球磨機用高壓靜電除塵器的設計和使用
0 前言
高壓靜電除塵器被廣泛應用于水泥和其它工業(yè)企業(yè)的粉塵治理。某廠也在生料磨和水泥磨上采用了高壓靜電除塵器，取得了較好的環(huán)境治理效果和一定的經(jīng)濟效益。在此，結合某廠應用的實踐經(jīng)驗，就高壓靜電除塵器的設計與使用作一簡介。
1 高壓靜電除塵器的工作原理
該除塵器的除塵原理是：經(jīng)外部硅整流變壓器，將380V交流電轉變成100kV的直流電，輸入除塵器筒體內(nèi)中心的電暈極，與除塵器的殼體形成正負電場，通過電暈線“芒刺”放電，筒體內(nèi)氣體電離產(chǎn)生大量的正負離子，使電場區(qū)域的粉塵獲得相同的電荷。在電場力作用下，帶電荷的粉塵趨向于與其極性相反的電極上，依靠自重和振打，向下落入集灰斗內(nèi)，達到除塵的目的。
2 磨機含塵廢氣及粉塵的性質
磨機廢氣的性質、粉塵顆粒組成見表1、表2。
|
表1 磨機廢氣的性質
|
|
表2 磨機粉塵的顆粒組成 ％
|
|||||||||||||||||||||||||||
3．1確定處理風量Q
高壓靜電除塵器需處理的風量Q，依據(jù)磨機的通風量來確定，其計算公式為：
 |
式中：Q——磨機通風量，m3／h；
D——磨機有效內(nèi)徑，m；
——磨機內(nèi)填充系數(shù)；
——磨內(nèi)風速，取(0．6～0．7)，m/s；
k——漏風系數(shù)，取1.3；
3．2 除塵效率的確定
以除塵器入口粉塵濃度、廢氣溫度、出口粉塵濃度(應符合國家工業(yè)企業(yè)粉塵濃度排放標準)廢氣溫度為條件，可采用如下公式計算：
 |
式中：——除塵效率，％；
Q——處理風量，m3／h；
C出——除塵器出口廢氣粉塵濃度，g／m3；
C入——除塵器入口廢氣粉塵濃度，g／m3；
t出——除塵器出口廢氣溫度，℃；
t入——除塵器入口廢氣溫度，℃；
k——廢氣絕對溫度，℃。
3．3 電場基本尺寸的確定
3．3．1電場有效長度
含塵氣體在有效電場區(qū)區(qū)域應停留一定的時問，使粉塵在高壓電場力的作用下，粉塵被控制回收，起到除塵目的。一般而言，粉塵氣體在電場區(qū)域停留時間越長，除塵效率就越高，在設計電場結構時，要求含塵氣體在電場區(qū)域停留時間不少于10s，電場有效長度可依據(jù)下式計算：
L=uT
式中：L——電場有效長度，即電暈極有效長度，m；
u——電場內(nèi)風速，取0．7～0．8，m／s，；
T——含塵氣體在電場內(nèi)停留時間，s，取10s以上為宜。
3．3.2 電場截面積形狀
電場截面的形狀，國內(nèi)一般有圓形、橢圓形、矩形等幾種，我廠采用以電暈極間距為2倍電場半徑的雙電暈極扁圓，由二組構成，見圖l。實際每組電場截面積依下述公式計算：
F=πR2+4R2
式中：F——電場截面積，m2；
R——電場半徑，m；
采用扁圓電場結構，具有能處理粘度大的粉塵介質、風量易于均勻分配、清理筒體內(nèi)壁粘結粉塵較為容易等優(yōu)點。
 圖1 除塵器結構示意 |
3．3．3電場半徑
根據(jù)高壓供電裝置的輸出電壓為l00kV，工作電流為10mA，電場強度選2．5 kV／cm，則電場半徑：
R=U/E
式中：R——電場半徑(即電暈極間距)，cm；
U——電壓，kV；
E——電場強度，kV／cm；
3．4 電暈線結構的選擇
高壓靜電除塵器的電暈線結構形式，國內(nèi)一般采用直線型、彈簧型、芒刺型三種形式。
考慮到磨機氣體溫度正常，但是含塵濃度輻較高,且生料磨廢氣含有一定的水分，所以我廠選用芒刺型電暈線，芒刺為Φ1.0mm的鋼材，以下密上疏分布。這種電暈線結構電場力分布均勻，具有強烈的放電性能，能提高電收塵器的收塵效率。
4 清灰振打裝置的改進
高壓靜電除塵器電暈線的振打，一般多采用電磁振動器徑向振打，造成電暈線上下受振不勻，極間距變化大，很易引起場強的波動，嚴重影響器的穩(wěn)定運行。同時，振落下來的粉塵產(chǎn)生徑性運動，加劇了粉塵的二次飛揚。
本廠將電暈線的振打裝置改為由時間繼電器控制的小型電機帶動一組連桿與打擊錘，振打時對電暈線向下軸向微振打。這樣，電暈線上下受振一致,極間距離變化微小，場強波動小，除塵器運行比較穩(wěn)定。振落下來的粉塵呈垂直向下慣性運動，粉塵的二次飛揚減少，清灰效果比徑向振打要好。
5 使用效果
高壓靜電除塵器在我廠生料磨上使用近2年，在水泥磨上使用已3年。經(jīng)有關部門測定，其粉塵治理效果明顯，見表3。
|
表3 治理效果測定數(shù)據(jù)
|
|||||||||||||||||||||
6 操作使用注意事項
高壓靜電除塵器投入運行中，正常的維護，嚴格的管理，正確的操作，是保證長期穩(wěn)定運行的關鍵。
(1)高壓靜電除塵器投運后，應設專人維護管理，定期檢查清理除塵器的電暈極、瓷瓶、絕緣套管、筒壁等主要部位。
(2)保溫措施。冬季使用高壓靜電除塵器是否能成功，保溫措施是最為重要的，尤其是電場區(qū)域的保溫更為關鍵。因此我廠除塵器筒體采用雙層外殼，內(nèi)填充膨脹珍珠巖，厚度為l00mm，保溫效果較好。
對于氣體含濕度大，氣體溫度又不高的生料磨的高壓靜電除塵器，又加設了小型燃煤爐，用管道與除塵器相接，使電場區(qū)域獲得必要的升溫措施，確保了穩(wěn)定運行。
(3)高壓硅整流變壓器的安置，應設有高壓屏蔽室(至少應設安全欄柵)，既安全，又符合技術要求。同時盡量使變壓器靠近高壓靜電除塵器的筒體，以減少二次電壓、電流的損耗。
(4)含塵氣體的濃度。高壓靜電除塵器處理含塵氣體的濃度，其上限一般為40g／m3，當含塵氣體濃度超過此值時，收塵效率將大大下降。因此在設計時，如果含塵氣體濃度較高，則應考慮采用二級收塵工藝，第一級用旋風除塵，第二級用高壓靜電除塵。
(5)含塵氣體比電阻率。粉塵介質的比電阻率是影響收塵效果的一個重要因素。通常高壓靜電除塵器粉塵比電阻率的適用范圍為l04～1011 Ω/cm。低于104Ω/cm時，會產(chǎn)生電暈封閉；高于l011Ω/cm時，會產(chǎn)生反電暈現(xiàn)象，此二種情況都將使電除塵器的收塵效率大幅下降。
(6)在停用高壓靜電除塵器時，高壓電氣控制箱應比磨機遲停10min，待電場區(qū)域的濕熱氣體排出除塵器，使電暈極、殼體金屬材料減少腐蝕，同時，使粉塵氣體達標排放。
(7)清灰裝置的正常使用。清灰振打不宜頻繁，振打次數(shù)和時間可根據(jù)粉塵吸附情況，電壓電流下降情況來確定，一般情況下盡量減少振打次數(shù)，以便減少二次揚塵。
使用微信“掃一掃”功能添加“谷騰環(huán)保網(wǎng)”
