏風率 ＜3%
除塵器本體阻力 ≤250 Pa
臺數 1臺
除塵器形式 單室、四電場
2、 除塵器的選型設計算：
1） 根據煙氣量和效率計算總收塵面積：
Q=373000m3/h=103.6 m3/s η=99.75%
A需=- Q×ln(1-η)÷w
(w為電場的驅進速度, w取0.08m/s)
A需=-103.6 ×ln(1-0.9975)÷0.08
=7758 (m2)
2)比集塵面積為: A比= A /Q=7758÷103.6=74.88（m2/ m3/s）
3)確定電除塵器的有效電場斷面:
S= Q/V (其中V為電場風速,V取0.86m/s)
S=103.6/0.86=120.5≈120(m2)
3、 120 m2-Ⅳ電除塵器的主要技術參數：(單臺)
電場有效斷面 120 m2
處理風量 330000～420000 m3/h
電場風速 0.71～0.9m/s
煙氣在電場內停留時間 17～13s
電場驅速進速度 0.08m/s
電場有效長度 3（米）×4個=12米
電場有效高度 12040 mm
電場有效寬度 10800 mm
收塵極板總收塵面積 7776 m2
同極距 400mm
通道數 27個
室數 1個
電場數 4個
比集塵面積 84.83～66.65 (m2/ m3/s)
電暈線型式 RS芒刺+輔助極
電暈線材質 SSPC
每個電場放電極數 972根
電暈線振打方式 頂部傳動側部振打
電暈線固定方式 連接套管
收塵極型式 750C板
每塊收塵極板塊數 4塊
陽極板材質 SSPC
每個電場收塵極板數 112塊
收塵極振打方式 底部(側部)振打
收塵極固定方式 凹、凸套固定
絕緣子保護方式 管狀加熱器加熱
設備總重量 355.6T
外形尺寸(長×寬×高) 25100×13160×23700
進風口 下進
氣流分布板 多孔板加導流板
出風口 下出
氣流分布板 迷宮型槽形板
電場風承受的最大負壓 -6000Pa
灰斗 4
高壓電源（GGAJ02-1.0A/72KV-HW） 4套
密封 人孔門和檢查門均采用硅橡膠密封條密封
灰斗儲灰量 12～14小時滿負荷運行灰量
第一電場灰斗理論排灰量 6.8T/h(個)
第二電場灰斗理論排灰量 4T/h(個)
第三電場灰斗理論排灰量 1.4T/h(個)
第四電場灰斗理論排灰量 0.1T/h(個)
設計年運行小時 8000
三、設備技術說明：
1、GTD120-Ⅳ板臥式單室三電場電除塵器工作原理
GTD型電除塵器是國內近年來應用較多的臥式電除塵器，特別是在工業鍋爐行業上配套效果良好，其收塵機理應用了美國首創的雙區電除塵理論，并增加了第三電極（輔助電極）提高了對高比電阻粉塵捕積的效果、具有耐熱、耐磨性強、變形量小，收塵面積大、振打清灰效果好等優點。
收塵極（接地極）由750C型板框架結構組成，放電極（接負高壓）由新型RS芒刺線及輔助電極組成，其電場是個反復交替的雙區電場，當外加直流電壓到一定值時，放電極針尖開始起暈放電，電場內的氣體介質被電離，當電壓提高到工作值時，已電離的電子和正離子被加速而碰撞其它的中性氣體分子，從而產生所謂的“雪崩”反應。此時，負離子流向集塵極遷移，正離子流則在放電針尖附近及輔助電極表面被中和，針尖附近產生了強烈的離子風，粉塵進入電場后，電場內運動的離子與塵粒碰撞使塵粒荷電。粉塵荷電后，在電場力的作用下，大量帶負電荷塵粒沉積在收塵極上，少量帶正電荷的塵粒趨向放電極和輔助電極，其電離、荷電、收塵工作過程，即為凈化煙氣的過程，再經過振打裝置，使收集在收塵極上的粉塵，落入灰斗，經排灰裝置排出利用。凈化過的煙氣，經煙囪排入大氣。
2、GTD120-Ⅳ板臥式單室三電場電除塵器結構特點介紹
GTD120-Ⅳ電除塵器是鋼板框架結構殼體，采用干法、水平氣流方式，主要有以下幾部分組成：
1、殼體：是由立柱、底梁、外側板等鋼結構組成。設計運行壽命30年。
1.1、立柱：由槽鋼和鋼板組焊而成，其下立于底梁之上，其上有橫梁，形成一個大的框架結構。堅固耐用。抗負壓強度高。
1.2、底梁：由槽鋼和鋼板組焊成的H型鋼制作的縱梁、橫梁組裝成一個框架，灰斗掛在其下方。灰斗的儲灰量滿足10-12個小時滿負荷運行。
1.3、橫梁：由槽鋼和鋼板組焊制作成縱梁、橫梁組合一個框架，收塵極板和吊掛將掛在其上。
1.4、側板：有鋼板、外加扁鋼為肋組合密封焊于立柱上，形成一個密閉的全鋼殼體。
1.5、頂蓋：采用雙層鋼板屋頂式結構，頂蓋上設有放電極吊掛保溫箱。還設有遠紅外加熱裝置，抗結露好。
2、 內部走臺：至于殼體內，底梁之上，上面安有收塵極振打的塵中軸承，以固定收塵極振打軸，同時又可作檢修平臺用，其上用圓鋼管相間排列，不致積灰。
3、 平臺直梯：每組橫向立柱間有3層內部走臺 用Φ180圓鋼管作梁，即可檢修，又可將各立柱相互拉接在一起，加強對應立柱間的穩定性。平臺載荷不小于5KN/m2
4、 入風口：為使電場內氣流分布均勻，設有多層氣流分布板，并且通過模擬實驗確定分布板的開孔率。
5、 出風口：為改善電場內氣流分布，再次搜集出口氣體中的少量荷電粉塵，提高收塵效率，在出風口處，設有槽形板裝置，為雙層迷宮型。
6、 收塵極板：該收塵極采用750大C型板，材料為SPCC，厚度不小于1.5mm。
7、 收塵極振打：在收塵極底部兩側裝有搖臂錘振打裝置，減速機型號為：XWED-0.37-63（共8臺），振打錘加速度大清灰效果好。
8、 放電極：放電極采用雙層框架結構，第一、二電場放電極均為“RS”型管狀芒刺線，第三、四電場增加管狀輔助電極。
9、 放電極振打裝置：為浮動跟蹤重錘振打，由置于除塵器頂部的電機經擺線針輪減速機減速后，低速驅動傳動軸，由曲柄將振打錘提起，利用振打錘下落時的沖擊力將陰極排上的粉塵打落，為了不同時振打各排放塵極，盡量得到均勻的振打效果，各曲柄的裝配角度是錯開裝置的。
10、排灰裝置：由排灰閥、振動電機和灰斗組成（共4臺），排灰閥為400×400排灰量為15 m3/h。
11、絕緣子保護裝置：在除塵器頂部設置的吊掛保溫箱及陰極振打傳動保溫內均有管狀加熱器，防止高壓絕緣子表面結露、粘灰而引起絕緣表面的絕緣電阻降低、爬電、破損等問題發生。
12、 結構特點：
12.1、支座：本設備除一個為固定支座外，其余都為移動的活動支座，以補償由于受熱膨脹引起的位移。
12.2、氣流分布：保證氣流在電場內分布均勻，是提高收塵效率的重要途徑。本設備設置三層多孔分布板，并且通過模擬實驗確定分布板的開孔率。
12.3、板線匹配：極板用大“C”型板，其優點眾所周知，而一、二電場用的“RS”線是在 “RS”管狀芒刺線的基礎上改進而成的，它除了具備原來的“RS”線的所有優點（入電性能好；鋼度好；不積灰；高溫下不扭變；容易安裝等）。同時還能消除收塵極板的收塵死區；安裝方式采用一端固定，一端插入導向槽內的自由端，受熱膨脹伸長又不會彎曲、變形。第三電場加輔助電極對高比電阻及細微粉塵捕捉十分有利，同時也能抑制反電暈的產生。
12.4、振打裝置：收塵極、電暈極都采用出口端搖臂錘周期性循環振打，整個系統結構簡單，工作運行可靠，振打周期是由PLC自動控制，振打頻率可調，陰陽極振打錘質量大小不一，因此傳遞的振打加速度也是不一樣。以達到能將陰、陽極收集的灰塵打下來，又不引起二次飛揚的目的。每個振打都單獨由帶有電機的擺線針輪減速機驅動，同時中間由繞性聯軸器連接，以免損壞減速機。傳動底座與殼體相連，隨殼體的膨脹而移動，傳動軸穿軸處密封采用填料箱結構。
12.5、灰斗：每個電場為倒錐體灰斗，內設二層氣流阻流板，以免引起氣流短路。為防止棚料，內部四棱處設有弧形滑流板。
12.6、殼體：由立柱、底梁、框架式的絕緣子室和側板組成，為便于檢修，在四個絕緣子室及殼體一側，均開有個檢修門。
12.7、出口槽形板：在出口變徑管內增設二層槽形板裝置，以再次捕集出口氣體中的少量粉塵，提高收塵效率。
12.8、卸灰裝置：采用既可連續又可間斷卸灰的星形卸灰閥，保證灰斗下部的密封，以免倒抽。為防止結露在灰斗處裝有蒸汽伴管。
12.9、吊掛部分：每個吊掛采用絕緣套筒支撐，同時附設臨時吊掛裝置，以便檢修、更換電瓷件。
12.10、收塵極板：采用了凹凸套筒上下分別跟上橫梁及振打桿固定,這是目前國內外最好的固定方式，既不損壞收塵極板，又便于傳遞振打加速度。
12.11、保溫箱加熱系統：絕緣子室用遠紅外電加熱系統，以提高保溫箱的溫度，由溫控元件保證在絕緣子室內溫度比露點溫度高20-40oC以上，以防止結露。
13、型電除塵器技術特點
型電除塵器是在普通板極式電除塵器和三電極管極式電除塵器的基礎上，開發研制的一種新型電除塵器（本除塵技術已獲國家專利）。它廣泛應用于工業鍋爐煙氣治理、冷卻機機尾排礦部及成品礦轉運篩分系統分散塵源等燒結粉塵的捕集。由于工業鍋爐行業煙氣含塵濃度高，且粉塵比電阻有時高達1012Ω.cm，采用普通板式電除塵器進行處理較為困難，而GTD型電除塵器就是針對上述工況特點而研制的專用設備，主要有以下特點：
13.1極配形式先進
采用三電極的極配形式，即在普通型電除塵器的陰極電暈線之間加入了與其等電位的輔助電極，并可根據不同煙氣工況及粉塵性質，對其進行調整以確定最佳極配。本設備擬采用的極配形式為:
電 場 陰 極 陽 極 同 極 距
一、二電場 新型RS芒刺線 750C型板 400mm
三、四電場 RS線+輔助電極 750C型板 400mm
13.2 工作狀態穩定
電除塵器二次電壓、二次電流工作段穩定，即使在煙氣中粉塵量產生高峰時，粉塵明顯增多的情況下，設備亦能正常工作。
13.3氣流分布均勻
采用全自動氣流分布模擬試驗測定并設計的進風口，內設兩層槽形導流多孔分布板，使進入電除塵器電場的氣流均勻，保證除塵效率。
出口采用橫置槽形板技術，即在電除塵器的電場出口內設有二排橫置槽形板，是垂直于電場布置，不僅對三電場出口氣流分布有利，且能對逸出電場的荷電粉塵進行再捕集，并起到防止粉塵二次飛揚的作用。
14、陰、陽極吊掛安全可靠
陰極排為框架式結構，每電場分上、下二層，置于陰極吊梁上，由絕緣套筒支撐起來，并使之與電場隔開，形成了陰極系統，為防止絕緣套筒結露，采用環行加熱裝置直接對其進行加熱。整個吊掛裝置安裝于箱型大梁內，安裝、維修人員可進入大梁內就近操作，且各吊掛點上方設起吊用支點，故使得檢修、維護十分便利。
陽極排由750C型板組成，由陽極吊梁懸掛在箱型大梁外側，形成陽極系統。
15、振打可靠
陰極采用浮動跟蹤式頂部傳動側面振打，整體式仿形切割錘頭，杜絕了普通板式電除塵器經常發生的脫錘掉錘現象。
陽極采用撓臂錘、機械切向振打，錘頭亦為整體式仿形切割，整個振打軸系置于內部走道之上，更換維修極為方便。
陽極振打軸系中采用的塵中軸承等均為電除塵器行業的標準產品，由專業廠家生產。故使備件的采購十分容易。
16、灰斗
灰斗上設有倉壁電振器，在灰斗棚灰時開啟；且內設阻流板，以防止氣流短路。灰斗內部四側棱處設有扇形滑流板。為防止結露，在灰斗上裝有蒸汽伴管。
17、密封嚴密
采取嚴密的密封措施，各人孔門等處使用特殊密封材料及結構，保證除塵器漏風率小于3%。
18、檢修、維護便利
除塵器檢修平臺方便、安全，均能直達各維修點，且留有足夠的操作空間。根據需求，還可在電除塵器頂部設置電動起重設備，能方便的對頂部整流變壓器進行吊裝，便于檢修維護。
19、 電除塵器電控部分特點
19.1、 高壓供電設備：采用ZZDJ-1.0A/72KV-HW戶外型可控硅微機控制高壓硅整流設備。并將整流變壓器置于除塵器頂部，通過雙極三點式隔離開關柜進行切換操作。其主要特點為：
⑴ 自動跟蹤性能好，適應性強，能根據不同煙氣和粉塵的變化自動調整供電電壓，達到輸出平均電功率最高。
⑵ 主控機采用MCS-51系列單片機8031，功能強，體積小，結構緊湊，抗干擾能力強，在電路設計上，采用超底 阻抗電流環傳輸和高純性模擬量光偶傳輸，具有很高的可靠性和控制精度。更適合于工業控制。
⑶ 具有連鎖保護，保護系統完善，閃絡靈敏合適，沒有因拉弧而使電暈線燒蝕。具有過流、過壓、閃絡封閉，電流整定，火花檢測和控制、跟蹤控制等環節的保護。
⑷ 運行安全，可靠性好。
⑸ 便于操作維護，自動化程度高。
19.2、低壓電控部分：低壓電氣控制系統以可編程序控制器（即PLC）為核心，構成電除塵系統電氣自動控制中心，具有如下功能：
⑴ 電除塵器陰、陽極自動程序控制振打，可在不改變控制系統配線及元件的情況下，能非常方便的改變自動振打程序，選擇最佳振打條件，以適應電除塵器在不同工況條件下的運行情況，提高除塵效率。
⑵ 陰極振打、陰極吊掛保溫箱絕緣子的自動加熱和手動加熱控制。
⑶ 電除塵器、灰斗排灰和灰斗振打可自動控制、手動控制和現場控制。
⑷ 除塵系統的自動運行、自動停車功能，可以使系統的開車、停車全部實現自動化，操作人員只需按一下按鈕。系統就可以按程序自動投入運行或停車。
⑸ 控制系統具有運行顯示和故障的綜合聲光報警功能，顯示具體故障位置，提示操作人員，方便了操作和維護檢修。
⑹ 控制方式多樣化，具有自動程序控制，手動操作控制等控制方式，能適應各種要求，便于調試、維修。
⑺ PLC軟件設計可以使某一控制功能投入主程序運行，也可以脫離主程序而由手動操作，并不影響整個系統的正常運行。
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