Рихтер Л.А. и др. Вспомогательное оборудование ТЭС (распознан)

Подождите немного. Документ загружается.

электрическими характеристиками

электрофильтра и пылегазового

потока по формуле

ос

d e

и=10

(10.22)

где

— диэлектрическая проницае-

мость вакуума, Ф/м

(е

= 8,85 X

10~

Ф/м); е — относительная ди-

электрическая проницаемость вещест-

ва частички;

—

напряженность

электрического поля зарядки, кВ/м;

ос

— напряженность электрическо-

го поля осаждения, кВ/м; d — диа-

метр частицы, м;

— коэффициент

динамической вязкости газов,

Па-с.

е и

(д.

пылегазового потока за

энергетическими электрофильтрами

меняются практически мало. Примем

для золы в среднем е = 4 и для ды-

мовых газов среднего состава при тем-

пературе

100—

150

°С

|х

24-10""

Па-с.

Подставляя

е и

fx,

получаем

для средних условий работы электро-

фильтра упрощенное выражение для

скорости дрейфа:

(10.23)

В целях дальнейших упрощений

заменим произведение

0С

квадра-

том средней напряженности поля

Под средней напряженностью поля

будем понимать

E =

U/t,

где U — разность потенциалов, под-

веденных к электрофильтру, кВ;

—

расстояние между осадительным и ко-

ронирующим электродами, м. Для зо-

лы некоторых топлив, имеющих вы-

сокое удельное электрическое сопро-

тивление

(УЭС),

наблюдается резкое

0,08

—>

снижение скорости дрейфа. На рис.

10.6, а показано, что в области

р„

между 9 и 10 происходит резкое сни-

жение скорости дрейфа в

2—3

раза.

При высоких сопротивлениях часть

подводимого к электродам напряже-

ния будет расходоваться в неотряхи-

ваемом слое золы и располагаемое на-

пряжение в межэлектродном простран-

стве окажется меньшим подведенного

к электродам. Таким образом, вместо

подведенного напряжения

в меж-

электродном пространстве будем ис-

пользовать эффективное напряжение

где

.к

— понижающий коэффициент

за счет образования обратной короны

на золах топлив с высоким удельным

сопротивлением.

Сущность явления образования

обратной короны состоит в том, что

при высоком сопротивлении золы про-

водимость слоя пыли, осевшей на

электроде, оказывается малой, что

увеличивает падение напряжения в

слое и уменьшает его падение в газо-

вом промежутке. При общей высокой

разности потенциалов происходит пе-

резарядка осевшей на осадительном

электроде золы с отрицательного на

положительный знак, нарушается на

некоторых участках поверхность слоя

и в межэлектродное пространство про-

исходит выброс обратных по знаку

ионов (положительных вместо отри-

цательных). Одним из косвенных по-

казателей обратной короны являет-

ся расхождение восходящей и нисхо-

дящей характеристик поля (рис. 10.7),

т. е. при увеличении напряжения

сила тока оказывается при том

же напряжении меньшей, чем

при его уменьшении. По ана-

логии с формулой (10.23) введем

эффективную напряженность

8,0 8,5 3,0 9,5 10 '

100 200 300

Логарифм

,0м-м

Температура^j-j

^эф

—

о-к

(10.24)

Рис.

10.6.

Влияние

свойств пылегазового

потока на работу электрофильтров (на

примере экибастузского угля):

—

зависимость

эффективной скорости дрейфа

от логарифма удельного сопротивления золы;

—

зависимость логарифма УЭС золы от темпе-

ратуры дымовух газов

180

Рис. 10 7. Вольт-ам-

перные характери-

стики электрофильт-

ров:

— с интенсивной об-

ратной короной; б — со

слабой ' обратной коро-

ной; в - без обратной

короны

250

в)

го

¥0

БО

Напряжение,кв

и расчетная формула для скорости

дрейфа любого топлива примет вид

0,25£!

й.

(10.25)

Максимальная напряженность по-

ля

и коэффициент обратной коро-

ны

&о.

определяются электрофизи-

ческими свойствами пылегазового

потока. На удельное электрическое

сопротивление золы в пылегазовом по-

токе влияют сернистость и влажность

топлива, зольность топлива,

химический состав золы и температура

поступающих в электрофильтр газов.

Некоторое представление об электро-

физических свойствах золы при

задан-

н ой температуре газов дает

предложен

ный ВТИ критерий

, (10.26)

где

А1

SiO

— содержание этих

соединений в золе, %;

ЛР,

WP,

HP,

— зольность, влажность, содер-

жание водорода и серы на рабочую

массу топлива.

В табл. 10.5 приведены

/С

для

некоторых топлив СССР, соответствую-

щие напряженности поля £ и коэффи-

циенты обратной короны

при тем-

пературе уходящих газов

140—160

°С.

При других температурах и конди-

ционировании дымовых газов эффек-

тивная напряженность поля должна

корректироваться. Из табл. 10.5 сле-

дует, что для топлив, у которых

Кф>

100, резко снижены значения

эффективной напряженности

Ф>

следовательно, и скорости дрейфа име-

ют минимальные значения. В этом

случае на электродах образуется не-

отряхиваемый слой высокоомной зо-

лы и может возникать обратная коро-

на.

Для повышения степени улавлива-

ния золы с неблагоприятными электро-

физическими свойствами (высокое

электрическое сопротивление) пред-

ложен ряд методов, направленных в

первую очередь на снижение интен-

сивности или предотвращение обра-

зования обратной короны в электро-

фильтре. Этого можно добиться из-

менением характеристик электриче-

ского тока, поступающего на электро-

ды. К таким способам относятся при-

менение импульсного напряжения и

даже питание электрофильтра напря-

жением переменной полярности. Эти

способы находятся в стадии опытной

проверки.

Важным направлением в решении

проблемы улавливания золы с вы-

соким удельным сопротивлением яв-

Таблица

10.5.

Средние значения

коэффициента электрофизических свойств

золы

Л'Ф,

напряженности электрического

поля £ и поправки на обратную

корону

k,,

для некоторых топлив СССР

Месторождение

и марка топлива

Кузнецкий Т

Экибастузский СС

Подмосковный Б

Донецкий

АШ,

ГСШ

Канско-ачинский

иент

•е-

!**

160—175

177

•

oPQ

240

245

250

280

•&

*«°

0,62

0,83

1,0

181

ляется кондиционирование дымовых

газов, которое заключается в измене-

нии их свойств при добавлении к ним

химических веществ или водяного па-

ра, адсорбирующихся на поверхности

частиц золы и увеличивающих их по-

верхностную проводимость.

В качестве кондиционирующих до-

бавок применяются серный ангидрид,

водяной пар, аммиак и другие соеди-

нения. Сравнительно небольшое ко-

личество серного ангидрида, добавлен-

ное к продуктам сгорания топлив, су-

щественно уменьшает электрическое

сопротивление слоя золы, осаждаю-

щейся на электродах. Так, при добав-

ке к продуктам сгорания серного ан-

гидрида в количестве около 20 мил-

лионных долей по объему (20

РРМ)

эффективность улавливания высоко-

омной золы существенно возрастает.

Серный ангидрид для целей кондици-

онирования может быть получен ки-

пячением серной кислоты, сжиганием

серы в присутствии катализатора и др.

Несмотря на эффективность хими-

ческого кондиционирования, этот спо-

соб пока еще не получил широкого

применения из-за эксплуатационных

трудностей и затрат, связанных с по-

лучением и подачей в газоходы котло-

агрегатов тех или иных агрессивных

химических веществ.

Одним из эффективных путей улуч-

шения очистки продуктов сгорания с

неблагоприятными электрофизически-

ми свойствами является предвари-

тельное изменение свойств дымовых

газов путем температурно-влажност-

ного кондиционирования.

Из рассмотрения рис. 10.6, б сле-

дует, что максимальное удельное со-

противление при топливах с малым

содержанием серы наблюдается при

140—160

С, т. е. в области наиболее

типичных температур уходящих газов.

Как при увеличении, так и при умень-

шении температуры против' указан-

ных значений происходит довольно

быстрый спад электрического сопро-

тивления. При низкой температуре

удельное сопротивление золы опреде-

ляется поверхностной проводимостью,

обусловленной адсорбцией из дымовых

газов поверхностью золы влаги и

182

различных химических веществ, в. пер-

вую очередь серного ангидрида. При

высоких температурах удельное со-

противление золы определяется объем-

ной проводимостью , при которой наи-

большее значение имеет химический

состав золы и, в частности, наличие

в золе ионов щелочных металлов.

Использование правой, высоко-

температурной ветви возможно при

установке электрофильтров между па-

ровым котлом и воздухоподогревате-

лем в зоне температур

350—400

°С,

что по ряду причин оказалось нерента-

бельным. Поэтому основное внимание

уделим левой, низкотемпературной

ветви.

Для снижения удельного сопро-

тивления получило практическое при-

менение температурно-влажностное

кондиционирование путем установки

мокрой ступени перед электрофиль-

тром. Значительные успехи в этой

части получены на экибастузских уг-

лях, являющихся перспективным топ-

ливом для ТЭС, но обладающих небла-

гоприятными свойствами золы, кото-

рая отличается высоким удельным со-

противлением

(lg

= 11 при

Фух

140°С)

при высокой концентрации

твердых частиц на входе

(с

вх

= 50

ч-

100 г/м

Электрическое сопротивление золы

этого топлива падает

по

мере снижения

температуры. Это обстоятельство сде-

лало целесообразным снижение темпе-

ратуры путем подключения мокрой сту-

пени. Как видно из рис. 10.6, а,

снижение сопротивления золы приво-

дит к увеличению скорости дрейфа, а

следовательно, и степени улавливания

вследствие ликвидации при температу-

ре

80—90

°С явления обратной коро-

ны.

На рис. 10.8 показана установка

комбинированного золоуловителя за

котлом П-57 блока мощностью 500

МВт, работающего на

экибастузеком

угле.

Дымовые газы с температурой 160 °С

поступают в центробежные скрубберы диа-

метром 7 м, имеющим два пояса орошения

внутренней поверхности и дополнительный

пояс смыва

золовой

пульпы

водой

высоко-

го давления (5,9 МПа). Внутренняя по-

Рис. 10.8. Двухступенча-

тый золоуловитель для

золы

топлив

высоким

удельным электриче-

ским сопротивлением:

/ — вход запыленных газов;

2 — мокрый скруббер; 3 —

подвод орошающей воды

мокрого скруббера; 4 —

швеллерная решетка для за-

держания капель; б — га-

зораспределительные ре-

шетки; 6 — поля электро-

фильтра; 7 — бункера для

уловленной золы; 8 — вы-

ход очищенных и увлаж-

ненных дымовых газов

верхность скруббера футерована шамотной

плиткой.

Центробежный скруббер соединен с

электрофильтром с помощью камеры, в ко-

торой расположены газораспределитель-

ные решетки швеллерного типа, вырав-

нивающие поток газов по сечению электро-

фильтра и сепарирующие остаточные капли

влаги, выносимой из скруббера.

При увлажнении и снижении темпера-

туры газов после скруббера до

110

°С об-

щая степень золоулавливания при нагруз-

ке котла 85 % номинальной составила

98 %.

Комбинация мокрой ступени и

электрофильтра возможна при усло-

вии, что количество СаО в золе, спо-

собной к цементации при взаимодейст-

вии с водой, должно быть невысоким.

Так, для канско-ачинских углей, где

количество СаО в золе достигает

40%, использование мокрой ступени

перед электрофильтром оказывается

невозможным.

Скорость дрейфа по формуле (10.25)

следует считать для каждой

фракции,

отдельно. Однако для упрощения рас-

четов рассевку золы можно характери-

зовать средним медианным диаметром

приведенным для некоторых топ-

лив в табл. 10.1.

Окончательное расчетное выраже-

ние для скорости дрейфа примет вид

*50-

(10.27)

Коэффициент, характеризующий

вторичный унос, учитывает ряд фак-

торов и определяется по выражению

ун

= Кн

ал

^в

* —

—0,25

(ы-1)],

(10.28)

где

—

7,5/Я

— коэффициент вы-

соты электрода, он учитывает, что

при большой высоте электрода

Н,

м,

часть золы не успевает осесть в бун-

кере;

/Сэл

учитывает тип электродов;

Квс

учитывает влияние режима встря-

хивания на унос; последний член в

скобках учитывает влияние скорости

газов и на вторичный унос.

Работа системы встряхивания элек-

тродов осуществляется за счет перио-

дических ударов по электродам, на-

ходящимся в одном поле, с помощью

специального ударного механизма.

Наибольшее распространение получи-

ли ударно-молотковые и пружинно-ку-

лачковые механизмы (рис. 10.9).

Удаление пыли с электродов при удар-

но-молотковой системе производится встря-

хиванием их молотками, расположенными

на валах механизмов встряхивания со сме-

щением по винтовой линии. Привод валов

встряхивания состоит из мотор-редуктора

и цилиндрической зубчатой пары. Частота

вращения выходного вала п = 0,2 об/мин.

Каждый осадительный электрод со-

стоит из элементов, нижние концы которых,

имеющие овалы, жестко крепятся к балке

встряхивания. Балка встряхивания со-

18 3

Рис. 10.9. Система встряхивания осади-

тельных электродов (ударно-молотковая):

/ — вал встряхивающих молотков; 2 — ударный

молоток; 3 — полоса встряхивания; 4 — осади-

тельные электроды

стоит из двух полос, соединенных между

собой с ударного конца наковальней, а с

противоположного планкой. Удар молотка

передает энергию осадительному электро-

ду, элементы которого начинают колебать-

ся. Эксцентрическая подвеска осадитель-

ных электродов относительно центров их

тяжести позволяет возвратить осадитель-

ные электроды в исходное положение

после смещения при ударе молотка.

Механизмы встряхивания осадитель-

ных электродов поставляются блоками, что

сокращает время монтажа. Каждый блок

состоит из вала с молотками и концевыми

муфтами, подшипников, закрепленных на

раме. Валы блоков между собой соединя-

ются муфтами, а рамы крепятся к корпусу.

Эффективность удаления золы с

электродов в большой степени за-

висит от режима встряхивания. Наи-

худшие результаты получаются при

непрерывной системе встряхивания и

когда отряхивания всех полей прово-

дятся через одинаковые промежутки

времени. Промежутки между встряхи-

ваниями должны быть оптимизированы

для каждого поля, так как в каждом

последующем поле количество осаж-

даемой золы уменьшается и, следова-

тельно, длительность периода

встряхивания должна увеличиваться.

Расчет оптимального режима встряхи-

вания, т. е. паузы между ударами по

одному и тому же осадительному элек-

троду, мин, может быть найден по

следующей зависимости:

т=167

ЛаЩ

где

—

площадь осаждения поля,

; V — количество газов, поступаю-

щее в поле,

/с;

вх

„

—

запылен-

ность на входе в поле, г/м

;

т)

—

степень очистки поля электрофильтра.

Значение оптимальной пылеемко-

сти, кг/м

, определяется в зависимости

от удельного сопротивления по эмпи-

рическому соотношению

3—

0,25

(10.30)

откуда

Степень проскока поля электро-

фильтра

р„

при известной степени

проскока через электрофильтр в це-

лом р определяется по соотношению

'",

(10.31)

=-1—р

(10.32)

где л — число полей по ходу газов.

Концентрация на входе в

т-е

по-

ле определяется по выражению

вх

.п

вх

(10.33)

где

вх

— концентрация золы при вхо-

де в первое поле электрофильтра.

Расчетные соотношения интерва-

лов встряхивания приведены в

табл. 10.6.

Таблица

10.6. Расчетные соотношения

интервалов встряхивания осадительных

электродов электрофильтра

Номер

поля

0,8

Степень очистки газов

электрофильтре

Т|

0 ,9 0,95 0,98

Трехпольный электрофильтр

1,7

2,9

)

2,7

7,4

3,7

13,6

Четырехпольный электрофильтр

1,5

2,2

3,3

2,1

4,5

9,6

2,7

7,1

18,8

(10.29)

При непрерывном встряхивании

вс

при периодическом встря-

хивании, выполняемом в соответствии

с рекомендациями табл.

10.6

для трех-

польных электрофильтров принима-

184

ется

Вс

=1,3, а для четырехполь-

ных

/С

вс

= 1,7.

Для золы

топлив

с высоким удель-

ным сопротивлением при

Кф

100

принимается скорость в сечении элек-

трофильтра и =

-г-

1,2 м/с, для про-

чих топлив

и—

1,6-=-

1,8 м/с. Зная

объем газов перед электрофильтром

/с,

находим живое сечение элек-

трофильтра по выражению

со

Izu,

(10.34)

где z — число параллельно включен-

ных электрофильтров, которое жела-

тельно выбирать равным числу дымо-

сосов (обычно 2 = 2). Подобрав по

табл. 10.5, 10.6 ближайший типораз-

мер электрофильтра

<о

.ф,

уточняют

среднюю скорость газов и. Для вы-

бранного типа электрофильтра из этих

же таблиц определяют расстояние

между коронирующим и осадитель-

ным электродами t и длину поля

Числом полей п задаются предвари-

тельно в зависимости от необходимой

степени улавливания обычно от 3 до 4.

После нахождения всех приведен-

ных выше величин находят по выра-

жению (10.21) параметр золоулавли-

вания при равномерном поле

по выражению (10.5) или графику на

рис. 10.1 проскок

10.5. АЭРОДИНАМИКА ПОТОКА

В ЭЛЕКТРОФИЛЬТРЕ

На степень улавливания золы боль-

шое влияние оказывает

равномер-

ность потока в электрофиль-

тре. При неравномерном поле потока

газа в электрофильтре сильно возра-

стает проскок

золы.

Представляя поперечное сечение

электрофильтра состоящим из я

струек со скоростью газа в них и,-

и имеющим проскок, соответствую-

щий этой скорости

pj,

запишем общий

проскок золы для неравномерного в

активной зоне поля в форме

(10.35)

/--=1

где

Uj/u

причем

— скорость

при равномерном потоке.

Проскок в каждой струйке при

условии справедливости общей за-

висимости (10.21) запишется в форме

0,-

ехр/

!Ь^\,

(10.36)

Ущ

)

и общее выражение для проскока в

электрофильтре при неравномерном

потоке примет вид

{LL_V

(10.37)

Использование этого выражения

связано с определенной затратой вре-

мени: необходимо для каждой струй-

ки определять

ру,

для каждого зна-

чения

Рр

расчет приходится повторять

снова.

Представим относительную ско-

рость в некоторой струйке

где

AUJ

— отклонение относительной

скорости от среднего значения. Под-

ставляя это значение в формулу (10.37),

получаем, используя разложение в ряд

Тейлора-Маклорена, упрощенное вы-

ражение для влияния неравномерно-

сти на проскок:

или

(

)

где

— средний квадрат отклонения скоро-

сти от среднего значения. Коэффи-

циент

отражающий влияние нерав-

номерности при различных откло-

нениях скорости, имеет вид

# = 0,125(1

+Пр)Пр.

(10.40)

Коэффициент R возрастает для элек-

трофильтров с высокой степенью улав-

ливания. Так, для электрофильтра со

значительным проскоком

(р

= 0,1)

коэффициент R = 0,9, а для

высоко-

эффективных электрофильтров с

= 0,001 # = 3. Следовательно, для

электрофильтров с высокой степенью

улавливания особенно важно иметь

185

высокую равномерность, т. е.

малый

средний квадрат отклонения скоро-

сти

Аи

можно записать через сте-

пень заполнения объема

т:

Аыср

11т

—

•

Эффективное газораспределение в

электрофильтре можно осуществить

при условии рационального выбора и

компоновки всего оборудования в

тракте уходящих газов. Количество

однотипного вспомогательного обору-

дования не должно расти по мере ук-

рупнения блока, так как иначе сни-

жается эффективность применения

блоков большой мощности. Примени-

тельно к газовоздушным трактам это

требование можно сформулировать

таким образом, что при любой мощно-

сти блоков в пределах

200—800

МВт

на один блок следует устанавливать

два регенеративных воздухоподогре-

вателя, два корпуса электрофильтра,

два вентилятора и два дымососа.

Выбор типа газораспределитель-

ного устройства определяется взаим-

ным расположением воздухоподогре-

вателя и электрофильтра. Все компо-

новки можно разделить на два типа.

1. Подвод потока дымовых газов

к электрофильтру снизу, когда ниж-

няя отметка входного фланца электро-

фильтра расположена выше плоскости

выходного фланца регенеративного

воздухоподогревателя не менее чем

на

5—6

м.

2. Прямой подвод потока дымовых

газов к электрофильтру горизонталь-

ным диффузором.

В первом случае рекомендуется

применять газораспределительное уст-

ройство МЭИ, состоящее из достаточ-

но длинной вертикальной подъемной

шахты постоянного сечения, имеющей

в верхней части скос для равномерной

по высоте раздачи газа, и следующих

за ней одной объемной и одной или

двух плоских газораспределительных

решеток (рис. 10.10, а).

Ширина подъемной шахты прини-

мается несколько меньшей или равной

ширине входного фланца электро-

фильтра, глубина шахты определяется

скоростью газов, выбранной с учетом

технико-экономических соображений

и из условий отсутствия

золовых

от-

ложений. Высота шахты должна быть

достаточной для того, чтобы

поток

равномерно распределялся по ее ши-

рине.

Равномерное распределение пото-

ка по высоте электрофильтра достига-

ется с помощью объемной решетки,

устанавливаемой в месте поворота га-

зов к электрофильтру. Объемные эле-

менты разделяют входную камеру по

Рис.

10.10. Газораспределительные устройства:

а — газораспределительное устройство МЭИ для подводов газов снизу: / — подъемная шахта; 2 —

скошенная часть подъемной шахты;

— решетка из объемных элементов; 4 — форкамера; 5 — пер-

форированные плоские газораспределительные решетки с живым сечением / = 0,5; 6 — активное

поле электрофильтра; б — газораспределительное устройство с диффузором при горизонтальном

подводе газов

186

высоте на ряд горизонтальных кана-

лов, каждый из которых представляет

собой сначала конфузор, а затем диф-

фузор. Нижние стенки канала (бо-

ковые стороны треугольных элемен-

тов) выполнены наклонными для пре-

дотвращения отложения золы (углы

при основании треугольников приня-

ты равными на входе

45°,

на выходе

60°).

Верхняя стенка канала (осно-

вание объемного элемента) горизон-

тальна и имеет длину, достаточную для

изменения направления потока; опыт

показал, что она должна быть в пре-

делах

900—1100

мм. Для того чтобы

расход газов через все каналы, обра-

зованные объемными элементами,

был одинаковым, верхний участок

подъемной шахты выполняется со

скошенной передней стенкой. Живое

сечение объемной решетки / принима-

ется равным

0,25—0,35,

чтобы ско-

рости газов в каналах решетки незна-

чительно отличались от скорости

газов в подъемной шахте. Таким

образом ликвидируется диффузорный

эффект в месте поворота потока к

электрофильтру. Поток за объемной

решеткой принимает горизонтальное

направление и проходит практически

по нормали к плоской газораспредели-

тельной решетке, установленной во

входном фланце электрофильтра и

имеющей живое сечение / = 0,5.

Для достижения высокой равно-

мерности распределения потока по се-

чению электрофильтра рекомендуется

применение газораспределительного

устройства МЭИ с двумя последова-

тельно установленными плоскими ре-

шетками живым сечением f — 0,5 каж-

дая. Под плоскими решетками приме-

няется установка

золового

бункера

(форкамеры).

В табл. 10.7 приведены значения

среднего отклонения квадрата ско-

рости на входе в электрофильтр

Аы1

и среднего по объему электрофильтра

значения

ДЫс

Степень неравномер-

ности уменьшается по мере увеличения

высоты шахты перед электрофильтром

и роста числа полей.

Прямой подвод потока дымовых

газов к электрофильтру с помощью

го-

Таблица

10.7. Входные и средние

по объему электрофильтра значения

отклонения квадрата скорости

для газораспределительного устройства

с объемными элементами МЭИ

Относи-

тельная

высота

подъем-

ной

шахты

1/Н

0,4

0,8

Количество решеток

вх

0, 176

0,099

0,064

Дп

ср

0, 100

0,079

0,064

4 поля

0,084

0,070

0,060

"вх

0,087

0,064

0,042

»ср

0,068

0,053

0,042

4 поля

0.055

0,047

0,042

ризонтального диффузора показан на

рис.

10.10,6.

Прямым считается такой

подвод потока дымовых газов к элек-

трофильтру, когда условия компонов-

ки не позволяют разместить подъем-

ную шахту достаточной высоты. В

этом случае вход в электрофильтр

может быть выполнен в виде симмет-

ричного диффузора с умеренным углом

раскрытия с установленными в нем

решетками. Как видно из табл. 10.8,

равномерность потока в этом случае

ухудшается по сравнению с установ-

кой объемных элементов.

Таблица

10.8. Входные и средние

по объему электрофильтра значения

отклонения квадрата скорости

для

диффузорного

газораспределительного

устройства

Количество

решеток

— 2

"вх

538

235

ПОЛЯ

,150

,115

ср

ПОЛЯ

,120

,096

Снижению эффективности золоулав-

ливания способствует движение пыле-

газового потока вне активных зон.

Основная часть пылегазового потока

движется в пространстве между коро-

нирующими и осадительными элек-

тродами, где происходят зарядка и

осаждение частиц. Однако при су-

187

ЩеСтвующих

конструкциях электро-

фильтров некоторая часть потока мо-

жет двигаться ниже или выше обоих

электродов или одного из них.

Для электрофильтра УГ-2-4-74

при высоте

коронирующего

электрода

7260 мм размер полуактивной зоны

составляет 690 мм, т. е

=0,095.

Для части потока, движущейся по-

мимо электрических полей через

бункер или вверху электрофильтра

над электродами (неактивные зо-

ны), улавливание золы отсутствует

полностью.

В общем случае выражение для

проскока газа через электрофильтр и

степени улавливания запишется по

выражениям

ИЛИ

где

, р

— степень проскока для

потока, движущегося между электро-

дами, и потока в ослабленном элек-

трическом поле;

, ф

— доля пыле-

газового потока, движущегося в ос-

лабленном поле, и потока вне полей.

Для потока, движущегося в ослаб-

ленном поле, принимают проскок

Рп

$Ра,

где

-г-

3, а для по-

тока вне полей

=•

Для расчета увеличения проскока

в электрофильтре за счет потоков в

ослабленных полях и вне полей не-

обходимо найти части потока, движу-

щиеся подобным образом. Это можно

определить из выражения

Фя = 1— Н

/Н

ос

где

— высота корон ирующего элек-

трода, м;

ос

— высота осадитель-

ного электрода, м.

Результаты исследований потоков

через неактивные и бункерные зоны

приведены на рис. 10.11. Бункера

электрофильтров имеют пирамидаль-

ную форму с углом наклона стенок

60° (рис. 10.11, а). Наибольший пере-

ток газов имеет место в бункерах, рас-

положенных первыми по ходу газов

полей, где находится невыровненный

по сечению поток газов. На рис.

10.11,

б приведены усредненные по

всем бункерам перетоки. Наибольшие

перетоки газов через бункера имеют

место при отсутствии каких-либо пе-

регородок в бункерах.

Установка двух вертикальных раз-

делительных перегородок по длине

бункера (одна у передней, а другая

у задней стенки бункера) не дает су-

щественного уменьшения потока га-

зов через бункер, при этом главный

поток опускается в бункер перед пер-

Г?

Схема,

бункерных

перегородок

ХУ

ТУ

ХУ

Число полей

0,023

о,о

г г

0,010

0,001

0,01

0,009

0,008

0,001

Рис.

10.11.

Движение пыле-

газового потока через неак-

тивные зоны:

ft — движение

пылегазового

потока в поле

электрофильтра;

/ — активная зона; 2 — полу-

активная зона; 3 — бункер;

4 — поле скоростей в активной

зоне; 5 — поля скоростей и на-

правление движения в нижней

(бункерной) неактивной зоне;

6 — движение потока в верх-

ней неактивной зоне; 7 — изо-

ляторные коробки; б — доля

потока через бункер электро-

фильтра фи в зависимости от

типа и количества бункерных

перегородок

18S

вой перегородкой и поднимается

между второй перегородкой и стенкой

бункера. Схема с установкой пяти та-

ких коротких перегородок, которая

является типовой для электрофильтров

ДГПН, позволяет уменьшить перетоки

через бункера всего на 15 %, что сле-

дует считать недостаточным, особенно

для электрофильтров, у которых тре-

буется высокая (более 98

степень

улавливания.

Таким образом, установка верти-

кальных перегородок в бункерах не

обеспечивает достаточного снижения

пылегазовых потоков помимо актив-

ных зон. Поэтому для высокоэффек-

тивных электрофильтров следует при-

нимать специальные меры по умень-

шению этих потоков — устанавливать

газоотсекатели

на входе и выходе из

бункеров, наклонные перегородки и

др. Комплекс таких мероприятий по-

зволяет уменьшить перетоки газов

через бункера примерно в 10 раз.

10.6. ПРИМЕР ВЫБОРА И РАСЧЕТА

ЭЛЕКТРОФИЛЬТРА

Выбрать и рассчитать электрофильтр

к паровому котлу ТП-80 паропроизводи-

тельностью D =

117

кг/с (420 т/ч), давле-

ние пара р

14 МПа, температура пере-

грева

пе

= 560

°С,

температура питатель-

ной воды

=•

230

°С,

температура ухо-

дящих газов

ду

150 °С, избыток возду-

ха

ух

= 1,6. Топливо — кузнецкий уголь

марки Т, размол в мельницах ШБМ.

Степень улавливания золы r|

0,98

(Р

0,02).

1. Из расчета парового котла опреде-

ляется объем дымовых газов, поступающих

в электрофильтр: V — 222

/с.

2. По табл. 10.5 находим критерий

электрофизических свойств

Кф

= 170 >

> 100. Выбираем скорость дымовых газов

и = 1,2 м/с.

3. Принимая число параллельных кор-

пусов г = 2, определяем по формуле

(10.11)

необходимое сечение корпуса элек-

трофильтра:

222

2-1,2

92,6м

4. Выбираем электрофильтр типа ЭГА.

По табл. 10.4 данной площади попереч-

ного сечения соответствуют четыре типораз-

мера электрофильтров: ЭГА 1-30-12-6-3,

ЭГА 1-30-12-6-4 с высотой электрода 12 м

(«э.Ф

97,4

) и ЭГА 1-40-9-6-2, ЭГА 1-

40-9-6-4 с высотой электрода 9 м

(со

.ф

= 97,9 м

). Проведем расчет четырехполь-

ного электрофильтра ЭГА 1-30-12-6-4.

Для этого электрофильтра длина поля

3,84 м, расстояние между осадитель-

ным коронирующим электродом t =

0,15 м.

Уточняем скорость газов:

222

2-97,4

1,14м/с.

5. По табл. 10.5 определяется средняя

напряженность поля Е

240 кВ/м, ко-

эффициент обратной короны

.к

0,62.

По табл. 10.1 медианный диаметр при раз-

моле в ШБМ d =

11-10-'

м. По формуле

10.25 теоретическая скорость дрейфа

0,25(0,62-240)

22-10-6

0,079 м/с.

6. Определяем коэффициент вторич-

ного уноса по (10.28):

7,5/12

0,625;

эя

=1;

/С

вс

=1.3;

Ку

0,625-1-1,3

[1—0,25(1,14 — 1)] =

= 0,784.

7. Параметр

по (10.21) при числе

полей п — 4 равен:

0,15

= 4,22.

Проскок при равномерном поле по рис. 10.1

=0,0147.

8. Принимаем к установке газораспре-

делительное устройство МЭИ с относитель-

ной длиной

шахгы

= 0,4 и одной решет-

кой. По табл. 10.7 при четырех полях

Дп

0,070. По формуле (10.40) опре-

деляем R = 2,80. Проскок с учетом не-

равномерности по выражению (10.38)

1-2,80-0,07)0,0147

^0,0177.

9. Определяем изменение степени улав-

ливания за счет движения через неактив-

ные и полуактивные зоны. Принимаем

стандартную схему с тремя вертикальными

перегородками в бункерах,

ср

—

0,009

(рис. 10.13, б), доля полуактивных зон

— 0,05; возрастание проскока в полу-

активной зоне

— 2.

По формуле (10.41) окончательно полу-

чаем степень улавливания:

Т]=(1—

0,009)

(1—

0,0177) —

—0,15(2

—1)0,0177=0,973,

т. е. степень улавливания несколько ниже

заданной (0,98).

Принимаем схему рис.

10.13,6

с на-

клонными перегородками в бункерах. Тог-

да

= 0,001,

-л

= 0,98, р

0,020, т. е.

данное значение совпадает с требуемым зна-

чением. Таким образом, принимаем к уста-

189