Ta lại có: mm L b 500 3167 3 11000 3
z_ là khoảng cách giữa hai điện cực phóng theo hƣớng của chiều dài thiết bị Ơ đây ta lấy z= 250mm
Vậy ta có số điện cực phóng trong một trƣờng là: 016 , 152 250 3167 ) 1 13 ( f n
Vậy ta chọn nf 153 điện cực phóng trong một trƣờng Số điện cực phóng trong toàn bộ thiết bị là:
Nf = 153.3 =459 điện cực phóng.
* Diện tích bề mặt lắng của bộ lọc bụi
F = 2.nt.L.H
F = 2. 13. 11. 10 =2860 m2
* Kiểm tra hiệu suất lọc bụi của thiết bị
Trong phần trên theo 2.20 ta có hiệu suất lọc bụi đƣợc tính toán nhƣ sau Q vA e 1 Trong đó:
- Hiệu suất thiết bị khử bụi (%)
v- Tốc độ dòng đi vào (m/s) A-Tổng diện tích bề mặt tích bụi Q-Lƣu lƣợng dòng khí chứa bụi Thay vào ta có: % 98 , 99 1 1 98956 3600 . 2860 . 55 , 0 eQ e vA * Chọn lại kích thƣớc thiết bị:
Vỏ thiết bị cách các điện cực lắng 10 cm, phía trên có bố trí các thanh xà ngang và các khung treo điện cực chiếm 20 cm, bên dƣới của thân thiết bị là các phễu thu
58
bụi, chọn chiều cao của phễu là 1,2 m. Để thuận tiện trong việc thu bụi và vận chuyển bụi, bố trí thân thiết bị cách mặt đất 2 m. Thiết bị đƣợc thiết kế gồm ba trƣờng tĩnh điện riêng biệt, chọn khoảng cách giữa các trƣờng gần nhau là 0,5 m. Trong khoảng không gian này ta bố trí hệ thống rung gõ để giũ bụi và các bộ phân phối lại dòng khí. Đầu vào của dòng khí bố trí chụp khuếch tán để đƣa dòng khí vào đều trong thiết bị, đầu ra của dòng khí có chụp tập trung để thu dòng khí ra. Chọn chiều dài của mỗi cái chụp là 1,5 m. Nhƣ vậy kích thƣớc của bộ lắng bụi là:
* Thông số bộ lọc bụi đã tính toán
Năng suất lọc bụi của thiết bị 98 956 m3/h
Hiệu suất của thiết bị 99,98%
Vận tốc dòng khói đi qua thiết bị 0,55 m/s
Kích thƣớc làm việc của thiết bị BxHxL= 5x10x11m
Điện cực lắng trong một trƣờng dạng tấm 13 tấm
Số lƣợng điện cực lắng 39 điện cực
Số điện cực phóng trong một trƣờng 153 cây
Tổng số điện cực phóng 459 điện cực
Kích thức thật của thiết bị 10,4x15x5,4m
* Một số các chi tiết khác cần lưu ý trong bộ lọc bụi tĩnh điện
+Hệ thống điện cao áp
Hệ thống điện cao áp tạo ra và điều khiển điện trƣờng giữa hai cực phóng và cực thu. Điều này đƣợc thực hiện nhờ sử dụng biến áp - chỉnh lƣu và hệ thống đo kiểm soát mạch điện tự động. Điện áp đƣợc duy trì ở mức cao mà không gây phóng điện giữa hai bản cực.
59
Hình 5.5. Sơ đồ nguyên lý hệ thống điện của ESP
Máy biến áp - chỉnh lƣu, các thiết bị điện áp cao điều khiển cƣờng độ điện trƣờng phát ra giữa 2 cực phóng và thu. Điều này đƣợc thực hiện bằng cách sử dụng máy biến áp - chỉnh lƣu T_R. Máy BA nâng điện áp từ 400V lên điện áp khoảng 20.000 - 70.000V. Đây là điện áp cao đủ để gia tốc cho các hạt di chuyển tới cực thu. Bộ chỉnh lƣu biến dòng xoay chiều thành dòng một chiều. Đa số các bộ lọc bụi ngày nay sử dụng các bộ chỉnh lƣu bán dẫn và MBA dầu hoặc MBA askarel-filled.
Hệ thống đồng hồ đo các thông số sau:
- Điện áp sơ cấp: điện áp sơ cấp thƣờng từ 220- 400V
- Điện áp thứ cấp: Đồng hồ đo điện áp một chiều đƣợc đặt giữa đầu ra của chỉnh lƣu và cực phóng.
- Dòng điện thứ cấp: Dòng điện thứ cấp đƣợc đo bằng đồng hồ có thang đo milliampe. Đồng hồ đo đƣợc đặt giữa đầu ra của chỉnh lƣu và bộ điều khiển điện áp tự động.
- Số lần phóng điện: Đồng hồ đo số lần phóng điện trong một phút.
+ Rapper- Bộ gõ
Bụi chất đống trên cực thu và phóng đƣợc loại bỏ bằng cách gõ. Bụi bám thành mảng hoàn toàn đƣợc loại bỏ bằng cách rung cơ khí hoặc các dao động lan truyền dọc theo điện cực. Hệ thống gõ đƣợc thiết kế để gõ theo cƣờng độ và tần số có thể điều chỉnh theo điều kiện làm việc thực tế. Mỗi khi chu kỳ làm việc đƣợc thiết lập hệ thống phải có khả năng duy trì gõ đều đặn trong thời gian dài.
Cực thu đƣợc gõ theo một số cách. Một hệ thống gõ sử dụng búa đặt trên trục quay nhƣ hình 5.6. Khi trục quay, các tay búa nện xuống và đập xuống các thanh đỡ các tấm cực thu. Cƣờng độ gõ đƣợc điều khiển bởi trọng lƣợng búa và độ dài của tay búa. Tần số gõ có thể thay đổi bằng cách hiệu chỉnh tốc độ của trục quay. Vì thế,
60
cƣờng độ gõ và tần số gõ có thể hiệu chỉnh theo sự thay đổi theo mật độ của bụi. Một hệ thống gõ khác sử dụng trong 1 số thiết kế của Mỹ bao gồm các dụng cụ gõ xung từ.
Hình 5.6. Một hệ thống gõ điển hình của ESP và hệ thống xung gõ từ
Một bộ gõ xung từ có chày thép đƣợc nâng lên bởi xung dòng điện trong cuộn dây. Chày thép sau đó chuyển động trở về vì lực trọng trƣờng và đập xuống 1 cần nối với nhiều tấm cực nhƣ hình 5.6. Tần số và cƣờng độ gõ có thể dễ dàng điều chỉnh bằng hệ thống điều khiển dòng điện. Tần số có thể là 1 lần gõ trong vài phút tới vài giờ với 1 cƣờng độ từ 10 > 24g's. Các bộ gõ xung từ thƣờng làm việc với tần số cao hơn nhƣng với cƣờng độ gõ nhỏ hơn so với bộ gõ dùng trục búa nện.
+ Máng thu
Khi bụi đƣợc gõ xuống từ các điện cực, chúng rơi xuống máng thu và đƣợc chứa ở đây trƣớc khi đƣợc hệ thống tải bụi chuyển đi. Bụi cần đƣợc chuyển đi càng sớm càng tốt để tránh hiện tƣợng đóng cục, gây tắc nghẽn. Các máng thu đƣợc thiết kế dạng phễu với góc nghiêng 60-700 để bụi dễ dàng trƣợt xuống cửa xả. Một số hãng sản xuất còn chế tạo loại phễu có thể xả bụi nhanh, cấu trúc bao gồm các tấm gõ, các lỗ thông, bộ gõ, bộ rung điện. Tấm gõ đơn giản là các tấm phẳng đƣợc bắt bulông hoặc hàn vào tâm của thành phễu. Khi bụi bị kẹt trong phễu có thể tiến hành gõ vào các tấm này để làm vụn các bụi đóng cục thúc đẩy qua trình xả bụi. Bộ rung phễu đôi khi đƣợc sử dụng để loại bỏ bụi bám trên thành phễu. Bộ rung phễu là thiết bị hoạt động bằng điện vì thế cần đƣợc thiết kế cẩn thận.
Hình 5.7. Máng thu bụi
Đối với thiết bị lọc bụi cho máy nghiền than thì các phễu gom bụi có điểm đặc biệt là ở phần cuối cùng của phễu (cửa phễu) có phần tử đốt nóng. Phần tử này làm
61
việc ngay cả trong thời gian lọc bụi nghỉ không làm việc. Phần tử đốt nóng phòng ngừa sự ngƣng hơi của độ ẩm ở phần chóp cuối cùng của phễu (là phần nguội nhanh nhất). Các hạt bụi có thể dính kết vào nhau do ẩm ở vùng này. Do vậy lối ra của phễu có thể nhanh chóng bị tắc nghẽn.
Phần tử đốt nóng của phễu đƣợc đóng hoặc ngắt bằng rơ le nhiệt đặt ở mặt tƣờng phễu. Rơ le thứ hai đặt ở phần tử đốt nóng để bảo vệ nó không bị đốt nóng thái quá. Phần tử đốt nóng của phễu chỉ cắt khi lọc bụi tĩnh điện bụi dừng lâu dài, ví dụ ngƣng để bảo trì. Khi dừng bảo trì, phần tử đốt nóng của phễu vẫn tiếp tục đƣợc đốt nóng trong 30 phút sau khi đã ngừng truyền khí khô “qua lọc bụi”.
Khi khởi động lọc bụi, phần tử đốt nóng của phễu và phần tử đốt nóng sứ đỡ đều phải đƣợc khởi động trƣớc ít nhất 4 giờ.
+ Vỏ
Cấu trúc vỏ bao bọc các điện cực và đỡ các thiết bị trong một khung cứng để giữ cho các điện cực thẳng hàng. Đặc biệt cấu trúc hỗ trợ quan trọng đối với mặt lọc bụi nóng vì các thành phần của bộ lọc có thể làm giãn nở và co lại khi sự chênh lệch nhiệt độ ESP (4000C) và không khí xung quanh (200C) là lớn. Sự chênh lệch về nhiệt độ quá mức có thể phá các khớp vỏ và phễu và mối hàn ngoài. Các điện cực thu và điện cực xả thƣờng đƣợc treo theo chiều dọc ảnh hƣởng của lực hấp dẫn. Điều này cho phép các yếu tố để mở rộng hoặc co lại khi có sự thay đổi nhiệt độ này mà không bị ràng buộc hay bóp méo.
+ Hệ thống tải bụi
Bụi sau khi đƣợc xả ra ngoài đƣợc chuyển đi bằng hệ thống tải bụi. Các thiết kế cho hệ thống này khá đa dạng bao gồm hệ thống tải bụi kiểu vít, kiểu băng tải trƣợt hay hệ thống băng tải dùng khí nén.
a) b) c)
Hình 5.8. a) Hệ thống tải bụi kiểu vít b) Hệ thống băng tải dùng khí nén c) Hệ thống tải bụi kiểu băng tải trƣợt
Trong thiết kế ở trên do lƣợng bụi là tƣơng đối lớn nên ta chọn hệ thống bao gồm 6 silon thu bụi định kỳ 3 giờ tiến hành xả bụi một lần
62
+ Electic vibrator- Bộ rung điện
Cực xả hay cực vầng quang cũng cần gõ để ngăn cản bụi bám quá nhiều có thể gây trở ngại cho việc phóng hồ quang. Điều này thƣờng đƣợc thực hiện bằng cách sử dụng khí hoặc bộ rung điện, thiết bị này tạo ra sự rung động nhẹ các dây cực xả. Bộ rung động thƣờng đặt bên ngoài nắp bộ lọc bụi và đƣợc liên kết với các khung chịu áp lực thông qua các thanh nối. Khung chịu áp lực là bộ phận đỡ các cực vầng quang (cực xả còn gọi là cực vầng quang). Một bộ cách điện, đặt trên các thanh nối, cách ly dòng điện với bộ gõ trong khi gõ.
+ Búa nện dành cho cực xả khung cứng
Cực xả khung cứng đƣợc gõ bởi các búa nện. Các búa nện hoạt động tƣơng tự nhƣ búa gõ bụi cho cực thu, các búa này đƣợc đặt trên các trục quay ngang. Khi trục quay, các búa nện vào các xà từ đó lan truyền rung động tới các ống trung tâm của hệ thống cực xả, từ đó rũ sạch bụi.
+ Hệ thống cửa xả bụi
Bụi lắng ở máng cần đƣợc nhanh chóng chuyển đi bằng hệ thống tải bụi, hệ thống này có thể chạy tự động hoặc điều khiển bằng tay. Cấu tạo đơn giản nhất của hệ thống tải bụi là hệ thống cửa trƣợt, khi bụi cần chuyển đi thì các tấm này đƣợc lấy ra, tuy nhiên thiết bị này chỉ phù hợp với những hệ thống nhỏ.
Một thiết bị xả bụi khác là thiết bị xả bụi liên tục thƣờng đƣợc cài đặt trong các ESP. Thiết bị bao gồm 2 van xả. Khi bụi rơi xuống phễu, trọng lực của bụi làm van 1 mở ra bụi rơi xuống van 2, sau đó van 1 đã xả bụi tự động đóng lại, trọng lực bụi tiếp tục làm mở van 2 và bụi thải ra ngoài.
Ở những ESP vừa hay cỡ lớn ngƣời ta sử dụng hệ thống xả bụi kiểu van quay. Các van quay giống nhƣ một cánh của quay tròn, 2 cánh van ghép lại đóng kín cửa xả và động cơ từ từ quay các cánh để bụi đƣợc xả ra ngoài.
+ Thiết bị nối đất
Trƣớc khi đi vào bên trong bộ lọc bụi, tất cả các phần chịu điện áp cao cần phải đƣợc nối đất bằng tay ở ngay cửa kiểm tra. Điều này là rất quan trọng để bảo vệ ngƣời, chống lại việc đóng vào điện áp cao do sai lầm nào đó.
Thiết bị nối đất gầm cáp nối đất, gậy nối đất, các chốt nối đất ở các cửa kiểm tra và các chốt nối đất ở các khung và các điện cực phóng điện.
+ Khóa nối đất
Tất cả các phần chịu điện áp cao của lọc bụi tĩnh điện sẽ lập tức đƣợc nối đất nhờ khóa nối đất, khi có nguy hiểm về nổ. Khi khóa đóng tƣơng ứng hệ thống phóng điện đã đƣợc nối đất và không có hiệu ứng vầng quang hoặc các hồ quang xảy ra bên trong lọc bụi. Do đó ngăn ngừa đƣợc sự nổ của hỗn hợp khí.
Nếu thiết bị không làm việc, khóa nối đất nằm ở vị trí đóng và hệ thống phóng điện là nối đất.
63
Các nắp phòng nổ đƣợc đặt tại những chỗ thích hợp trên bộ lọc bụi. Khi vận hành bình thƣờng các nắp đóng kín. Trong trƣờng hợp phát nổ bên trong lọc bụi, các nắp mở ra do sự tăng áp suất nổ. Vì vậy làm giảm đƣợc áp suất nổ bên trong, giữ nó ở giới hạn không gây thiệt hại cho vỏ thiết bị.
Việc thiết kế các nắp phòng nổ phải bảo đảm các bộ phận của nắp không bị long ra khi có nổ, đồng thời cũng đảm bảo nắp đóng lại tự động sau khi nổ. Vì lý do an toàn, nắp phòng nổ cần phải đƣợc duy trì một cách thƣờng xuyên và tin cậy. Công việc bảo dƣỡng chỉ đƣợc thực hiện khi thiết bị lọc bụi không vận hành.
64