高壓靜電捕（除）焦油器(電除霧器)

 

 

 

使用說明書

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

一、使用范圍

二、結構組成

三、工作原理

四、本體分類

五、CS-III型恒流源結構組成

六、恒流源基本原理

七、恒流源主要特點

八、本體安裝

九、電氣安裝

十、HL-6型電源操作說明

十一、維護保養及注意事項

十二、故障現象、原因分析及排除方法

十三、產品成套范圍

 

 

 

 

 

 

 

一、使用范圍

本產品主要用于化肥、焦化、城市煤氣、冶金、建材、陶瓷等行業的氣體凈化，用以回收水煤氣、焦爐氣中的焦油，同時去除其中的粉塵、水霧等雜質。達到物料回收和氣體凈化雙重效果，對保證工藝流程中后工段設備的正常穩定運行也起著至關重要的作用。

 

二、結構組成

本產品由高壓直流電源和捕焦本體（機械塔體）兩大部分組成，前者選用CS-Ⅲ恒流型靜電沉積用高壓直流電源；后者結構上可選用TD套筒式(同心園式)、GD管式、FD蜂窩式或SJD濕管式。四種結構的本體均主要由筒體和放電極（電暈極）以及吸捕極（沉淀極）組成。

 

 

 

三、工作原理

高壓直流電源產生的負高壓，接入電暈極（陰極），它與沉淀極（陽極）之間產生電場，電場強度超過一定極限后在陰陽兩極間即產生電暈放電。此時流經電場區的氣體發生電離，產生大量的離子和電子。周圍可聽見強烈的電磁風聲并可見紫蘭色電暈。通過電場的煤氣中的焦油、粉塵、水霧等粒子與離子或電子結合而荷電，在電場力的作用下向兩極運動。由于電子質量小，運動速度快，空間分布廣，所以主要是荷負電的粒子向沉淀極運動。到達沉淀極板中和后，依靠殘存的靜電引力和分子間凝聚力首先吸附于沉淀極，而后靠自身重力沿極板下落，通過焦油出口排出。

 

四、本體分類

蜂窩式、管式和套筒式主要用于含焦油、輕油較高的煙氣凈化，濕式主要用于含塵量較高的氣體的凈化。

 

（各型電捕焦油器規格參數）

五、CS- Ⅲ型恒流源結構組成及規格型號

    本產品由恒流源控制柜和高壓發生器兩部分組成。前者包括L-C恒流源1；繼電和保護電路2；后者包括高壓變壓器3和硅整流橋4。

               1            3            4

I_i                                                                                                                I_o

 

 

六、恒流源基本原理

    本產品由L-C組成的四端網絡作為恒流源，在它的輸出端可以獲得與輸入電壓（網電壓）成正比而與負載阻抗變化無關的電流。其輸出電流和電網輸入電流可分別用下式表達：

                      I_o=aU_i        (1)

                   I_i=bU_o=cR_L      (2)

    式中a為復常數，b、c為實常數，U_i、I_i和U_o、I_o分別為輸入（電網）電壓、電流和輸出（電場）電壓、電流，R_L為電場負載等效阻抗。

    由式（1）可知，輸出電流僅與電網電壓有關，而電網電壓基本上可以認為是恒定的，從而I_o恒定，這就是恒流的含義。

    當電場電暈轉化為貫穿性擊穿，即R_L         0時，根據U_o=I_oR_L，有U_o→ 0，根據式（2），則有I_o→ 0。由于這種變化是同步的，即R_L降低時，U_o同時降低，輸入功率U_iI_i降低，電源提供給放電區的功率I_o²R_L隨等效電阻R_L同步線性下降，即閃絡能量降低，故而電場擊穿的概率比其它電源低得多。即使產生擊穿，也能迅速恢復，無需長時間封鎖電源。

    對于可控硅電源輸出電流I_o由下式確定

                    I_o=I_i=                （3）

    式中ΣZ為回路總阻抗，即電源的永久性阻抗，其值很小。

    由式（3）可知，一旦電場擊穿或短路，即U_o  → 0時，I_o和I_i都將顯著增加，其值可達額定電流的幾倍甚至幾十倍，即使有反饋電路，擊穿瞬間是不起作用的。此時電源提供的功率比正常工作時急劇增加，閃絡或短路能量很大，極易形成電源本身或電暈線故障。

從以上原理分析及放電特性圖可知：

1、恒流源火花放電功率遠小于正常運行功率；故可以將運行功率提至極限狀態運行。

2、與恒流源負反饋放電特性相反，可控硅電源放電呈正反饋特性，極易發展為火花放電，火花放電功率遠大于正常運行功率，故而發生火花放電的頻率高，能級大。為確保設備安全，只能在低電暈功率水平運行。

 

七、恒流源主要特點

    1、運行電壓、電流顯著提高，電暈功率顯著增加。

    與其它電源相比，在同一本體上，運行電壓和電暈電流均顯著提高。

    2、電場電壓自動跟蹤。

    當粉塵、焦油雜質濃度增加，即電場等效電阻由低阻轉向高阻時，由

U_o=I_oR_L可知，電場電壓同時上升，電暈功率增加。

    3、凈化效果明顯優于其它電源。

    因為與電壓源相比，電暈功率大幅提高，且對電極肥大的適應性增加，能有效克服電暈閉塞。

    4、運行可靠，維護方便，允許突發短路和待續短路。

    短路時，I_o小于是1.1倍額定電流，U_o    0，I_i小于0.1倍額定電流，不會燒毀任何元件；回路全部繼電控制，沒有復雜電子電路和接插件，維護簡單方便。

    5、功率因數高，cosφ=0.9～1，節電效果明顯，比可控硅電源省電30～50%。

6、本產品設有過氧、過壓保護電路，能自動跳閘報警。

7、本產品設有自檢電路，能及時判斷故障部位。

8、HL-6型電源是在我公司HL-3型電源的基礎上增加了PLC自動控制功能，實現了電源現場的自行運行。采用了MD205L文本顯示器作為人機界面，用它來控制電源的啟動、停機、數據監測、參數廟宇和故障報警顯示等。在PLC控制系統下，上位機的一個DO點就可以實現遠程控制電源的啟動和停機（具體可參考下面的PLC輸入、輸出端子接線圖）。一般情況下每套電源提供給DCS的點數有：4個DI點：自動/手動指示、運行指示、過壓指示、過氧指示（均為無源開關量）；2個AI點：二次電壓顯示和二次電流顯示（4-20mA）；一個DO點：報警復位（～220V，4A）。另外還可以通過通訊模式來實現遠程控制。PLC主機內建目前在工業控制中廣泛采用的RS-485串聯通訊口，此通訊口支援Modbus的ASCII或RTU通訊模式（默認為ASCII模式）。只要DCS系統支持Modbus協議，同時在上位機上做簡單的通訊編程，不但能實現電源遠程啟動、停機、顯示電壓和電流數據外，更可以隨時訪問PLC內部地址，遠程修改定值，無須人員再到現場去修改事先設定的參數。如果PLC一旦出現故障，也能立即切換到手動狀態運行，保證了電源工作的連續性。

 

八、本體安裝

1、安裝位置視工藝狀況而定，可能情況下，正壓為宜。本設備可以并聯使用，如有更高凈化要求，也可以多臺串聯使用。

2、安裝前需按圖紙需要制作本體基礎，本體安裝以沉淀極為基準，其垂直偏差要求≤1‰，校正后焊接牢固或鎖緊地腳螺栓。施工檢修用爬梯、護欄、平臺由用戶按隨機圖紙或有關標準自行制作焊接。

3、為維修方便，不影響正常生產，建議加設旁通管道（復線）或并聯使用。

4、清洗蒸汽管道、瓷瓶箱加溫管道（也可采用電加熱），均按總裝圖管道表要求分別裝好控制閥、壓力表，并裝好疏水閥。

5、懸式瓷瓶和進線套管應清潔干燥，進線套管所有密封墊均應壓緊至變形，套管壓緊螺栓在上下吊架及電暈線安裝完畢后對稱擰緊，然后在絕緣箱應加入經耐壓試驗合格的25#或45#變壓器油（擊穿電壓不低于35KV/2.5mm,新油不低于40KV/2.5mm，用戶自備），絕緣箱內不得有灰塵、油污、水分等雜質。

6、阻氣罩底部距絕緣箱接管底部距離200mm，誤差不超過5mm。四周距接管距離一致，偏差不超過5mm。

7、上吊架的底部距沉淀極300mm，偏差不大于10 mm，下吊架距沉淀極距離不小于300mm。

8、電暈級應沉淀極正中，偏差小于5mm。

9、上下吊架拉桿安裝偏差不大于10mm。

10、電暈系統對地絕緣不小于500MΩ。

11、關閉上下人孔及各種閥門，電捕下液槽注水。以35KPa(3500mmH₂o)表壓空氣（或等壓蒸汽）進行整體嚴密性試驗，試驗時緩慢升壓，達到壓力后，停止給氣，試驗2小時（蒸汽試壓30分鐘），允許每小時泄漏率1%。試驗過程中，應嚴格檢查絕緣箱接口以及穿墻套管密封，應密封嚴密，不允許有泄漏現象存在。試驗完畢應及時卸壓。

   

九、電氣安裝

1、外觀檢查。檢查運輸過程中有無機械性損傷，各種零件是否松動，高壓發生器有無滲油。松動器件要擰緊，損傷器件應予更換。

2、按圖連好恒流源控制柜、高壓發生器各種連線，并仔細檢查，確保接線正確并合乎規范。

3、控制柜、高壓發生器、高壓電纜外屏蔽及本體均應可靠接地，接地應有專用接地極，不得用管道代替。接地電阻不大于4Ω。

4、絕緣箱中高壓電纜接頭須浸入變壓器油面以下不少于60mm。

5、控制柜戶內使用，要求環境清潔，通風良好，無嚴重化學腐蝕和易燃氣體。前后距墻壁距離不低于1米。

 

十、HL-6型電源操作說明

   1、手動模式

         合上電源，電源燈亮。將面板上運行方式開關置于“手動”模式。按下“自檢”按鈕，二次電壓表有幾十千伏的偏轉電壓，說明回路連線正常。然后按下“高壓”按鈕，高壓燈亮。“電流選擇鍵”用來調節輸出電流的大小，一般從左往右，輸出電流逐漸增大，第一檔輸出電流最小。每合上一檔“電流選擇鍵”，表頭上電流和電壓就相應升高。用戶可在所有“電流選擇鍵”中任意組合，使輸出的二次電流、二次電壓達到需要值即可。加檔過程中，每加一檔電流，應間隔幾秒，再加下一檔電流，越到后幾檔，間隔時間越長，防止加檔過快而造成過壓報警。電流加檔并不是越多越好，當二次電流輸出升到一定值后，二次電壓幾乎沒有變化或者是不但不增加，反而下降（這時電場可能有放電產生），這時，就不要增加輸出電流了。放電嚴重的話，還應退掉一檔電流。這時意味著電源輸出功率接近了它的最大值，二次電流、二次電壓接近了電源的最佳工作點。我們希望電源能穩定工作在最佳工作點的附近，這時，電源的工作效率最高。

如要關機，將“電流選擇鍵”依次按從后往前的順序逐步斷開，然后按下紅色“關機”按鈕。只有在緊急情況下，可直接按下“關機”按鈕。

2、自動模式

將面板上運行方式開關置于“自動”模式。建議在一般情況下，選擇“自動”模式下運行。在此模式下，PLC內部程序會自動檢測電場的放電情況，自動判斷退檔檔數，每退一檔都會自動判斷二次電壓是否達到穩定狀態。在二次電壓穩定后，根據設定的恢復時間，程序會自動將輸出電流（或電壓）升回到原來的設定值。這樣做，既防止了放電時對本體和高壓發生器的沖擊，也保證了電源的沉積效率。

2.1  PLC輸入、輸出端子接線圖

    2.2  PLC操作說明

1）通電后，首先看到歡迎畫面：

 2）3秒后自動跳轉到主菜單畫面：

  

3）在主菜單畫面中按數字“1”鍵，進入“工作方式”畫面：

 

a、電流整定值工作方式：由用戶設定需要輸出的二次電流的大小，電源會根據設定的二次電流整定值，自動加電流到設定值附近。

b、電壓整定值工作方式：由用戶設定需要輸出的二次電壓的大小，電源會根據設定的二次電壓整定值，自動加電流，使二次電壓升到設定值附近。

c、最佳工作點工作方式：電源工作在最佳工作點附近時，輸出功率最高，理想的最佳工作點為□U2/□I2=0。因此這種工作方式應設定最佳工作點的上偏差和下偏差。使電源能穩定工作在最佳工作點的區間內。注意：這種工作方式不是能適應所有性質的工況。

d、模擬手動工作方式：這種工作方式是通過操作人機界面小鍵盤區域的數字鍵“1-9”和“0”鍵，按下相應的數字鍵，即可加上一檔電流，再按一下相同的數字鍵，即可退掉一檔電流。數字鍵“1-9”代表1-9檔電流輸出，“0”鍵代表第10檔電流輸出。數字鍵可任意組合，類似于手動方式的電流選擇鍵的加檔。可代替面板上的機械按鍵。

4）按“工作方式”畫面上按數字“1”鍵，進入“電流整定值工作方式”畫面：

 

電流整定值：由用戶設定需要的二次電流輸出值。

電流偏差值：設定電流加檔到電流整定值附近的允許偏差范圍，一般取30-70mA范圍內。這個值如果設定的過小，電源將不能穩定工作，一般增大偏差值，可使電源輸出電流穩定在整定值附近。

按“SET”鍵，在輸數據處出現光標閃爍，請從個位輸起，按“向左”鍵，使光標向左移位到十位，輸入完畢，再按“向左”鍵，使光標向左移位到百位，輸入完畢，按“ENT”鍵確定，光標會自動跳到下一行數據處閃爍，操作方法同上。按“ESC”鍵可退出當前畫面。

5）在主菜單畫面中按數字“2”鍵，進入“運行控制”畫面：

  

   按數字“1”鍵，啟動電源。按數字“2”鍵，電源停機。按數字“3”鍵，關閉PLC內部的放電檢測功能。“ESC”鍵退出當前畫面：

 

6）在主菜單畫面中按數字“3”鍵，進入“運行數據”畫面：

 

 

  此處顯示的數據應該和面板上的模擬表讀數基本一致。可直觀看出電源的運行參數。

7）在主菜單畫面中按數字“4”鍵，進入“加檔指示”畫面：

  無論在哪種工作方式下，每加一檔，“0”應變為相應的檔位，可看出加了哪幾檔電流。

8）在主菜單畫面中按數字“5”鍵和數字“6”鍵可看到在一段時間內，二次電壓和二次電流的變化曲線。

9）在主菜單畫面中的數字“7”鍵是當有報警故障發生時，人機界面上會顯示報警信息。只要不斷電，報警信息會一直顯示，直到報警故障消失。這時可按“CLR”鍵，消除報警信息，否則電源可能無法正常啟動。注意：“CLR”鍵只能在停機后進行操作。

10）在主菜單畫面中按數字“8”鍵可進入“放電參數設定”畫面

放電后恢復時間：電源在自動減少輸出電流后，多長時間扣恢復到原來的設定值。

放電后降檔時間：當放電發生時，是立刻降檔還是等一定時間后再開始降檔，可在這里設定。一段時間后再降檔，可避免偶然的放電現象，避免電源誤動作的發生。

放電降檔偏差值：當放電發生時，二次電壓必然減小，程序會判斷這時的二次電壓與設定值之間的電壓差，如果電壓差小于設定的降檔偏差值，就會降檔，根據放電的程度以及偏差值，程序會控制降檔的檔數。

請根據現場實際情況來設置以上三個參數。

 11）如果在“工作方式”菜單中選擇“手動加檔工作方式”，首先跳轉到“運行控制”畫面：

  

   按“1”鍵，啟動電源，然后會自動跳轉到“加檔顯示畫面”：

    按數字鍵“1-9”和“0”鍵可選擇1-10檔電流輸出，按下相應的數字鍵，即可加上一檔電流，再按一下相同的數字鍵，即可退掉一檔電流。數字鍵“1-9”代表1-9檔電流輸出，“0”鍵代表第10檔電流輸出。按“ENT”鍵可起停機作用。

 

  12）在任何時候按 ESC 鍵可退回主菜單畫面；按 ALM 鍵可查看當前發生的報警訊息；按  ▲  鍵，返回上級畫面，按  ▼  鍵，向下翻頁；在停機狀態下按  CLR  鍵，可消除報警信息。

 

  十一、維護保養

1、設備操作應有專人負責，嚴格按操作規程操作，認真填寫運行記錄。

2、本體吹掃，方法是關閉電捕進出口閥門，打開旁通讓煤氣旁路通過。打開蒸汽吹掃閥門，同時打開放散孔。吹掃時間一般不低于3小時。然后打開頂部清洗裝置，用熱氨水或一次高壓水對本體進行沖冼。

3、每半年對高壓懸瓶、高壓進線套管進行一次徹底清洗。并做好高壓發生器、控制設備、高壓電纜等部位的清潔。該項工作應在切斷電源并經接地放電后進行。

4、停機狀態下，控制柜和高壓發生器仍單相帶電，維護檢修應在拉閘以后進行。

5、高壓發生器中變壓器油，應每年抽樣檢查一次，耐壓強度不應低于35KV/2.5mm，并檢查油面高度是否正常。

6、每年春季應測量一次接地電阻。

7、氧控儀應定期校準，保持精度符合要求。