电除尘

2007年09月14日 19:12:25

2楼

电除尘器是火力发电厂必备的配套设备，它的功能是将燃灶或燃油锅炉排放烟气中的颗粒烟尘加以清除，从而大幅度降低排入大气层中的烟尘量，这是改善环境污染，提高空气质量的重要环保设备。它的工作原理是烟气通过电除尘器主体结构前的烟道时，使其烟尘带正电荷，然后烟气进入设置多层阴极板的电除尘器通道。由于带正电荷烟尘与阴极电板的相互吸附作用，使烟气中的颗粒烟尘吸附在阴极上，定时打击阴极板，使具有一定厚度的烟尘在自重和振动的双重作用下跌落在电除尘器结构下方的灰斗中，从而达到清除烟气中的烟尘的目的。由于火电厂一般机组功率较大，如60万千瓦机组，每小时燃煤量达180T左右，其烟尘量可想而知。因此对应的电除尘器结构也较为庞大。一般火电厂使用的电除尘器主体结构横截面尺寸约为25~40×10～15m，如果在加上6米的灰斗高度，以及烟质运输空间密度，整个电除尘器高度均在35米以上，对于这样的庞大的钢结构主体，不仅需要考虑自主、烟尘荷载、风荷载，地震荷载作用下的静、动力分析。同时，还须考虑结构的稳定性。
电除尘器的主体结构是钢结构，全部由型钢焊接而成（如图10—所示），外表面覆盖蒙皮（薄钢板）和保温材料，为了设计制造和安装的方便。结构设计采用分层形式，每片由框架式的若干根主梁组成，片与片之间由大梁连接。为了安装蒙皮和保温层需要，主梁之间加焊次梁，对于如此庞大结构，如何均按实物连接，其工作量与单元数将十分庞大。按工程实际设计要求和电除尘器主体结构设计，主要考察结构强度、结构稳定性及悬挂阴极板主梁的最大位移量。对于局部区域主要考察阴极板与主梁连接处在长期承受周期性打击下的疲劳损伤；阴极板上烟尘脱落的最佳频率选择；风载作用下结构表面蒙皮（薄板）与主、次梁连接以及它们之间刚度的最佳选择等等。
如果我们仅考虑电除尘器的主结构设计，它们就是由梁单元组集的空间框架结构，所以需要考察的各种荷载均可以简化为作用在梁单元节点上的等效节点力，由于梁单元的性质决定，可以是每一根梁作为一个单元处理，并且可以将某些次梁予以删除，相应刚度和荷载加在主梁上，其计算量将可大幅度减少。由此给出的有限元计算模型如图10— 所示。但是这里必须指出的是有限元梁单元位移模式实际上是按材料力学中直梁计算公式给出，在材料力学假定下，梁的两个端点的内力和位移，其有限元分析结果是精确的，同时它的变形形态是半波的，这对于稳定性分析显然是远远不够的，这是因为如果一根梁作为一个单元，对其结构进行有限元稳定性分析，只能给出梁半波形式的失稳临界荷载，这可能会导致结构临界荷载的提高，造成结构分析的不安全性。为此对电除尘器主体结构建模时必须注意到这一问题。解决办法也十分简单，只需对某些可能造成失稳的主梁剖分若干单元（一般一根梁分为3个以上单元）这就在稳定性分析中避免只允许出现两端固定欧拉杆的半波失稳形态出现，从而增加计算结果的可靠性。