【導(dǎo)讀】人類開始勞動(dòng)到工業(yè)革命前所創(chuàng)造出的多的多。但那時(shí)人們并沒有意識(shí)到除了財(cái)。富之外從那些煙囪冒出的黑煙帶來了什么。當(dāng)時(shí)少數(shù)先進(jìn)的資本主義國家意識(shí)到。高效利用到廢氣、廢水、廢渣的凈化等。我國作為一個(gè)發(fā)展中國家借鑒了歷史經(jīng)。驗(yàn)避免走先污染后治理的老路，制定了相關(guān)的法律法規(guī)開始治理環(huán)境問題。水、廢氣、廢渣”及噪聲對(duì)人類的健康和生活都有著不良的影響。統(tǒng)，選擇怎樣的除塵系統(tǒng)，以及合適的設(shè)備型號(hào)，才能保證高效與經(jīng)濟(jì)性兼顧，將是本文研究的重點(diǎn)。由于循環(huán)流化床鍋爐的燃燒特性，它的未燃盡細(xì)粒的排放

　　

【正文】 寸 ， 確定氣流速度， 計(jì) 算或核算流動(dòng)阻力 確定長高比，計(jì)算外形尺寸 ． 1． 1 確定 長 高比 28 電除塵器的長高比是指集塵板的有效長度與高度之比。它直接影響到振打清灰時(shí)的二次揚(yáng)塵的多少。與集塵極的高度相比，如果集塵極板的長度不夠長，部分下落粉塵在到達(dá)灰斗前可能被氣流帶出除塵器，從而降低了除塵效率。因此當(dāng)要求除塵效率不低于 99%時(shí)，除塵器的長高比不應(yīng)小于 本設(shè)計(jì)采用長高比為 ． 1. 2 計(jì)算外形尺寸 ． 確定氣流速度 電除塵內(nèi)氣體的運(yùn)動(dòng)速度稱為電場(chǎng)風(fēng)速，按下式計(jì)算 FQy?? m/s 式中 F 電除塵橫斷面積， m2。 電場(chǎng)風(fēng)速的大小對(duì)除塵效率有較大的影響，風(fēng)速過大，容易產(chǎn)生二次揚(yáng)塵，除塵效率過低，但是風(fēng)速過低，電除塵器體積過大，投資增加。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，電場(chǎng)風(fēng)速不應(yīng)超過 ，除塵效率要求較高的不應(yīng)超過 本設(shè)計(jì)設(shè)定氣流速度 ?? m/s ． 1． 電除塵橫斷面積 mQF y ??? ? ． 1． 電場(chǎng)高度 228080mF mF?? 2/Fh Fh?? 式中 h 電場(chǎng)高度， m 所以電場(chǎng)高度為 mh ?? ． 1． 電除塵器的通道數(shù) hsFN )2/(? 式中 2s 相鄰兩極板的中心距 ， m 在上文中 將兩極板寬度定為 400mm 2s=400mm ??N 29 由于電除塵器的通道數(shù)為整數(shù)，選用單進(jìn)風(fēng)口時(shí)為單數(shù) 15?N ． 1． 電場(chǎng)長度 取電場(chǎng)數(shù)為 2，則單個(gè)電場(chǎng)的長度 10562 ???????? hNn Al m 本設(shè)計(jì)將長高比定為 ?hl mhl ????? ． 1． 電場(chǎng)寬度 msNB ???? ． 1． 電除塵器的外形尺寸 柱間距 除塵器內(nèi)壁寬度 B（取 mm100?? ） 620210021540022 ????????? nbB 沿氣流方向上的柱間距 )4 0 0,5 0 0( mmCmmlL ed ?? mmCllL ed 3 9 0 04 0 05 0 022 5 0 02 ???????? 與氣流垂直方向的柱間距 kL （取 mme 40039。 ? ） 6 6 0 01/)4 0 06 2 0 0(/)( 39。 ????? meBL K 進(jìn)氣煙箱 進(jìn)氣煙箱采用水平進(jìn)氣方式， 取進(jìn)口煙氣流速為 9m/s，進(jìn)氣煙箱進(jìn)口的截面積 Fo。 00 vQF y? m2 式中 F0 進(jìn)氣口面積， V0 進(jìn)氣口處流速， m/s，本設(shè)計(jì)取 9m/s， ??F m2 取進(jìn)氣箱進(jìn)口截面為 5m2 將進(jìn)氣箱定為 ? 的矩形進(jìn)氣截面 進(jìn)氣煙箱長 mmL z 2 1 7 52 5 0)2 5 0 06 0 0 0( 5 0)( 21 ????????? ?? 式中 21,?? 為進(jìn)氣箱口最大變長和進(jìn)氣箱最大端面積的邊長 LZ= 30 出氣煙箱 出氣煙箱采用水平出氣方式，并設(shè)置槽型極板，取各 出氣煙箱小端截面 出氣煙箱截面積 20039。 mFF ???? 出氣煙箱長 mLL ZZ 39。 ??? 灰斗的設(shè)計(jì) 殼體下部灰斗有四棱臺(tái)狀和棱柱狀兩種，根據(jù)排灰裝置的不同，可采用不同的形式，灰斗的出灰口需要裝設(shè)密封良好的排灰閥 本設(shè)計(jì)采用的是四棱臺(tái)狀的，根據(jù)煙塵量以及電場(chǎng)的大小設(shè)置了 4個(gè) 灰斗高 2/)/( 111 BnBh ?? 式中 n1 沿除塵器的方向的斗數(shù)，取 2 B1 灰斗下灰口尺寸， mm，取 400mm mh )( ??? 電除塵器總體外形尺寸 除塵器總長 =進(jìn)氣煙箱長 +柱距長 ?電場(chǎng)數(shù) +出氣煙箱長 =2175+3900 2+1850=11825mm= 除塵器總寬 =2走臺(tái)寬度 +室數(shù)柱間寬 =2 1800+1 6200=9800mm= 除塵器總高 =極板有效高度 +灰斗高度 +頂部大梁高度 +底部遮攔高度 +底部卸灰閥高度 =5710+2250+1300+800+400=10460mm= ． 2 電除塵器的 流動(dòng)阻力 在電除塵器內(nèi)，塵粒從氣流中 分離出的能量，不是供給氣流，而是直接供給塵粒的。因此，和其他高效除塵器相比，電除塵器的阻力較低，僅為 100— 200Pa。 核算靜電除塵裝置漏風(fēng)率 及主要支撐件的強(qiáng)度 電除塵器殼體 是 鋼結(jié)構(gòu)，由底梁、立柱、大梁、側(cè)板、項(xiàng)板 和 支座組成的 31 強(qiáng)度 較高的 、穩(wěn)定性 良 好的密封殼體。電除塵器的內(nèi)部構(gòu)件重量全部 是 由頂部的大梁承受， 并通過立柱傳給底梁和支座。底梁和支座除承受電除塵器全部結(jié)構(gòu)自重外，還承受外部附加載荷 和 灰斗中物料的重量。梁柱采用型鋼或鋼板組合。立柱采用 H型鋼制造，下部 都 設(shè)有支座，其中一個(gè)為固定支座，其余為滑動(dòng) 支座，以適應(yīng)除塵器由于熱脹冷縮發(fā)生的位移。 嚴(yán)格控制殼體的漏風(fēng)率，因?yàn)槁┤氲睦滹L(fēng)會(huì)使局部區(qū)域的溫度降低，導(dǎo)致局部結(jié)露而粘灰，給設(shè)備壽命帶來影響。本設(shè)計(jì)采用雙層 入 孔門，其密封條采用專用 玻纖膠圈， 此產(chǎn)品 不僅密封性 較 好，而且保溫效果 很 好， 通常 將電除塵器的漏風(fēng)率嚴(yán)格控制在 %以下 [12]。 整流裝置、保溫等輔助設(shè)計(jì) 整流裝置設(shè)計(jì) 在本設(shè)計(jì)中，煙箱進(jìn)氣氣流速度為 9m/s，電場(chǎng)空間內(nèi)的氣流速度為 ，所以為了滿足放電通道對(duì)氣流流速和均勻性的要求，除了需要考慮進(jìn)氣煙箱的外形外，必須 在進(jìn)氣煙箱內(nèi)設(shè)置使進(jìn)氣更加均勻，而在出氣煙箱的作用于進(jìn)氣煙箱作用相反，他是把煙箱內(nèi)大斷面、低流速的氣流收縮到小斷面、高流速的煙道中，出氣煙箱對(duì)電場(chǎng)內(nèi)氣流分布影響較小，研究過程中主要針對(duì)進(jìn)氣煙箱，出氣煙箱對(duì)電場(chǎng)內(nèi)氣流分布影響較小，所以對(duì)進(jìn)氣煙箱有以下要求： 一 要滿足煙氣擴(kuò)散過程均勻性； 二 進(jìn)氣煙箱的壓降要低； 三 煙箱內(nèi)不能存在局部積灰 實(shí)現(xiàn)氣流均布主要是通過在進(jìn)氣煙箱內(nèi)加裝氣流均布裝置，對(duì)于喇叭形水平進(jìn)氣煙箱，多孔型氣流分布裝置是目前使用廣泛的，影響氣流分布均勻性的主要因素是多孔板的開孔率、多孔板 的位置 、煙箱與電除塵器電場(chǎng)的接觸斷面積 Fk和煙箱與煙道的連接斷面積 F0 之比， 多孔板的層數(shù)及在進(jìn)氣煙箱內(nèi)的布置方式。一般來說 ,當(dāng) Fk/ F06時(shí) ,氣流通過單層氣流分布板可以獲得較好的均勻性 。當(dāng) 6 Fk/ F020時(shí) ,應(yīng)該使用兩層多孔板 。當(dāng) Fk/ F0 20應(yīng)當(dāng)使用三層氣流分布 ,喇叭型水平進(jìn)氣煙箱 Fk/ F020,可以根據(jù)以上情況確定使用多孔板的層數(shù) ,同時(shí)要考慮氣流 32 經(jīng)過氣流分布板時(shí)的阻力系數(shù) [13],計(jì)算公式為 : 1)/( /200 ?? nk FFN? Fk 為電場(chǎng)斷面最大面積 33m2 N0 為 氣流在入口處按氣流量計(jì)算的流場(chǎng)系數(shù)，對(duì)于直管取 n 為多孔板層數(shù) 2 F0 為 煙箱與煙道的連接斷面積 ?? 一般來講，開孔率越大，孔的截面積越小，氣流越均勻，同時(shí) ξ 越大 [14]，多孔板的阻力系數(shù) ξ 與開孔率 f 間的關(guān)系式如下： 22 1)( fff ????? ?f 保溫裝置的設(shè)計(jì) 近代大型電站鍋爐的排煙溫度約為 110160℃ ，尾部帶受熱面的供熱鍋爐，排煙溫度應(yīng)控制在 160200℃ 范圍內(nèi) 。排煙溫度越高，排煙熱損失也就越大。一般排煙溫度每提高 1215℃ ， q2的將增加 1%，所以應(yīng)盡量設(shè)法降低排煙溫度。但是排煙溫度過低在經(jīng)濟(jì)上也是不合理的，甚至技術(shù)也是不允許的（冷凝式鍋爐除外）。應(yīng)尾部受熱面處于低溫?zé)煹溃瑹煔馀c工質(zhì)的傳熱溫差小，傳熱較弱；若排煙溫度過低，傳熱溫差也就更小，換熱所需的金屬面也就越多。此外，煙氣中含有硫化物，在溫度降低時(shí)會(huì)腐蝕金屬面，為了避免尾部受熱面的腐蝕，排煙溫度也不宜過低。當(dāng)燃用含硫較高的燃料時(shí)，排煙溫度應(yīng)適當(dāng)保持高一些 [15]。另外，人體的體溫在正常情況 下為 ℃ ，溫度過高會(huì)引起操作人員身體上的不適 ；在夏季時(shí)，會(huì)出現(xiàn)意外燙傷等情況，同時(shí)考慮到外來人員參觀學(xué)習(xí)的安全性，必須考慮到在電除塵器外殼加設(shè)保溫材料。 保溫層敷設(shè)在進(jìn)、出氣煙箱、除塵器箱體和灰斗壁板的外表面上，用于防止除塵器內(nèi)部結(jié)露及腐蝕， 本設(shè)計(jì)的除塵器的外殼溫度設(shè)為 180℃ ，設(shè)定加設(shè)保溫材料后的保溫層外壁溫度不超過 50℃ 。根據(jù)傳熱學(xué)知識(shí)進(jìn)行計(jì)算 : XTA???? ?? 33 ? 導(dǎo)熱量 ? 導(dǎo)熱系數(shù)， )/( KmW ? A 導(dǎo)熱面積， m2 ? T 溫差， k ? X 壁厚， mm 本設(shè)計(jì)采用的保溫材料為 巖棉， 采用巖棉的原因是 絕熱性能：絕熱性能好是巖棉、礦渣棉制品的基本特性 ,，在常溫條件下（ 25℃左右）它們的 熱導(dǎo)率 通常在 ～ )/( KmW ? 之間。 隔音性能：巖棉、礦渣棉制品具有優(yōu)良的 隔音 和 吸聲 性能，其吸聲機(jī)理是這種制品具有多孔性結(jié)構(gòu)，當(dāng)聲波通過時(shí)，由于 流阻 的作用產(chǎn)生摩擦，使 聲能 的一部分為纖維所吸收，陰礙了聲波的傳遞。 所以選擇巖棉既能起到保溫的效果，又能起到隔音的功能所以巖棉是較好的選擇 保溫層厚度為 110mm，外面 包覆 金屬護(hù)板，用 O． 75mm鍍鋅鋼板。 7 本系統(tǒng) 的改進(jìn)與展望 加裝 陰極防風(fēng)板 ， 在大型 的 電除塵器出口處 存在著大量荷正電和中性粉塵 ，荷正電荷粉塵顆粒占出口 處 粉塵總量的 30％ — 50％。這些荷正電荷粉塵是由于陰極振打產(chǎn)生的二次揚(yáng)塵 和 反電暈產(chǎn)生的荷正電荷粉塵?，F(xiàn)加 設(shè) 陰極防風(fēng)板來減 弱 陰極二次揚(yáng)塵和減弱陰極的放電強(qiáng)度， 從而 提高電除塵器的除塵效率。已有試驗(yàn)討論過陰極防風(fēng)板合理的加裝方式。 實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明， 通過加大 防風(fēng)板寬度，各種電暈線 和 陰極防風(fēng)板這種組合型式的擊穿電壓 的可能 都有下降的趨勢(shì)，但是影響 并 不是 非常 明顯。陰極防風(fēng)板對(duì)放電較弱。擊穿電壓較高的電暈線影響較大，反之，影響較小。陰極防風(fēng)板加設(shè)在電暈 線正對(duì)氣流方向上，從而減少氣流對(duì)電暈線的沖刷，減少電暈線的二次揚(yáng)塵，提高電除塵器的除塵效率。由于陰極防風(fēng)板和原電暈線同電位。其對(duì)電暈線 34 有靜電屏蔽作用，抑制電暈線的放電強(qiáng)度，使得電暈線的電暈電流減小，從而可以抑制反電暈的發(fā)生，陰極防風(fēng)板距離電暈線越近，電暈電流減小的幅度越大。加裝陰極防風(fēng)板后，陽極板上電流密度分布趨向于不均勻。兩側(cè)板問煙氣速度較高，而其他區(qū)域的速度則較為平均，兩渦的速度差別不大。在防風(fēng)板到陰極線之間的部分，防風(fēng)板后部氣流速度降低，而且防風(fēng)板到電暈線之間的距離 d越小，防風(fēng)板的防風(fēng)效果越好。但是距 離太小會(huì)影響電暈線的放電強(qiáng)度和陰陽極之間的擊穿電壓。 綜合考慮推薦陰極防風(fēng)板寬度為 80mm，防風(fēng)板與電暈線之間的距離為150mm；加裝陰極防風(fēng)板后．使電除塵器類似于雙區(qū)電除塵器，這樣就可以提高有效驅(qū)進(jìn)速度和除塵效率， 與此 同時(shí)也節(jié)約了能源。建議在電除塵器出口煙箱中加裝 2個(gè) 排橫向陰極板，以收集荷正電的粉塵；建議在末電場(chǎng)采用圓管作電暈線，以提高運(yùn)行電壓，減小電暈電流 [16]。 截流墻 在電場(chǎng)之間 通過加設(shè)截流墻，可以使粉塵與截流墻發(fā)生慣性碰撞后受到重力作用發(fā)生沉降而且 改變氣流 的運(yùn)動(dòng)方向，還可以減弱 電場(chǎng)下部的風(fēng) 速 [17]。 電暈極 電除塵器的不同位置，粉塵的濃度是不一樣 的。電除塵器的 前幾級(jí) 電場(chǎng)粉塵濃度高， 后 幾級(jí)電場(chǎng)粉塵濃度低，同一電場(chǎng)，上 面 粉塵濃度低，下 面粉塵濃度高。因此設(shè)想在粉塵濃度高的前幾級(jí) 電場(chǎng)采用 比較特殊的板線 ，電暈線上面 采用能耗低的星型線，下面采用芒刺線，末幾級(jí)電場(chǎng)采用星型線 [18]。 35 8 總結(jié) 本設(shè)計(jì)是為市區(qū)一 75t/h 循環(huán)硫化床鍋爐的除塵系統(tǒng)， 為了使我們的生存環(huán)境得到保證和進(jìn)一步改善必須加裝除塵設(shè)備，至于是什么類型的除塵設(shè)備，要看排煙濃度的要求，雖然袋式除塵器的未來比電除塵器的要更加光 明，這是由電除塵器的原理特性決定的， 不可能完全避免，只能減弱。 但有一點(diǎn)要說明的就是在目前來看我國生產(chǎn)的袋除塵設(shè)備濾料生產(chǎn)水平不過關(guān)，與國外先進(jìn)水平有著較大的差距，比如上文提到的使用年限較短，管理運(yùn)行費(fèi)用較高，如果引進(jìn)外國的設(shè)備不僅在資金上還有在今后的運(yùn)行管理上面臨著不可知的困難，對(duì)排煙凈化的連續(xù)性和穩(wěn)定性存在著隱患，所以我認(rèn)為袋除塵器的要全面取代電除塵器還要一段時(shí)間 。 為了實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排、提高設(shè)備利用率，火電廠和水泥廠的市場(chǎng)設(shè)備均向大型化發(fā)展，鋼鐵、有色、化工等行業(yè)也有一定數(shù)量的增長，電除塵器設(shè)備將保持大型化 的發(fā)展方向，但應(yīng)用的高峰期基本上已經(jīng)過去。隨著技術(shù)進(jìn)步，在較長的時(shí)間內(nèi)，電除塵器仍然是主要的污染控制裝備之一，但總量會(huì)逐步減少。 由于本設(shè)計(jì)時(shí)間不是非常充裕，設(shè)計(jì)者本人能力不強(qiáng)，在參照前人的研究成果的基礎(chǔ)上進(jìn)行的設(shè)計(jì)，有著諸多不完善考慮不到位的地方 。 本專業(yè)不是除塵器方面的，資料有所匱乏 。當(dāng)然設(shè)計(jì)也傾注了本人的精力時(shí)間，在提供的已有的條件的基礎(chǔ)上進(jìn)行了除塵器的 初步 選型計(jì)算， 結(jié)果也符合排放標(biāo)準(zhǔn)的要求。 36 致 謝 本文是在王志和老師精心指導(dǎo)下完成的，無論是選