电厂电除尘系统效率影响因素分析及研究毕业论文.doc
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1、电厂电除尘系统效率影响因素分析及研究专 业 热动07-6班 定稿日期:2023年03月30日机械工程系毕业设计(论文)任务书学 生 姓 名专业班级热动07-6班设计(论文)题目电厂电除尘系统效率影响因素分析及研究接受 任务 日期10年4月12日完成任务日期10年7月12日指 导 教 师刘锡林指导教师单位新疆工业高等专科学校设计(论文)内容目标针对电厂电除尘器除尘效率下降的情况, 分析其存在的主要问题, 简要介绍所采取的改造措施: 将相应的电除尘器一电场阴极线更换为管型芒刺线; 阳极板下部加装加强板; 阴极振打轴承改为托滚式轴承等。改造实施后电除尘器除尘效果明显改善, 可靠性得到提高。本电除尘器
2、的改造经验对其他电厂解决同类问题具有一定借鉴意义。设计(论文)要求1选题必须符合专业目标及教学基本要求,使学生得到比较全面的训练。 2题目的难度和大小要适中,使中等以上学生通过努力能在规定的时间内完成,同时又给优秀学生留有发挥和创新的余地。3选题应贯彻应才施教的原则,题目类型应多样化。便于学生根据自己的能力和兴趣爱好选择题目以充分发挥学生的积极性和创造性。论文指导记录2010年4月12日至18日指导老师确定设计题目;4月19日至4月25日 根据设计题目查找资料;4月26日至4月27日 完成开题报告与设计大纲,交老师审阅;4月28日至5月23日 依据设计大纲完成设计一稿,交老师批阅;5月24日至
3、6月6日 完成设计二稿,交老师批阅;6月7 日至6月13日 完成相关设计简介及答辩提纲;6月16日至6月18日 定稿打印,毕业设计答辩参考资料张殿印 王纯 化学工业出版社 2005年1月 原永涛 化学工业出版社 2004年10月 陈明绍,吴光兴等编著.除尘技术的基本理论与应用.北京:中国建筑工业出版社,1981年 中国电力 第39 卷第6 期 第36-38页注:此表发给学生后由指导教师填写,学生按此表要求开展毕业设计(论文)工作。新疆工业高等专科学校机械工程系毕业设计(论文)成绩表学 生 姓 名陈迪专业班级热动07-6班设计(论文)题目电厂电除尘系统效率影响因素分析及研究指导教师(签名)指导教
4、师单位新疆工业高等专科学校指导教师评语评阅成绩: 评阅教师签字: 年月日答辩记录成绩: 提问教师签字: 年月日答辩小组意见答辩成绩: 答辩小组组长签字: 年月日摘 要针对电厂电除尘器除尘效率下降的情况, 分析其存在的主要问题, 简要介绍所采取的改造措施:将相应的电除尘器一电场阴极线更换为管型芒刺线; 阳极板下部加装加强板; 阴极振打轴承改为托滚式轴承等。改造实施后电除尘器除尘效果明显改善, 可靠性得到提高。本电除尘器的改造经验对其他电厂解决同类问题具有一定借鉴意义。关键词:电除尘器; 阴极线; 阳极板; 轴承;除尘效率AbstractAiming at the efficiency decre
5、asing problem of electrostatic precipitator Power Generation Co. Ltd., main causes were analyzed in this paper. Based on these, several countermeasures were briefly introduced as follows: emitter wires were replaced by tube- type discharge spine wires, reinforced plates were installed at the bottom
6、of collection plates, and rapper bearings were changed into bracket bearings. The collection efficiency and operating reliability are both improved as a result of above- mentioned retrofits on the electrostatic precipitator. The successful experiences also provide certain reference for other power p
7、lants to solve such problems effectively.Key Word: electrostatic precipitator emitter wire collection efficiency目 录第 一 章 绪论11.1 电除尘系统的现状11.2 改进电除尘器的意义11.3 通过实例对电除尘器改进进行分析1第 二 章 造成电除尘器效率降低的分析32.1 设计上的因素32.1.1 煤、灰及烟气资料32.1.2 系统及工况资料32.1.3 对电除尘器的要求32.2 安装质量因素42.3 工况运行因素42.4 电晕线肥大和阳极板粉尘堆积对运行参数的影响62.5 电晕
8、闭塞对运行参数的影响72.6 锅炉排烟温度和压力对运行参数的影响82.7 高压短路对运行参数的影响92.8 运行工况因素对已投运后的电除尘器的重要92.8.1 烟气性质对电除尘器效率的影响92.8.2 粉尘比电阻的影响102.8.3 电除尘器安全运行的故障有振打失灵、灰斗积灰102.9 粉尘的比电阻102.9.1 粉尘比电阻和除尘效率的关系102.9.2 温度影响102.9.3 湿度影响112.10 气流的均匀性112.10.1 除尘器效率直接与烟气流速有关112.10.2 除尘器进口的含尘浓度122.10.3 电除尘器入口含尘量设计122.10.4 为了减少电除尘器的入口的含尘量122.11
9、 操作技术122.11.1 锅炉投油助燃或煤、油混烧142.11.2 运行中阴极振打锤、振打砧发生脱落现象142.12 漏风142.13 火化率152.14 阳极板下部撕裂152.15 阴极振打轴系卡涩162.16 阳极振打轴承衬磨损162.17 灰斗与灰斗联接部位凸台积灰162.18 平时检修不及时17第 三 章 电除尘器的整改及改进效果183.1 提高振打系统安全的可靠性183.2 电厂阴极线更换为管型芒刺线193.3 阳极板下部加装阳极板203.4 阴极振打轴承改型203.5 改进效果203.5.1 空载升压实验213.5.2 除尘效率实验21结论21致谢22参考文献23第 一 章 绪论
10、1.1 电除尘系统的现状多在几年前建成投产,受当时各种的因素的影响和条件的限制,电除尘器选型普遍比较冒进。当时有两种主要认识:(1)认为电除尘器既然是一种高效除尘器,它的除尘效率远高于其他形式的除尘器,只要有了它,烟尘污染就基本消除了;(2)环境保护的投资大,经济效益低,甚至只有不断地投入而无丝毫的产出,因而对环境保护的投资是被动的。因而发电厂向电除尘器制造厂提供基本参数的准确度就尤显重要。某发电厂除尘器改造时提供给电除尘器制造厂的最大实际烟气量为四十二万立方米每小时,而其实际烟气量在五十万立方米每小时左右。这一偏差,就使电除尘器在其他一切状况均正常时,除尘效率由设计值98%下降到96.3%,
11、烟尘排放量增加约一倍。这样使发电厂的能耗有所增加,经济效益受到一定量的损失。其次除尘效率低,排放到空气中的灰尘就会增加,相比之下这对环境也造成了严重的污染,电除尘器的改进不管是对电厂的经济效益还是对环境的影响都有一定的意义。1.2 改进电除尘器的意义(1)对电除尘器进行改进,可以有效的减小固体未完全燃烧损失。(2)对电除尘器进行改进,可以减小烟尘在锅炉中的对设备的磨损,锅炉的热效率是进入炉膛的总热量减去锅炉各个损失,在各项损失中固体未完全燃烧损失所占比例最大,对电除尘器进行改进对提高锅炉的热效率和提高煤炭的利用率也有很大的意义。(3)对电除尘器进行改进。对电厂热效率的提高和对整个电厂效率的影响
12、以及环境保护都有重大的意义。1.3 通过实例对电除尘器改进进行分析本文通过对200MW燃煤发电机组配用兰州电力修造厂生产的RWD/KFH-170-3 型三电场卧式静电除尘器, 电控部分由龙岩空气净化设备厂提供。每台锅炉各配2 台独立的电除尘器并列组合而成, 每台电除尘器分4 个电场, 并在最后一个电场末端加设2层横置槽板, 防止二次飞扬, 以提高收尘效率。电除尘一般随着运行时间增长, 除尘效果逐渐变差, 电场运行参数开始下降, 二次电压、二次电流均难以达到正常值, 还经常出现电场投不上的情况。为找出电除尘器除尘效率降低的原因, 寻求合理有效的治理方案, 对除尘器内部进行检查分析, 因此,本文在
13、通过分析电除尘器除尘效率达不到设计值原因的基础上,探讨一些解决问题的办法,希望能够对火电厂环保工作提供有益的参考1 。第 二 章 造成电除尘器效率降低的分析2.1 设计上的因素电除尘器的设计需要的原始材料包括以下内容:2.1.1 煤、灰及烟气资料煤质的全分析(成份、热值、挥发份),灰的成份、粒径、比电阻、容重,烟气成份、温度、湿度、酸露点温度、烟气量及烟气含尘浓度。2.1.2 系统及工况资料炉型、容量、耗煤量及系统漏风选值。现场气象资料:海报及气压、环境温度、风载、雪载、地震烈度及安装现场位置限定。2.1.3 对电除尘器的要求效率保证,允许漏风等依据多依奇效率公式: (2-1)式中 为烟气驱进
14、速度;Q为烟气处理量;A为收尘面积。由此公式得出,根据要求A、Q值确定后,影响除尘效率的关键因素取决于(烟气驱进速度),而值的取得通常有两种方法:一种将拟采用的煤在实验炉中燃烧,然后经试验装置(与现实参数相同)测出其除尘效率,然后推算出值;另一种是将现场大量运行电除尘的各种参数与烟尘特性进行统计汇总,用计算机进行处理分析,找出相互关系图表应用于设计中,这就存在设计中取得资料的全面性问题。如:飞灰化学成份分析一般只分析SiO2、Al2O3、Fe2O3、CaO、MgO以及SO3等项目而忽略Na2O、K2O、TiO2、MnO2、LiO2、P2O5及飞灰可燃物等数据,而以上因素对确定值很重要。2设计中
15、选择参数值有很多是经过试验所得,科学、准确性上明显不足。目前国内尚无煤质对电除尘特性影响的研究数据。整流设备额定电压与电流的选择是根据经验数据来确定,经验选择一般过大,其弊端是:电压选择过高,实际送不上,可控硅导通角被压缩(我厂#4炉选择电压为72KV,运行中导通角在50%70%),调整后的峰值,使电场过早击穿,造成火花频繁,降低除尘效率;电流选高了,整流内阻小,工作不稳定,火花多,降低除尘效率;阻尼电阻烧毁机率加大,电除尘器投入率降低。设计中机械的问题如:本体壳板材薄、人孔门的低成本造成本体漏风率较高;阳极振打采用托架叉式轴承,造成振打轴脱离托架,设计振打力不足,振打时间间隔短造成粉尘的二次
16、飞扬。2.2 安装质量因素电除尘器的安装质量对电除尘器的除尘效率有很大影响。如果安装质量不好,其效率可以相差10%。在我厂#1#3炉第4电场的安装中,由于与原有电场的结合影响到电除尘本体的漏风率;由于安装质量问题,我厂#3炉第4电场阴极振打出现多次瓷轴断裂现象;振打砧板脱落现象经常发生,每年我厂在进行小修、临修过程中,消除振打锤、撞击杆、砧板脱落的缺陷点约5060个;由于安装密封性差,造成本体漏风率提高,我厂#4炉人孔口门密封材料安装粗糙,门体变形造成本体漏风率提高;阴极振打处无保温造成结露腐蚀。2.3 工况运行因素2.3.1 反电晕对运行工况的影响电除尘器最适合的粉尘比电阻范围为104010
17、50(/),而我厂粉尘比电阻经测试为10111013(/),超过此临界值则为高比电阻粉尘。所谓反电晕就是指沉积在收尘极表面上的高比电阻粉尘层所产生的局部放电现象。当粉尘比电阻超过临界值1010(/)后,电除尘器的性能就随着比电阻的增高而下降。比电阻超过1012(/),采用常规电除尘器就难以达到理想的效果。这是因为:若沉积在收尘极上的粉尘是良导体,则不会干扰正常的电晕放电,当如果是高比电阻粉尘,则电荷不易释放。随着沉积在收尘极上的粉尘层增厚,释放电荷更加困难。此时一方面由于粉尘层未能将电荷全部释放,其表面仍有与电晕极相同的极性,便排斥后来的荷电粉尘。另一方面由于粉尘层电荷释放缓慢,于是在粉尘间形
18、成较大的电位梯度。当粉尘层中的电场强度大于其临界值时,就在粉尘层的孔隙间产生局部击穿,产生与电晕极极性相反的正离子,所产生的正离子便向电晕极运动,中和电晕区带负电的粒子。其结果是电流大幅度增大,电压降低。运行参数及为不稳,电除尘性能显著恶化。电除尘器的性能超过临界值1010(/)后随着比电阻的增高而下降也可根据欧姆定理来论证:电流通过具有一定电阻的粉尘的电压降为 U=JRs= JPR (V) (2-2)式中 J粉尘层中的电流密度(A/cm);R粉尘层厚度(cm);P比电阻(/);作用于电极之间的电压为Ug=UU= UJPR (V)。U电除尘器外加电压。由上式可看出:如果粉尘比电阻不太高,则沉积
19、在收尘极上的粉尘层中的电压降对空间电压Ug的影响可或略不计。但是随着比电阻的升高,若超过临界值1010(/)后,则粉尘层中的电压U变得很大,达到一定程度致使粉尘层局部击穿,并产生火花放电,即通常所说的反电晕现象。概括地说,反电晕对电流电压特性最明显的影响是:(1)降低火花放电电压,使二次电压降低;(2)形成稳定的反电晕陷口而发生电流的突变或非连续性,使运行参数及为不稳;(3)最大电晕电流大为增加,在即将发生火花放电时,二次电流为正常电流值的好几倍。防止和减弱反电晕的措施是:设法降低粉尘比电阻,使粉尘层不被击穿3。主要方法有以下几种:1)对烟气进行调质处理(其中有:增湿处理,化学调质处理);2)
20、采用高温电除尘器;3)采用宽间距电除尘器;4) 采用高压脉冲供电系统,是彻底消除反电晕,解决高比电阻粉尘不易捕集的最有效的手段。其简单原理是在直流电压的基础上跌加作用时间很短的脉冲电压。直流电压为临界起晕电压,脉冲电压使气体电离产生电晕电流。这种供电方式,可在不降低电场电压的情况下,通过改变脉冲电压的频率和宽度来控制电晕电流。使沉集在收尘极上粉尘层的电晕电流密度和比电阻的乘积永远低于粉尘层的击穿电压,从而彻底避免反电晕现象。同时还将使电除尘器的能耗大幅度地下降,具有很大的经济效益。美国、日本、丹麦等国早已成功运行并已证实了实际的使用效果。是我国电除尘的发展、应用方向。除尘器的粉尘比电阻经环保设
21、备厂测试为10111013(/),是高比电阻粉尘,不利于收尘,运行中电场内经常发生反电晕现象,由于频繁的放电,严重影响运行参数的升高。根据这种状况并结合解决我厂除尘器的其他问题,前几年#5、#8电除尘器进行了宽间距改造,同极距由300mm加到400 mm, 运行电压由30KV升到45KV左右,同时又采用了高压微机控制,运行参数有所提高,在很大程度上防止和减弱了反电晕现象,但仍未完全消除。#6、#7电除尘器一直未改造,随着设备的老化,不仅反电晕现象时有发生,而且还暴露出电晕线肥大和阳极板粉尘堆积的情况,严重影响运行参数的稳定和提高,有待于今后作全面的改造。2.4 电晕线肥大和阳极板粉尘堆积对运行
22、参数的影响电晕线越细,产生的电晕越强烈,但因在电晕极周围的离子区有少量的粉尘粒子获得正电荷,便向负极性的电晕极运动并沉积在电晕线上,若粉尘的粘附性很强,不容易振打下来,于是电晕线的粉尘越集越多,即电晕线变粗,大大地降低电晕放电效果,这就是电晕线肥大;粘附性很强的粉尘有时还会在阳极板上堆积起来。以上两种情况都会使运行参数明显降低。其产生的原因主要有以下几方面:1)除尘器低负荷或停止运行时电除尘的温度低与露点,水或硫酸凝结在尘粒之间及尘粒与电极之间,使其表面溶解,当除尘器再次运行时,溶解的物质凝固或结晶,产生大的附着力;2)由于粉尘的性质而粘附,探索使用合适的煤种加以解决;3)部分极板、极丝腐蚀严
23、重,吸附在表面上的粉尘振打不易清除,虽然利用停炉机会更换部分阴极丝,但腐蚀的阳极板需等到大修才可更换;4)漏风使冷空气从检查门、烟道、伸缩节、绝缘套管等处进入电场,不仅会增加烟气处理量,而且会由于温度下降出现冷凝水,引起电晕极结灰肥大、绝缘套管爬电和腐蚀等后果;5)振打强度不够或振打故障,造成电晕线肥大和阳极板粉尘堆积,影响电流电压的升高。我们在日常实践中发现:当电流电压明显降低,经调整微机不起作用时,暂停电场几分钟(振打继续运行)重新投入后电流电压明显升高,而过几分钟后运行参数又返回原来状态,充分说明振打强度不够。98年针对阳极振打两电场共用一套易发生犯卡的问题对#6电除尘器进行双侧振打改造
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