一種具有高氣密性卸灰裝置的電除塵器

曾勁松

（安徽機電職業技術學院，安徽蕪湖241000）

電除塵器是火力發電廠、鋼廠、化工廠、水泥廠必不可少的大型關鍵環保設備，它能夠有效清除工業煙氣中的粉塵，實現煙氣達標排放[1-4]。

電除塵器的工作原理是利用高壓直流電產生的強電場，使工業煙氣中的氣體分子電離成大量電子和離子，在電場力的作用下向兩極移動，在移動過程中碰到氣流中的粉塵顆粒使其荷電，荷電粉塵在電場力作用下與氣流分離，分別向極性相反的極板或極線運動，荷電粉塵到達極板或極線時由靜電力吸附在極板或極線上，極板和極線在振打力作用下，粉塵落入灰斗聚集，然后由灰渣輸送系統排出電除塵器本體，以達成凈化煙氣之目的[5-8]。

電除塵器本體主要部件包括：煙箱系統、電暈極系統、收塵極系統、槽形板系統、灰渣輸送系統、殼體、管路、殼體保溫和梯子平臺等[9-10]。

灰渣輸送系統的功能是把從電極上落下來的粉塵聚集到灰斗里，并由灰渣輸送設備送到其他工藝設備及裝置。一般灰斗為四棱臺狀或棱柱狀，四棱臺狀灰斗多直接采用普通星形旋轉閥定時卸灰或采用雙板閥間斷卸灰，棱柱狀灰斗通常采用刮板機集中運灰至機頭，再由機頭配置的一個普通星形閥進行卸灰[11-12]。

1 現有電除塵器卸灰裝置存在的問題

目前，電除塵器不論是采用普通星形旋轉閥定時卸灰，還是采用雙板閥間斷卸灰，或者是采用刮板機集中運灰至機頭再由配置的普通星形閥卸灰，以上三種卸灰方式都不是連續卸灰，且裝置存在密封不嚴、氣密性不高等缺陷，容易引發粉塵外泄、漏風、二次揚塵和灰斗積灰過多導致電場短路等嚴重問題[13-20]。

本文針對目前電除塵器灰斗卸灰裝置存在的問題，設計了一種具有高氣密性卸灰裝置的電除塵器。因為該電除塵器采用了特殊的密封結構，既能確保高氣密性，又能保證卸灰暢通，能夠很好地解決目前電除塵器灰斗卸灰裝置因密封不嚴引起粉塵外泄、漏風、二次揚塵和灰斗積灰過多導致電場短路等嚴重問題，該項技術已獲國家專利授權，專利號為ZL 2017210094396。

2 本文設計的高氣密性卸灰裝置的電除塵器

2.1 技術方案

為解決現有電除塵器卸灰裝置存在的不足，本文提供了一種新型的具有高氣密性卸灰裝置的電除塵器，具體技術方案如下：

所述卸灰機構包括兩個卸灰閥和連接管，卸灰閥分別位于卸灰機構的兩端并通過連接管相連通，卸灰閥包括閥體、驅動機構。卸灰閥的閥體連通于進灰管、出灰管和連接管，驅動機構連接于閥體以驅動閥體轉動；驅動機構包括電機和減速機。卸灰閥的閥體、減速機和電機順次相軸接。

所述卸灰閥的閥體包括殼體、轉軸和葉輪。其中，殼體內設置有用于葉輪轉動的上下貫通的轉動腔，轉軸與轉動腔同軸設置，轉軸的一端設置于殼體的側壁上，另一端延伸至殼體的外側并軸接于驅動機構；葉輪套接并固定于轉軸上，葉輪的兩端分別軸封于轉動腔的兩端面，葉輪的外圍貼合于轉動腔的側面。

上述所述葉輪包括套筒和葉片，套筒套接并固定于轉軸上，多個葉片沿套筒的周向均勻地固接于套筒的外壁，并沿套筒的徑向向外延伸，葉片的寬度方向與套筒的軸線方向相平行。葉片遠離所述套筒的一端設置有與轉動腔的內壁相匹配的弧形密封件，葉片的數量為8～10個。

電除塵器灰斗與所述進灰管之間，進灰管與卸灰閥之間，卸灰閥與連接管之間，卸灰閥與出灰管之間，各自通過法蘭連接，且連接處均設置有密封墊片。

積灰高度傳感器為無源核子料位計。

根據技術方案，灰斗、進灰管、卸灰機構和出灰管自上而下順次相連通；積灰高度檢測傳感器固定于灰斗的內表面，以用于測量灰斗內的積灰的位置；可編程控制器分別電連接于積灰高度檢測傳感器和卸灰機構，且可編程控制器與卸灰機構之間設置有變頻器。粉塵落入灰斗聚積之后通過灰渣輸送系統傳送依次進入進灰管、卸灰機構和出灰管，自上而下排出電除塵器本體。為了能夠時時檢測粉塵在灰斗中的累積高度，專門設置有積灰高度檢測傳感器，以監測灰斗中的積灰高度；積灰高度檢測傳感器中能夠實時檢測灰斗中粉塵的累積高度，并將數據同步傳送到可編程控制器中，從而實現對灰斗積灰高度的實時監控。卸灰機構的運行速度、啟停和順序控制均由可編程控制器和變頻器自動控制完成。

2.2 具體實施方式

下面結合圖1～2，對技術方案的具體實施方式作進一步詳細描述。

應當理解的是，此處所描述的具體實施方式僅用于說明和解釋本文方案。本文中，在未作相反說明的情況下，“上下左右、前后內外”等包含在術語中的方位詞僅代表該術語在常規使用狀態下的方位，或為本領域技術人員理解的俗稱，而不應視為對該術語的限制。

微波輔助提取是指將各個成分放在微波反應器中，選擇合適的溶劑，將其從動植物或礦物中提取出來的方法。高經梁等[20]對微波在提取花椒精油過程中的輔助作用進行了研究，發現花椒精油微波提取的最優提取條件為：料液比1∶10，微波強度600 W，50 ℃的溫度下提取2 min，得到的花椒精油的最終提取率為18.56%。與溶劑法相比，該方法精油收率可達到9.96%；與其他方法相比，該方法的能耗較少，所用時間短，且提取操作更方便，有效成分的得率較高，是一種較為新式的、具有明顯優勢的提取方法。

圖1 實施方式的示意圖

圖2 閥體的一種優選實施方式的截面圖

圖1和圖2所示的具有高氣密性卸灰裝置的電除塵器，該電除塵器主要包括灰斗1、進灰管2、卸灰機構3、連接管4、出灰管5、積灰高度檢測傳感器6、可編程控制器7和變頻器8。

通過對技術方案的實施，灰斗1、進灰管2、卸灰機構3、連接管4和出灰管5自上而下順次相連通；積灰高度檢測傳感器6固定于灰斗1的表面，以用于測量灰斗1內的積灰的位置；可編程控制器7分別電連接于卸灰機構3和積灰高度檢測傳感器6，且卸灰機構3與可編程控制器7之間設置有變頻器8。

粉塵落入灰斗1之后通過連通的灰斗1、進灰管2、卸灰機構3、連接管4和出灰管5自上而下排出電除塵器本體，為了能夠實時檢測粉塵在灰斗1中的高度，采用積灰高度檢測傳感器6檢測粉塵的高度，并把數據實時傳輸到可編程控制器7中，從而實現實時監控。在上述實施過程中，卸灰機構3的運行速度、啟停和順序控制均由可編程控制器7和變頻器8自動控制完成。

卸灰機構3包括上下兩個卸灰閥31，它們分別位于連接管4的上下兩端口且與連接管4相連通。上下兩個卸灰閥31具有一定的啟動順序，其中，順序控制的要求是：當本裝置剛剛投入運行時，與出灰管5連接的下卸灰閥31先啟動，與進灰管2連接的上卸灰閥31后啟動；反之，當本裝置準備停止運行時，與進灰管2連接的上卸灰閥31先停運，與出灰管5連接的下卸灰閥31后停運；具體延時時間依據工藝生產需要確定，其實現方法是通過修改可編程控制器7的定時器設定值完成。積灰高度檢測傳感器6的檢測信號傳送至可編程控制器7，當灰斗1積灰高度處于正常設定值范圍之內時，給卸灰機構3以正常運行頻率供電；當灰斗1積灰高度超過設定值的上限值時，可編程控制器7自動發出聲光報警信號，同時變頻器8輸出頻率自動增加，進而卸灰機構3的運轉速度加快，此時卸灰機構3的卸灰能力增強；當灰斗1積灰較少時，變頻器8輸出頻率自動下調，卸灰機構3的運行減慢，以實現節能運行。

卸灰閥31包括閥體311和驅動機構312兩部分，閥體311連通于進灰管2、連接管4和出灰管5，驅動機構312連接于閥體311以驅動閥體311轉動。本實施方式通過驅動機構312驅動閥體311連續穩定運行。

驅動機構312包括電機3121和減速機3122，且閥體311、電機3121和減速機3122順次軸接，通過電機3121驅動減速機3122運行，再由減速機3122提供足夠的轉矩驅動閥體311的運行；另外，變頻器8能夠自動調節電機3121的轉速，進而控制閥體311的運行速度。

閥體311包括殼體3111、轉軸3112和葉輪3113；轉軸3112的一端設置于殼體3111的端蓋上，另一端延伸至殼體3111的另一端蓋并軸接于驅動機構312；葉輪3113套接并固定于轉軸3112上，葉輪3113的前后兩端面分別與殼體3111的前后端面對齊，葉輪3113的外圍貼合于殼體3111的內側面。閥體311的上端口和下端口的直徑都要小于葉輪3113的直徑，以確保葉輪3113運行時的氣密性，當葉輪3113轉動時，葉輪3113能夠很好地貼合于殼體3111的內側壁，從而確保了高氣密性。

葉輪3113包括套筒3113-1和葉片3113-2，套筒3113-1套接并固定于轉軸3112上，多個葉片3113-2沿套筒3113-1的圓周向方向均勻地固接于套筒3113-1的外圓壁，并沿套筒3113-1的徑向方向向外延伸，葉片3113-2的寬度方向與套筒3113-1的軸線方向相平行。通過這樣的實施，每兩個相鄰的葉片3113-2之間形成有一個夾角，該夾角再與殼體3111的內壁一起圍成一個類似于“V”字型的儲物囊，當儲物囊的開口朝上時，將粉塵接住，當儲物囊朝下時，將粉塵進行傾倒，進入下游工藝設備。

為了進一步提高閥體311運行時的氣密性，葉片3113-2遠離套筒3113-1的一端設置有與殼體3111的內壁相匹配的耐磨型弧形密封件3113-3。

為了提高卸灰效果，葉片3113-2的數量為8～10個。使得每個相鄰的兩個葉片3113-2之間的夾角為36～45度，以獲得最好的儲存效果。

為了提高積灰高度傳感器6的測量精度，防止因測量誤差帶來的損失，積灰高度傳感器6優選為無源核子料位計。

為了進一步提高該裝置的氣密性，灰斗1與進灰管2之間，進灰管2與上卸灰閥31之間，上卸灰閥31與連接管4之間，下卸灰閥31與連接管4之間，下卸灰閥31與出灰管5之間，都各自通過法蘭9連接，且法蘭9的連接面均設置有密封墊片10。

3 采用上述方案對某廠電除塵器卸灰裝置改造后的效果

某廠的電除塵器卸灰裝置在較長時間里存在密封不嚴，經常出現粉塵外泄、漏風、二次揚塵等問題，有時還出現因灰斗積灰過多引發的電場短路故障，環保指標長期不能達標。該廠自去年采用了本文提供的具有高氣密性卸灰裝置后，該廠電除塵器從未出現粉塵外泄、漏風、二次揚塵及電場短路故障。

4 結語

實踐證明，文中提出的具有高氣密性卸灰裝置的電除塵器是切實可行的。該項技術的創新之處在于它采用了特殊的密封結構，既能確保高氣密性，又能保證連續通暢卸灰，能夠很好地解決目前電除塵器卸灰裝置因密封不嚴引起粉塵外泄、漏風、二次揚塵問題，同時也解決了因卸灰不暢通而引發灰斗積灰過多導致電場短路等嚴重問題，因此值得推廣使用。