電袋復(fù)合除塵器頂部振打與側(cè)部振打?qū)Ρ妊芯?/h1>
2020-01-14 01:48:52吳夏鐳
中國(guó)設(shè)備工程 2019年24期
吳夏鐳
（福建龍凈環(huán)保股份有限公司，福建 龍巖 364000）
在國(guó)內(nèi)，我國(guó)電除塵器研發(fā)起步比較晚，20 世紀(jì)70 年代，大多采用側(cè)部振打方式。直到國(guó)內(nèi)環(huán)保公司確定引進(jìn)美國(guó)通用電氣（GE）公司頂部電磁錘振打式電除塵器全套技術(shù)，頂部振打才走入國(guó)門。但這一新生事物從開始開發(fā)到被大家所認(rèn)識(shí)，進(jìn)而得到廣泛推廣應(yīng)用，經(jīng)歷了受壓制、攻擊、爭(zhēng)論、和頑強(qiáng)發(fā)展的不平凡歷程。然而，“實(shí)踐是檢驗(yàn)真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)”，隨著一臺(tái)又一臺(tái)頂部振打方式電除塵器在各行業(yè)用戶中的成功應(yīng)用，頂部振打式電除塵器以其優(yōu)越性能和突出特點(diǎn)而被越來(lái)越多的用戶所認(rèn)識(shí)和喜愛。
1 振打機(jī)理
（1）側(cè)部振打。電極受振打力的位置在側(cè)部、下部，振打力分布自下而上逐漸減小，沉積在極板上的粉塵狀態(tài)是下部厚而且粗，上部薄而細(xì)，因此，要滿足清灰所需要的振打力應(yīng)該上部大、下部小。由此得知，側(cè)部振打的振打力與清灰所需的振打力分布正好相反。這就要求必須加大振打力才能滿足清灰的要求，而加大下部振打力的結(jié)果就使得陰陽(yáng)極中、下部的粉塵被過分擊碎產(chǎn)生二次揚(yáng)塵。而且過大的振打力也會(huì)導(dǎo)致內(nèi)部機(jī)構(gòu)疲勞破壞的加速，減少了內(nèi)部機(jī)構(gòu)的使用年限。同時(shí)，因?yàn)閭?cè)部振打力的作用方向?yàn)闃O線強(qiáng)度差的徑線方向，就會(huì)導(dǎo)致側(cè)部振打極線容易斷線。
（2）頂部振打。頂部振打也稱為頂部電磁錘振打。電極受振打力的位置在頂部，振打力自上而下逐漸減小，振打力與清灰所需振打力方向相同。因此，我們只需要較小的振打力即可滿足陰陽(yáng)極的清灰要求，并且能保證清灰效果好。而因?yàn)轫敳空翊虿恍枰^大的振打力進(jìn)行清灰，粉塵也不易被過分擊碎產(chǎn)生二次揚(yáng)塵。振打力度小也能保證內(nèi)部機(jī)構(gòu)不容易損壞。對(duì)頂部振打來(lái)說，振打力方向?yàn)闃O線強(qiáng)度大的軸線方向，不容易導(dǎo)致極線斷線。圖1 為頂部電磁錘振打器結(jié)構(gòu)示意圖。圖2 為側(cè)部振打機(jī)械錘形式圖。
圖1 頂部電磁錘振打器結(jié)構(gòu)示意圖
圖2 側(cè)部振打機(jī)械錘形式
2 清灰性能
（1）側(cè)部振打。側(cè)部振打一般由振打電機(jī)、傳動(dòng)軸、振打錘組成，由電機(jī)帶動(dòng)傳動(dòng)軸上的振打錘轉(zhuǎn)動(dòng)，傳動(dòng)軸與振打錘等運(yùn)動(dòng)部件在殼體內(nèi)部。由于在殼體內(nèi)部中運(yùn)動(dòng)部件工作環(huán)境差易磨損，各部件之間的相互摩擦容易導(dǎo)致振打錘不能自由下落撞擊到振打砧，并且振打錘受工況因素?zé)崦浝淇s導(dǎo)致不能準(zhǔn)確的撞擊到振打砧。由此分析，卡軸和掉錘是側(cè)部振打不可避免又很難解決的病因，也是振打力不足的病根。振打錘重量和錘臂長(zhǎng)度決定了側(cè)部振打的力度。因此，側(cè)部振打難以適應(yīng)復(fù)雜多變的工況，這就容易造成振打力度過大的地方產(chǎn)生二次揚(yáng)塵，而振打力度不足的地方粉塵不容易被清除，也就達(dá)不到清灰的要求。
（2）頂部振打。除塵器中幾個(gè)電極共用一個(gè)電磁錘振打器進(jìn)行清灰，電磁錘振打器設(shè)置在隔離于煙氣之外的除塵器頂部。當(dāng)振打棒在電磁力的作用下提升至一定高度，隨后在自身重力作用下自由下落，實(shí)現(xiàn)振打清灰。振打棒重量及提升高度決定了振打力度，不易受外界因素影響。當(dāng)除塵器工況變化時(shí)，只需要調(diào)整提升高度即可改變振打力度，可以滿足清灰所需的振打要求，同時(shí)還不易產(chǎn)生二次揚(yáng)塵，并且每一個(gè)振打錘的振打力度，振打周期、頻率，振打順序都可以調(diào)節(jié)以適應(yīng)不同工況下的清灰所需。
3 密封性能
（1）側(cè)部振打。由于振打傳動(dòng)軸須穿過殼體，并且振打軸始終處于旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，難以保證密封性能。
（2）頂部振打。雖然振打砧數(shù)量多而且都需要穿出殼體進(jìn)行密封，但是振打砧因固定不動(dòng)將很大程度能保證密封性能。福建龍凈股份有限公司的頂部電磁錘振打方式電除塵器的漏風(fēng)率保證≦3%。
4 成本
（1）側(cè)部振打。在振打電機(jī)不燒壞、振打軸不扭斷、軸承不磨損的情況下，投資成本較低。一旦發(fā)生上述情況，將導(dǎo)致整個(gè)清灰失效進(jìn)而導(dǎo)致電場(chǎng)失效的情況。
（2）頂部振打。由于電磁錘振打器數(shù)量多而且價(jià)格昂貴，一次性投資成本高，但除塵器受少部分振打器損壞的影響并不大，能夠有效保證除塵器的清灰性能。
5 可靠性
5.1 側(cè)部振打
（1）運(yùn)動(dòng)部件工作于環(huán)境惡劣的煙塵中，易導(dǎo)致運(yùn)動(dòng)部件磨損、卡塞、掉軸等故障，振打機(jī)構(gòu)使用壽命低。
（2）振打力受到制造、安裝、煙氣工況等各方面因素的影響，并不能保證振打錘精準(zhǔn)地打在振打砧上，而且由于轉(zhuǎn)軸摩擦力的存在也不能保證電磁錘都能以理論沖擊力撞擊振打砧，振打力得不到很好的保證。
（3）側(cè)部振打一旦出現(xiàn)故障，將對(duì)整個(gè)電場(chǎng)的清灰性能產(chǎn)生影響，工作可靠性低。
（4）由于為大電場(chǎng)結(jié)構(gòu)，振打加速度分布均勻性較差，加速度分布均方根值較差。
5.2 頂部振打
電磁錘振打器設(shè)置在隔離了煙氣的除塵器頂部。振打棒是唯一運(yùn)動(dòng)部件，振打棒在電磁場(chǎng)力的作用下被提升，靠重力自由下落撞擊振打砧，沒有摩擦損耗。因此，使用壽命長(zhǎng)，故障率低。振打力由振打棒的重量及其提升高度確定，不受其他因素影響。萬(wàn)一出現(xiàn)故障，每一振打器所轄區(qū)域小，影響面小。而且工作狀態(tài)直觀，可靠性高。
6 維護(hù)性能
（1）側(cè)部振打。只有在停爐時(shí)才能對(duì)損壞的部件進(jìn)行更換檢修，且檢修環(huán)境差，不易操作。
（2）頂部振打?？蓪?shí)現(xiàn)在線檢修，且檢修方便，操作簡(jiǎn)單。
7 電場(chǎng)陰陽(yáng)級(jí)故障及檢修費(fèi)用
（1）側(cè)部振打。由于側(cè)部振打力作用方向?yàn)闃O線強(qiáng)度弱的徑線方向，振打時(shí)易發(fā)生極線斷裂，進(jìn)而造成電場(chǎng)短路。傳動(dòng)軸、振打錘等在殼體內(nèi)部煙氣中運(yùn)動(dòng)，易發(fā)生斷軸，卡塞等故障，一般每臺(tái)300MW 機(jī)組電袋復(fù)合除塵器檢修費(fèi)用高達(dá)幾十萬(wàn)。
（2）頂部電磁錘振打。由于頂部振打力與清灰所需振打力方向相同，陰極線不會(huì)收到剪切力，不會(huì)發(fā)生極線斷裂。檢修是電場(chǎng)內(nèi)部沒有運(yùn)動(dòng)部件，故障少，一般每臺(tái)300MW 機(jī)組電袋復(fù)合除塵器每年維護(hù)費(fèi)用在兩萬(wàn)元。
8 占地面積
（1）側(cè)部振打。由于電場(chǎng)之間需要較大的檢修通道，電場(chǎng)長(zhǎng)度方向需要更大的尺寸。
（2）頂部電磁錘振打。電場(chǎng)之間所需檢修通道小， 電場(chǎng)長(zhǎng)度方向所需尺寸小。
9 結(jié)語(yǔ)
綜上所述，由于頂部電磁錘振打除塵器建設(shè)占地面積小，相應(yīng)投資建設(shè)成本較低，再加上維護(hù)檢修等方面優(yōu)勢(shì)，越來(lái)越多的電袋復(fù)合除塵器選用頂部電磁錘振打。截至目前，F(xiàn)E型頂部電磁錘振打方式電袋復(fù)合除塵器,分別在電力、建材、冶金等行業(yè)投入使用，產(chǎn)品遍及全國(guó)大部分省市，并出口到泰國(guó)、越南、印度等國(guó)家。隨著國(guó)家對(duì)環(huán)境治理越來(lái)越重視，出臺(tái)的排放標(biāo)準(zhǔn)越來(lái)越嚴(yán)格，頂部電磁錘振打在電袋復(fù)合除塵器上的應(yīng)用會(huì)越來(lái)越多。
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吳夏鐳
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1 振打機(jī)理
（1）側(cè)部振打。電極受振打力的位置在側(cè)部、下部，振打力分布自下而上逐漸減小，沉積在極板上的粉塵狀態(tài)是下部厚而且粗，上部薄而細(xì)，因此，要滿足清灰所需要的振打力應(yīng)該上部大、下部小。由此得知，側(cè)部振打的振打力與清灰所需的振打力分布正好相反。這就要求必須加大振打力才能滿足清灰的要求，而加大下部振打力的結(jié)果就使得陰陽(yáng)極中、下部的粉塵被過分擊碎產(chǎn)生二次揚(yáng)塵。而且過大的振打力也會(huì)導(dǎo)致內(nèi)部機(jī)構(gòu)疲勞破壞的加速，減少了內(nèi)部機(jī)構(gòu)的使用年限。同時(shí)，因?yàn)閭?cè)部振打力的作用方向?yàn)闃O線強(qiáng)度差的徑線方向，就會(huì)導(dǎo)致側(cè)部振打極線容易斷線。
（2）頂部振打。頂部振打也稱為頂部電磁錘振打。電極受振打力的位置在頂部，振打力自上而下逐漸減小，振打力與清灰所需振打力方向相同。因此，我們只需要較小的振打力即可滿足陰陽(yáng)極的清灰要求，并且能保證清灰效果好。而因?yàn)轫敳空翊虿恍枰^大的振打力進(jìn)行清灰，粉塵也不易被過分擊碎產(chǎn)生二次揚(yáng)塵。振打力度小也能保證內(nèi)部機(jī)構(gòu)不容易損壞。對(duì)頂部振打來(lái)說，振打力方向?yàn)闃O線強(qiáng)度大的軸線方向，不容易導(dǎo)致極線斷線。圖1 為頂部電磁錘振打器結(jié)構(gòu)示意圖。圖2 為側(cè)部振打機(jī)械錘形式圖。
圖1 頂部電磁錘振打器結(jié)構(gòu)示意圖
圖2 側(cè)部振打機(jī)械錘形式
2 清灰性能
（1）側(cè)部振打。側(cè)部振打一般由振打電機(jī)、傳動(dòng)軸、振打錘組成，由電機(jī)帶動(dòng)傳動(dòng)軸上的振打錘轉(zhuǎn)動(dòng)，傳動(dòng)軸與振打錘等運(yùn)動(dòng)部件在殼體內(nèi)部。由于在殼體內(nèi)部中運(yùn)動(dòng)部件工作環(huán)境差易磨損，各部件之間的相互摩擦容易導(dǎo)致振打錘不能自由下落撞擊到振打砧，并且振打錘受工況因素?zé)崦浝淇s導(dǎo)致不能準(zhǔn)確的撞擊到振打砧。由此分析，卡軸和掉錘是側(cè)部振打不可避免又很難解決的病因，也是振打力不足的病根。振打錘重量和錘臂長(zhǎng)度決定了側(cè)部振打的力度。因此，側(cè)部振打難以適應(yīng)復(fù)雜多變的工況，這就容易造成振打力度過大的地方產(chǎn)生二次揚(yáng)塵，而振打力度不足的地方粉塵不容易被清除，也就達(dá)不到清灰的要求。
（2）頂部振打。除塵器中幾個(gè)電極共用一個(gè)電磁錘振打器進(jìn)行清灰，電磁錘振打器設(shè)置在隔離于煙氣之外的除塵器頂部。當(dāng)振打棒在電磁力的作用下提升至一定高度，隨后在自身重力作用下自由下落，實(shí)現(xiàn)振打清灰。振打棒重量及提升高度決定了振打力度，不易受外界因素影響。當(dāng)除塵器工況變化時(shí)，只需要調(diào)整提升高度即可改變振打力度，可以滿足清灰所需的振打要求，同時(shí)還不易產(chǎn)生二次揚(yáng)塵，并且每一個(gè)振打錘的振打力度，振打周期、頻率，振打順序都可以調(diào)節(jié)以適應(yīng)不同工況下的清灰所需。
3 密封性能
（1）側(cè)部振打。由于振打傳動(dòng)軸須穿過殼體，并且振打軸始終處于旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，難以保證密封性能。
（2）頂部振打。雖然振打砧數(shù)量多而且都需要穿出殼體進(jìn)行密封，但是振打砧因固定不動(dòng)將很大程度能保證密封性能。福建龍凈股份有限公司的頂部電磁錘振打方式電除塵器的漏風(fēng)率保證≦3%。
4 成本
（1）側(cè)部振打。在振打電機(jī)不燒壞、振打軸不扭斷、軸承不磨損的情況下，投資成本較低。一旦發(fā)生上述情況，將導(dǎo)致整個(gè)清灰失效進(jìn)而導(dǎo)致電場(chǎng)失效的情況。
（2）頂部振打。由于電磁錘振打器數(shù)量多而且價(jià)格昂貴，一次性投資成本高，但除塵器受少部分振打器損壞的影響并不大，能夠有效保證除塵器的清灰性能。
5 可靠性
5.1 側(cè)部振打
（1）運(yùn)動(dòng)部件工作于環(huán)境惡劣的煙塵中，易導(dǎo)致運(yùn)動(dòng)部件磨損、卡塞、掉軸等故障，振打機(jī)構(gòu)使用壽命低。
（2）振打力受到制造、安裝、煙氣工況等各方面因素的影響，并不能保證振打錘精準(zhǔn)地打在振打砧上，而且由于轉(zhuǎn)軸摩擦力的存在也不能保證電磁錘都能以理論沖擊力撞擊振打砧，振打力得不到很好的保證。
（3）側(cè)部振打一旦出現(xiàn)故障，將對(duì)整個(gè)電場(chǎng)的清灰性能產(chǎn)生影響，工作可靠性低。
（4）由于為大電場(chǎng)結(jié)構(gòu)，振打加速度分布均勻性較差，加速度分布均方根值較差。
5.2 頂部振打
電磁錘振打器設(shè)置在隔離了煙氣的除塵器頂部。振打棒是唯一運(yùn)動(dòng)部件，振打棒在電磁場(chǎng)力的作用下被提升，靠重力自由下落撞擊振打砧，沒有摩擦損耗。因此，使用壽命長(zhǎng)，故障率低。振打力由振打棒的重量及其提升高度確定，不受其他因素影響。萬(wàn)一出現(xiàn)故障，每一振打器所轄區(qū)域小，影響面小。而且工作狀態(tài)直觀，可靠性高。
6 維護(hù)性能
（1）側(cè)部振打。只有在停爐時(shí)才能對(duì)損壞的部件進(jìn)行更換檢修，且檢修環(huán)境差，不易操作。
（2）頂部振打?？蓪?shí)現(xiàn)在線檢修，且檢修方便，操作簡(jiǎn)單。
7 電場(chǎng)陰陽(yáng)級(jí)故障及檢修費(fèi)用
（1）側(cè)部振打。由于側(cè)部振打力作用方向?yàn)闃O線強(qiáng)度弱的徑線方向，振打時(shí)易發(fā)生極線斷裂，進(jìn)而造成電場(chǎng)短路。傳動(dòng)軸、振打錘等在殼體內(nèi)部煙氣中運(yùn)動(dòng)，易發(fā)生斷軸，卡塞等故障，一般每臺(tái)300MW 機(jī)組電袋復(fù)合除塵器檢修費(fèi)用高達(dá)幾十萬(wàn)。
（2）頂部電磁錘振打。由于頂部振打力與清灰所需振打力方向相同，陰極線不會(huì)收到剪切力，不會(huì)發(fā)生極線斷裂。檢修是電場(chǎng)內(nèi)部沒有運(yùn)動(dòng)部件，故障少，一般每臺(tái)300MW 機(jī)組電袋復(fù)合除塵器每年維護(hù)費(fèi)用在兩萬(wàn)元。
8 占地面積
（1）側(cè)部振打。由于電場(chǎng)之間需要較大的檢修通道，電場(chǎng)長(zhǎng)度方向需要更大的尺寸。
（2）頂部電磁錘振打。電場(chǎng)之間所需檢修通道小， 電場(chǎng)長(zhǎng)度方向所需尺寸小。
9 結(jié)語(yǔ)
綜上所述，由于頂部電磁錘振打除塵器建設(shè)占地面積小，相應(yīng)投資建設(shè)成本較低，再加上維護(hù)檢修等方面優(yōu)勢(shì)，越來(lái)越多的電袋復(fù)合除塵器選用頂部電磁錘振打。截至目前，F(xiàn)E型頂部電磁錘振打方式電袋復(fù)合除塵器,分別在電力、建材、冶金等行業(yè)投入使用，產(chǎn)品遍及全國(guó)大部分省市，并出口到泰國(guó)、越南、印度等國(guó)家。隨著國(guó)家對(duì)環(huán)境治理越來(lái)越重視，出臺(tái)的排放標(biāo)準(zhǔn)越來(lái)越嚴(yán)格，頂部電磁錘振打在電袋復(fù)合除塵器上的應(yīng)用會(huì)越來(lái)越多。
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