前言

單體除塵設(shè)備在大工業(yè)發(fā)展初期，作為主設(shè)備雛形被引進工藝除塵過程中，在工業(yè)生產(chǎn)擴大化的今天又逐步被大的除塵器所代替。好多現(xiàn)場及設(shè)計人員認為多點集中除塵就可以完全取代單體設(shè)備，其實這種理解是片面的，是有一定局限性的。在許多鋼鐵、電力行業(yè)現(xiàn)場，由于一些轉(zhuǎn)運站和儲料倉距主現(xiàn)場很遠，并不方便將除塵灰集中收集到主除塵器，因此近期又有很多項目在改擴建過程中重新提到就地采用單體除塵工藝解決。

單體除塵設(shè)備按其結(jié)構(gòu)可分為：1.單體袋式除塵器2.單體靜電除塵器3.單體電袋除塵器4.無動力重力除塵器，我們現(xiàn)在僅先就第二個系列"單體靜電除塵器系列"加以簡單闡述。

1、設(shè)備技術(shù)概述

在鋼鐵行業(yè)的噴煤工藝和電力行業(yè)的原煤配給過程中，煤塵是屬于易燃易爆的粉塵，用于輸煤系統(tǒng)的電除塵器必須采用可靠的供電方式，才能有效達到防燃防爆的目的。在此我主要提出的就是屬于輸煤過程中必談的防爆防靜電單體除塵設(shè)備--單體靜電除塵器。該設(shè)備主要依托的核心技術(shù)是"單電源供電多電場分布"技術(shù)，"單電源供電多電場除塵"技術(shù)是在一個電源供電的條件下，按電除塵器通道中粉塵濃度的分布規(guī)律，通過改變異極間距，將電場分成幾個區(qū)域，每個區(qū)域的電場強度均不同；由高濃度區(qū)向低濃度區(qū)，電場強度合理增強，使整個通道都達到高除塵效率，每段都工作在最佳狀況，達到了在不增加電源的情況下的多電場串級運行效率，大大提高了系統(tǒng)的除塵效率，在處理相同風量的情況下，使設(shè)備體積減小，整機造價降低。該設(shè)備主要適用于轉(zhuǎn)運站、倉庫、料庫頂?shù)葓鏊?。由收塵主體、風機、高壓電源、高低壓自動控制箱、清灰裝置、絕緣子室等組成，設(shè)備本體自帶吸塵風機。

設(shè)計中采用了動態(tài)和分布參數(shù)設(shè)計（常規(guī)電除塵器設(shè)計是采用固定和集中參數(shù)設(shè)計），使電除塵設(shè)備使用中能更好地適應工況和參數(shù)變化，對電場強度、電負荷匹配、收塵板面積的利用率、電源效率等參數(shù)進行了優(yōu)化，并選用了最佳數(shù)值。

在設(shè)置最佳極配的同時利用氣流的沖擊原理，使荷電粉塵顆粒產(chǎn)生合力驅(qū)進的效應，數(shù)倍提高了粉塵被收集的速度，除塵效率大大提高。

2、現(xiàn)場的實際應用方案

真正達到"從主體設(shè)計到供電方式、從事故前預防措施到萬一發(fā)生事故的防護措施"的目的。在鋼鐵、電力、化工等行業(yè)，由于有多種粉塵屬于易燃易爆物，因此在物料輸送過程中對除塵器本體設(shè)計及運行工況控制中必須采取相應的防燃防爆措施，增加收塵效果，主要采用以下措施：

2.1、用C型收塵板防二次揚塵效果好，強度高不變形，長期使用除塵效果穩(wěn)定。

收塵板采用C型板，C型板的槽溝是較有效的防二次揚塵的公認典型的實用板型，國內(nèi)幾乎大、小型臥式電除塵器都采用這種板型，收集在極板上的粉塵脫落時會順著槽溝，避開氣流的沖刷落到集灰斗，最大限度減少被收集的粉塵重復回到氣流中。C型陽極板采用兩邊軋壓成槽溝，強度高不變形，保證了長期使用表面光滑易脫灰，應力變形和機械變形極小，極距的精度高，確保設(shè)備長期使用除塵效率不降低，使用壽命可達10年以上。

2.2、采用剛性結(jié)構(gòu)，起暈電壓低、放電電暈均勻穩(wěn)定，使用可靠，壽命長。

采用不銹鋼針電暈極，表面光滑易脫灰，具有起暈電壓低、放電電暈均勻穩(wěn)定、粉塵濃度變化時二次電流波動小等特點，使用壽命可達10年，極線不易斷，無需定期更換。

2.3、配置振打清灰控制系統(tǒng)，采用超短時停風振打，解決排放二次揚塵問題，清灰效果好，長期使用除塵效果穩(wěn)定。

電除塵器因設(shè)備體積、使用環(huán)境，特別是受空間的限制，要求體積小效率高，為確保收塵高效率和安全穩(wěn)定運行，我們在該單體設(shè)備中采用了國際先進的聲波清灰技術(shù)，使用聲波清灰振打的方式。以保證穩(wěn)定和極高的除塵效率。聲波清灰系統(tǒng)采用定時振打方式，及時通過聲波振打清除粘附在電暈極和收塵板上的粉塵，保證二次電流穩(wěn)定，確保除塵效率不下降。如果清灰不及時或清灰效果不佳，都會使電場的異極間距變窄，使運行中二次電壓和二次電流下降，除塵效率下降，使粉塵排放不達標，同時還存在設(shè)備燃爆的安全隱患。

雖然分開小區(qū)域清灰已盡量減少了二次揚塵，但是作為電除塵器的固有缺點，當靠近出風口的收塵板（陽極）收集到相當粉塵時，聲波清灰時仍然會有部分粉塵不能再次被收集，而直接隨氣流排出電除塵器，形成少量的二次揚塵。為了減少或克服這種二次揚塵，采用短時停風清灰方式，即在聲波清灰器工作時停風機 5～20秒時間(短時的停風機現(xiàn)場粉塵的擴散是可以容許的)，在此時間段完成清灰振打除去電極粘附的粉塵，使二次電壓和二次電流恢復到原穩(wěn)定值，保證高除塵率，使粉塵達標排放。

2.4、采用外絕緣結(jié)構(gòu)，安全、可靠，無需加熱單元，可以直接投入使用。

采用電力系統(tǒng)戶外用高壓瓷質(zhì)支承絕緣子，直流耐壓是工作使用高壓（二次電壓）的二倍以上，具有抗老化性能好、抗高溫（表面閃絡(luò)時）和機械強度高、通用性能好等優(yōu)點。采用外絕緣結(jié)構(gòu)，絕緣子放置在絕緣子室中，工作時廢氣不與絕緣子接觸，降低絕緣子表面沾污的周期時間，使絕緣子可靠工作的時間延長。無需加熱預熱絕緣子，設(shè)備可以隨時起動，隨時投入運行。

2.5、采用電磁雙翻板卸灰閥，有效防止二次揚塵

采用電磁雙翻板卸灰閥，有效防止二次揚塵的產(chǎn)生，對于受現(xiàn)場空間的限制情況，為保證灰斗的有效卸灰角度，靈活采用刮板機和翻板卸灰閥結(jié)合的排灰系統(tǒng)，克服集灰堵塞的問題，使卸排灰順暢進行。（如在不使用灰斗情況下可忽略此項）

2.6控制方式

2.6.1.運行時采用電場閃絡(luò)臨界電壓以下的工作段工作，避免運行中電場閃絡(luò)；

2.6.2.采用快速閃絡(luò)保護：在萬一電場發(fā)生掉板、塌架等故障產(chǎn)生電極短路，產(chǎn)生閃絡(luò)時，繼電保護采用瞬時動作把高壓供電切斷；

2.6.3.在投入高壓前，風機會先起動，把機內(nèi)的可燃氣體外排，確保機內(nèi)氣體在可引燃的濃度極限以下，才投入高壓電源；

2.6.4除塵器的風機可實現(xiàn)時間程序開、停，單獨開、?？刂频榷喾N工況的控制、閉鎖控制端子。特別是對于高揮發(fā)成份料粉，可采用風機單獨定時受控開和關(guān)可達到排除倉內(nèi)可燃氣體，防止積聚，預防現(xiàn)場發(fā)生燃爆情況；

2.6.5停止除塵器時，先停風機－振打清灰－停高壓。

3、在現(xiàn)場實際應用過程中需要非常注意的幾個方面

3.1 電源配置--純正弦波高壓輸出，恒流源控制供電方式具有防燃防爆功能，電氣參數(shù)全真值顯示，方便設(shè)備的調(diào)試和調(diào)整。

電除塵器設(shè)備采用純正弦波調(diào)幅調(diào)壓方式，恒流源控制高壓供電，油浸自冷式50Hz高壓整流變壓器，一次和二次電壓和電流為全真值顯示，可直接反映電除塵系統(tǒng)運行中的狀態(tài)和效率，指導設(shè)備的相應調(diào)試和參數(shù)調(diào)整，符合電除塵器供電規(guī)范，具有安全可靠、維護維修簡單和使用壽命長(達20年以上)的特點。

3.2 定電流（恒流）的控制方式是設(shè)法將電除塵器控制在不發(fā)生火花閃絡(luò)的狀態(tài)下工作。這種方式適于處理有爆炸性氣體的電除塵器。

P=U×I

恒流源供電的工作方式是正常工作時整定的電流，在電場發(fā)生閃絡(luò)時也保持恒定的整定值，即電流控制在十幾至幾十毫安的范圍內(nèi)；由于電場發(fā)生閃絡(luò)時電壓值快速降低（短路時接近零），這時的閃絡(luò)（短路）電功率為電壓與電流的乘積，故功率下降接近零，即火花功率趨近于零，火花能量很小，不會引燃引爆粉塵。因此恒流源電源是對處理易燃易爆粉塵（煤塵）的電除塵器是具有安全和保護作用的高壓電源，是最安全的供電方式。

恒功率供電(包括脈沖、高頻或工頻恒功率供電)兩種電源就是無論在正常工作下還是發(fā)生電場閃絡(luò)、短路時，其輸出功率都是恒定的(顧名思義為"恒功率電源")。即假設(shè)當正常工作時電除塵的工作電壓是60KV，工作電流為20mA，此時的功率為1200W(即60kV×0.02A)。而當陣發(fā)性粉塵進入電場，粉塵濃度瞬時升高，從而引起電場閃絡(luò)打火或短路時，閃絡(luò)功率(火花功率)也為1200W，火花能量很大；當能量達到或超過點燃煤塵的能量時，就會點燃易燃易爆料粉，在電除塵器內(nèi)留下火種，這就極易引爆引燃易爆粉塵（煤粉）。因此恒功率供電很容易引燃引爆煤粉塵，是不宜在可燃可爆粉塵(煤粉塵)的電除塵器中使用的供電方式。為用戶操作人員和現(xiàn)場的安全考慮，我們設(shè)計的在此類場合下使用的電除塵器上不配恒功率電源，而采用恒流電源。"高壓回路采用恒流源供電，既適應陣發(fā)性粉塵控制的要求，又具有防燃防爆功能"。

3.3、高低壓自動控制器--控制柜除了PLC外其余所有器件為電磁器件，耐塵污和高溫高濕條件，適宜無空調(diào)的輸煤車間現(xiàn)場環(huán)境使用，高次諧波的干擾和影響小。

采用電磁型高低壓自動控制柜：高壓控制輸出為調(diào)幅電壓，波型為純正弦波，克服了高次諧波的干擾和影響（可控硅或IGPT控制輸出的是調(diào)相波形，高次諧波干擾影響嚴重）?？刂乒癯薖LC外其余所有器件為電磁器件，其主要目的有：適用于儲運車間的現(xiàn)場安全可靠使用。由于控制柜是放在現(xiàn)場使用，車間內(nèi)的空氣含塵，含少量腐蝕性氣體和有害氣體，同時車間溫度、濕度直接受當?shù)丨h(huán)境氣候影響，所以儲運系統(tǒng)電除塵器的電氣設(shè)計只有選用電磁器件才能較好地適應現(xiàn)場使用環(huán)境（粉塵、腐蝕氣體、溫度、濕度等）；通過統(tǒng)計多臺電除塵器控制柜的使用效果，檢驗證實了這種電氣配置的故障率低于千分之六（6‰），比電子式（微機和集成電路的控制柜）的可靠性高得多，相比之下兩種方式的配置的故障率相差一個數(shù)量級以上。

4、設(shè)備配置結(jié)構(gòu)及預期達到的使用效果

4.1.采用分電場結(jié)構(gòu)，避免粉塵陣發(fā)性進入電除塵器時產(chǎn)生的電場閃絡(luò)；

4.2.采用恒流源高壓供電，避免在恒功率供電下短路易發(fā)生事故的情況發(fā)生；【注：有別于普通除塵器的恒功率電源供電。因為在恒功率供電下電場發(fā)生短路時會產(chǎn)生電流急劇升高極易引爆引燃易爆料粉而發(fā)生事故。而恒流電源供電，在電場短路時，電流值不變，電壓趨近于0，火花能量(S=IV)很小，遠低于粉塵引爆能量，所以在電場閃絡(luò)打火時不易引爆粉塵?！浚?/p>

4.3.除塵器絕緣體不直接與含塵氣體接觸，避免了絕緣體沿面爬閃放電的現(xiàn)象，保證了電除塵器長期可靠升壓運行，大大提高了運行率，特別是對高揮發(fā)份物料物質(zhì)，此防燃防爆是個非常必要的措施；

4.4.電除塵器設(shè)有有效的防爆卸壓門（閥），減低意外發(fā)生爆炸時產(chǎn)生的壓力，避免二次損害；

4.5.為防止電除塵主體火災時，電除塵器能迅速退出運行并發(fā)出火災警報；

結(jié)論

單體靜電除塵設(shè)備可廣泛應用于電力、冶金、建材、化工等行業(yè)。用于收集輸送皮帶機卸料、中轉(zhuǎn)、運送過程中產(chǎn)生的粉塵。單體除塵設(shè)備設(shè)計合理，結(jié)構(gòu)緊湊，是一種集吸塵、除塵、回灰的機電一體化新型電除塵單體機。具有除塵效率高、工作穩(wěn)定、可靠、安全、自動化程度高、安裝使用方便、體積小、重量輕和高效節(jié)能等優(yōu)點。使用時可直接安裝在倉庫、粉料庫頂?shù)捻敳炕蜣D(zhuǎn)運站內(nèi)部，可直接安裝在皮帶面上方，也可根據(jù)現(xiàn)場情況，放置在皮帶上層廠房，揚塵可直接進入電除塵器，占用空間小，回收的粉塵可直接回落到料倉內(nèi)或可直接落在皮帶上，節(jié)省了粉塵的回送設(shè)備（如輸送機、轉(zhuǎn)運皮帶和水沖輸送等），相應節(jié)省了工程投資額及運行費用，同時也避免回收粉塵回送時產(chǎn)生的揚塵污染。

參考文獻：

1.黎在時--《電除塵器的選型安裝與運行管理》

2.陳康元--《電除塵清灰振打技術(shù)》

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