水泥厂旋窑电除尘系统配套电除尘器技术方案
一、设计总则：
本次静电除尘器的设计、材料、制造、检验和验收完全按照以下条款的技术要求进行：
中国的有关材料标准最新版
包装运输标准 最新版
火电厂大气污染物排放标准 GB13223－1996
环境空气质量标准 GB3095－1996
工业企业噪声控制设计规范 GBJ78－85
固定式钢斜梯 GB4053.4-83
碳素结构钢和低合金结构钢冷轧薄钢板及钢带 GB1253-89
普通碳素结构钢和低合金结构热轧厚钢板技术条件GB3274
优质碳素结构钢号和一般技术条件 GB699－88
碳素结构钢 GB700－88
焊接接头的基本形式与尺寸 GB985/986－88
钢结构设计规范 GBJ17－88
电气装置安装工程及验收规程 GBJ323－82
燃煤电厂电除尘器技术条件 DL／T514－93
高压静电除尘用硅整流设备 JB/T9688－1999
静电除尘器用高压硅整流设备试验方法 JB/T5845
二、 设备规范
1、 工况参数及要求：
设备名称 静电除尘器
除尘器入口烟气温度 正常：135～155℃
最大：～200℃
额定烟气量 ～337000m3/h
最大烟气量 ～373000m3/h
烟气含尘量 ～29g/m3
保证除尘效率 ≥99.75%
除尘器漏风率 ＜3%
除尘器本体阻力 ≤250 Pa
台数 1台
除尘器形式 单室、四电场
2、 除尘器的选型设计算：
1） 根据烟气量和效率计算总收尘面积：
Q=373000m3/h=103.6 m3/s η=99.75%
A需=- Q×ln(1-η)÷w
(w为电场的驱进速度, w取0.08m/s)
A需=-103.6 ×ln(1-0.9975)÷0.08
=7758 (m2)
2)比集尘面积为: A比= A /Q=7758÷103.6=74.88（m2/ m3/s）
3)确定电除尘器的有效电场断面:
S= Q/V (其中V为电场风速,V取0.86m/s)
S=103.6/0.86=120.5≈120(m2)
3、 120 m2-Ⅳ电除尘器的主要技术参数：(单台)
电场有效断面 120 m2
处理风量 330000～420000 m3/h
电场风速 0.71～0.9m/s
烟气在电场内停留时间 17～13s
电场驱速进速度 0.08m/s
电场有效长度 3（米）×4个=12米
电场有效高度 12040 mm
电场有效宽度 10800 mm
收尘极板总收尘面积 7776 m2
同极距 400mm
通道数 27个
室数 1个
电场数 4个
比集尘面积 84.83～66.65 (m2/ m3/s)
电晕线型式 RS芒刺+辅助极
电晕线材质 SSPC
每个电场放电极数 972根
电晕线振打方式 顶部传动侧部振打
电晕线固定方式 连接套管
收尘极型式 750C板
每块收尘极板块数 4块
阳极板材质 SSPC
每个电场收尘极板数 112块
收尘极振打方式 底部(侧部)振打
收尘极固定方式 凹、凸套固定
绝缘子保护方式 管状加热器加热
设备总重量 355.6T
外形尺寸(长×宽×高) 25100×13160×23700
进风口 下进
气流分布板 多孔板加导流板
出风口 下出
气流分布板 迷宫型槽形板
电场风承受的最大负压 -6000Pa
灰斗 4
高压电源（GGAJ02-1.0A/72KV-HW） 4套
密封 人孔门和检查门均采用硅橡胶密封条密封
灰斗储灰量 12～14小时满负荷运行灰量
第一电场灰斗理论排灰量 6.8T/h(个)
第二电场灰斗理论排灰量 4T/h(个)
第三电场灰斗理论排灰量 1.4T/h(个)
第四电场灰斗理论排灰量 0.1T/h(个)
设计年运行小时 8000
三、设备技术说明：
1、GTD120-Ⅳ板卧式单室三电场电除尘器工作原理
GTD型电除尘器是国内近年来应用较多的卧式电除尘器，特别是在工业锅炉行业上配套效果良好，其收尘机理应用了美国首创的双区电除尘理论，并增加了第三电极（辅助电极）提高了对高比电阻粉尘捕积的效果、具有耐热、耐磨性强、变形量小，收尘面积大、振打清灰效果好等优点。
收尘极（接地极）由750C型板框架结构组成，放电极（接负高压）由新型RS芒刺线及辅助电极组成，其电场是个反复交替的双区电场，当外加直流电压到一定值时，放电极针尖开始起晕放电，电场内的气体介质被电离，当电压提高到工作值时，已电离的电子和正离子被加速而碰撞其它的中性气体分子，从而产生所谓的“雪崩”反应。此时，负离子流向集尘极迁移，正离子流则在放电针尖附近及辅助电极表面被中和，针尖附近产生了强烈的离子风，粉尘进入电场后，电场内运动的离子与尘粒碰撞使尘粒荷电。粉尘荷电后，在电场力的作用下，大量带负电荷尘粒沉积在收尘极上，少量带正电荷的尘粒趋向放电极和辅助电极，其电离、荷电、收尘工作过程，即为净化烟气的过程，再经过振打装置，使收集在收尘极上的粉尘，落入灰斗，经排灰装置排出利用。净化过的烟气，经烟囱排入大气。
2、GTD120-Ⅳ板卧式单室三电场电除尘器结构特点介绍
GTD120-Ⅳ电除尘器是钢板框架结构壳体，采用干法、水平气流方式，主要有以下几部分组成：
1、壳体：是由立柱、底梁、外侧板等钢结构组成。设计运行寿命30年。
1.1、立柱：由槽钢和钢板组焊而成，其下立于底梁之上，其上有横梁，形成一个大的框架结构。坚固耐用。抗负压强度高。
1.2、底梁：由槽钢和钢板组焊成的H型钢制作的纵梁、横梁组装成一个框架，灰斗挂在其下方。灰斗的储灰量满足10-12个小时满负荷运行。
1.3、横梁：由槽钢和钢板组焊制作成纵梁、横梁组合一个框架，收尘极板和吊挂将挂在其上。
1.4、侧板：有钢板、外加扁钢为肋组合密封焊于立柱上，形成一个密闭的全钢壳体。
1.5、顶盖：采用双层钢板屋顶式结构，顶盖上设有放电极吊挂保温箱。还设有远红外加热装置，抗结露好。
2、 内部走台：至于壳体内，底梁之上，上面安有收尘极振打的尘中轴承，以固定收尘极振打轴，同时又可作检修平台用，其上用圆钢管相间排列，不致积灰。
3、 平台直梯：每组横向立柱间有3层内部走台 用Φ180圆钢管作梁，即可检修，又可将各立柱相互拉接在一起，加强对应立柱间的稳定性。平台载荷不小于5KN/m2
4、 入风口：为使电场内气流分布均匀，设有多层气流分布板，并且通过模拟实验确定分布板的开孔率。
5、 出风口：为改善电场内气流分布，再次搜集出口气体中的少量荷电粉尘，提高收尘效率，在出风口处，设有槽形板装置，为双层迷宫型。
6、 收尘极板：该收尘极采用750大C型板，材料为SPCC，厚度不小于1.5mm。
7、 收尘极振打：在收尘极底部两侧装有摇臂锤振打装置，减速机型号为：XWED-0.37-63（共8台），振打锤加速度大清灰效果好。
8、 放电极：放电极采用双层框架结构，第一、二电场放电极均为“RS”型管状芒刺线，第三、四电场增加管状辅助电极。
9、 放电极振打装置：为浮动跟踪重锤振打，由置于除尘器顶部的电机经摆线针轮减速机减速后，低速驱动传动轴，由曲柄将振打锤提起，利用振打锤下落时的冲击力将阴极排上的粉尘打落，为了不同时振打各排放尘极，尽量得到均匀的振打效果，各曲柄的装配角度是错开装置的。
10、排灰装置：由排灰阀、振动电机和灰斗组成（共4台），排灰阀为400×400排灰量为15 m3/h。
11、绝缘子保护装置：在除尘器顶部设置的吊挂保温箱及阴极振打传动保温内均有管状加热器，防止高压绝缘子表面结露、粘灰而引起绝缘表面的绝缘电阻降低、爬电、破损等问题发生。
12、 结构特点：
12.1、支座：本设备除一个为固定支座外，其余都为移动的活动支座，以补偿由于受热膨胀引起的位移。
12.2、气流分布：保证气流在电场内分布均匀，是提高收尘效率的重要途径。本设备设置三层多孔分布板，并且通过模拟实验确定分布板的开孔率。
12.3、板线匹配：极板用大“C”型板，其优点众所周知，而一、二电场用的“RS”线是在 “RS”管状芒刺线的基础上改进而成的，它除了具备原来的“RS”线的所有优点（入电性能好；钢度好；不积灰；高温下不扭变；容易安装等）。同时还能消除收尘极板的收尘死区；安装方式采用一端固定，一端插入导向槽内的自由端，受热膨胀伸长又不会弯曲、变形。第三电场加辅助电极对高比电阻及细微粉尘捕捉十分有利，同时也能抑制反电晕的产生。
12.4、振打装置：收尘极、电晕极都采用出口端摇臂锤周期性循环振打，整个系统结构简单，工作运行可靠，振打周期是由PLC自动控制，振打频率可调，阴阳极振打锤质量大小不一，因此传递的振打加速度也是不一样。以达到能将阴、阳极收集的灰尘打下来，又不引起二次飞扬的目的。每个振打都单独由带有电机的摆线针轮减速机驱动，同时中间由绕性联轴器连接，以免损坏减速机。传动底座与壳体相连，随壳体的膨胀而移动，传动轴穿轴处密封采用填料箱结构。
12.5、灰斗：每个电场为倒锥体灰斗，内设二层气流阻流板，以免引起气流短路。为防止棚料，内部四棱处设有弧形滑流板。
12.6、壳体：由立柱、底梁、框架式的绝缘子室和侧板组成，为便于检修，在四个绝缘子室及壳体一侧，均开有个检修门。
12.7、出口槽形板：在出口变径管内增设二层槽形板装置，以再次捕集出口气体中的少量粉尘，提高收尘效率。
12.8、卸灰装置：采用既可连续又可间断卸灰的星形卸灰阀，保证灰斗下部的密封，以免倒抽。为防止结露在灰斗处装有蒸汽伴管。
12.9、吊挂部分：每个吊挂采用绝缘套筒支撑，同时附设临时吊挂装置，以便检修、更换电瓷件。
12.10、收尘极板：采用了凹凸套筒上下分别跟上横梁及振打杆固定,这是目前国内外最好的固定方式，既不损坏收尘极板，又便于传递振打加速度。
12.11、保温箱加热系统：绝缘子室用远红外电加热系统，以提高保温箱的温度，由温控元件保证在绝缘子室内温度比露点温度高20-40oC以上，以防止结露。
13、型电除尘器技术特点
型电除尘器是在普通板极式电除尘器和三电极管极式电除尘器的基础上，开发研制的一种新型电除尘器（本除尘技术已获国家专利）。它广泛应用于工业锅炉烟气治理、冷却机机尾排矿部及成品矿转运筛分系统分散尘源等烧结粉尘的捕集。由于工业锅炉行业烟气含尘浓度高，且粉尘比电阻有时高达1012Ω.cm，采用普通板式电除尘器进行处理较为困难，而GTD型电除尘器就是针对上述工况特点而研制的专用设备，主要有以下特点：
13.1极配形式先进
采用三电极的极配形式，即在普通型电除尘器的阴极电晕线之间加入了与其等电位的辅助电极，并可根据不同烟气工况及粉尘性质，对其进行调整以确定最佳极配。本设备拟采用的极配形式为:
电 场 阴 极 阳 极 同 极 距
一、二电场 新型RS芒刺线 750C型板 400mm
三、四电场 RS线+辅助电极 750C型板 400mm
13.2 工作状态稳定
电除尘器二次电压、二次电流工作段稳定，即使在烟气中粉尘量产生高峰时，粉尘明显增多的情况下，设备亦能正常工作。
13.3气流分布均匀
采用全自动气流分布模拟试验测定并设计的进风口，内设两层槽形导流多孔分布板，使进入电除尘器电场的气流均匀，保证除尘效率。
出口采用横置槽形板技术，即在电除尘器的电场出口内设有二排横置槽形板，是垂直于电场布置，不仅对三电场出口气流分布有利，且能对逸出电场的荷电粉尘进行再捕集，并起到防止粉尘二次飞扬的作用。
14、阴、阳极吊挂安全可靠
阴极排为框架式结构，每电场分上、下二层，置于阴极吊梁上，由绝缘套筒支撑起来，并使之与电场隔开，形成了阴极系统，为防止绝缘套筒结露，采用环行加热装置直接对其进行加热。整个吊挂装置安装于箱型大梁内，安装、维修人员可进入大梁内就近操作，且各吊挂点上方设起吊用支点，故使得检修、维护十分便利。
阳极排由750C型板组成，由阳极吊梁悬挂在箱型大梁外侧，形成阳极系统。
15、振打可靠
阴极采用浮动跟踪式顶部传动侧面振打，整体式仿形切割锤头，杜绝了普通板式电除尘器经常发生的脱锤掉锤现象。
阳极采用挠臂锤、机械切向振打，锤头亦为整体式仿形切割，整个振打轴系置于内部走道之上，更换维修极为方便。
阳极振打轴系中采用的尘中轴承等均为电除尘器行业的标准产品，由专业厂家生产。故使备件的采购十分容易。
16、灰斗
灰斗上设有仓壁电振器，在灰斗棚灰时开启；且内设阻流板，以防止气流短路。灰斗内部四侧棱处设有扇形滑流板。为防止结露，在灰斗上装有蒸汽伴管。
17、密封严密
采取严密的密封措施，各人孔门等处使用特殊密封材料及结构，保证除尘器漏风率小于3%。
18、检修、维护便利
除尘器检修平台方便、安全，均能直达各维修点，且留有足够的操作空间。根据需求，还可在电除尘器顶部设置电动起重设备，能方便的对顶部整流变压器进行吊装，便于检修维护。
19、 电除尘器电控部分特点
19.1、 高压供电设备：采用ZZDJ-1.0A/72KV-HW户外型可控硅微机控制高压硅整流设备。并将整流变压器置于除尘器顶部，通过双极三点式隔离开关柜进行切换操作。其主要特点为：
⑴ 自动跟踪性能好，适应性强，能根据不同烟气和粉尘的变化自动调整供电电压，达到输出平均电功率最高。
⑵ 主控机采用MCS-51系列单片机8031，功能强，体积小，结构紧凑，抗干扰能力强，在电路设计上，采用超底 阻抗电流环传输和高纯性模拟量光偶传输，具有很高的可靠性和控制精度。更适合于工业控制。
⑶ 具有连锁保护，保护系统完善，闪络灵敏合适，没有因拉弧而使电晕线烧蚀。具有过流、过压、闪络封闭，电流整定，火花检测和控制、跟踪控制等环节的保护。
⑷ 运行安全，可靠性好。
⑸ 便于操作维护，自动化程度高。
19.2、低压电控部分：低压电气控制系统以可编程序控制器（即PLC）为核心，构成电除尘系统电气自动控制中心，具有如下功能：
⑴ 电除尘器阴、阳极自动程序控制振打，可在不改变控制系统配线及元件的情况下，能非常方便的改变自动振打程序，选择最佳振打条件，以适应电除尘器在不同工况条件下的运行情况，提高除尘效率。
⑵ 阴极振打、阴极吊挂保温箱绝缘子的自动加热和手动加热控制。
⑶ 电除尘器、灰斗排灰和灰斗振打可自动控制、手动控制和现场控制。
⑷ 除尘系统的自动运行、自动停车功能，可以使系统的开车、停车全部实现自动化，操作人员只需按一下按钮。系统就可以按程序自动投入运行或停车。
⑸ 控制系统具有运行显示和故障的综合声光报警功能，显示具体故障位置，提示操作人员，方便了操作和维护检修。
⑹ 控制方式多样化，具有自动程序控制，手动操作控制等控制方式，能适应各种要求，便于调试、维修。
⑺ PLC软件设计可以使某一控制功能投入主程序运行，也可以脱离主程序而由手动操作，并不影响整个系统的正常运行。
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