CN206474287U - 一种新型高效节能电除尘器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种新型高效节能电除尘器,包括本体部分和电控部分，本体部分可包括壳体以及沿烟气流动方向依次布置在壳体内的至少一个常规电场和一个高效电场。高效电场为采用通透百叶式阳极板的高效电场，并在烟气入口处设有三角翼湍流器烟气导流优化装置。电控部分包括三相mpps脉冲高压电源和PLC高低压一体化智能振打控制系统。本实用新型在新建电除尘项目中，能够在满足国家排放标准前提下减少电场数量，节省占地空间和一次性投资，达到高效节能的目标；在现役电除尘器改造后，能够使总集尘面积增加20％以上，出口排放值平均下降60‑90％，满足超低排放要求；采用三相mpps脉冲电源供电，在满足达标排放的条件下，可比常规单相电源节省能耗30％以上。

Description

一种新型高效节能电除尘器

技术领域

本实用新型涉及大气污染治理设备领域，具体地说，涉及一种新型高效节能电除尘器。

背景技术

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，在各工业领域含烟气治理中得到了广泛的应用，是大气粉尘污染治理最主要的设备。

电除尘器是一个典型的机电一体化集成设备，机与电的精细化配合很重要。常规电除尘器：本体与电控两者是相对独立的，无法充分发挥两者集成效力，极大地限制了电除尘效率，即便具备足够大的集尘面积也无法满足超低排放要求，出口排放值低于30mg/m³已成为难以突破的技术瓶颈。对于现役电除尘器提效改造，在本体外部扩容受限的条件下，几乎束手无策，只能通过脱硫塔后加装湿法电除尘器的措施满足超低排放要求，既增加系统阻力和烟囱腐蚀，又增加二次水污染，显然不经济也不很科学。

中国实用新型专利申请201610308856.4公开了一种多级配组合式逆变流高效电除尘器，该电除尘器包括有壳体、普通电场阳极板、普通电场阴极、格栅百叶窗阳极板、末电场阴极、前折流挡板以及后折流挡板，其末电场的中间阳极板采用整体式百叶格栅极板，最外侧的两个阳极板则采用封闭式常规阳极板，构成多极配阳极板排，减少出口流通截面，增加系统阻力，并且末电场未设置导流板，烟气粉尘直冲通道底部的后折流挡板，影响百叶式格栅极板的除尘效率。此外，该实用新型未披露该电除尘器的供电部分，也没有披露相关节能措施。

实用新型内容

本实用新型旨在提供一种新型高效节能电除尘器，以解决现有技术存在的不能以较低成本实现满足超低排放要求的问题。为此，本实用新型采用的具体技术方案如下：

一种新型高效节能电除尘器,包括本体部分和电控部分，所述本体部分包括壳体以及沿烟气流动方向依次布置在壳体内的至少一个常规电场和一个高效电场，将烟气流动方向称为前后方向，所述壳体的前侧设有烟气入口，后侧设有烟气出口，下部设有灰斗；每个所述常规电场包括多组平行间隔开的常规阳极板排以及设置在相邻两组常规阳极板排之间的多条常规阴极线，相邻两组常规阳极板排之间为常规电场烟气通道，每组所述常规阳极板排均包括多块彼此接合的常规阳极板；所述高效电场包括多组平行间隔开的高效阳极板排、设置在相邻两组高效阳极板排之间的多条高效阴极线、导流板、前堵流板和后堵流板，相邻两组高效阳极板排之间为高效电场烟气通道，每组所述高效阳极板排均包括多块彼此接合的通透百叶式的高效阳极板，所述前堵流板和所述导流板交替布置在所述高效电场烟气通道的入口端，并且所述后堵流板布置在具有所述导流板的所述高效电场烟气通道的出口端，以使烟气穿过所述高效阳极板，从两侧所述高效电场烟气通道流出；所述电控部分包括三相mpps脉冲高压电源和振打控制系统，所述常规阳极板和所述高效阳极板均接地并设有阳极板振打结构，所述常规阴极线和所述高效阴极线均与所述三相mpps脉冲高压电源的负极电连接并设有阴极线振打结构，所述阳极板振打结构和所述阴极线振打结构均由所述振打控制系统控制。

进一步地，所述高效阳极板包括刚性框架以及多片百叶式极板，所述百叶式极板与所述刚性框架的侧边成一定角度、等间距彼此平行地布置在所述刚性框架中。

更进一步地，所述百叶式极板的形状为“∫”型，宽度50-70毫米，厚度1-1.5毫米，相邻两片百叶式极板之间的间距30-50毫米。

进一步地，在所述烟气入口中可以设置有三角翼湍流器，所述三角翼湍流器可包括一个呈“△”字形布置的碟状导流组件和一组微分导流扩散组件。

进一步地，所述导流板是百叶式导流板。

进一步地，所述阳极板振打结构采用挠臂锤侧部振打结构，所述阴极线振打结构采用顶部电磁振打结构。

进一步地，所述常规阴极线或所述高效阴极线部分或全部采用前后分区供电。

进一步地，所述三相mpps脉冲高压电源具有全波连续供电模式和mpps脉冲供电模式。

更进一步地，所述三相mpps脉冲高压电源供应所述常规电场的额定输出电压为90kV，供应所述高效电场的额定输出电压为100kV。

进一步地，所述振打控制系统采用PLC高低压一体化智能振打控制系统，所述三相mpps脉冲高压电源的控制参数和运行数据自动映射到所述振打控制系统的PLC中，PLC控制程序能智能分析动态阻抗，自动调整振打时序和所述mpps脉冲高压电源的供电充电比，自动决策是否实施离线清灰。

本实用新型采用上述技术方案，具有的有益效果是：

1、由于高效电场采用通透百叶式的阳极板、百叶式导流板和前后堵流板组成，在高效电场各个烟气通道入口，交替布置前堵流板和百叶式导流板，在设有导流板的烟气通道的出口处设置后堵流板，烟气经导流板进入烟气通道后，必须横向穿过通透百叶式的阳极板，从两侧烟气通道流出高效电场。因此，采用上述结构后的效果：流经百叶式阳极板的烟气流速可降低到0.1m/s以下，极低的烟气流速可有效增加烟气处理时间2秒以上；其二，百叶板之间的间距只有不到50mm，在极低烟气流速状态下，特别有利于提高超微细粉尘的捕集效率，提高除尘效率；其三，极低的烟气流速，振打时脱离金属捕尘板的粉尘不容易被气流裹挟逃逸，有效防止二次扬尘的产生，可有效避免振打时瞬时超标排放。

2、首先，由于选用三相mpps脉冲高压电源，供应常规电场的额定输出电压可从72kV提高到90kV，供应高效电场的额定输出电压100kV，提高幅度≥25％。其次，该电源所独创的mpps脉冲供电技术，采用100％强制输出，可大幅提高瞬态峰值电压和瞬态脉冲电流，能最大限度满足工况粉尘击穿电压的变化规律，克服“反电晕”，实现最佳的荷电效率。并且，三相mpps脉冲高压电源采用全波连续供电模式时可以提高输出平均电压，而采用mpps脉冲供电模式可以提高瞬态峰值电压。两项供电模式组合应用后的效果：可将粉尘驱进速度ω提高40％以上，等效于增加40％的比集尘面积；在保证达标排放的条件下，可比常规单相电源节省能耗30％以上。

3、由于在常规两层分布孔板的基础上，在烟气入口处加装了三角翼湍流器。这可以让烟气入口内的高速气流和尘流，在进入电场之前，发生旋转、缓冲、减速、凝并，气流和尘流重新混合，使粉尘和温度更加均匀分布扩散到分布孔板上。该技术作用后的效果：有效解决气流和尘流，粉尘颗粒和温度的均布，有效提高常规电场的除尘效率，有利于改善积灰厚度的均匀性，提高振打清灰效果。

4、由于阴极线采用顶部电磁振打，阴极线垂直方向刚性更好，振打力从上至下传递，更适合阴极线的清灰机理；其二，各个电场可以采用前后小分区供电，烟气从入口到达出口的供电区域增加一倍，有利于实施离线清灰；其三，智能振打控制系统可根据粉尘工况特性在线任意可调振动力和振打时序，多项技术组合作用后的效果：可彻底解决清灰问题，保证设备长期稳定高效运行。

5、综合上述各项先进技术应用后的综合效果：其一，在新建电除尘项目中，在满足国家排放标准前提下减少电场数量，节省占地空间和一次性投资，达到高效节能的目标。其二，现役电除尘器改造后，在原本体三口内，总比集尘面积增加20％以上，出口排放值平均下降60-90％，满足超低排放协同治理要求。其三，采用三相mpps脉冲电源供电，在满足达标排放的条件下，可比常规单相电源节省能耗30％以上。

附图说明

图1是根据本实用新型实施例的高效节能电除尘器的整体结构的正视图；

图2是图1所示的高效节能电除尘器的常规电场和高效电场的结构的俯视图；

图3是图2所示的高效节能电除尘器的常规电场的常规阳极板的俯视图；

图4a是图2所示的高效节能电除尘器的高效电场的通透百叶式的高效阳极板的正视图；

图4b是图4a所示的高效节能电除尘器的高效电场的通透百叶式的高效阳极板的俯视图；

图5是图1所示的高效节能电除尘器的三相mpps脉冲电源的电路图；

图6是图5所示的三相mpps脉冲电源的供电波形图；

图7是图2所示的高效节能电除尘器的高效电场的百叶式导流板的侧视图；

图8是图7所示的高效节能电除尘器的高效电场的百叶式导流板的俯视图；

图9a是图1所示的高效节能电除尘器的在烟气入口的三角翼湍流器的碟状导流组件的结构示意图；

图9b是图1所示的高效节能电除尘器的在烟气入口的三角翼湍流器的微分导流扩散组件的结构示意图；

图9c是沿图9b中的C-C截取的微分导流扩散组件的剖面图。

具体实施方式

为进一步说明各实施例，本实用新型提供有附图。这些附图为本实用新型揭露内容的一部分，其主要用以说明实施例，并可配合说明书的相关描述来解释实施例的运作原理。配合参考这些内容，本领域普通技术人员应能理解其他可能的实施方式以及本实用新型的优点。图中的组件并未按比例绘制，而类似的组件符号通常用来表示类似的组件。

现结合附图和具体实施方式对本实用新型进一步说明。参照图1和2，新型高效节能电除尘器1包括本体部分10和电控部分(未示出)，所述本体部分10可包括壳体11以及沿烟气流动方向依次布置在壳体11内的至少一个常规电场12和一个高效电场13。常规电场12的数量可根据实际情况设置，一般为2-4个，在本实施例中，示出两个常规电场12。将烟气流动方向称为前后方向，壳体11的前侧设有烟气入口111，后侧设有烟气出口112，下部设有灰斗113。每个常规电场12可包括多组(本实施例中，18组)平行间隔开的常规阳极板排121以及设置在相邻两组常规阳极板排之间的多条(本实施例中，8条)常规阴极线122。相邻两组常规阳极板排之间为常规电场烟气通道123，每组常规阳极板排121包括多块(本实施例中，8块，与常规阴极线122的数量一致)彼此接合的常规阳极板1211。高效电场13包括多组(本实施例中，18组)平行间隔开的高效阳极板排131、设置在相邻两组高效阳极板排131之间的多条(本实施例中，8条)高效阴极线132、导流板134、前堵流板135和后堵流板136，相邻两组高效阳极板排131之间为高效电场烟气通道133，每组高效阳极板排131包括多块(本实施例中，8块，与高效阴极线132的数量一致)彼此接合的通透百叶式的高效阳极板1311。前堵流板135和导流板134交替布置在高效电场烟气通道133的入口端，并且后堵流板136布置在布置有导流板134的高效电场烟气通道133的出口端，以使烟气穿过高效阳极板1311，从两侧高效电场烟气通道133流出。即，烟气从具有导流板134的高效电场烟气通道133进入，然后穿过该高效电场烟气通道133两侧的高效阳极板1311，并从仅设有前堵流板135的高效电场烟气通道133流出，如图2的箭头方向所示，为了清楚起见，图2中仅画出若干箭头作为烟气在高效电场13中的流动方向的示意。所述电控部分包括三相mpps脉冲高压电源和振打控制系统，常规阳极板1211和高效阳极板1311均接地并设有阳极板振打结构14，常规阴极线122和所述高效阴极线132均与所述三相mpps脉冲高压电源的负极电连接并设有阴极线振打结构1231，所述阳极板振打结构和所述阴极线振打结构均由所述振打控制系统控制。

如图3、4a和4b所示，图3示出了常规阳极板1211，其为市场上可购得的C480阳极板，这里不再做进一步描述。但常规阳极板1211也可以采用市场上可购得的其它常规阳极板。图4a和4b示出了高效阳极板1311，其是通透百叶式的阳极板。百叶式阳极板1311的两侧框架采用刚性方管13111，方管13111上下两端分别与吊挂板13112焊接成刚性框架。刚性框架内部等间距设置N片百叶式极板13113，百叶式极板13113与两侧方管13111成一定角度等间距平行排列。因此，其气流入口和气流出口间隙一致，以使烟气可以匀速流经百叶极板。优选地，所述百叶式极板的形状为“∫”型，宽度50-70毫米，厚度1-1.5毫米，相邻两片百叶式极板之间的间距30-50毫米，采用专用轧机顺流折弯轧制成型。方管外形尺寸优选25mm*50mm，百叶式阳极板最大高度通常不超过1500mm，单块阳极板高度和宽度与常规C480阳极板一致，悬挂方式和振打结构与常规C480阳极板一致。

由于常规阳极板和高效阳极板均采用上部固定，下部自由，振打点设在下部自由端。每个阳极板排均设有振打点，各阳极板之间紧密扣接，悬挂后形成一个长细板块。因此，切向方向刚性好，使得侧部振打力的传递可以通过阳极板排切向方向传到各个部位，只要较小的撞击力就能达到有效的清灰。因此，所述阳极板振打结构采用挠臂锤侧部振打结构。

由于阴极线采用格栅式焊接在阴极框架内，阴极线的垂直方向刚性好，振打力的方向从上至下传递容易传到各个部位，且更符合振打力上大下小的清灰机理，只要较小的撞击力就能达到有效的清灰。其二，每个顶部电磁振打器相对独立，各个振打器的振打力和振打时序，可根据粉尘特性在线任意可调，单个振打点工作时间只需100ms，可实现精准清灰和有效减少振打二次扬尘。其三，运动部件置于烟尘之外，不占用内部空间，将侧部阴极振打结构改造后，至少可增加悬挂一块阳极板，增加集尘面积12.5％以上，四个电场改造后可增加半个电场的集尘面积。因此，所述阴极线振打结构采用顶部电磁振打结构。

应当注意，挠臂锤侧部振打结构和顶部电磁振打结构均为现有技术，这里不再作进一步描述。挠臂锤侧部振打结构和顶部电磁振打结构通过所述振打控制系统控制。优选地，所述振打控制系统控制采用PLC高低压一体化智能控制系统，所述三相mpps脉冲高压电源的控制参数和运行数据自动映射到所述振打控制系统的PLC中，PLC控制程序能智能分析动态阻抗，自动调整振打时序和三相mpps脉冲高压电源的供电充电比，自动决策是否实施离线清灰。

优选地，常规阴极线122和高效阴极线132均为市场上可购得的BS芒刺线，这里不再做进一步描述。但所述常规阴极线和所述高效阴极线也可以采用市场上可购得的其它型号的阴极线。此外，常规阴极线122和高效阴极线132可以部分或全部采用前后分区供电，有利于实施离线清灰(断电振打)，是解决高比电阻微细粉尘，克服“反电晕”的最有效措施。

此外，图5和6分别示出了三相mpps脉冲高压电源的电路原理图及其产生的供电波形图。所述三相mpps脉冲高压电源可具有全波连续供电模式和mpps脉冲供电模式，常规电场和高效电场可以根据实际需要采用不同的供电模式，例如，最前面一个常规电场采用全波连续供电模式，其余电场采用mpps脉冲供电模式。或者，每个电场的不同分区也可以采用不同的供电模式，例如常规电场的前两个分区采用全波连续供电模式，其余分区采用mpps脉冲供电模式。

参照图7和8，描述高效电场13的导流板134。优选地，导流板134采用百叶式导流板的设计。导流板134包括框架1341以及布置在框架1341中的叶片1342。所述叶片1342呈“八”字形，有利于引导烟气粉尘均匀扩散到所有通透百叶式的高效阳极板。

参照图1、9a、9b和9c，在烟气入口111至少设置有两层气流均布孔板1111的基础上，烟气入口111还可以设置有三角翼湍流器15。三角翼湍流器15可包括呈“△”形布置的碟状导流组件151和一组微分导流扩散组件152。三角翼湍流器15使烟气入口内的高速气流和尘流在烟气入口处发生旋转、缓冲、减速、凝并，气流和尘流重新混合，使粉尘和温度更加均匀分布扩散到分布孔板上。气流均布孔板1111为现有技术，其具体结构在此不作进一步描述。此外，在所述烟气出口的内部设置有迷宫型槽形板115，该迷宫型槽形板属于现有技术，其具体结构在此不作进一步描述。

下面描述根据本实用新型实施的一个具体实例。在保留进出口喇叭、壳体长度宽度、灰斗利旧的条件下，提效改造前后的设计参数如表1所示：

本实用新型提效达标改造的主要技术措施：

1)本体加高扩容：将原除尘器揭顶掏空，阳极板从8.34米加高到11米，除尘器截面积从62m²扩容到到79.2m²，烟气流速从0.8m/s下降到0.63m/s,集尘面积从3024m²增加到5435m²，比集尘面积从60m²/(m³/s)增加到108m²/(m³/s)。有效解决原电除尘器截面积小，烟气流速过快，比集尘面积小的问题。

2)在烟气入口处加装三角翼湍流器：使气流和尘流在烟气入口内旋转、减速、缓冲、凝并，扩散；粉尘和温度得到更加均匀的，大幅提高前级电场除尘效率。

3)前后分区供电：前两个电场采取小分区供电，阳极板采用挠臂锤侧部振打，阴极线采用顶部电磁锤振打，同极距400mm,通过降压和断电振打，有效解决粉尘粘性大，清灰难的问题。

4)第3电场采用高效变流场电除尘器：阳极板采用通透百叶式阳极板，同极距450mm，阳极板采用挠臂锤侧部振打，阴极线采用顶部电磁振打，烟气在穿过格栅板时速度低(＜0.1m/s)，有效提高末级电场除尘效率，降低二次扬尘。

5)高压电源升级改造成新型三相mpps脉冲高压电源：额定电压等级从72kV提高到90kV，实际运行电压能从50kV提高到70kV以上，第3电场额定电压提高到100kV，高压电源数量3台升级改造后5台，常规电场前面2个分区采用全波连续供电模式，后面3个分区采用脉冲供电模式，供电能耗系数≤0.46，有效提高除尘效率又节省能耗。

6)低压振打升级改造成新型高低压一体化智能振打控制系统。三相mpps脉冲高压电源运行数据自动映射入智能振打PLC内存中，实施振打时序与高压电源动态阻抗分析与控制，达到振打模式与高压运行的最佳匹配，保障高效电除尘长期稳定运行。

通过上述综合提效改造后，经当地第三方环保监测站测试结果：入口粉尘平均浓度20.9g/m³，出口排放平均值5mg/m³，除尘效率99.97％，达到超低排放要求。相比较于改造前出口排放200mg/m³，下降幅度≥95％，能耗系数≤0.46，低于常规电源全波平均供电系数0.6，真正实现了节能减排的目标。

尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本实用新型，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本实用新型的精神和范围内，在形式上和细节上可以对本实用新型做出各种变化，均为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种新型高效节能电除尘器,其特征在于，包括本体部分和电控部分，所述本体部分包括壳体以及沿烟气流动方向依次布置在壳体内的至少一个常规电场和一个高效电场，将烟气流动方向称为前后方向，所述壳体的前侧设有烟气入口，后侧设有烟气出口，下部设有灰斗；每个所述常规电场包括多组平行间隔开的常规阳极板排以及设置在相邻两组常规阳极板排之间的多条常规阴极线，相邻两组常规阳极板排之间为常规电场烟气通道，每组所述常规阳极板排均包括多块彼此接合的常规C480阳极板；所述高效电场包括多组平行间隔开的高效阳极板排、设置在相邻两组高效阳极板排之间的多条高效阴极线、导流板、前堵流板和后堵流板，相邻两组高效阳极板排之间为高效电场烟气通道，每组所述高效阳极板排均包括多块彼此接合的通透百叶式的高效阳极板，所述前堵流板和所述导流板交替布置在所述高效电场烟气通道的入口端，并且所述后堵流板布置在具有所述导流板的所述高效电场烟气通道的出口端，以使烟气穿过所述高效阳极板，从两侧所述高效电场烟气通道流出；所述电控部分包括三相mpps脉冲高压电源和振打控制系统，所述常规阳极板和所述高效阳极板均接地并设有阳极板振打结构，所述常规阴极线和所述高效阴极线均与所述三相mpps脉冲高压电源的负极电连接并设有阴极线振打结构，所述阳极板振打结构和所述阴极线振打结构均由所述振打控制系统控制。

2.如权利要求1所述的新型高效节能电除尘器,其特征在于，所述高效阳极板包括刚性框架以及多片百叶式极板，所述百叶式极板与所述刚性框架的侧边成一定角度等间距彼此平行地布置在所述刚性框架中。

3.如权利要求2所述的新型高效节能电除尘器,其特征在于，所述百叶式极板的形状为“∫”型，宽度50-70毫米，厚度1-1.5毫米，相邻两片百叶式极板之间的间距30-50毫米。

4.如权利要求1所述的新型高效节能电除尘器,其特征在于，在所述烟气入口中设置有三角翼湍流器，所述三角翼湍流器包括呈“△”字形布置的碟状导流组件和一组微分导流扩散组件。

5.如权利要求1所述的新型高效节能电除尘器,其特征在于，所述导流板是百叶式导流板。

6.如权利要求1所述的新型高效节能电除尘器,其特征在于，所述阳极板振打结构采用挠臂锤侧部振打结构，所述阴极线振打结构采用顶部电磁振打结构。

7.如权利要求1所述的新型高效节能电除尘器,其特征在于，所述常规阴极线或所述高效阴极线部分或全部采用前后分区供电。

8.如权利要求1或7所述的新型高效节能电除尘器,其特征在于，所述三相mpps脉冲高压电源具有全波连续供电模式和mpps脉冲供电模式。

9.如权利要求8所述的新型高效节能电除尘器,其特征在于，所述三相mpps脉冲高压电源供应所述常规电场的额定输出电压为90kV，供应所述高效电场的额定输出电压为100kV。

10.如权利要求1所述的新型高效节能电除尘器,其特征在于，所述振打控制系统采用PLC高低压一体化智能振打控制系统。