电除尘器设计项目说明指导书.docx

电除尘器设计说明书
汉字摘要：本设计是根据给定烟气含尘量和除尘效率设计出一个尺寸合理、性能稳定、经济电除尘器。本文从电除尘器关键结构选型、尺寸计算等着手设计出了一个相对较合理卧式电除尘器。
Abstract: This design is the haze quantity which, the dust content as well as the dust removal efficiency defers to assigns designs a size to be reasonable, stable property, economical electric precipitator. This article from the electric precipitator primary structure's shaping, the size computation and so on began to design a relatively reasonable horizontal-type electric precipitator.
关键词：电除尘器；设计；计算
Keywords：Electrical precipitator；Design；Calculate
1. 序言
1.1. 选题背景
1.1.1. 课题起源
除尘工程是防治大气污染关键内容，是环境工程关键组成部分。电除尘器因为含有除尘效率高、处理烟气量大、运行维护费用低等优点，被广泛应用于电力、冶金、建材等工业领域烟尘治理。在中国电力行业，不管新建或改扩建燃煤电厂，还是老电厂，中国发电装机容量中火电装机容量占80%左右，火电机组又以燃煤机组为主，是大气污染物关键起源之一。
自1月1日起，GB13223—《火电厂大气污染物排放标准》正式实施，新国家标准对新建火电机组和已建成运行不一样年代老机组烟尘排放浓度全部有了愈加严格要求；火电厂烟气脱硫工艺对烟气中粉尘浓度有严格要求。
电除尘器是关键环境保护设备，同时也是火电厂高能耗设备，通常情况下电除尘器耗电量约占机组容量4‰。国家十一五计划明确提出“建设资源节省型、环境友好型社会”要求，怎样响应国家号召在提升除尘效率、降低烟尘排放浓度由此可见，因为电除尘器本身技术瓶颈、中国煤质资源客观实际和环境保护要求日趋严格，中国电除尘器应用和发展正面临这前所未有挑战。
本课题起源于某工业中产生烟气，已知进口颗粒物浓度为49g/m³，除尘需达成效率为96%。
1.1.2. 课题目标
本课题关键为了深入了解电除尘器除尘原理和关键部分，利用所学知识设计出一个较合理、实用电除尘器，从而达成所需要除尘效率，是烟气得到净化。
1.1.3. 课题意义
在设计过程中对电除尘器有一个宏观了解，从而将知识应用到实践中和经过设计出一个理想电除尘器，使工业排出烟气含量达标，从而净化大气，降低烟气对环境危害。
1.1.4. 应处理关键问题
掌握电除尘器基础原理和关键结构原理、选型和相关参数选择，从而使所设计电除尘器达成所需要除尘效率，使烟气达标排放。
1.1.5. 技术要求
所设计电除尘器首先性能要稳定，满足除尘效率要求；第二，耗电少，经济；第三，机械性能高，噪声小；第四，外型应美观等要求。
1.1.6. 本设计指导思想
(1)依据招标书要求及国家相关标准进行设计。
(2)根据“高效、安全、可靠、方便、经济”目标即除尘效率高、使用安全、运行可靠、操作方便、运行维护经济标准进行优化设计。
1.2. 中国外研究现实状况
1972年以前探索时期，关键特征是仿造和试用，极板大多是棒帖式.电晕极为细圆，技术水平较低。中国最早使用一台电除尘器，是解放前1936年安装在本溪工农兵水泥厂，其断面积为36m² 。1954年仿造了第一台电除尘器，1965年对电除尘技术开始进行科学研究，直到1970年，中国投入运行电除尘器总台数约200台，关键用于有色金属冶炼中贵金属回收，及建材行业有用物料回收。
1972年以后发展时期，关键特征是研制、引进、吸收、提升， 电除尘技术水平快速发展。这个时期内，70年代早期和中期，完成了3-60m²九种规格SHWB电除尘系列化设计，首次形成了通用电除尘器系列产品。70年代末至80年代初，经过对系列化产品使用几年实践总结， 并对当初引进Ruthmuble企业173m²和Elex企业81.9m²电除尘器进行消化吸收，结合自己近研究结果，各工业部门前后开展了新型电除尘样机研制和新电除尘器系列化设计，如冶金工业部前后研制成功用于武钢60m²，大冶有色金属企业40m²电除尘器样机。建材行业完成CDWY和CDWH两类电除尘器系列设计。80年代中期以来，为了满足日益严格环境质量要求，国家科委将“高效除尘技术研究” 列入“七五” 攻关项目，开展了宽间距电除尘器、脉冲供电电源、烟气调质和板线配置研究等。
中国全方面系统地对电除尘器技术进行研究和开发始于上个世纪60年代。在1980年以前，中国在国际电除尘器领域还处于很落后地位。改革开放以来，中国国民经济连续不停地高速增加，环境保护对国民经济可连续发展显得愈来愈关键。受市场经济下利益驱动，中国很多大、中型环境保护产业对电除尘器进行技术研究和开发方面投入不停加大，电除尘器应用得到了长足发展。国家更是将高效电除尘器技术列入“七五”国家攻关项目[4]。经过对引进技术消化、吸收和合理借鉴，到上世纪90年代末，中国电除尘器技术水平基础上赶上国际同期优异水平。
因为中国静电除尘器起步较晚，故从机械结构上讲，不管是内件结构形式(关键是极板和极线)还是外壳结构形式，基础上套用欧式或美式结构。欧式或美式静电除尘器在结构上差异关键表现在三个方面：收尘极系统、放电极系统和振打系统三部分。
在收尘极系统方面，欧、美式结构收尘极全部由薄卷板轧制而成。美式结构采取整体悬挂，而欧式结构采取自由悬挂，每块极板全部可单独在气流方向稍微移动和振动。
在放电极方面，美式结构放电极大全部是顶部由吊架固定自由悬挂极线，在底部系有重锤使其张紧。导线直径约1/8in，起晕电压为18kV。而欧式结构采取较大直径放电极，安装于框架中，其最大优点式断线率低，但因为极线直径达，起晕电压相对较高。
在振打方面，美式结构通常采取电磁脉冲振打、电振动和气力振动，这些振动器均在极板垂直面上运行。
现在中国普遍投运静电除尘器，除少许是从国外引进，基础上为中国产品，其结构形式以欧式结构居多(如菲达型)，其次是GP型结构(也是仿照早期欧洲法式结构)、美式结构，其它还有欧式鲁奇结构(水泥行业静电除尘器和从日本引进设备大全部属于这一类)。
对于电除尘器电气系统，进入九十年代，因为高电压技术、自动控制技术，计算机技术、化学反应技术发展和融通，全新脉冲放电技术应运而生。这一技术把含氮、硫烟气变成化肥回收，单片微机和计算机智能控制系统使用和推广使得电除尘器工作正确、高效，操作和维护也变得十分简单。这种脉冲荷电特点是针对改善高比电阻灰尘集尘特征而考虑它是一个有效荷电方法，脉冲供电方法正在当今世界范围内进行研究开发，有一部分己达成实用化。国外甚至已经把高压逆变电源用在电除尘器上。
多年来中国还研究开发了不少新型电极电除尘器，比如邹永平等研制了横向极板电除尘器；刘林茂等研制了加装横向百叶窗式电除尘器，陈学构等提出了静电透镜电场电除尘器；即在两平板电容器之间平行插入一个带圆孔薄板所形成结构；谭天佑等提出了横向工字形极板电除尘器，在I型板排中，插入了顺气流装置带负电平板辅助电极；张国权等研制了冲击式电除尘器，即在横向中心窗口处部署电晕线，烟气流过窗口后面横放收尘板上而被捕集。
1.3. 电除尘器存在问题
1.3.1. 基础问题
(1)高比电阻粉尘
(2)烟尘返流损失
(3)气流状态不良
(4)振打设备能力不足
(5)电极系统设计不完善
(6)高压供电设备不足
(7)电除尘中高压电场分组数不够
(8)电除尘设备容量太小
(9)高压电气设备不稳定(对火花放电太敏感等)
1.3.2. 机械问题
(1)电极配置不良
(2)电晕电极振动或摇摆
(3)收尘电极变形
(4)电极上积尘太多
(5)灰斗存灰太满或烟尘溢出
(6)灰斗、外壳或烟道漏风
(7)烟道接头处烟尘堆积
(8)经过灰斗或在收尘区周围有烟气溢出
1.3.3. 操作问题
(1)电气设备调整不妥
(2)经过电除尘烟量太大
(3)烟气含尘浓度太大
(4)工艺过程不正常(燃烧情况不良等)
(5)振打强度或频率调整不合适
2. 电除尘器设计方案论证
2.1. 引言
除尘工程是防治大气污染关键内容，是环境工程关键组成部分。中国发电装机容量中火电装机容量占80 %左右，火电机组又以燃煤机组为主，是大气污染关键起源之一。伴随国际中国对环境保护要求日益严格，中国也对大气排放标准不停制订新标准。
伴随环境保护意识增强，烟气治理技术应用已越来越受到大家重视。电除尘器以其除尘效率高、运行管理方便和适应性强等特点，已在各工业领域含烟气治理中得到了广泛应用。作为电除尘器关键组成部分本体，其设计优化和日常维护对除尘效率起着举足轻重作用。
2.2. 电除尘器除尘机理
2.2.1. 捕集效率
电除尘器捕集效率和粒子性质、电场强度、气流性质及除尘器结构等原因相关。从理论上严格推导捕集效率公式是困难，所以需要做一定假设。
德意希在1922年推导出除尘效率和集尘板面积、气体流量和粒子驱进速度之间关系式(即德意希公式)时，做了以下假设：电除尘器内含尘气流为紊流；经过垂直和集尘极表面任一断面粉尘浓度和气流分布均匀；粉尘粒子进入电除尘器后就认为完全荷电；忽略电风、气流分布不均匀及捕集粒子重新进入气流等影响。
德意希公式(formula of Dertsch)为：
η=1-e-AQω[η=1-exp(-AQ ω)]
式中：
A——电除尘器集尘板总面积，m²
Q——电除尘器处理气量，m³/s
ω——荷电粉尘粒子在电场中驱进速度，m/s。
2.2.2. 粉尘在电场内迁移和捕集
在电除尘技术中，粉尘捕集关键是利用在电晕电场中粉尘荷电后移向异性电极而从气流中分离出来原理，包含悬浮粒子荷电，带电粒子在电场内迁移和捕集，和将捕集物从集尘表面上清除等三个基础过程，它关键分为四个阶段：
(1)施加电场
在一对电极之间施加电压，就能够建立起电场，它作用是：
(a)在高压放电极周围场强很强，造成气体电离，产生大量离子，形成电晕放电必需条件；
(b)电场促进离子和尘粒碰撞，使尘粒荷电；
(c)驱动荷电尘粒向收尘极移动。
(2)气体电离(电晕放电)
电除尘器中能够形成电晕放电基础条件是，在正负电极间电位差，应确保形成使气体电离发生电晕放电非均匀电场。在放电极表面电场强度最大，距放电极愈远电场强度愈小。电晕放电原理图2-1所表示。电子和阴离子是电场中粒子荷电起源。试验证实电场中离子迁移速度和电场强度成正比，可用下式表示：
u0=Ki×E
式中
u0——离子迁移速度，m/s ；
E——电场强度，V/m；
Ki——离子迁移率，m²/(V·m)。

图2.1： 电晕放电原理图
(3)尘粒荷电
尘粒荷电荷电量大小和尘粒粒径、电场强度及停留时间等原因相关，通常认为尘粒荷电有两个关键机理：电场荷电和扩散荷电。电场荷电是在电场中气体离子沿电力线运动时和粉尘粒子碰撞使其荷电。对半径大于0.5μm尘粒，电场荷电起主导作用。扩散荷电是扩散荷电是由离子热运动引发。对半径小于0.2μm尘粒，则为扩散荷电起主导作用。而半径在0.2-0.5μm之间尘粒，二者均起作用。

图2.2： 板式电除尘器工作原理图
(4)收尘
板式电除尘器工作原理图2.2所表示。粉尘荷电后，在电场作用下，各自按其所带电荷极性不一样，向极性相反电极运动，并沉积于其上。
2.2.3. 尘粒运动和捕集
(1)尘粒所受力及运动规律
处于集尘板和电晕极之间荷电尘粒，受到四种力作用：重力、静电力、惯性力、介质阻力。
粒子驱进速度为
ω=q×Ep×C/(3π×μ×dp)
式中：
ω——荷电粉尘粒子在电场中驱进速度，m/s
q——粉尘粒子荷电量，C
E——粉尘粒子所处位置电场强度，V/m
μ——气体黏度，Pa∙s
dp——粉尘粒子直径，μm
C——肯宁汉修正系数，这里能够近似估算为
C=1+1.7×10-7dp
在通常电除尘器中，荷电电场强度E和集尘区电场强度Ep是近似相等。
(2)荷电尘粒捕集
在电除尘器中，尘粒捕集和很多原因相关，如尘粒比电阻、介电常数和密度、气流速度、温度和湿度和集尘板表面状态等。
提升电除尘器捕集效率有很多路径，其经典例子为“德意希公式”，其做出假定为：除尘器中气流为湍流状态：在垂直和集尘表面任一横断面上粒子浓度和气流分布是均匀。粒子进入除尘器后立即完成了荷电过程：忽略电风、气流分布不均匀、被捕集粒子重新进入气流等影响。此公式概括了分级除尘效率和集尘板面积。
气流流量和颗粒驱进速度之间关系，指明了提升电除尘器捕集效率路径，所以在除尘器性能分析和设计中被广泛采取。
2.2.4. 振打清灰
粉尘荷电后，在电场作用下，各自按其所带电荷极性不一样，向极性相反电极运动，并沉积于其上。从集尘板清除已沉积粉尘关键目标是预防粉尘重新进入气流。粉尘重新进入气流可能产生于气流把粉尘从集尘板表面直接吹起，振打电极使粉尘重新弥散和气流，或把捕集粉尘从灰斗卷起。
在干式电除尘器中通常使用电极振打方法清灰。振打系统必需高度可靠。既能产生高强度振打力，又能调整振打强度和频率。两种关键常见振打器是电磁型和挠臂锤型。粉尘荷电后，在电场作用下，各自按其所带电荷极性不一样，向极性相反电极运动，并沉积于其上。
2.3. 静电除尘器分类和特点
2.3.1. 按气流方向分
(1)立式电除尘器
气体在电除尘器内，从下往上垂直流动。它占地面积小，但高度较大，维护和检修不方便，气体分布不易均匀，对捕集粒径细粉尘轻易产生再飞扬。气体出口可设在顶部。通常规格较小，处理气量少，适宜在粉尘性质易被静电捕集情况下使用。
(2)卧式电除尘器
气体在电除尘器内沿水平方向流动，可按生产需要合适增加或降低电场数目。其特点是可实现分电场供电，避免各电场间相互干扰，以利于提升除尘效率；便于分别回收不一样成份、不一样粒径粉尘，达成分类富集作用；轻易做到气体沿电场断面均匀分布；因为粉尘下落方向和气体运动方向垂直，粉尘二次飞扬比立式电除尘器少；设备高度较低，安装、维护方便；适宜于负压操作，对风机使用寿命和劳动条件十分有利。但占地面积较大，基建投资费用较高。
2.3.2. 按清灰方法分
(1)干式除尘器
收下来粉尘呈干燥状态。操作温度通常要求高于处理气体露点20-30 ºC，使用温度可达350-45ºC，甚至更高。通常采取机械、电磁、压缩空气等振打装置清灰。常见于搜集经济价值较高粉尘。
(2)湿式除尘器
收下来粉尘为泥浆状。操作温度较低，对于通常含尘气体全部需要进行降温处理，在温度降至40-70 ºC再进入电除尘器。设备需采取防腐蚀方法。通常采取连续供水清洗沉尘极，定时供水清洗电晕极。这么，首先可降低粉尘比电阻，使除尘轻易进行。其次，因无粉尘再飞扬，所以除尘效率很高，所以，湿式电除尘器适适用于气体净化或搜集无经济价值粉尘。另外，还因为水对处理气体有冷却作用，使气量降低，设备规格则对应降低。若气体含一氧化碳等易爆气体，采取湿式电除尘器可降低或预防爆炸危险。
(3)电除雾器
气体中酸雾、焦油液滴等以液体状除去。采取定时供水或蒸汽清洗沉尘极和电晕极，操作温度小于50 ºC，电极等钢构件必需采取防腐方法。
2.3.3. 按集尘电极结构形式分
(1)管式除尘器
单管电除尘器结构图所表示。集尘极为F 150-300mm圆形金属管，管长为3-5m。放电极线(电晕线)用重锤悬吊在集尘极园管中心。管式电除尘器电场强度高且改变均匀，但清灰比较困难。常见于处理含尘气体量小或含雾滴气体。
(2)板式除尘器
集尘极由多块一定形状钢板组合而成。放电极(电晕极)均布在两平行集尘极间。两平行集尘极距离通常为200-400mm，极板高度2-5mm。版式电除尘器电场强度改变不均匀，清灰方便，制作安装轻易。
2.3.4. 按电极在除尘器内部署形式分
(1)单区电除尘器
集尘级和电晕极装在同一区域内，颗粒荷电和捕集在同一区域内完成。
(2)双区电除尘器
收尘极系统和电晕极系统分别装在两个不一样区域内，前区安装电晕极称电晕区，粉尘粒子在前区荷电；后区安装集尘极称为收尘区，荷电粉尘粒子在收尘区被捕集。双区电除尘器关键用于空调空气净化方面。
2.4. 方案选择
综合考虑采取卧式板式电除尘器。卧式静电除尘器收尘极板由若甘块平板组成，为了降低粉尘二次飞扬和增强极板刚度，极板通常要轧制成多种不一样断面形状，电晕极安装在收尘极板组成通道中间。
卧式静电除尘器之气体在静电除尘器内沿水平方向运动，和立式静电除尘器相比有以下特点：
(1)各个电场能够施加相同电压，也能够分别施加不一样电压，分别施加不一样电压方便充足提升除尘效率。沿气流方向可分别为若干电场；
(2)依据所要求除尘效率，可任意增加电场长度，但太长会增加费用，而效果却不十分理想；
(3)在处理较大烟气量时，能确保气流沿电场断面均匀分布，清灰比较方便；
(4)各个电场能够分别捕集不一样粒度粉尘，这有利于粉尘捕集回收；
(5)静电除尘器电场强度不够均匀。
3. 电除尘器结构设计
电除尘器结构设计关键包含有集尘极系统、电晕极系统、气体分布装置、壳体结构和排灰装置等。
3.1. 集尘极系统
电除尘器集尘极也可称为除尘极、集尘极或阳板等。
集尘极系统包含集尘极板、极板悬挂构件和清灰装置。对集尘极系统设计关键是对集尘极板、集尘悬挂构件和清灰装置设计。
3.1.1. 集尘极设计标准
(1)含有良好电性能，极板电流密度分布要均匀
(2)含有良好振动加速度分布性能
(3)含有良好预防粉尘二次飞扬性能
(4)钢材耗量少，强度大，不易变形
3.1.2. 集尘极形式
立式电除尘器极板常见有圆管状(直径250mm-300mm)和郁金花状两种。郁金花状因有预防粉尘二次飞扬特点，应用较多；卧式电除尘器极板形式有“Z”型、“C”型、波纹型、工字型等。C型极板因为极板阻流宽度大，不能充足利用电场空间；Z型板因为有很好电性能和振动力、速度均匀性能，重量也较轻，所以使用较普遍，但因为两端防风沟朝向相反，极板在悬吊侯轻易出现扭曲；C型板克服了Z型这种缺点，ZT型极板则既含有良好电性能、制造也较轻易。
3.1.3. 集尘板设计
极板材料，通常见一般碳素钢三号镇静钢制作。用于净化腐蚀性气体时，应用不锈钢，对水泥磨和生料磨用电除尘器，其极板需选择不含硅优质结构钢。
二次扬尘控制：为要在极板面周围形成宽度3-4mm死流区，抑制粉尘二次飞扬，流体流速为1m/s左右时，防风沟宽度b和板宽B之比控制为1：10。
3.1.4. 极板悬挂
极板通常被悬挂在固定于壳体顶梁小梁上。其联接点有铰接和固接两种，不一样联接方法，其板面振动加速度不一样。上下两端采取固接方法可取得较大板面振动加速度。不过，上下均采取固接形式，当各条极板受热不均匀时，影响两极间距，降低操作电压，使除尘效率降低。
上端固接悬吊方法也能够采取极板一段焊接一块厚为6-8mm联接板，悬吊梁用单根或双根角钢组成(由极板长度及极板块数定)并焊于壳体顶梁下平面，极板用螺栓紧固于悬吊梁上。
单点偏心悬挂方法是一个自由悬挂方法。当撞击杆被敲击时冲击力经过挡块传给联接板及极板，使极板产生振动，且使极板沿悬吊销轴回转产生位移。采取这种悬吊方法极板，取得振动加速度较小，安装调试也较为麻烦。
在实践中发觉，极板两端联接板和极板联接轻易脱开，现在新设计电除尘器，上部将极板直接用螺栓和悬吊梁联接，下部将极板和撞击杆相联(铰接或固接)。
3.1.5. 极板清灰装置设计
集尘极极板表面上粉尘清除，靠对极板进行周期性振打，并使板面产生一定振打加速度实现。振打周期、频率和强度和含尘气体、粉尘性质、电除尘器结构形式等很多原因相关。设计中应留用较大调整余地，方便在运转中逐步调整确定出适宜振打制度。集尘极通常采取间歇振打，振打频率为每分钟4-8次，振打周期随气体含尘浓度而定。单电场除尘器集尘极通常2-8小时振打一次，一次振打5分钟。多电场除尘器 ，可依据实际情况确定各电场板振打周期。
敲打极板方法中平行于板面振打方法比垂直于板面振打方法要好，它既可确保极板间距在振打过程中改变不大，又可使粉尘和板面间在振打时，产生一定惯性切力，使黏附在板面上粉尘更轻易脱落。
集尘极振打机构有捶打机构、弹簧—凸轮机构、电磁振打等结构形式。弹簧—凸轮机构因结构复杂，动力消耗较大，基础上不再采取。电磁振打装置因为结构复杂，现在工业上也已极少用。挠臂锤击机构含有结构简单，运转可靠优点，被中国外电除尘器广泛采取。依据经验，锤重可取5-12kg。连杆长度取150-225mm，曲柄长度取100mm左右。
该锤击机构在使用过程中锤头和连杆联接柱销因长时间磨损而引发掉锤故障，所以很多设计者将锤头和连杆制成一整体锤。
3.1.6. 锤击装置传动系统设计
传动装置系统：通常，一个电场各排集尘极板振打锤均装在一根轴上，相邻两副锤子错开一定角度(通常为150°)，以降低振打时粉尘二次飞扬。振打轴支承在两个滑动轴承上，当电除尘器宽度尺寸较大时，可将振打轴分成若干段，每段应支承在两个轴承上，每段长度小于3m。每段轴间宜用许可较大径向位移联接轴。
振打轴轴承宜采取不加润滑剂滑动轴承结构，轴承轴瓦面应不易沉积粉尘，而且和轴有较大间隙，以免受热时，发生抱轴故障。
3.2. 电晕极系统
电晕极是电除尘器放电极亦即阴极。电晕极必需要有良好放电性能和便于粉尘振落；应有良好机械强度，能耐一定温度和含尘气体腐蚀。电晕极系统包含电晕线、电晕极框架、框架吊杆、支承套管及电晕极振打装置等。
3.2.1. 电晕线
电晕线越细，其起晕电压越低，然而电晕线又应含有良好机械强度。
3.2.2. 设计电晕线要求
(1)放电性能好，起晕电压低，击穿电压高，伏安特征好，对烟气条件改变适应性能强；
(2)放电强度大，电晕电流高；
(3)机械强度好，不停线或少断线，耐腐蚀，耐高温，清灰效果好；
(4)制造轻易，重量轻，成本低。
3.2.3. 电晕线形式
圆线：直径1.5-2.5mm，多采取耐热合金钢制作。
星形线：材质采取一般碳素钢冷轧而成，材料易得，价格廉价，易于制造；但在使用时轻易因吸附粉尘而肥大。适适用于含尘浓度低情况。
螺旋线：采取直径2.5mm弹簧钢丝制成，有很好使粉尘振落和电晕极线拉紧性能。制作麻烦，适适用于框架式电晕极，使用时拉伸挂在框架上。
芒刺状电晕极线：极线采取A3钢，在电晕线主干上焊上若干个长为7-11mm芒刺，电晕线工作时，在刺尖上能产生强烈电晕放电。
3.2.4. 电晕线固定
电晕线固定方法通常有三种：重锤悬吊式、框架式、桅杆式。
3.2.5. 电晕极振打装置
为了避免电晕闭塞，需设置电晕极振打装置。电晕极振打装置形式有水平转轴挠臂锤击装置、摆线针传动机构、凸轮提升振打机构。其中使用较多是水平转轴挠臂锤击装置和提升振打装置。
在电晕极侧架上安装一根水平轴，轴上安装若干副振打锤，锤重2-3kg，每一个振打锤对准每一个单元框架，当轴转动时，锤子被背起，锤运动类似集尘极挠臂锤，当锤子落下时打击到安装在单元框架上砧子上，在电除尘器工作时电晕极是带高压电，故框架捶打装置也是带高压电，这么，捶打装置转轴和安装于外壳传动装置联接时，必需有一瓷绝缘连杆进行绝缘，转轴穿出壳体时要注意留有足够击穿距离。电瓷轴两端装有方向联轴节，以赔偿振打轴中心和链轮轴中心偏差。瓷连杆外部设置有保温箱，箱内有加热器和恒温控制器，以保持室内温度高于烟气露点30ºC。保温箱上应设置检验门和清扫灰孔，以定时检验瓷轴工作情况和打扫箱内积灰。转轴穿入电场处装设绝缘性能良好密闭板，密闭板采取5mm厚聚四氟乙烯制作。密闭板和转轴结合处应有一密封填料函，以预防粉尘从转轴和密封板间隙处漏入。
3.2.6. 绝缘套管
绝缘套管可由三种材质制成：石英质、瓷质、刚玉瓷质套管。
3.2.7. 保温箱
为确保绝缘装置不致因周围温度过低或局部漏气，在其表面出现冷凝酸液和水汽，而使绝缘装置出现爬电(短路)现象，破坏绝缘性能使工作电压上不去，需在绝缘装置周围设置保温箱。为确保绝缘有一定温度，可在保温箱内加热，使其温度升高且高于露点20-30 ºC.加热方法有电阻丝、蒸汽盘管、通入预热气体等。保温箱内应设温度控制器，以控制加热温度。
保温箱壳体保温层可采取100mm厚矿渣棉。
3.3. 气流分布装置
3.3.1. 气流分布板设计
气流分布板结构形式有很多个：格板式、多孔式、垂直偏转板、锯齿形、X型孔板和垂直折板式等。
中心进气气箱，现在使用最多是结构简单、易于制造多孔板。
(1)分布板层数确实定
依据试验，多孔板层数可由工作室截面积Fk和进风管面积F0比值近似确实定：当
≤6时，n=1
6<≤20，n=2
20<<50，n=3
(2)分布板开孔率
为确保气体流速分布均匀，常需使多孔板有适宜阻力系数，即
ξ=N0()-1
式中 ξ——阻力系数
N0——气流在入口处按气流动量计算速度场系数，对于直管或带有导向板弯头N0=1.2
(3)相邻两层多孔板距离
L2≥0.2Dr
式中Dr——Fk断面上水力直径，Dr=；
nk——Fk断面上周长
(4)进气管出口到第一层多空板距离
Hp≥0.8Dr′
式中Dr′——进气管水力直径。
多孔板孔径为40-50mm圆孔，多孔板可由3mm厚钢板弯成槽型制成。弯边为20-25mm。孔板宽400mm左右，长度按进气箱确定。上、下焊以联接板，上部用螺栓悬吊于上部梁上，下部和撞击杆相连，板和板之间，可用扁钢和螺栓固定。
3.3.2. 槽型板设计
为提升电除尘器对微细粉尘(小于5µm)搜集，在除尘器出气箱前平行安装两排槽型板。槽型板可用3mm厚钢板制成。
3.4. 壳体结构和几何尺寸
电除尘器壳体结构关键由箱体、灰斗、进风口风箱及框架等组成。
为了确保电除尘器正常运行，壳体要有足够刚度、强度、稳定性和密封性。箱体结构形式和使用材料要依据被处理烟气性质和实际情况确定。通常多采取钢结构。
3.4.1. 电除尘器箱体横断面各部分尺寸
(1)箱体断面积F′确实定
F′=
式中 Q——被处理烟气量，m³/s
v——电场风速，m/s
(2)极板高度h
当F′≤80m²
h≈
当F′>80 m²
h≈
即当F′>80 m²时，电除尘器要设双进风口，计算后h值应进行调整。
(3)电除尘器通道数N
N= F′/2Sh
(4)电除尘器内壁宽B
B=2SN
(5)过流断面积F
F=Bh
3.4.2. 箱体沿气流方向内壁相关尺寸
(1)电场总长度L
L=vt
式中 t——气体在电场内停留时间，s
t值能够爱3-10s范围内选择，净化效率要求高时，停留时间可选长些。
(2)Le1、Le2、C取值
电晕极吊杆至进气箱大端面距离为
Le1=400-500mm
集尘极一侧距电晕极吊杆距离为
Le2=450-500mm
两电极框架吊杆间距为
C≥380-440mm
(3)除尘器壳体内壁长度为
Lh=n(L+2 Le2+C)+2 Le1-C
3.4.3. 进出气箱形状及尺寸
(1)水平进气箱进气口尺寸：进气箱进气方法有水平进气和上进气两种，通常情况下多采取水平进气式。
F0=Q/v0
式中 F0——进气口面积，m²
v0——进气口处风速，m/s。该值越小对电除尘越有利，v0通常取13-15m/s。
(2)进气箱长度Lz
Lz=(0.55~0.56)(a1-a2)+250
式中 a1、a2——分别为Fk及F0处最大边长，m
Fk——进气箱大端面积，m²
进气箱内有导流装置时，式中系数可降到0.35。
(3)进气箱有灰斗时上沿宽度
LE=(0.6~0.65)Lz
前端灰口下口长LM，通常取400mm
(4)出气箱相关尺寸：出气箱大端尺寸通常设计成比进气箱大端小，以降低粉尘二次飞扬。
出气箱小端面积：F0′=F0
出气箱长度：Lw≥0.8Lz
3.5. 电除尘器灰斗相关尺寸
四棱台灰斗：电除尘器每一个区下面设置一个灰斗，灰斗斜壁和水平夹角大于60°。
灰斗下料口尺寸大小，参考表3-1确定，最小大于300×300mm。
表3-1 灰斗规格表
排灰斗下口宽
300300
350350
400400
500500
排灰量(t/h)
20
35
50
100
3.6. 排灰装置
电除尘器排灰装置依据灰斗形式和卸灰方法而异。但全部要求密闭性能好，工作可靠，满足排灰能力。常见有螺旋输送机、仓式泵、回转下料器、链式输送机等。
4. 、电除尘器仿真设计数学模型
4.1. 了解进口浓度Ci和出口浓度Co
η=
由η=96%，Ci=49g/cm³
得Co=1.96 g/cm³
4.2. 确定有效驱进速度ωp
ωp=9.62kS0.625 =6
式中 ωp——驱进速度，cm/s
S——煤含硫量，%
K——平均粒度影响系数
经过查找资料，ωp通常在0.10~0.14m/s范围内，本设计取ωp=0.14m/s
4.3. 集尘板面积A
由
η=1-exp(-·ωp)
得
A=(Q/ωp)·ln[1/(1-η)]=*ln=7817.27m²≈8000m²
式中 η——除尘效率
A——集尘板面积，m²
Q——烟气总量，m³/s
4.4. 电除尘器箱体横断面各部分尺寸
4.4.1. 电场断面积F′
F′===226.67 m²≈230 m²
4.4.2. 电场高度h
因为F′>80m²
h===10.7m≈11m
电除尘器要设置双进风口
4.4.3. 电除尘器通道数N
N= F′/(2S)h==52.27
故取通道数为53
4.4.4. 电场有效宽度B
B=(2S)·N=0.4*53=21.2m≈22m
4.4.5. 过流断面面积F
F=B·h=22*11=242m²
4.5. 箱体沿气流方向内壁相关尺寸
4.5.1. 电场长度l
l===2.33m≈3m
取电场数为3，故电场总长为9m
4.5.2 验证实际效率η1
η1=1-exp(-·ωp)=1-exp(-*0.14)=96.29%>96%
符合设计标准。
4.5.2. 电晕极吊杆至进气箱大端面距离为
Le1=500mm
集尘极一侧距电晕极吊杆距离为
Le2=500mm
两电极框架吊杆间距为
C=380mm
4.5.3. 除尘器壳体内壁长度
Lh=n(L+2 Le2+C)+2 Le1-C=3×(3+2×0.5+0.38)+2×0.5-0.38=13.76m≈15m
4.5.4. 检验实际除尘面积A′
A′=hL(N/2+1)×2×2=11×9×(53/2+1)×2×2=10890m²>8000m²
4.5.5. 每个电场电晕线有效长度
L1===8745m
4.6. 进出气箱形状及尺寸
4.6.1. 水平进气箱进气口尺寸：采取水平进气式
进气口小端面积
F0== =11.33m²≈12 m²
取小端面积面积为12m²，长4m。宽3m。
进气口大端面积
Fk=(h-0.35-0.6)×B=(11-0.35-0.6)×22/2=110.55m²
所以，a1=11.2m，a2=4m，n0=14m，nk=42.5m
4.6.2. 进气箱长度Lz
Lz=0.35(a1-a2)+0.25=0.35×(11.2-4)+0.25=2.77m
4.6.3. 进气箱有灰斗时上沿宽度
LE=0.6Lz=0.6×2.77=1.662m
前端灰口下口长LM，通常取400mm
4.6.4. 出气箱相关尺寸：
出气箱大端尺寸通常设计成比进气箱大端小，以降低粉尘二次飞扬。
出气箱小端面积：F0′=F0=12m²
出气箱长度：Lw=0.8Lz=0.8×2.77=2.216m
4.7. 灰斗尺寸计算
灰斗排灰量：采取四棱台型灰斗
G0===40.4836t/h
灰斗排灰量取41t/h，所以灰斗下口宽400×400mm²
宽度方向取灰斗个数4个：灰斗长度为22/4=5.5m
长度方向取灰斗个数3个：灰斗宽度为15/3=5m
灰斗斜壁和水平夹角取60°。
灰斗高为h2
h2==4.42m≈4.5m
4.8. 气流分布板相关尺寸计算
4.8.1. 气流分布板层数
==20.17，
因为>20时，n=3
4.8.2. 开孔率ξ
ξ=N0()-1=1.2×20.172/3-1=7.89
4.8.3. 相邻两层多孔板距离：
，本设计中取1m 。
式中
———断面上水力直径，
———断面上周长
4.8.4. 进气管出口到第一层多空板距离Hp：
进气管出口到第一层多孔板距离：，本设计中取1m。
4.8.5. 进气箱灰斗
对带前端灰斗进气箱，进气箱顶板斜度通常大于70°(和水平线夹角)，前端灰斗下口长LM应大于400mm，其灰斗上沿宽为：
LE=(0.60~0.65)·LZ=1m
式中
LE——灰斗上灰口尺寸，mm
灰斗高：

式中 ——灰斗安息角；(本设计选择)
——灰斗下灰口尺寸，mm(本设计选择为600)
4.9. 槽型板设计
在除尘器出气箱前平行安装两排槽型板，槽型板可用3mm厚钢板制成。
4.10. 0供电装置
供电装置采取单相全波整流，效果很好。电除尘器集尘电极、壳体等很多部分均要求接地；电晕电极高压电由高压整流装置引来，通常，全部采取负电晕，因为它含有较高除尘效率。
供电设备选择高压硅整流器，使用寿命长，工作可靠，无噪音，调压性能良好，自动化程度高，被广泛应用。
5. 图纸设计
附图一：电除尘器正视及结构图
附图二：电除尘器纵剖面图
附图三：进气烟箱侧视图
附图四：灰斗三视图
附图五：电晕线和极板部署图
附图六：气体导流板和均布板部署图及均布板详图
6. 结论和展望
6.1. 结论
在大气污染问题越来越受到关注今天，除尘器发展应该会很快速，尤其是电除尘器应用，所以，我们应该在前人经验基础上创新，对除尘器进行优化设计，提升除尘器性能。
中国硫酸生产用大型电除尘器已基础实现了国产化。因为影响电除尘器正常送电、稳定运行原因很多， 所以必需十分重视大型电除尘器设计、制造和安装质量， 对电除尘器进行精心操作和维护， 在各个步骤全部要做到精益求精。只有各方面共同努力才能使国产大型电除尘器质量和性能不停提升， 从而达成当今世界优异水平。我相信 ，伴随国家环境保护政策不停加强，和对环境保护重视度不停提升，电除尘器总体设计也一定会日渐成熟。
6.2. 对静电除尘器展望

伴随社会发展，环境保护要求不停提升，对静电除尘器性能要求也越来越高。应结合实际从静电除尘器原理及新技术应用上进行探讨，如从新型超高压、宽间距，和其它除尘方法结合，高压电源开发等方面来进行研究。只要中国厂家勇于探索和创新、不怕艰苦、勇往直前，中国静电除尘研究一定能够赶上
参考文件：
[1] 陈丽艳，燃用褐煤