电除尘器原理结构及故障诊断

-1-电除尘器原理、结构及故障诊断部门专业讲课人讲课时间讲课地点讲课主要内容电除尘器的原理、结构及故障诊断一、基本原理：电除尘器是利用静电力（库伦力）实现气体中的固体或液体粒子与气流分离的一种除尘装置。它把电除尘器的放电极（阴极）接入高压直流电，收尘极（阳极）接地，在两级间维持一个足以使气体电离的静电场。当含尘气体通过两极间非均匀电场时，在放电极周围强电场强作用下发生电离，形成气体离子和电子并使粉尘粒子荷电，荷电后的粒子在电场作用下向收尘极运动并在收尘极上沉积，从而达到粉尘与气体分离的目的，当收尘极上粉尘达到一定厚度时，借助于振打机构使粉尘落入下部灰斗。用电除尘的方法分离气体中的悬浮尘粒，主要包括了以下四个复杂而又相互有关的物理过程：（1）气体的电离，(2)悬浮尘粒的荷电，(3)荷电尘粒向收尘极运动，(4)荷电尘粒沉积在收尘极上。实现电除尘的基本条件：（1）由电晕极和收尘极组成的电场应是极不均匀的电场，以实现气体的局部电离；（2）具有在两电极之间施加足够高的电压，能提供足够大电流的直流高压电源，为电晕放电、尘粒荷电和捕集提供充足的动力；（3）电除尘器应具备密闭的外壳，保证含尘气流从电场内部通过；（4）气体中应含有电负性气体（如O2、SO2、NH3、H2O等），以便在电场中产生足够多的负离子，来满足尘粒荷电的需要；（5）气体流速不能过高或电场长度不能太短，以保证荷电尘粒向收尘极驱进所需的时间；（6）具备保证电极清洁和防止二次扬尘的清灰和卸灰装置。图1电除尘器中除尘过程示意图1—放电极；2—电子；3—离子；4—尘粒；5—收尘极；6—供电装置；7—电晕区二、电除尘器基本结构1、收尘极及振打装置：-2-收尘极板又称阳极板，其系统由收尘极板、极板悬吊及其振打装置组成。图2卧式板式电除尘器透视图1—本体结构梁；2—收尘极悬挂梁；3—收尘极板（“C”槽形）；4—电晕框；5—电晕线(锯齿形)；6—电晕极振打装置；7—挠臂锤收尘极目前电力行业主要选用大C型板，一般大C型板是由1.5毫米的SPCC碳钢板，由日本进口或国产，宽度为480毫米，长度根据设计确定。2、放电极系统及其振打装置：放电极又称电晕极、阴极。放电极系统是电除尘器电场的第二主要组成部分，它包括放电极、放电极框架、框架吊杆及支撑套管、放电极振打装置等部分。由于放电极系统在工作时带有高压电，所以必须注意放电极各部件与收尘极有足够的距离。放电极线有各种各样，如星形线、芒刺线、锯齿线、鱼骨针线、螺旋线等。现托电公司电除尘器主要使用RS型芒刺线、螺旋线配480C型板。芒刺线电晕电极的电晕电流值与电晕线上刺尖的间距和刺的长度有密切的关系，芒刺越高，电流越大，这样可根据电除尘器运行时粉尘浓度不同应选取不同的电晕线，一般浓度较大的第一、第二电场可选取芒刺线，第一电场芒刺要较第二电场的芒刺尖长，而在三、四、五电场由于粉尘浓度低，需尽可能提高电压，加速带电粉尘的运动，可选取星形线、圆型线、螺旋线等无芒刺、针尖的电晕较好的线型。3、气流均布装置（气流分布板）：将烟气引入电除尘器是从小截面的烟道过渡到电除尘器内部大截面，所以不采取必要的措施，会造成气体沿电场截面分布不均匀，速度分布不均匀将影响除尘器的效率，越不均匀，除尘效率越低。为促进气流分布均匀，在进口烟箱入口处安设气流导向板，在烟箱设三层气流分布板，气流分布板上可挂一些气流导流板。4、槽形板及其振打：槽形板是设在电除尘器出口烟箱，其作用是捕集电场中未被后电场极板吸附的已荷电细小粉尘，以提高除尘效率。槽形板一般为二层，迷宫式结构。槽形板设有振打装置，与集尘极振打装置相同。-3-5、电除尘器壳体：电除尘器壳体是密封烟气、支撑全部内件重量及外部附加载荷的结构件。其作用是引导烟气通过电场，支撑放电极、集尘极及振打设备，形成一个与外界环境隔离的独立的收尘空间。电除尘器壳体一般用钢材制作，壳体不仅有足够的强度、刚度及密封性，而且考虑工作环境下的耐腐蚀性和稳定性，同时壳体结构具有良好的工艺性和经济性。要求壳体的漏风率＜3％。电除尘器壳体分为二部分；一部分是承受电除尘器全部构件重量及外部附加载荷的框架。另一部分是用以外部空气隔开，形成一个独立的电除尘器除尘空间的封板。电除尘器壳体在热态时，整个壳体受热膨胀，所以每台电除尘器的底梁下面装有一套活动支承来补偿壳体受热膨胀的位移，其中有一个支点是固定的，其余各支点按不同的位置不同的结构的活动支承，在壳体膨胀时，按设定的方向滑动。电除尘器壳体包括进、出口烟箱、电除尘器的顶部、侧部、灰斗等组成。6、电除尘器高低压供电装置电除尘器中的高压供电装置的功能是为粉尘的荷电和收集提供强的电场和电流。电除尘器高低压供电装置由升压变压器、高压整流器、控制器元件和控制系统的传感器等四部分组成。电除尘器低压控制系统是指控制振打、加热、卸灰、料位计等设备正常运行、并提供保护和报警功能的系统。三、影响电除尘器性能的因素：1、粉尘特性：主要包括粉尘的粒径分布、真密度、堆积密度、粘附性及比电阻等。2、烟气性能：主要包括烟气温度，压力、成分、湿度、流速和含尘浓度等。3、结构因素：主要包括放电极线的几何形状，直径、数量和线间距。集尘极的形式、极板断面形状、极间距、极板面积以及电场数、电场长度、供电方式、振打方式（方向、强度、周期）、气流分布装置、壳体严密程度、灰斗形式和出灰口锁气装置等。4、操作因素：主要包括伏安特性、漏风率、气流短路、二次飞扬和放电极线肥大等。电除尘器设备与锅炉配套，受锅炉运行等方面影响，即使电除尘器有良好的收尘性能，但是由于外界条件的变化，也会使它达不到预期的效果。四、电除尘器常见故障分析：1、电除尘器常见故障类型术语：（1）反电晕：沉积在收尘极表面上的高比电阻粉尘层所产生的局部反放电现象。（2）电晕闭塞：当气体含尘浓度较高时，在电晕线周围的负粒子意志电晕放电，使电晕电流大大降低甚至趋于零的现象。（3）二次扬尘：也称二次飞扬，是指已经沉积在收尘极上的粉尘，因黏附力不够，受气流冲刷或振打清灰等因素的影响，使粉尘重新返回气流中的现象。（4）气流分布不均：指由于漏风、窜气、烟道转弯，气流均布装置设计不合理等原因，造成除尘器入口断面上气流分布不均匀，除尘效率严重降低的现象。（5）气流旁路：也称窜气，是指部分含尘气流未从电除尘器内部的电场中通过，而是从收尘极板的顶部、底部或极板左右最外边与壳体内壁之间通过的现象。（6）电场短路：由于极板变形、电晕线断线、灰斗满灰和绝缘子结露等原因，使阴阳极之间的绝缘破坏，二次电压非常小，二次电流非常大，电场无法正常运行的现象。（7）灰短路：由于灰斗满灰、极线严重积灰等原因，构成阴阳极之间通过灰尘形成的短路现象。-4-（8）爬闪：由于绝缘套管或绝缘子表面结露、积污、破损等原因而引起的局部击穿或沿面放电现象。2、电除尘器故障原因及处理方法：（1）高压控制柜输出短路跳闸：原因：a电除尘器内部阴极线断线。b高压硅整流变输出阻尼电阻烧断接地。c高压隔离开关内部短路。d电除尘器内部积灰太多或有金属杂物引起短路。e高压控制柜输出短路保护误动作。f大梁绝缘子或阴极振打瓷轴对地闪络接地。g电除尘设备的检修临时接地线未拆除。处理：a停炉后检查电除尘器电场内部阴极线，更换所断阴极线。b检查更换阻尼电阻。c检查高压隔离开关，清除或修复短路处。d清除电场内部积灰，若有金属杂物，停炉后进电除尘器内部进行清除。e试投一次，若仍出现短路，联系校验及检查。f清洁或更换绝缘子或瓷轴。g拆除临时接地线。（2）高压控制柜输出开路跳闸原因：a高压隔离开关未打至“电场”位置。b输出阻尼电阻烧断。c电场引入线断线或接触不良。d二次电流取样线开路或对地短路。处理：a将高压隔离开关打至“电场”位置。b检查更换阻尼电阻。c通知检修检查引入线。d取样线问题通知检修处理。（3）电场二次电压正常，二次电流偏低原因：a阳极板或阴极线上积灰太多。b振打装置未投运或振打周期过长。-5-c振打装置联轴器故障。d电晕线肥大，放电不良。处理：a清除积灰。b投运振打装置或调整振打周期。c检修振打装置。d找出电晕线肥大原因并予以解决。（4）二次电压及二次电流低摆动大原因：a阴极线断线并摆动，造成局部放电并击穿。b高压部件闪络。处理：a检查电除尘内部。b处理闪络部件。（5）二次电压、二次电流升不高原因：a电除尘器内部阴极线严重变形或断线，构成不完全短路。b电气取样信号误差过大或取样不准确。处理：a检查电除尘内部。b检查高压控制柜二次取样信号。（6）电场或高压供电回路短路现象：a一次电压正常，二次电压回零，一、二次电流增大。b低压延时保护动作跳闸。c一次电流达到整定电流极限，如果电流极限失控，过流保护将动作跳闸。处理：a停止电场运行。b拉开高压侧隔离开关，测量电场绝缘。c如果因灰斗满灰造成电场短路，在故障消除后，可以继续投入电场运行。d如果因电场电极或高压供电回路短路，应由检修处理。（7）高压回路开路现象：a一、二次电压升高，一次电流很小，二次电流回零。b完全开路时无闪络现象。c不完全开路时，二次电流在零与正常值之间突然变化，且有闪络现象。处理：a检查阻尼电阻是否过热，连接线是否完好。-6-b检查高压隔离开关是否到位。c检查整流变工作接地线接触是否良好。（8）整流变故障现象：a一次电压降低，一次电流升高，二次电压降低或为零，二次电流回零。b故障不严重时，整流变有异音，温升较高，低压延时保护可能动作。c故障严重时，整流变过流、瓦斯保护将动作。处理：a对整流变本体及电源引线进行检查有无烧损变形现象。b检查整流变油色、油位，通知化学取变压器油样及瓦斯继电器内气体进行化验。c将整流变停电，测量本体及电源电缆绝缘。参加人员签到注：请于讲课前一周把讲课稿以电子版形式交人力资源部，讲课后一周内把签到的本表交人力资源部备案。