电除尘器的设计计算.doc
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摘要：
电除尘器是使含尘气体通过高压电场，进行电力过程中，使粉尘荷电，粉尘积于电极板上，使尘粒从气体中分离出来的一种除尘设备。
其工作原理涉及到电晕极放电，气体电离和粉尘荷电，荷电粉尘的钱一盒捕集，粉尘的清除过程。
电除尘过程与其他除尘过程的根本区别在于，分离力主要是静电力直接作用在粒子上，而不是作用在整个气流上，这就决定了它具有分离离子耗电能少，气流阻力也小的特点。
由于静电力相对较大，所以对粒子有较好的捕集效果。
本设计采用普通干式单进风电除尘器，除尘效率设计值为99.2%，进风口对应的断面接近于正方形，高与宽的比为1.1：
1，采用收尘极悬挂形式Ⅱ，沿气流方向和垂直于气流方向均设置两个灰斗。
本设计具有以下优点：
压力损失小；处理烟气量大；能耗低；对粉尘的捕集效率高；可在高温或强腐蚀的气体环境下连续操作。
关键词：
电除尘器四棱台状灰斗悬吊型式
电除尘器是锅炉必备的配套设备，它的功能是将锅炉排放烟气中的颗粒烟尘加以清除，从而大幅度降低排入大气层中的烟尘量，这是改善环境污染，提高空气质量的重要环保设备。
它的工作原理是烟气通过电除尘器主体结构前的烟道时，使其烟尘带正电荷，然后烟气进入设置多层阴极板的电除尘器通道。
由于带正电荷烟尘与阴极电板的相互吸附作用，使烟气中的颗粒烟尘吸附在阴极上，定时打击阴极板，使具有一定厚度的烟尘在自重和振动的双重作用下跌落在电除尘器结构下方的灰斗中，从而达到清除烟气中的烟尘的目的。
电除尘器是一种烟气净化设备，它的工作原理是：
烟气中灰尘尘粒通过高压静电场时，与电极间的正负离子和电子发生碰撞而荷电（或在离子扩散运动中荷电），带上电子和离子的尘粒在电场力的作用下向异性电极运动并积附在异性电极上，通过振打等方式使电极上的灰尘落入收集灰斗中，使通过电除尘器的烟气得到净化，达到保护大气，保护环境的目的。
电除尘器的主体结构是钢结构，全部由型钢焊接而成，外表面覆盖蒙皮（薄钢板）和保温材料，为了设计制造和安装的方便。
电除尘器基本结构如下：
1、进气烟箱8、振打及传动系统
2、出气烟箱9、槽板系统
3、壳体10、11、下灰系统
4、阴极系统12、楼梯平台
5、阳极系统13、高低压供电系统
6、阴极框架14、户壳及保温层
7、阳极框架15、阴极电晕线
电除尘器的设计计算：
1.值的确定
对于电厂锅炉的除尘器，影响值的因素很多，煤的含硫量是影响值的主要因素。
当煤的含硫量大于，小于，粉尘中含量大于，电晕线采用芒刺型电极，本设计极间距取为300mm时，可按下式计算：
（cm/s）
式中，——煤的含硫量（%）；本设计中含硫量为0.96%
——平均粒度影响系数；其值按表1选定
（）
10
15
20
25
30
35
K
0.9
0.95
1
1.05
1.1
1.15
表1平均粒度影响系数
式中，，——粒度为，组成的百分比；
，——粒度平均粒径；
粒径（）
45-35
35-25
25-15
15-10
10-5
＜5
百分比组成
10.9
18.4
20.2
28.8
15.9
5.8
表2烟气粒度分布表
（）
查表1，取为0.99
则，cm/s
2.计算所需收尘极面积
电除尘器工作时的实际条件（如烟气的温度，性质，风量，风压等）与设计时设定的条件存在的差异，或者选取某些数值（如驱进速度，选定的振打周期以及气流分布等）与实际有出入，因此在电除尘器的设计当中，必须考虑一定的储备能力。
从Deutsch效率公式可知，设计时改变，，，四个数中的任何一个，便可使除尘器的工作能力有所储备。
本设计取除尘效率为99.2%
（m2）
式中，——所需收尘极面积；
——被处理烟气量；
——除尘器要求的除尘效率；
——粉尘驱进速度（m/s）；
——储备系数。
按一台除尘器计算：
则为230000m3/h。
取除尘效率为99.2%，取为1；
则，m2
3.初选电场断面
=
式中：
Q——被处理的烟气量（m3/h）
——电场风速（m/s）
电厂风速的确定;积尘区风速变化较大，但除尘器内平均流速却是设计和运行的主要参数。
由处理烟气量和电除尘器过气断面面积计算烟气的平均流速。
m/s，
m/s
则，==79.86m2
4.求电场高度
m2m2
采用单进风口（每台除尘器仅有1个进气箱）
为了使气流沿断面均匀分布，所以进风口所对应的断面要接近于正方形或高度略大于宽度（最大取1.1倍）。
所以极板高度：
=8.936m
取h=9.83m
对极板高度进行圆整。
因为高度大于8m，所以以1.0m为一级。
所以取m
5.求通道数
式中，——相邻两极板中心距，（m）；
——收尘极板的阻流宽度。
取为0.0015m
将圆整为整数
所以
6.电场断面
电除尘器电场的有效宽度为：
m
m2
7.除尘器内壁宽
本设计为单进风；则：
式中，——外层的一排极板中心线与内壁的距离，可在mm间选取；本设计中取100mm；
mm
本除尘器收尘极的悬吊采用型式Ⅱ
灰斗采用四棱台状灰斗，每个电场区对应一个灰斗
8.柱间距
电除尘器在与气体流动方向垂直断面上的外侧柱间距离，可按下式计算：
式中，——除尘器壳体钢板的厚度，取5mm
mm
9.内高
除尘器顶梁底面至灰斗上端面的距离可按下式计算：
式中，——收尘极板有效高度（m）；
——当极板上端悬吊于顶梁的X型梁上时（型式Ⅱ），；
——收尘极下端至撞击杆的中心距离，按结构型式不同取mm；
——撞击杆的中心至灰斗上端的距离，一般取mm。
取40mm，240mm
=10000+0+40+240=10280mm
10.电晕极框架高度
本设计电晕电极与收尘极采用图1所示的配置，电晕电极框架上端与梁底面的竖直距离及框架下端与收尘极撞击杆中心距离（在投影高度上）按表3所列数据选取；
图1收尘极与电晕极的配置图
表3极板配置尺寸
极间距
300
400
极板悬吊形式
Ⅰ
Ⅱ
Ⅰ
Ⅱ
（mm）
﹥220
180
﹥330
240
（mm）
160
220
该设计选取悬吊形式Ⅱ，极间距为300mm,则=180mm,=160mm；考虑框架由两段式组成。
式中，——电晕极框架上端与梁底面的竖直距离；
——电晕极框架下端与收尘极撞击杆中心线的距离（在投影高度上）；
取100mm
则=4920mm
11.每个电场的电场长度
电除尘器每个电场的长度可按下式计算；
表4电场数量的选择
-vln（1-η
w
<3.6～4
>4～7
>7～9
5
3
4
5
<5～9
2
3
4
9～13
-
2
3
式中，——电场数量，查表取2
m
圆整，取4m
12.除尘器壳体内壁长
计算电除尘器沿气流方向的内壁尺寸时，需适当选择尺寸，该设计采用电晕极欲收尘极的配置采用图1所示形式，则：
mm
mm
mm
这样，除尘器壳体内壁长度为：
该设计中400mm，450mm，400mm
则=11000mm
13.求沿气流方向的柱距
电除尘器的柱距根据结构形式不同而不同，本设计采用收尘极悬挂形式Ⅱ，则梁柱一般采用工字钢组合形式断面，则有：
中间柱距：
外侧柱距：
所以=4000+900+400=5300mm
=4000+900+200=5100mm
外侧柱距与除尘器内壁距离：
400mm
14．进气箱
烟气都是从流速较高的管道引入除尘器，为了保持除尘器有较高的除尘效率，烟气流速沿电场断面要尽可能均匀。
因此，进气箱的形状，尺寸以及气流均布装置设计要合理，进气箱的进气方式有上进气和水平进气两种。
本设计采用水平引入式的进气箱：
进气箱的进气口尺寸按下式计算：
——进气口面积（m2）；
——进气口处的风速（m/s）
取10m/s
则=6.39m
进气口尽可能与电厂断面相似；
则2410mm
进气箱长度：
进气箱大端的顶角可取距梁底面350mm左右，考虑下端气流不要垂直冲击収尘极的振打机构，所以需上移600mm，为了防止粉尘在进气箱底板的沉积，地板的斜度需要大于50
式中，；
——进气箱大端的面积。
所以10280-350-600=9330mm，2651mm
=0.55（9330-2651）+250=3923.45mm
取进气箱的底数与水平面夹角为50°，那么进气口中心高：
设侧部底梁高为850mm，
（L-100）tan50+600+850+2651
（3923.45-100）tan50+600+850+2651=7332.11mm
15.出气箱
电除尘器的出气箱，其大端尺寸一般设计成比进气箱的大端小，这样可以使气流流经除尘器时，在靠出口短行程一死流区，使出楼出的粉尘二次飞扬降低。
本设计采用水平出气，则有：
出气箱小端面积：
2410（mm）
出气箱长度：
0.8
出气箱大端高度：
=0.8=8168.78mm
取8200mm
出气箱中心高：
=（Lw-100）tan60+（）+850+2651
=（3138.76-100）tan60+（10280-8200-350）+850+
16.灰斗
因为锅炉排出的烟气量为230000，烟气含尘浓度为25g/m，为99%
所以灰斗的排灰量：
230000
表5四棱台状灰斗排灰量
排灰口小口宽B（mm）
300
350
400
500
排灰量（t/h）
20
35
50
100
查表5；取为mm
采用角锥形灰斗，沿气流方向设四个灰斗，与气流垂直方向上设两个灰斗，灰斗的下口取mm，斗壁斜度最下为60°。
，
灰斗高度为：
1.732
=4503.2mm
结语
《大气污染与控制工程》课程设计的尘嚣渐渐远去，怀着些许不舍，怀着对当初课程设计开始时候的豪情万丈的决心的留恋，怀着通过这次课程设计积累的信心与斗志，我开始写下了这份结束语，为自己的足迹留下哪怕是微不足道但是对自己弥足珍贵的痕迹并期望与大家共勉。
第一次进行的课程设计给我留下了太多记忆深刻的东西，学到了很多课本上学不到的知识。
首先，我能够运用所学的知识，并结合网络，图书馆搜集到的各种各样的材料，进行分析，比较，取舍，对废气处理工艺有了一个深入的了解。
对大气的除尘处理有了更深的理解。
也学会了写论文的基本格式及写论文的方法。
其次，这次课程设计使我有了一次通过理论联系实际，来解决实际问题的经历，它培养了自己分析问题，解决问题的能力，以及上网检索信息的能力。
其实学到的知识其实是次要的，重要的是我们探索知识的过程，这个过程便是一个人自主学习能力的体现，它将影响着我今后的发展。
最后，这次的课程设计也激发了我对设计的兴趣。
这种兴趣的来源只靠平时上课老师的说教是肯定不可能领悟到的。
此时此刻，我的内心有一种无法抑制的冲动，就是想自己再创作一个小作品。
这一次要独立思考，自己设计除尘工艺，我想只有这样，才能达到我们做课程设计的目的。
我们做的课程设计虽说简单，功能单一，但作为初学者，面对自己的这点微不足道的小成功，内心的兴奋是不言而喻的。
因为它是我们第一次运用所学知识，把理论同实践向结合。
对于初学者，只要我们努力了，只要我们通过自己设计的作品感受到成功的喜悦，并因此激发起了对废气处理工艺设计的兴趣，这也许就足够了。
我想，我们未来的路还很长，带着这份兴趣及求知欲望，未来的成功就不会遥远。
致谢词
在这次课程设计的撰写过程中，我得到了许多人的帮助。
首先我要感谢相亚军老师在课程设计上给予我的指导、提供给我的支持和帮助，这是我能顺利完成这次报告的主要原因，更重要的是相老师帮我解决了许多技术上的难题，让我能把系统做得更加完善。
在此期间，我不仅学到了许多新的知识，而且也开阔了视野，提高了自己的设计能力。
其次，我要感谢帮助过我的同学，他们也为我解决了不少我不太明白的设计商的难题。
同时也感谢学院为我提供良好的做毕业设计的环境。
最后再一次感谢所有在设计中曾经帮助过我的良师益友和同学！
主要参考文献
「1」高香林主编.电除尘技术.华北电力大学出版社.2001.3
「2」罗辉主编.环保设备与应用（第一版）.北京：
高等教育出版社.1997
「3」郝吉明，马广大主编.大气污染控制工程（第二版）.北京：
高等教育出版社.2002.8
「4」郑铭.环保设备设计应用.化学工业出版社.2001.4
「5」胡志光，胡满银主编.火电厂除尘技术（第一版）.北京：
中国水利水电出版社.2005
「6」金国淼主编.除尘设备（第一版）.北京:
化学工业出版社.2002
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