电除尘器的本体结构(3)
电除尘器的烟箱系统由进出气烟箱、气流均布装置和槽形极板组成。其主要功能是过渡电场与烟道的连接，使电场中气流分布均匀，防止局部高速气流冲刷产生二次扬尘，并可利用槽形极板协助收尘，达到充分利用烟箱空间和提高除尘效率的目的。
烟箱包括进气烟箱和出气烟箱两部分，如图1所示。电除尘器通过烟道被连接到净化烟气系统。为防止粉尘在烟道中发生沉降，并考虑到烟气流动的压力损失，通常烟气在电除尘器前后烟道中的流速为8～13m/s。然而为了使荷电尘粒在电场中有足够的停留时间和保证电除尘器的捕集效率，烟气在电除尘器内电场中的流速宜为0.8～1.5m/s。因此烟气通过电除尘器时，是从具有小断面的通风烟道过渡到大断面的除尘空间电场，再由大断面的除尘空间电场过渡到小断面的烟道，如果采用直接连接的方式，就会在电除尘器的电场前出现了断面的突然扩大，在电除尘器的电场后出现了断面的突然收缩。断面骤变，将会引起气流的脱流、旋涡、回流，从而导致电场中的气流极不均匀。为了改善电场中气流的均匀性，将渐扩的进气烟箱连接到电除尘器电场前，以便使气流逐渐扩散；将渐缩的出气烟箱连接到电除尘器的电场后，以便使气流逐渐被压缩。
烟箱一般用5mm厚的钢板制作，适当配置角钢、槽钢、扁钢梁以满足强度、刚度的要求，对于较大的进气烟箱还需在内部设置管支撑。
进气烟箱的进气端法兰应与进气烟道相匹配，其流通面积一般可按最低不积灰风速考虑；为防止烟箱底部积灰，其底部与水平面夹角α可在50°~60°取值。
出气烟箱与进气烟箱形式基本相同，但出气烟箱底部与水平面夹角α一般取60°，因为出口处粉尘粒度比进口处细，因而黏附力强，取较大α角可以防止出口积灰。
气流均布装置由导流板、气流分布板和分布板振打装置组成，如图2所示。
烟气进入电除尘器通常都是从小断面的烟道过渡到大断面的电场内的，所以要在烟气进入电场前的烟道内加装导流板，安装于除尘器进、出口封头内，用于改善进入电场的气流分布，使之均匀的装置，如可调式导流板或多孔板等。分布板又称多孔板，其作用是把分布板前面的大规模紊流分割开来，在分布板后面形成小规模紊流，而且在短距离内使紊流的强度减弱。
在电除尘器的进口烟箱内加装气流分布板，以使进入电场的烟气分布均匀，这样才能保证设计所要求的除尘效率。
若电场内气流分布不均匀，就意味着烟气在电场内存在着高、低流速区，某些部位存在着涡流和死区。这种现象将导致在流速低处所增加的除尘效率远不足以弥补流速高处所降低的除尘效率，因而使平均后的总除尘效率降低。此外，高速气流、涡流会产生冲刷作用，使阳极板和灰斗中的粉尘产生二次飞扬。因此，不良的气流分布会严重影响电除尘器的效率。
除尘器气流分布装置应符合下列要求：
(1)每台电除尘器的入口均应配备多孔板或其他形式的均流装置，以便含尘气体均匀地流过电场。
(2)各室的流量与理论分配流量的相对误差应不超过士3%。
(3)电除尘器气流分布模拟试验及气流分布均匀性应符合JB/T7671和DL/T 514的规定。
(4)为了保证进入电场的气流分布均匀，常用的方法是在入口处设置1～3块气流分布板(出口处有时也设1块气流分布板)。采用最多的是圆孔形分布板，该板用3～5mm厚钢板制作，其上的孔径为40～60mm，一般开孔率为50%～65%。为防止在分布板上积灰，需要设振打装置。
分布板的开孔率是开孔面积与整个分布板面积之比。气流分布板的开孔率、设置层数及分布板之间的距离，应通过经验或试验确定。
挡风板是设置在电除尘器内用于防止烟气不经电场而旁通流走的挡板。
(5)除尘器进出口封头一般设置2～3层分布板，平接口封头设置3层分布板，上接口或下接口封头设置2层分布板；进口分布板用
2.5～3mm钢板制作，并在分布板上按要求打孔。出口均设置1层无孔气流分布板。分布板两侧有折边，它的作用是加强分布板的刚度和导流作用。
导流叶片是设置在进、出口封头用来引导气流流向，以改善气流流型和含尘浓度分布的叶片。
导流板分烟道导流板和分布板导流板两种。
①烟道导流板，安装在气流改变方向的弯头或改变速度的变径烟道内，一般用6~8mm钢板制成形。其作用是将烟道内的气流，在进入电除尘器前分割成大致均匀的若干股。
②分布板导流板安装在分布板上，一般用2.5～3mm钢板制作。其作用是将斜向气流导向成与分布板垂直的气流，使气流能水平地进入电场，使电场区气流分布均匀。
气流分布振打装置则使气流分布板产生冲击振动或抖动，以使沉积在该板上的粉尘振落的装置。对粉尘黏性较大的情况下，除尘器分布板需要设置振打。
电除尘器要设计成两头小、中间大的形状。
电除尘器的本体部分空间很大，气体流动速度很缓慢，大约为1m/s。而从烟道中进入除尘器的烟尘流速很快，大约为14～20m/s。因此在烟道与电除尘器连接处，必会形成一个速度过渡区，该区称为喇叭口。该区域使烟气速度降低，将烟气均匀扩散到整个断面。
使气流均匀的措施，就是在电除尘器的进口喇叭口内设置导流板、气流分布装置等。这些装置的形状各异，有的像飞机的翅膀，有的像蜂窝，有的像大筛子。在电除尘器入口断面上布置了1～3层钢板，其上开了若干个大小不等的圆孔或方孔，当高速气流穿过孔洞时自然降低了速度。
电除尘器的出口喇叭也是个锥体形，其作用与进口喇叭相反。同时，将净化后的烟道做得太大不仅浪费材料，也占据了空间。因此，看起来电除尘器两头小、中间大。
除尘器进口封头如图所示，有平接口、上接口和下接口三种形式。
在电除尘器运行中发现，出口烟道或出气烟箱处存在着积灰现象，大多在5μm以下，采用槽形极板可以收集这些粉尘，该方法在实践中取得了良好的效果，并得到了广泛应用。
槽形极板一般采用3mm厚的钢板冷压或模压制成，每块槽形极板宽100mm，翼缘为25~30mm，长度依据出气烟箱高度而定。通常将各长条槽形极板交错对接组成两排槽形极板，按垂直于气流方向一起悬吊在电除尘器出气烟箱入口的断面上，如图所示。两槽形极板之间的气流间隙宜取50mm左右，使槽形极板排的空隙率不小于50%。
有时为了减小槽形极板排的阻力，要将各槽形极板与气流平行布置，按一定间距离散组成槽形极板排，并悬吊在出气烟箱内。
BE型电除尘器壳体由墙板，上、下端板，顶板，下部承压件，中部承压件，斜撑，内部走道，内部阻流板等焊接件组合而成，如图3所示。为了便于检修和检查除尘器的内部情况，壳体上适当位置设有检修门。壳体是整个设备的承力结构，承受来自各方的载荷，其中载荷主要来自阴阳极系统的全部重量、电极表面积灰与灰斗储灰的重量，以及风载、雪载、地震载、负压等荷载。壳体是维系电除尘器各部件的主体，前设进口喇叭，后设出口喇叭，下接灰斗及卸、输灰装置，顶部设高压支撑绝缘子、户外式整流变压器、顶部振打器等，壳体腔体内容纳阴、阳极系统，是密封高压电场的工作室。因此，壳体必须具有足够的强度和良好的密封性能。壳体上还设有阻流板，以避免因气流短路而降低除尘效率。
(1)立柱。即电除尘器整个构架的立柱，立柱分宽、窄两种类型。
(2)墙板。墙板既起密封作用，又起支承作用。为便于运输，同一块墙板分成多片制造出厂，由安装单位现场组装。
(3)内部走道。其视部位大小分厂内整体制造和分段制造出厂两种，由安装单位现场组装。
(4)墙皮。即电除尘器四周的密封，支撑钢板。
(5)内部承尘走道。即在电除尘器内部两电场之间的工作平台。
(6)顶板和屋面板。顶板在电除尘器的顶部起密封作用，屋面板主要用于防雨和保温。
(7)人孔门。每台电除尘器各电场前后，各室平均有一人孔门，每台电除尘器可布置10个。
电除尘器收集下来的粉尘，通过灰斗和排、输灰装置送走，这是保证电除尘器稳定运行的重要环节之一，在实践中由于排灰不畅影响设备正常运行的情况时有发生。因此，这一环节必须引起足够的重视。
灰斗设计应满足以下条件：
(1)要有一定的容量，以备排、输灰装置检修时起过渡料仓的作用。
(2)排灰通畅，灰斗壁应有足够的倾角，一般保证倾角不小于60°；斗壁内交角处加过渡板，以避免排灰不通畅，并设仓壁振动器或汽化器，以协助排灰；为避免结露，灰斗下部另设加热装置。
(3)为便于排除故障，灰斗上设捅灰孔和手动振打砧，以备万一堵灰时排除故障。
(4)灰斗中部设阻流板，以防烟气短路。
灰斗排出的灰由输灰装置送走，灰斗和输灰装置之间由电动阀或星形卸灰阀等控制和锁气。
输灰方式有两类：干输灰和水冲灰。干输灰又有气力输灰和机械输灰之分，如螺旋输灰、刮板输灰等即为机械输灰方式。排灰装置的排灰能力应大于电场的收灰量，输灰装置的输灰能力应大于总排灰量，才能避免“收、支”不平衡而设备无法工作的恶果。这是系统设计中应注意的问题。由于系统设计时，排、输灰能力大于电除尘器的收尘能力，因此对电除尘器而言，存在灰斗排空，从排灰装置漏气的可能性，因为排灰装置不可能绝对密封。更重要的是，当灰斗排空时，若排灰装置继续运转，星形卸灰阀就要一斗一斗地将外部气体送入电除尘器内部，从而产生大量漏风，影响振打清灰，甚至绝缘子结露、爬电，进而使设备无法正常运行。这一点常被人忽视。因此，灰斗的排灰装置应采取间断运行，以保证灰斗密封，防止漏气，高低料位计常被用作监控装置设在灰斗上。
灰斗的作用是收集并短时储存灰尘。
除尘器灰斗的形状分为锥形和槽形(船形)两种形式。
除尘器每个锥形灰斗的长度对应于一个电场，灰斗下口一般为正方形，常用的接口尺寸为400mm×400mm、500mmX500mm、300mm×300mm，也可以用圆形接口。
因为在正常运行中除尘器灰斗不可能储满灰，特殊情况是棚灰或输灰系统发生故障堵灰而满斗，甚至满灰至阴阳极系统，造成搭桥短路、极板脱钩、振打轴断裂等事故。因此在运行中需密切注意灰斗内灰量的变化，避免灰位过高。灰斗排灰最好是连续排灰，如输灰系统不能满足此要求，为间隔排灰，则间隔时间不宜太长。
除尘器灰斗加热设置在灰斗下部(小灰斗)，可分为电加热和蒸汽盘管加热两种形式。
(1)设计时把灰斗下部约1/3的小灰斗结构做成双层结构，中间进行电加热，利用空气介质进行热传导。
(2)小灰斗外表面敷设盘管进行蒸汽加热。
两者均具有良好的加热效果，能保持灰斗积灰温度在露点温度以上20℃左右。
除尘器灰斗设置加热的目的是通过加热使斗内粉尘热量不至于散失过快，避免粉尘冷却黏结，有利于粉尘顺利排放。
(1)管式加热。灰斗下部(小灰斗)制作成双层结构，形成一个密闭的环形空间，每只灰斗用n个1.5kW的灰斗专用管式加热器插入到环形空间加热空气，加热器采用抽屉式结构。该加热方式具有加热效果好、能耗低、检修与更换非常方便的特点。
(2)板式加热。板式加热是由若干块状加热板直接贴在灰斗下部(小灰斗)壁上进行加热的，外部敷设保温结构。板式加热虽然具有较好的加热效果，但其检修及更换工作量较大，需拆除保温结构；能耗较大，一般一只灰斗需10kW功率加热。
除尘器灰斗气化板安装在灰斗出口附近，一般每个灰斗对称安装两件，外加的热空气通过气化板进入灰斗。其作用是增加出口处粉尘的流动性，以及防止粉尘由于温度下降受潮结块，对出口处顺畅排灰起到辅助作用。
除尘器灰斗设置挡风的作用是防止烟气流经灰斗旁路串气而降低除尘效率，又称为灰斗阻流板。灰斗挡风结构如图所示。