KT型抗结露电除尘器的研制与应用

2010-12-30

金 烈 水 
（诸暨环保研究所）

     摘 要  我们重点对立筒式电除尘器进行了综合性抗结露研究。从方形分格的筒体结构，抗结露绝缘子，K形电晕线阴阳极清灰，气流均布，防腐保温等诸方面全面兼顾，研制成功了适应工况的抗结露电除尘器，并能长期稳定地运行。 
关键词  抗结露   电除尘器   绝缘子   气流均布

一、前    言 
     我国中小型水泥厂星罗棋布数以千计， 在立窑、烘干机、生料磨、水泥磨上使用了各式各样的立筒式管式电除尘器，有很多发挥了良好的作用。但对含湿量高接近露点的 
废气，电除尘器都或多或少因结露爬电使工作不正常，甚至击穿电场被迫停止使用。几年来我们研究中研制了一种“KT 系列抗结露电除尘器（专利申请号 931124115）,同时发明了关键性部件“抗结露绝缘子”（专利申请号91201571·3）和K型电晕线（专利申请号93225602·3），又配 装了优良的气流均布装置、合理的阴阳极清灰机构、防腐导电涂料等设施，使KT型抗结露电除尘器稳定可靠地应用于浙江南桥水泥厂、湄池水泥经厂、吉林白城水 泥厂、江西玉山水泥厂等的立窑烘干机生料磨水泥磨上，据环保监测站测定排放量为：21.36mg/NM3、16.22mg/NM3 、30.9mg/NM3 、40.15mg/NM3 。
二、KT型电除尘器采用 
     方形分体结构 
     国内立筒式电除尘器一般为园筒组合式，将电晕线悬挂于筒管中心，目的是使电 晕线中心到阳极（筒壁）距离均等，但我们发现从微观上看电晕线放电不是360°辐射的，而是某一个突出点向其同侧筒壁上放射，不会形成360°放电，某一 点放电时在线的另一侧面上也有同样的放电点，这些放电点由于是同极性背靠背形成屏闭，故只向同侧壁上放电。在实际应用中园形电晕线易积灰封闭，故目前国内 流行园筒式电除尘器的电晕线是有尖刺的，从断面上看各放电点分布在一个较大的园周上。（直径约100mm） 
其放电更不是360°辐射状，而是一个不等半径的变形扇面，其扇形的两边半径大于扇面中心的半径，r1＞r2，如图2。从筒体的纵剖视看，放电线更不是等距离的R1＞R2。 
因此在实际应用中方筒体与园筒体在电晕放电的形式上是相似的，其电力线都不是等半径的，都是在一个较佳的半径差范围内。如果对方筒角部进行一些优化在综合性能上更比园筒体优良，在南桥湄池等水泥厂中也证明了这一情况。

三、采用方形分格结构的优点 
    1. KT型电除尘器设计成多筒的群体方格组合结构(可达20多筒)，整体强度大，工厂化保证极距精度，安装方便。 
    2．微观刚度小，有利振打清灰，使阳极板面产生合理的振幅和频率，灰尘层不会因内拱而不利震落。 
    3．在相同极距的情况下比任何其他形式的立筒断面面积大，且收尘面积最大（比某型大一倍）而占地面积最小，（比某型小一半）。因此流体阻力小，除尘效率高。

四、采用多级导流装置， 
    巧妙的气流均布结构。 
    1．多筒立式除尘器一个首要问题是每个立筒式内气流速度必须基本均匀，本结构可达到相对均方根值。

 

   2． 在气体进口处设三角导流装置，又在方立筒的四角设有导向和溢流相结合的结构。 
   3． 出口风管的布置符合流体力学的原理要求，进风气流达到阻导结合，中部达到导溢均流使流体自动平衡，出风达到分流后再集合，不使偏流窜流。 
   4. 中部气流导溢结构，不但可使整台电除尘器宏观强度增加，而且使操作人员可以方便地到达电场的每一个部位，有利于安装维修、清理。

五、设计研制了放电性能 
优良的K型电晕线

   1. 电除尘器的关键是电场极配形式必须优良，主要是电晕线的放电性能伏安特性要优越，也就是电除尘器的主战场必须能最大限度地捕集粉尘。KT型的构思不信奉 “组合”的消极办法，因为电除尘器主电场性能如果真正优良过硬，完全可以有足够的能力来捕捉粉尘，不需要搞许多的辅助的消极设施来帮助主电场捕尘，例如将 旋风，尘降预荷电等组合进去，结果是主次颠倒、钢材消耗、阻力大、能耗高，占地面积多，给用户带来许多外转设施、土建、管道增加，风机功率加大，如处理同 样风量某型三台以上的组合式就会比KT型增加总投资一倍左右，而且长年能耗大，故障概率增加，维修困难等，而KT型电晕线的放电性能无论是空载负载，均比 某型高出几倍，无疑是因为极配优良。 
   2．K型电晕线的单体结构考虑，使局部刚度小有利自身振幅和频率的传递，清灰效果好，其安装方式使整个阴极部分总体刚度大，阴极整体对角线惯性距大，在震动时不致晃动、跳线，而影响极间距，使电场始终 
稳定，这是其它形式的电晕线所不及的。 
   3．K型电晕线的芒刺，垂直投影面积小，落灰不易堆积，而且有一定弹性，在固有频率作用下，不易积灰结瘤，即使有吸附的灰尘也易被振动清除。 
   4.KT型电晕线制造简单，安装检修方便，材质为不锈钢、抗腐蚀、寿命长。 

六、KT型电除尘器应用了 
“抗结露绝缘子”

      突破了国内外电除尘器长期以来因绝缘子结露爬电高压击穿的重大难题。以往用加热烟气和在绝缘子周围设置保温箱，再加热其周围气体温度的办法来防止绝缘子结 露，能量大大浪费，而抗结露绝缘子，自身能使发热，并自动温控，始终恒定在露点以上，不受烟气温度和天气变化的影响，投资省，电能节约，一般只有 30W（220V）左右。

七、KT型电除尘器对阴阳极均设置良好清灰装置

      根据的质量和结构形式振打设计应该产生合理的振幅和振动频。从振打结构筒体和电晕线进行综合考虑，并按筒体上下结灰厚薄情况设置，以获得较佳的清灰效果。

  八、KT型电除尘器的电场内壁，我们涂刷了导电防腐涂料 

     有效的抵制了结露造成的腐蚀，特别是烘干机冷机的时间较多，腐蚀很快，即使有良好的保温也无济于事。 
烟气流经的一切外壳（从主机进风管到风机出口管）及卸灰管都必须严密保温。保温材料宜选用软质絮棉状保温材料，不宜用颗粒状的松散或硬块状的保温材料。

                    九、伏安特性       
1.KT型抗结露电除尘器伏安特性优良（A厂实测如下表）

电 压		KV	5	10	20	30	40	50	60	70	80	85
电   流	1.空载  (不开风机)	MA	1	8.5	10	11.5	12.5	13.5	14
	2.空载  (开风机)	MA	1	5.5	8.5	10.5	12.5	13.2	14	14.8	15	15.1
	3.负载  (烟气引入)	MA	3	4.5	7	8.5	10.5	11.5	12.2	12.2	13	13.2

注: 1. 第一次空载：是不开风机空气状态也无烟气进入，因空气温度低有一定湿度，空气分子易被电离，在高压下离子量大，离子迁移率高，电流也大。 
     2. 第二次空载: 是开动风机，但不进入烟气，只是进入电场的空气流速增加，空气分子在电场中的纵向（轴向）移动速度加快，而离子横向迁移率下降，使电场耐压度上升。 
     3. 第二次负载: 是风机将烟气引入电场内，因灰尘的比电阻比空气大，又加上烟气温度比空载时高，驱进速度却受到影响，所以电晕电流有所下降而电压升高。但因K形电晕线结构好，促进尖端放电性能大大优化，使电场电流不使明显下降。比其他形式电晕线明显优良。

十、结   语 
     KT型电除尘器与其他形式的管筒式电除尘器比较，具有绝缘子不会爬电，能耗低，占地面积少，气流均布，清灰效果好，安装维修方便，除尘效率高等优点，特别对水泥立窑、烘干机、生料磨等含湿量高的烟气除尘已显示其生命力。 
由于是初步研制，还有待于完善，进一步提高电场流速，减低高度，简化结构，降低成本。