电除尘器的结构原理及应用.docx

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电除尘器的结构原理及应用

电除尘器知识培训教材

第一章电除尘器的根本知识

第二章电除尘器的除尘原理

第三章BE型电除尘器的本体构造

第四章电除尘高压控制系统

第五章电除尘低压控制系统

第六章高压硅整流变压器的构造特点和维护

第七章电除尘器调试维护

第八章电除尘器常见故障原因分析及其处理

第一章电除尘器的根本知识

电除尘器是利用电力进展除尘的装置，是净化含尘气体最有效的环保设备

之一。

电除尘器具有以下明显的优点：

1．除尘效率高：

设计合理的电除尘器除尘效率可到达99%以上。

2．阻力损失小：

一般电除尘器的阻力小于294Pa，有的阻力要求更高。

3．能处理高温烟气：

一般电除尘器用于处理250℃以下的烟气，经特殊设计，可处

理350℃甚至500℃以上的烟气。

4．能处理大的烟气量。

5．能捕集腐蚀性强的物质：

采用特殊构造的电除尘器可捕集腐蚀性强的物质。

6．运行费用低：

由于运动部件少，电耗低，正常情况维护工作量小，相应的日常运

行费用低。

7．对不同粒径的粉尘进展分类捕集。

但电除尘器也存在以下缺点：

1．一次投资大：

2．应用范围受粉尘比电阻的限制：

4×10

电除尘器最适宜的比电阻范围为10＜ρ＜5×10〔Ω．Cm〕。

3．不能捕集有害气体。

4．对制造、安装和操作程度要求较高。

5．钢材消耗大。

一、电除尘器的分类

电除尘器的分类方法很多，主要有以下几种：

1．按清灰方式分为干式、半湿式、湿式电除尘器及雾状粒子捕集器。

干式电除尘器易产生粉尘二次飞扬。

湿式电除尘器需进展二次处理。

2．按烟气在电除尘器内的运动方向分为立式和卧式电除尘器。

烟气在电除尘器内自下而上作垂直运动的称为立式电除尘器。

烟气在电除尘器内沿程度方向运动的称为卧式电除尘器。

3．按电除尘器的形式分为管式和板式电除尘器。

管式电除尘器主要用于处理烟气量小的场合。

板式电除尘器应用广泛。

4．按收尘板和电晕极的配置分为单区和双区电除尘器。

收尘极与电晕极布置在同一区域内的为单区电除尘器，其应用最为广泛。

收尘极与电晕极布置在两个不同区域内的为双区电除尘器。

5．按振打方式分为侧部振打和顶部振打电除尘器。

振打清灰装置布置在阴极或阳极的侧部称为侧部振打电除尘器，现应用较多的为挠

臂锤振打。

振打清灰装置布置在阴极或阳极的顶部称为顶部振打电除尘器。

顶部振打多为美式构造，龙净采用此构造。

第二章电除尘器的除尘原理

电除尘器的根本原理是利用电力捕集烟气中的粉尘，主要包括以下四个复杂又互相有

关的物理过程：

1．气体的电离。

2．粉尘的荷电。

3．荷电粉尘向电极挪动。

4．荷电粉尘的捕集。

根本原理：

电除尘器是在两个曲率半径相差较大的金属阳极和阴极上，通过高压直流电，维持一个

足以使气体电离的静电场，气体电离后所产生的电子：

阴离子和阳离子，吸附在通过电场的

粉尘上，使粉尘获得电荷。

荷电极性不同的粉尘在电场力的作用下，分别向不同极性的电极运动，沉积在电极上，

而到达粉尘和气体别离的目的。

在电晕区和靠近电晕区很近的一局部荷电粉尘与电晕极的极

性相反，沉积在电晕极上。

因电晕区的范围小，所沉积的粉尘也少。

电晕区外的粉尘，绝大

局部带有与电晕极极性一样的电荷，沉积在收尘极板上。

粉尘的捕集与许多因素有关，如粉尘的比电阻、介电常数和密度，气体的流速、温度

和湿度，电场的伏安特性，以及收尘极的外表状态等。

第三章BE型电除尘器的本体构造

BE型电除尘器是在引进美国通用公司〔GE〕电除尘器技术的根底上，经

过消化、吸收，在国产化过程中不断完善起来的一种新型电除尘器。

在介绍BE型电除尘器

本体构造之前，有必要先理解BE型电除尘器的技术特点。

一、BE型电除尘器的技术特点

BE型电除尘器有两大技术特点：

顶部电磁锤振打清灰和小分区供电。

1．顶部电磁锤振打清灰

电除尘器按振打清灰方式分为侧部振打和顶部振打二大流派。

侧部振打以欧

洲为代表，顶部振打以美国为代表。

顶部振打其振打装置设置在电除尘器顶部，阳极板或阴极线上获得的振打加速度分布上大、下小，与阳极板、阴极线的清灰要求相一致。

因为进入电除尘器的粉尘受重力作用往下沉降，其沉降速度与粉尘的粒径成正比，结果极板、极线上的粉尘上部细而薄、下部粗而厚。

粉尘细薄，其粘附力较大，所需的清灰振打力也较大；粉尘粗厚，其粘附力较小，所需的清灰振打力也较小。

顶部振打作用力的方向与极线的轴线方向一致，极线不会受到剪切力，极线的轴向强度大于径向强度，因此不易断线。

由于顶部振打其振打装置设置在电除尘器顶部，隔离于烟尘之外，烟尘中没有运动部件，因此运行平安可靠，便于维护管理。

顶部电磁锤振打可实现振打强度、振打频率和振打顺序在一定范围内随意调节，调整灵敏、方便。

电磁锤振打器的工作原理：

当线圈通电时，线圈周围便产生磁场，振打棒在磁场力的作

用下被提升，到达一定高度时，线圈断电，磁场消失，振打棒在重力作用下自由下落，撞击

振打杆，由振打杆将振打力传递到电除尘器内部的阴、阳极系统或气流分布装置上，到达振

打清灰的目的。

顶部电磁锤振打，振打棒与振打杆之间的相对位置不会因系统热胀冷缩的关系而受影

响，因此不会改变振打杆的受力效果，而阴、阳极系统的下部可以自由伸缩，因此顶部电磁

锤振打式电除尘器对烟气的温度有更宽广的适应范围。

2．小分区供电

小分区供电即将一个电场细分为二至四个电场，分别由单独的高压电源向其供电。

在除尘器中，从除尘器的入口到出口，烟气的含尘浓度对电除尘的电晕电流和电场强

度都有影响。

浓度变化越大，电除尘器的电晕电流和电场强度相差也越大。

采用小分区供电

时，由于汇流区沿气流方向上的长度仅为常规供电配置方式的1/2，因此，其各供电装置所

处理烟气的浓度的变化梯度，亦近似为常规供电配置方式的1/2，所以，与常规供电配置方

式相比，采用小分区供电时，电除尘器的运行电压与电晕电流值都较高。

更能充分发挥电除

尘器的性能，从而进步电除尘器的收尘效率。

二、BE型电除尘器构造和功能

电除尘器的主要构造：

电除尘器由两大局部组成，一局部是产生高压直流电的高压电源装置和维持电除尘器正常运行必不可少的低压控制系统〔称为电气局部〕;另一局部是电除尘器本体，它是对烟气进展净化的装置。

系统框图如下：

本体

高压控制系统GGAJ02K-□□A/□□KV

电除尘

加热：

保温箱加热和灰斗加热

振打：

侧部和顶部振打

电气低压控制系统

仓振卸、输灰

电除尘器高压电源装置的主要功能：

根据烟气性质和所处理的粉尘特性，及时调整供给电除尘器的输出电压，使电除尘器能在接近于电场火花放电〔或微火花放电〕的电压下运行，电除尘器获得尽可能高的电晕功率，到达良好的除尘效果。

电除尘器低压控制系统主要功能：

阴、阳极振打控制;灰斗卸、输灰控制;平安联锁等功

能。

BE型电除尘器包括：

阳极系统、阴极系统、阴阳极系统振打装置、保温箱、气体均布

装置、壳体、灰斗及排输灰装置等

BE型电除尘器构造：

1、阳极系统由极板排、振打砧及防摆装置构成，BE型电除尘器采用的是BE型极板，

宽度为445MM，防风沟宽44MM，中部为平板状，此种构造比较适宜顶部振打时力的传递。

极板排通过吊板上的二个孔自由悬挂在壳体顶梁底部的吊耳上，吊板上焊有振打砧，

振打力通过振打砧传递到极板排上，阳极系统的振打清灰采用电磁锤振打器，一般三排，或

五排阳极板配一个振打器，这要根据工况条件、粉尘性质及收尘极板排的质量综合考虑确定。

2、阴极系统由阴极框架、阴极砧梁、阴极悬挂系统及防摆装置构成，阴极系统通过砧

梁悬挂在阴极吊梁上。

BE型电除尘器采用两种阴极线：

针刺线和星型螺旋线，针刺线起晕电压较低，电晕电

流大，不易产生电晕封闭，适宜于粉尘浓度高的场合使用，而星型螺旋线相反，适宜于粉尘

浓度低的场合使用。

3、阴极系统支承绝缘子或绝缘轴的周围假设温度过低，其外表容易结露，当除尘器工作

时，可能沿绝缘子或绝缘轴外表产生爬电或沿面放电，使工作电压无法上升，所以支承绝缘

子附近装设电加热器，外加保温箱，设恒温控制器，以保持温度。

4、变压器顶置时，高压电直接通过高压隔分开关、阻尼电阻后进入阴极系统，高压进

结装置都有护套管保护。

5、电除尘搜集下的粉尘，通过灰斗和排、输灰装置输送走，以保证电除尘器的稳定运

行。

输灰方式为干式机械输灰。

三、BEL型电除尘器的主要构造

BEL型电除尘器构造图：

1、阴阳极采用类似于圆管式放电的电场极配形式

极板极线形式：

阳极板采用“W〞形的ZT24板、阴极线采用新型芒刺线

板线配置方式：

采用一块ZT24阳极板配置二根芒刺线的电场极配形式

阴极框架采用刚性阴极小框架构造，有利于进步稳定性和使用寿命

2、阳极振打方式：

采用PLC程序控制侧部整体仿形锤振打方式，可能振打控制制度进

行实时调整

3、阴极振打方式：

采用微机控制顶部电磁锤振打清灰方式，按小区域构造布置，有利

于进步清灰效果和防止框架变形及解决阴极线断线问题

第四章电除尘高压供电装置

本教材以GGAJ02K型产品的使用和维护为准

一、GGAJO2K型高压静电除尘用整流设备

电除尘器供电电源自动控制设备，自80年代开始应用微处理器和8位单片机等微机控

制技术以来，技术程度已有了显著进步。

引进美国GE公司技术开发成功的DAVC控制器，以其优异的性能，成为这种设备的典型代表，受到广阔用户的好评。

随着电除尘控制机理应用研究的进一步深化，单片机技术、特别是16位单片机技术的开展，以及智能电除尘器控制系统〔IPC〕的广泛应用，用户对更高性能微机控制设备的期望和需求更加迫切。

在这种情况下，我们公司以高起点、高性能为基点，开发出新一代电除尘器微机控制供电设备——K型产品。

K型产品的核心MVC-196控制器作为DAVC晋级换代产品，吸收了包括DAVC在内的国内、外最新控制技术的精华，应用了我们最新的研究成果。

该产品的开发在立足“全数字化技术特征、高精度火花响应控制、独创性控制功能、

网络化设计概念〞的四大根底上，其目的是开发出具有世界先进程度的产品。

1、K型产品〔MVC-196〕的主要技术特点

采用高速、高性能、大容量真16位单片机为控制核心

数字化控制程度大幅度进步

独家采用硬件和软件双重火花检测控制技术

扩大并完善了多种控制方式

自动检测动态V-I曲线族

采集并存贮电压、电流波形

具有特殊的保护功能

IPC的一个功能强大的子系统

人机接口界面友好

集成度、可扩大性进步

2、产品主要功能

控制功能：

a、火花跟踪控制b、最高平均电压控制c、火花率设定控制d、临界少

火花控制e、双半波间歇供电控制f、单半波间歇供电控制

故障报警和保护功能：

a、过流保护b、负载短路保护c、负载开路保护d、危险油

温保护e、SCR短路保护f、偏励磁保护g、过压限制保护和过流限制保护h、系统自检

和自恢复功能

显示功能：

显示一次电流、一次电压、二次电流、二次电压、火花率、控制方式等运

行参数，显示方式可设为定显和巡屏显示，发生故障时显示故障类型性质。

3、K型主回路及工作原理

取样板MVC-196控制器

主回路原理图包括设备主回路、操作控制电路和辅助电路〔如冷却风机〕等几个局部。

交流380V电源经断路器〔QF1〕接通，由反并联晶闸管V1、V2交流调压后，〔信号取样I1、U1〕送至整流变压器初级，再经升压、整流输出直流负高压。

I2、U2分别为直流高压侧电流取样电阻和电压取样电阻。

电流和电压取样讯号送至MVC-196控制器，由微处理机系统进展运算处理后，输出讯号控制晶闸管的导通角，形成闭环的自动电压控制系统。

4、控制方式的选用

本设备具有全波供电、

双半波间歇供电、单半波间歇

供电三大形式，每种形式均有10种运行方式。

①全波供电形式：

全波供电方式分为方式0、方式1方式-----9十种方式。

各种方式

对应关系如下表：

方式控制方式相关参数

方式0火花跟踪控制上升率设定值

方式1最高平均电压控制上升率设定值

方式2火花率设定控制火花率设定值

方式3临界火花控制上升率设定值

方式4～方式9待定义待定义

注意：

火花率设定值只对方式2〔火花率设定控制〕起作用，对其它方式不起作用。

上升率对方式0、方式1、方式3起作用。

②双半波间歇供电形式：

该形式具有2:

2、2:

4、2:

6、2:

8、2:

10、2:

12、2:

14、2:

16、

2:

18、2:

20十种方式。

③单半波间歇供电形式：

该形式具有1:

2、1:

4、1:

6、1:

8、1:

10、1:

12、1:

14、1:

16、

1:

18、1:

20十种方式。

5、K型控制器参数显示及其含义

本机采用2行16字符显示器

显示参数一览表

显示参数单位说明

U1V一次电压有效值

I1A一次电流有效值

U2KV二次电压有效值

I2mA二次电流有效值

UmKV二次电压峰值

SP次/分每分钟火花率

MODE无运行方式

IL%电流极限值〔0-100%〕

UL%电压上限值〔100-120%〕

MAN%手动设定值〔0-100%〕

RP无上升率〔10-1000〕

SP-SET次/分火花率设定值〔6-500次/分〕

ST%火花放电初始值

END%火花放电后快升阶段终值

INC%火花放电后快升阶段每半波增量

OFF1、0火花时是否有关断〔1关一个半波，0不关断〕

HI-LEV%高火花比较电平

RATEKV、A设备容量

6、K型控制器的操作及本卷须知

〔1〕操作键

本机共有[+]、[-]、[设定I]、[设定II]、[自动/手动]、[复位]六个按键，每个按

键的主要作用如下：

[+]、[-]：

用于参数修改时的增、减；显示屏的切换；显示方式的切换等。

[设定I]、[设定II]：

用于参数设定功能

[自动/手动]：

手动和自动运行状态的切换

[复位]：

系统的复位或重新启动

〔2〕参数显示

本机参数显示采用分屏显示方式，显示可分为两个不同阶段，控制器从复位至运行为

第一阶段，称为初始阶段；正常运行为第二阶段，称为运行阶段，第一阶段主要是逐屏显示

本机所有设定的参数；第二阶段主要是显示运行数据和主要设定参数

第一阶段：

初始阶段

参数自检结果报告

设备容量值；通讯地址；本地/遥控状态

电流以极限值；电压上限值；手动设定值；上升率

火花率设定值；运行方式

火花响应；初值；终值；增量；关断半波数；高火花比较电平

正常显示：

一次电压；二次电压；一次电流；二次电流

第二阶段：

正常运行阶段

一次电压；二次电压、一次电流、二次电流平均值

二次电压峰值、每分钟火花率、运行方式

电流极限值、电压上限值、手动设定值、上升率

火花率设定值、本地或遥控状态

火花响应初值、终值、增量、关断半波数、高火花比较电平

7、设备的启动/停顿步骤及其本卷须知

〔1〕启动前的检查与调整

将断路器QF1置于“断“的位置

将主令开关SA1置于“断“的位置

检查MVC-196控制器XS2、XS3插头是否连接可靠

检查所有连接线是否正确可靠

检查各断路器是否在“通〞位置

用2500V兆欧表检查负载绝缘，一般其电阻值为在100兆欧以上

〔2〕设备的启动步骤

将断路器QF1置于“通“的位置，主电路接通

将主令开关SA1置于“通“的位置

控制柜“电源〞灯亮，控制器液晶显示：

ORGINALPARAMETEROK!

然后进入

逐屏显示

按【复位】键，按下【起动】按钮，交流接触器KM1、KM2吸合，可控硅触发

电路接通，“运行〞灯亮

待第一个阶段逐屏显示完毕后，电流电压渐渐上升，使用功能键选择最正确工作方

式及相应控制特性，使控制柜工作在最正确状态

〔3〕设备停顿运行步骤

按【复位】按钮，输出电流电压降为零

按【停顿】按钮，断开可控硅触发回路

置开关SA1于“断〞位置

如设备需长期停机须将断路器QF1置于“断〞位置

假设设备自动停机报警，应先确认控制器显示器显示的故障类型并作相应检查与处理，

然后按复位按键解除报警，然后可按操作步骤重新启动或进展检修

假设设备自动跳闸报警，断路器QF1分励脱扣，必须先根据控制器显示器显示的故障类型作相应检查，消除故障前方允许按操作步骤重新启动设备

（4）设备使用本卷须知

防止操作过电压，不能在设备运行状态下转换高压隔分开关或直接拉闸。

整流变压器与控制柜之间的电流和电压反响信号连接线必须使用金属屏蔽线，以防干

扰。

设备运行时不得进入高压隔离室。

小型断路器QF2~QF7在设备启动前均须置于“通〞的位置，在设备运行中不得任意

断开。

当电源接入控制柜，即使断路器QF1、QF2处于“断〞位置，风机与照明电路仍处

于带电状态；当断路器QF1~QF10处于“通〞位置时，设备即使未启动仍在带电状态，设

备检修时须将这些开关切断

第五章电除尘低压供电装置

一、概述

电除尘低压控制系统是指除高压控制设备以外的其它一切用电设备的自动控制系

统，它是一种多功能自动控制系统，它与电除尘本体、高压控制设备构成电除尘系统的

三大局部。

电除尘低压控制系统主要包括振打控制、卸〔输〕灰控制、绝缘子保温箱电加热控

制、灰斗电加热控制、仓壁振动控制、料位控制、进出口喇叭温度显示、平安联锁控制、

远程通讯等。

电除尘低压控制系统按控制方式不同分为DDX和DDJX。

低压控制系统框图

电除尘低压控制系统

振打系统加热系统仓振系统卸、输灰系统

侧、顶部卸、输灰振打系统

保温箱加热系统

灰斗加热系统

阴极磁轴加热系统

二、电除尘器低压控制系统

1、电机控制

电机控制包括：

卸〔输〕灰电机控制、仓壁振动电机控制、振打电机控制〔侧部

振打〕。

电机控制回路中，主回路采用交流接触器输出，断路器、热继电器组成短路、过

载、断相保护电路。

电机控制原理参看以下图。

各回路具有集中、就地控制、手动、自动控制，当现场调试或事故检修时，可在

现场操作端子箱上手动控制各回路，方便灵敏。

就地控制时，将现场端子箱上的控制

开关SA2置左侧“手动〞位置，集中控制时将开关SA2置右侧“本柜〞位置。

本柜控制时分“手动〞和“自动〞控制，而且需把现场端子箱开关SA2置于“本

柜〞位置，手动控制时，将控制开关SA1置于“手动〞位置，接触器KM1线圈电源

接通，接触器KM1主接点吸合，电机投入运行。

手动停机时，将SA1置于“停机〞

位置。

本柜自动控制时，将控制开关SA1置于“自动〞位置，同时控制器处于工作状态，

那么各回路按控制器控制程序运行。

控制器可采用MPC系列产品或PLC等控制设备，

经合理编程，每个控制通道控制一定时序周期性运行，每个控制通道有信号输出时，

中间继电器K2线圈电源接通，K2常开触点闭合，接触器KM1线圈电源接通，接触

器KM1主接点合上，电机投入运行。

2、电加热控制

电加热控制包括保温箱加热、灰斗加热、阴极磁轴加热。

保温箱加热的目的主要是保证绝缘子不产生露点，因为高温烟气碰到低温构件时，

其局部的烟气温度有可能降到烟气露点以下，烟气中含高温蒸气将凝结成水珠附着在

构件上，一旦高压绝缘子上附着水珠，将使绝缘子外表失去绝缘才能，导致电场高压

在绝缘子处产生频繁闪络、拉弧，甚至短路。

使电除尘器无法正常运行，同时可能使

绝缘子损坏。

灰斗加热的主要目的是防止粉尘结块，影响灰斗卸灰，同时防止灰斗产

生拱桥现象，阴极磁轴加热同保温箱加热功能。

电加热控制回路采用交流接触器输出，断路器短路保护，各回路有手动/自动控

制方式，

电加热控制原理如下：

手动控制将控制开关置于“手动〞位置，接触器KM1线圈接通，KM1主接点合上，

电加热器投入加热。

手动停机，那么将控制开关置于“停机〞位置。

自动控制时，将控制开关SA1置于“自动〞位置，同时控制器处于工作状态，那么

各回路按控制程序运行。

自动按设定温度恒温控制，控制器一般采用铂热电阻为检测

元件，检测信号送至控制器，控制器可显示每个通道的检测温度，加热点的温度未达

到设定温度，相应通道有信号输出。

中间继电器K2线圈接通，K2常开触点闭合，接

触器KM1线圈电源接通，接触器KM1主接点合上，电加热器投入加热。

当加热点检

测温度到达设定温度值时，加热器停顿工作。

3、DZK电磁振打控制设备

DZK电磁振打控制设备是专门用来控制电磁振打器的设备。

电磁振打器以矩阵形

式连接，一台DZK电磁振打控制器可控制最大额定矩阵为16﹡16〔行﹡列〕=256

个振打器，每个振打器振打周期可调，振打高度可调。

普通型振打器振打高度在

0~30cm范围内设定，加高型振打器振打高度在0~43cm范围内设定。

〔1〕、电磁振打器工作原理

电磁振打器是利用电磁力工作的，当振打器线圈中流过直流电流时，产生的磁

力将振打棒吸起至某一高度，然后断电，振打棒下落，同时由于振打器线圈中的电

动势不能马上消失，会产生反电动势；通过续流二极管形成方向相反的电流。

因此，

在断电瞬间振打棒同时得到一个向下的电磁力，加速振打棒的下落。

振打力的大小有振打高度决定，而振打高度又由流过线圈电流决定。

因此，通

过改变流过线圈的电流的大小便可控制振打高度，改变线圈电流是通过可控硅相控

实现。

电磁振打器是以矩阵形式连接。

振打器跨接在行线和列线之间，通过控制行、列选

开关的通断，选择矩阵中的任一个振打器，而行、列选开关在实际装置中是由可控硅实现。

第六章高压硅整流变压器的构造特点和维护

一、产品构造电除尘器

常见故障分析及其处理

GGAJ02系列高压硅整流变压器由升压变压器和整流器两大部份组成，高压绕组采

用分组式构造，各自整流，直流串联输出，适用于较大容量的变压器，它按全绝缘的结

构设计，散热条件好，运行可靠性高，

1、本系列变压根据阻抗值的大小，分为低阻抗变压器和高阻抗变压器两种。

〔1〕低阻抗变压器

此种变压器阻抗较小，必须配电抗器才能使用，电抗器上备有抽头，所以阻

抗值调整方便。

构造：

铁芯：

采用壳式构造，由高导磁材料的冷轧硅钢片〔DQ151-35〕组成，其

截面采用多级圆柱型，只有一个芯柱，铁轭为矩形截面。

绕组：

有一个低压绕组，低压绕组上共有三个抽头，其输出分别为额定电

压的100%、90%、80%。

高压绕组的数量根据电压等级的不同而分为N个不等，

高压绕组分别与整流桥连接