高压静电捕（除）焦油器(电除雾器)

 

高压静电捕（除）焦油器(电除雾器)

 

 

 

使用说明书

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

一、使用范围

二、结构组成

三、工作原理

四、本体分类

五、CS-III型恒流源结构组成

六、恒流源基本原理

七、恒流源主要特点

八、本体安装

九、电气安装

十、HL-6型电源操作说明

十一、维护保养及注意事项

十二、故障现象、原因分析及排除方法

十三、产品成套范围

 

 

 

 

 

 

 

一、使用范围

本产品主要用于化肥、焦化、城市煤气、冶金、建材、陶瓷等行业的气体净化，用以回收水煤气、焦炉气中的焦油，同时去除其中的粉尘、水雾等杂质。达到物料回收和气体净化双重效果，对保证工艺流程中后工段设备的正常稳定运行也起着至关重要的作用。

 

二、结构组成

本产品由高压直流电源和捕焦本体（机械塔体）两大部分组成，前者选用CS-Ⅲ恒流型静电沉积用高压直流电源；后者结构上可选用TD套筒式(同心园式)、GD管式、FD蜂窝式或SJD湿管式。四种结构的本体均主要由筒体和放电极（电晕极）以及吸捕极（沉淀极）组成。

 

 

 

三、工作原理

高压直流电源产生的负高压，接入电晕极（阴极），它与沉淀极（阳极）之间产生电场，电场强度超过一定极限后在阴阳两极间即产生电晕放电。此时流经电场区的气体发生电离，产生大量的离子和电子。周围可听见强烈的电磁风声并可见紫兰色电晕。通过电场的煤气中的焦油、粉尘、水雾等粒子与离子或电子结合而荷电，在电场力的作用下向两极运动。由于电子质量小，运动速度快，空间分布广，所以主要是荷负电的粒子向沉淀极运动。到达沉淀极板中和后，依靠残存的静电引力和分子间凝聚力首先吸附于沉淀极，而后靠自身重力沿极板下落，通过焦油出口排出。

 

四、本体分类

蜂窝式、管式和套筒式主要用于含焦油、轻油较高的烟气净化，湿式主要用于含尘量较高的气体的净化。

 

（各型电捕焦油器规格参数）

五、CS- Ⅲ型恒流源结构组成及规格型号

    本产品由恒流源控制柜和高压发生器两部分组成。前者包括L-C恒流源1；继电和保护电路2；后者包括高压变压器3和硅整流桥4。

               1            3            4

I_i                                                                                                                I_o

 

 

六、恒流源基本原理

    本产品由L-C组成的四端网络作为恒流源，在它的输出端可以获得与输入电压（网电压）成正比而与负载阻抗变化无关的电流。其输出电流和电网输入电流可分别用下式表达：

                      I_o=aU_i        (1)

                   I_i=bU_o=cR_L      (2)

    式中a为复常数，b、c为实常数，U_i、I_i和U_o、I_o分别为输入（电网）电压、电流和输出（电场）电压、电流，R_L为电场负载等效阻抗。

    由式（1）可知，输出电流仅与电网电压有关，而电网电压基本上可以认为是恒定的，从而I_o恒定，这就是恒流的含义。

    当电场电晕转化为贯穿性击穿，即R_L         0时，根据U_o=I_oR_L，有U_o→ 0，根据式（2），则有I_o→ 0。由于这种变化是同步的，即R_L降低时，U_o同时降低，输入功率U_iI_i降低，电源提供给放电区的功率I_o²R_L随等效电阻R_L同步线性下降，即闪络能量降低，故而电场击穿的概率比其它电源低得多。即使产生击穿，也能迅速恢复，无需长时间封锁电源。

    对于可控硅电源输出电流I_o由下式确定

                    I_o=I_i=                （3）

    式中ΣZ为回路总阻抗，即电源的永久性阻抗，其值很小。

    由式（3）可知，一旦电场击穿或短路，即U_o  → 0时，I_o和I_i都将显著增加，其值可达额定电流的几倍甚至几十倍，即使有反馈电路，击穿瞬间是不起作用的。此时电源提供的功率比正常工作时急剧增加，闪络或短路能量很大，极易形成电源本身或电晕线故障。

从以上原理分析及放电特性图可知：

1、恒流源火花放电功率远小于正常运行功率；故可以将运行功率提至极限状态运行。

2、与恒流源负反馈放电特性相反，可控硅电源放电呈正反馈特性，极易发展为火花放电，火花放电功率远大于正常运行功率，故而发生火花放电的频率高，能级大。为确保设备安全，只能在低电晕功率水平运行。

 

七、恒流源主要特点

    1、运行电压、电流显著提高，电晕功率显著增加。

    与其它电源相比，在同一本体上，运行电压和电晕电流均显著提高。

    2、电场电压自动跟踪。

    当粉尘、焦油杂质浓度增加，即电场等效电阻由低阻转向高阻时，由

U_o=I_oR_L可知，电场电压同时上升，电晕功率增加。

    3、净化效果明显优于其它电源。

    因为与电压源相比，电晕功率大幅提高，且对电极肥大的适应性增加，能有效克服电晕闭塞。

    4、运行可靠，维护方便，允许突发短路和待续短路。

    短路时，I_o小于是1.1倍额定电流，U_o    0，I_i小于0.1倍额定电流，不会烧毁任何元件；回路全部继电控制，没有复杂电子电路和接插件，维护简单方便。

    5、功率因数高，cosφ=0.9～1，节电效果明显，比可控硅电源省电30～50%。

6、本产品设有过氧、过压保护电路，能自动跳闸报警。

7、本产品设有自检电路，能及时判断故障部位。

8、HL-6型电源是在我公司HL-3型电源的基础上增加了PLC自动控制功能，实现了电源现场的自行运行。采用了MD205L文本显示器作为人机界面，用它来控制电源的启动、停机、数据监测、参数庙宇和故障报警显示等。在PLC控制系统下，上位机的一个DO点就可以实现远程控制电源的启动和停机（具体可参考下面的PLC输入、输出端子接线图）。一般情况下每套电源提供给DCS的点数有：4个DI点：自动/手动指示、运行指示、过压指示、过氧指示（均为无源开关量）；2个AI点：二次电压显示和二次电流显示（4-20mA）；一个DO点：报警复位（～220V，4A）。另外还可以通过通讯模式来实现远程控制。PLC主机内建目前在工业控制中广泛采用的RS-485串联通讯口，此通讯口支援Modbus的ASCII或RTU通讯模式（默认为ASCII模式）。只要DCS系统支持Modbus协议，同时在上位机上做简单的通讯编程，不但能实现电源远程启动、停机、显示电压和电流数据外，更可以随时访问PLC内部地址，远程修改定值，无须人员再到现场去修改事先设定的参数。如果PLC一旦出现故障，也能立即切换到手动状态运行，保证了电源工作的连续性。

 

八、本体安装

1、安装位置视工艺状况而定，可能情况下，正压为宜。本设备可以并联使用，如有更高净化要求，也可以多台串联使用。

2、安装前需按图纸需要制作本体基础，本体安装以沉淀极为基准，其垂直偏差要求≤1‰，校正后焊接牢固或锁紧地脚螺栓。施工检修用爬梯、护栏、平台由用户按随机图纸或有关标准自行制作焊接。

3、为维修方便，不影响正常生产，建议加设旁通管道（复线）或并联使用。

4、清洗蒸汽管道、瓷瓶箱加温管道（也可采用电加热），均按总装图管道表要求分别装好控制阀、压力表，并装好疏水阀。

5、悬式瓷瓶和进线套管应清洁干燥，进线套管所有密封垫均应压紧至变形，套管压紧螺栓在上下吊架及电晕线安装完毕后对称拧紧，然后在绝缘箱应加入经耐压试验合格的25#或45#变压器油（击穿电压不低于35KV/2.5mm,新油不低于40KV/2.5mm，用户自备），绝缘箱内不得有灰尘、油污、水分等杂质。

6、阻气罩底部距绝缘箱接管底部距离200mm，误差不超过5mm。四周距接管距离一致，偏差不超过5mm。

7、上吊架的底部距沉淀极300mm，偏差不大于10 mm，下吊架距沉淀极距离不小于300mm。

8、电晕级应沉淀极正中，偏差小于5mm。

9、上下吊架拉杆安装偏差不大于10mm。

10、电晕系统对地绝缘不小于500MΩ。

11、关闭上下人孔及各种阀门，电捕下液槽注水。以35KPa(3500mmH₂o)表压空气（或等压蒸汽）进行整体严密性试验，试验时缓慢升压，达到压力后，停止给气，试验2小时（蒸汽试压30分钟），允许每小时泄漏率1%。试验过程中，应严格检查绝缘箱接口以及穿墙套管密封，应密封严密，不允许有泄漏现象存在。试验完毕应及时卸压。

   

九、电气安装

1、外观检查。检查运输过程中有无机械性损伤，各种零件是否松动，高压发生器有无渗油。松动器件要拧紧，损伤器件应予更换。

2、按图连好恒流源控制柜、高压发生器各种连线，并仔细检查，确保接线正确并合乎规范。

3、控制柜、高压发生器、高压电缆外屏蔽及本体均应可靠接地，接地应有专用接地极，不得用管道代替。接地电阻不大于4Ω。

4、绝缘箱中高压电缆接头须浸入变压器油面以下不少于60mm。

5、控制柜户内使用，要求环境清洁，通风良好，无严重化学腐蚀和易燃气体。前后距墙壁距离不低于1米。

 

十、HL-6型电源操作说明

   1、手动模式

         合上电源，电源灯亮。将面板上运行方式开关置于“手动”模式。按下“自检”按钮，二次电压表有几十千伏的偏转电压，说明回路连线正常。然后按下“高压”按钮，高压灯亮。“电流选择键”用来调节输出电流的大小，一般从左往右，输出电流逐渐增大，第一档输出电流最小。每合上一档“电流选择键”，表头上电流和电压就相应升高。用户可在所有“电流选择键”中任意组合，使输出的二次电流、二次电压达到需要值即可。加档过程中，每加一档电流，应间隔几秒，再加下一档电流，越到后几档，间隔时间越长，防止加档过快而造成过压报警。电流加档并不是越多越好，当二次电流输出升到一定值后，二次电压几乎没有变化或者是不但不增加，反而下降（这时电场可能有放电产生），这时，就不要增加输出电流了。放电严重的话，还应退掉一档电流。这时意味着电源输出功率接近了它的最大值，二次电流、二次电压接近了电源的最佳工作点。我们希望电源能稳定工作在最佳工作点的附近，这时，电源的工作效率最高。

如要关机，将“电流选择键”依次按从后往前的顺序逐步断开，然后按下红色“关机”按钮。只有在紧急情况下，可直接按下“关机”按钮。

2、自动模式

将面板上运行方式开关置于“自动”模式。建议在一般情况下，选择“自动”模式下运行。在此模式下，PLC内部程序会自动检测电场的放电情况，自动判断退档档数，每退一档都会自动判断二次电压是否达到稳定状态。在二次电压稳定后，根据设定的恢复时间，程序会自动将输出电流（或电压）升回到原来的设定值。这样做，既防止了放电时对本体和高压发生器的冲击，也保证了电源的沉积效率。

2.1  PLC输入、输出端子接线图

    2.2  PLC操作说明

1）通电后，首先看到欢迎画面：

 2）3秒后自动跳转到主菜单画面：

  

3）在主菜单画面中按数字“1”键，进入“工作方式”画面：

 

a、电流整定值工作方式：由用户设定需要输出的二次电流的大小，电源会根据设定的二次电流整定值，自动加电流到设定值附近。

b、电压整定值工作方式：由用户设定需要输出的二次电压的大小，电源会根据设定的二次电压整定值，自动加电流，使二次电压升到设定值附近。

c、最佳工作点工作方式：电源工作在最佳工作点附近时，输出功率最高，理想的最佳工作点为□U2/□I2=0。因此这种工作方式应设定最佳工作点的上偏差和下偏差。使电源能稳定工作在最佳工作点的区间内。注意：这种工作方式不是能适应所有性质的工况。

d、模拟手动工作方式：这种工作方式是通过操作人机界面小键盘区域的数字键“1-9”和“0”键，按下相应的数字键，即可加上一档电流，再按一下相同的数字键，即可退掉一档电流。数字键“1-9”代表1-9档电流输出，“0”键代表第10档电流输出。数字键可任意组合，类似于手动方式的电流选择键的加档。可代替面板上的机械按键。

4）按“工作方式”画面上按数字“1”键，进入“电流整定值工作方式”画面：

 

电流整定值：由用户设定需要的二次电流输出值。

电流偏差值：设定电流加档到电流整定值附近的允许偏差范围，一般取30-70mA范围内。这个值如果设定的过小，电源将不能稳定工作，一般增大偏差值，可使电源输出电流稳定在整定值附近。

按“SET”键，在输数据处出现光标闪烁，请从个位输起，按“向左”键，使光标向左移位到十位，输入完毕，再按“向左”键，使光标向左移位到百位，输入完毕，按“ENT”键确定，光标会自动跳到下一行数据处闪烁，操作方法同上。按“ESC”键可退出当前画面。

5）在主菜单画面中按数字“2”键，进入“运行控制”画面：

  

   按数字“1”键，启动电源。按数字“2”键，电源停机。按数字“3”键，关闭PLC内部的放电检测功能。“ESC”键退出当前画面：

 

6）在主菜单画面中按数字“3”键，进入“运行数据”画面：

 

 

  此处显示的数据应该和面板上的模拟表读数基本一致。可直观看出电源的运行参数。

7）在主菜单画面中按数字“4”键，进入“加档指示”画面：

  无论在哪种工作方式下，每加一档，“0”应变为相应的档位，可看出加了哪几档电流。

8）在主菜单画面中按数字“5”键和数字“6”键可看到在一段时间内，二次电压和二次电流的变化曲线。

9）在主菜单画面中的数字“7”键是当有报警故障发生时，人机界面上会显示报警信息。只要不断电，报警信息会一直显示，直到报警故障消失。这时可按“CLR”键，消除报警信息，否则电源可能无法正常启动。注意：“CLR”键只能在停机后进行操作。

10）在主菜单画面中按数字“8”键可进入“放电参数设定”画面

放电后恢复时间：电源在自动减少输出电流后，多长时间扣恢复到原来的设定值。

放电后降档时间：当放电发生时，是立刻降档还是等一定时间后再开始降档，可在这里设定。一段时间后再降档，可避免偶然的放电现象，避免电源误动作的发生。

放电降档偏差值：当放电发生时，二次电压必然减小，程序会判断这时的二次电压与设定值之间的电压差，如果电压差小于设定的降档偏差值，就会降档，根据放电的程度以及偏差值，程序会控制降档的档数。

请根据现场实际情况来设置以上三个参数。

 11）如果在“工作方式”菜单中选择“手动加档工作方式”，首先跳转到“运行控制”画面：

  

   按“1”键，启动电源，然后会自动跳转到“加档显示画面”：

    按数字键“1-9”和“0”键可选择1-10档电流输出，按下相应的数字键，即可加上一档电流，再按一下相同的数字键，即可退掉一档电流。数字键“1-9”代表1-9档电流输出，“0”键代表第10档电流输出。按“ENT”键可起停机作用。

 

  12）在任何时候按 ESC 键可退回主菜单画面；按 ALM 键可查看当前发生的报警讯息；按  ▲  键，返回上级画面，按  ▼  键，向下翻页；在停机状态下按  CLR  键，可消除报警信息。

 

  十一、维护保养

1、设备操作应有专人负责，严格按操作规程操作，认真填写运行记录。

2、本体吹扫，方法是关闭电捕进出口阀门，打开旁通让煤气旁路通过。打开蒸汽吹扫阀门，同时打开放散孔。吹扫时间一般不低于3小时。然后打开顶部清洗装置，用热氨水或一次高压水对本体进行冲冼。

3、每半年对高压悬瓶、高压进线套管进行一次彻底清洗。并做好高压发生器、控制设备、高压电缆等部位的清洁。该项工作应在切断电源并经接地放电后进行。

4、停机状态下，控制柜和高压发生器仍单相带电，维护检修应在拉闸以后进行。

5、高压发生器中变压器油，应每年抽样检查一次，耐压强度不应低于35KV/2.5mm，并检查油面高度是否正常。

6、每年春季应测量一次接地电阻。

7、氧控仪应定期校准，保持精度符合要求。