Thiết kế hệ thống lọc bụi tĩnh điện cho nhà máy nhiệt điện mông dương

LỜI NÓI ĐẦU
Cùng với sự tiến bộ của khoa học và công nghệ, các thiết bị điện tử đang
và sẽ tiếp tục được ứng dụng càng rộng rãi và mang lại hiệu quả cao trong hầu
hết các lĩnh vực khoa học kỹ thuật, công nghệ thông tin cũng như trong đời
sống xã hội.
Công nghiệp ngày càng phát triển, lượng bụi thải ra ngày càng nhiều thì
vấn đề bảo vệ sức khoẻ con người và bảo vệ môi trường càng được đặc biệt
quan tâm. Lọc bụi trong công nghiệp là một trong những vấn đề cần thiết và
bắt buộc nhằm bảo vệ trong sạch môi trường cho người lao động, bảo vệ môi
trường xung quanh và thu hồi sản phẩm có ích.
Thiết bị lọc bụi tĩnh điện là thiết bị thu bụi tiên tiến nhất hiện nay và
được sử dụng ngày một nhiều trong các ngành công nghiệp như: Năng lượng
nhiệt, luyện kim đen, luyện kim màu, công nghiệp hoá chất, công nghiệp vật
liệu xây dựng gốm sứ, chế biến lương thực, thức ăn chăn nuôi
Sau hơn hai học tập và rèn luyện tại trường Đại học Sao đỏ, em được
giao đề tài tốt nghiệp “Thiết kế hệ thống lọc bụi tĩnh điện cho Nhà máy Nhiệt
điện Mông Dương”. Qua thời gian tìm tòi với nỗ lực bản thân cùng với sự giúp
đỡ tận tình của cô giáo hưóng dẫn Lê Thị Mai cùng với các thầy cô giáo trong
khoa Điện – Trường Đại học Sao đỏ, bản đồ án của em đã được hoàn thành. Do
trình độ và thời gian có hạn nên bản đồ án của em không tránh khỏi các sai sót,
rất mong được sự chỉ bảo của các thầy cô giáo.
Em xin chân thành cảm ơn.
1
2
CHƯƠNG 1.
GIỚI THIỆU CHUNG VỀ NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN MÔNG
DƯƠNG
1.1. Quá trình hình thành và phát triển công ty
1.1.1. Vị trí địa lý:
Tên công ty : Công ty Cổ phần Nhiệt điện Mông Dương Cẩm Phả
-Quảng Ninh

Địa chỉ : Phường Mông Dương- Thị xã Cẩm Phả- Tỉnh Quảng Ninh
Điện thoại : 033.3731030
Fax : 033.3730956.
Nhà máy nhiệt điện Mông Dương Cẩm Phả do Tập đoàn điện lực Việt
Nam làm chủ đầu tư( EVN). Nhà máy nhiệt điện Mông Dương nằm trên địa
bàn Phường Mông Dương thị xã Cẩm Phả tỉnh Quảng Ninh có diện tích xây
dựng vào khoảng 27 ha nằm cạnh đường quốc lộ 18A, phía Tây giáp với kho
G9 Công Ty Cảng, phía Đông giáp với Công ty Than Mông Dương, phía Nam
là vịnh Bái Tử Long. Nhà máy được đánh giá là đắc địa vì gần đường giao
thông tiện lợi cho việc thi công xây dựng và vận chuyển nguyên nhiên liệu sản
xuất sau này, và ở khu trung tâm gần với các mỏ khai thác than và Công ty
sàng tuyển lớn của ngành than (Công ty Than Mông Dương ) là nguồn cung
nguyên liệu vận hành cho nhà máy khi đưa vào hoạt động.
1.1.2. Lịch sử hình thành và phát triển Công ty:
3
Nhà máy Nhiệt điện Mông Dương Cẩm Phả (do Tập đoàn điện lực
Việt Nam ) gồm 2 nhà máy: Mông Dương 1 và Mông Dương 2, tổng công suất
1200 MW, sản lượng điện trung bình hằng năm 3,7 tỉ KWh là công ty con của
Tổng Công ty điện lực - EVN (nay là Tổng công ty điện lực Mông Dương
‘EVN”) do Tập đoàn chi phối thông qua tỷ lệ nắm giữ cổ phần chi phối tại
Công ty thông qua thương hiệu của Tổng công ty và thông qua nguồn cung cấp
than của tổng công ty là nguyên liệu đầu vào để sản xuất kinh doanh.
Nhà máy nhiệt điện Mông Dương 1 được khởi công xây dựng ngày 22
tháng 10 năm 2011, đến tháng 03 năm 2015, nhà máy đã chính thức chạy thử
phát điện hoà vào mạng lưới quốc gia.Từ ngày 2/1/2014 đến ngày 2/4/2014
Nhà máy chạy tin cậy. Sau một tháng chạy tin cậy liên tục, không giảm tải, đã
đạt công suất thiết kế 300 MW, tổng sản lượng đạt 170 triệu kWh. Sau khi
chạy tin cậy, nhà thầu dừng lò căn chỉnh, khắc phục một số rò rỉ khuyết tật một
tuần. Đến nay vẫn đang chạy thử đã đạt 223 triệu kWh.
Nhà máy nhiệt điện Mông Dương 2 được khởi công xây dựng vào ngày

16 tháng 9 năm 2011. Công suất của Nhiệt điện Mông Dương 2 cũng tương tự
Mông Dương 1 có công suất 1200MW. Tổng công suất của nhà máy là 2400
MW, sản lượng điện năng hàng năm khoảng 6,68 tỷ kWh. Nhà máy có 2 tổ
máy với 4 lò hơi có công suất 150 MW/lò theo công nghệ lò tầng sôi tuần hoàn
(CFB) đốt than và sử dụng nước biển làm nước làm mát. Nhà máy sử dụng
phương pháp đốt đá vôi cùng với than để khử khí lưu huỳnh và sử dụng hệ
thống lọc bụi tĩnh điện để kiểm soát khí thải theo yêu cầu về quản lý môi
trường. Hệ thống kênh dẫn nước tuần hoàn của Nhà máy là hệ thống kênh hở,
4
có chiều dài trên 300 mét ra bên ngoài Vịnh Bái Tử Long để lấy nước làm mát
cho các tổ máy và xả trở lại Vịnh sau khi đã được đưa qua xử lý.
1.2. Chức năng nhiệm vụ và ngành nghề kinh doanh:
Nền kinh tế thị trường phát triển mạnh, khuynh hướng đa dạng hoá
ngành nghề kinh doanh của các Tập đoàn kinh tế lớn trong nước được mở rộng
cùng với sự thiếu hụt nguồn cung năng lượng điện dùng cho sinh hoạt và cho
hoạt động sản xuất kinh doanh là tiền đề quan trọng cho sự ra đời của Công ty
Cổ phần Nhiệt điện Mông Dương. Trước tình hình đó, Tập đoàn than đã cùng
một số Tập đoàn kinh tế lớn khác trong nước góp vốn thành lập Công ty Cổ
phần Nhiệt điện Mông Dương để xây dựng Nhà máy nhiệt điện Mông Dương
600MW chia thành 2 giai đoạn, mỗi giai đoạn 1200MW.
Ngành nghề kinh doanh :
- Đầu tư xây dựng, quản lý vận hành nhà máy Nhiệt điện Cẩm Phả và bán điện
cho hệ thống điện Quốc gia
- Kinh doanh các ngành nghề khác phù hợp với quy định của pháp luật.
Mục tiêu hoạt động: là tối đa hoá các khoản lợi nhuận hợp lý cho Công
ty, tăng lợi tức cho cổ đông, đóng góp cho Ngân sách Nhà nước, đảm bảo
quyền lợi cho người lao động và không ngừng phát triển Công ty ngày càng lớn
mạnh.
1.3. Sơ đồ tổ chức quản lý của Nhà máy Nhiệt điện Mông Dương
5

6
ĐẠI HỘI ĐỒNG CỔ
ĐÔNG
HỘI ĐỒNG QUẢN TRỊ
TỔNG GIÁM ĐỐC
BAN KIỂM SOÁT
PH
ÂN
XƯỞ
NG
LÒ
MÁY
PH
ÒNG
AN
TOÀ
N –
MÔI
TRƯ
ỜNG
PH
ÂN
XƯỞ
NG
ĐIỆN
- TỰ
ĐỘN
G
PH
ÂN

XƯỞ
NG
HOÁ
PH
ÂN
XƯỞ
NG
NHIÊ
N
LIỆU
VẬN
TẢI
PH
Â
N
X
Ư
Ở
N
G
PH
Ụ
C
V
Ụ
PH
ÒNG
HÀN
H
CHÍ

NH -
QUẢ
N
TRỊ
PH
ÒNG
KỸ
THU
ẬT
PH
ÒNG
KẾ
HOẠ
CH
PH
ÒNG
VẬT
TƯ
PH
ÒNG
TỔ
CHỨ
C-
ĐT-
LAO
ĐỘN
G
PH
ÒNG
KẾ

TOÁ
N
TR
UNG
TÂM
ĐIỀU
KHI
ỂN
SẢN
XUẤ
T
PHÓ TỔNG GIÁM ĐỐC
SẢN XUẤT
PHÓ TỔNG GIÁM ĐỐC
KỸ THUẬT
KẾ TOÁN TRƯỞNG
PH
ÂN
XƯỞ
NG
SỬA
CHỮ
A
CHƯƠNG 2. TỔNG QUAN CHUNG VỀ HỆ THỐNG LỌC BỤI TĨNH
ĐIỆN
Trong thực tế đã dùng các thiết bị lọc bụi khác nhau dựa trên các
phương pháp khác nhau. Sau đây xin giới thiệu một số thiết bị lọc bụi và
nguyên tắc vận hành của chúng.
Lọc bụi theo phương pháp trọng lực:
Các hạt bụi đều có khối lượng, dưới tác dụng của trọng lực các hạt có xu

hướng chuyển động từ trên xuống dưới ( đáy của thiết bị ). Tuy nhiên, đối với các
hạt nhỏ, ngoài tác dụng của trọng lực còn có lực chuyển động của dòng khí và lực
ma sát môi trường. Như đã biết trở lực phụ thuộc vào nhiều nhân tố trong đó có
kích thước hạt bụi, do đó sẽ ảnh hưởng tới tốc độ lắng của hạt bụi. Vì vậy lọc bụi
theo phương pháp lọc bụi chỉ áp dụng với những hạt có kích thước lớn.
Lọc bụi theo phương pháp ly tâm - xiclôn - tấm chớp - lọc bụi theo quán
tính:
Khi dòng chuyển động đổi hướng hoặc chuyển động theo đường cong, ngoài trọng
lực tác dụng lên hạt còn có lực quán tính, lực này lớn hơn nhiều lần so với trọng
lực. Dưới ảnh hưởng của lực quán tính, hạt có xu hướng chuyển động thẳng, nghĩa
là các hạt có khả năng tách ra khỏi dòng khí. Hiện tượng này được sử dụng trong
các thiết bị lọc: xiclôn - tấm chớp… Các thiết bị này chỉ có khả năng tách các hạt
có kích thước > 10 µm, nên khi dùng để lắng các hạt nhỏ sẽ không có hiệu quả.
7
Lọc bụi theo phương pháp Èm.
Khi các hạt bụi tiếp xúc với bề mặt dịch thể các hạt bụi sẽ bám trên bề mặt đó, dựa
trên nguyên tắc đó có thể tách các hạt bụi ra khỏi dòng khí. Thực nghiệm cho thấy
theo phương pháp này chỉ thu hồi các hạt bụi có kích thước > 3÷5 µm. Các hạt bụi
nhỏ nếu lọc bụi theo phương pháp Èm sẽ kém hiệu quả.
Lọc bụi điện:
Khí chứa bụi được dẫn qua điện trường có điện thế cao. Dưới tác dụng của
điện trường khí bị ion hoá. Các ion tạo thành bám trên các hạt bụi và tích điện cho
chúng. Các hạt sau khi tích điện được qua một điện trường, chúng sẽ bị hút về các
cực trái dấu. Phương pháp này dùng để thu hồi các hạt bụi nhỏ có kích thước bất
kỳ.
Ta có thể thấy được ưu điểm vượt trội của thiết bị lọc bụi tĩnh điện so với
các thiết bị lọc bụi khác. Nó có thể lọc bụi với các hạt có kích thước bất kỳ.
2.1. Phân tích nguyên lý làm việc và yêu cầu công nghệ lọc bụi tĩnh điện.
Khí thải cần lọc bụi được thổi qua một hệ thống hai điện cực. Điện cực nối
đất gọi là điện cực lắng vì bụi được lắng chủ yếu ở trên điện cực này. Điện cực thứ

hai được gọi là điện cực quầng sáng. Điện cực này được cung cấp dòng điện một
chiều có điện thế cao, do điện thế cao nên cường độ điện trường xung quanh có
giá trị lớn và gây ra sự va đập ion mãnh liệt. Biểu hiện bên ngoài của sự ion hóa
khí mãnh liệt là nhìn thấy một quầng sáng bao phủ xung quanh điện cực này.
8
Sự phóng điện quầng sáng xảy ra sát bề mặt điện cực quầng sáng. Sự phóng
điện quầng sáng không lan rộng giữa hai điện cực mà yếu đi và tắt dần theo
phương tới điện cực lắng. Vì đi từ điện cực quầng sáng tới điện cực lắng thì cường
độ điện trường yếu dần đi (điện trường giữa hai điện cực là điện trường không
đều). Các ion khí được tạo ra chủ yếu trong vùng quầng sáng. Dưới tác dụng của
lực điện trường các ion sẽ chuyển động về phía các điện cực trái dấu với chúng.
Các ion dương chuyển dịch về phía điện cực âm (điện cực quầng sáng). Các ion
âm chuyển dịch về phía điện cực dương ( điện cực lắng). Sự chuyển dịch dòng các
9
Hình 2. 1. Sơ đồ nguyên lý của hệ thống lọc bụi tĩnh điện.
ion về phía các điện cực trái dấu tạo ra dòng điện. Dòng điện này được gọi là dòng
điện quầng sáng. Khi thổi khí thải cố chứa bụi bẩn qua không gian giữa hai điện
cực thì các ion sẽ bám dính trên bề mặt của các hạt bụi và các hạt bụi trở lên mang
điện tích. Khi đến các điện cực các hạt bụi bị hút và lắng lại trên bề mặt các điện
cực. Lượng bụi được lắng chủ yếu trên bề mặt các điện cực lắng. Trên bề mặt điện
cực quầng sáng cũng có bụi lắng lại nhưng lượng bụi này nhỏ không đáng kể so
với lượng bụi lắng lại ở điện cực lắng. Theo mức độ tích tụ bụi trên bề mặt điện
cực người ta định kỳ rung lắc điện cực hoặc xối nước rửa điện cực và thu lấy bụi.
2.1.1 Sự tích điện cho các hạt bụi.
Trong điện trường giữa hai điện cực, các hạt bụi được tích điện là do việc
hấp thụ các ion lên bề mặt hạt bụi. Quá trình tích điện của hạt bụi xảy ra chủ yếu ở
bên ngoài vùng quầng sáng. Các hạt bụi vẫn có thể tích điện thêm khi mà các ion
vẫn còn có thể tiếp tục hút bám thêm lên trên bề mặt hạt bụi. Số ion hút bám trên
bề mặt hạt bụi càng nhiều thì điện tích của hạt bụi càng tăng lên, có nghĩa là cường
độ điện trường gây ra do điện tích có được của hạt bụi cũng tăng lên. Cường độ

điện trường này có hướng ngược với cường độ điện trường giữa hai điện cực. Vì
vậy tốc độ chuyển động của các ion tiếp theo tới hạt bụi sẽ giảm đi, nghĩa là giảm
tốc độ tích điện cho các hạt bụi. Khi cường độ điện trường của điện tích hạt bụi có
giá trị bằng cường độ điện trường ngoài thì tốc độ chuyển động của các ion tới hạt
bụi sẽ bằng không có nghĩa là hạt bụi không nhận thêm các ion nữa. Lúc này ta
nói hạt bụi đó đạt được điện tích tới hạn. Sự tích điện của hạt bụi xảy ra rất nhanh.
10
Đối với hầu hết bụi công nghiệp, trong những điều kiện bình thường thì chỉ cần
sau 1s hạt bụi đó tích được lượng điện tích hơn 90% điện tích tới hạn.
Với hạt bụi có kích thước lớn hơn 1µm thì điện tích tới hạn của nó tỷ lệ với
cường độ điện trường và tỷ lệ với bình phương bán kính của hạt bụi:
q
th
= n.e = 0.19.10
9
−
.r
2
.E (C)
Trong đó :
q
th
- Điện tích tới hạn của hạt bụi
n - Số lượng điện tích hạt bụi tích được
r - Bán kính của hạt bụi
E - Cường độ điện trường
Thực chất của quá trình lọc bụi điện là sự nạp điện cho các hạt bụi chứa
trong khí.Các hạt này sẽ tách ra khỏi dòng khí dưới tác dụng của điện trường. Quá
trình này xảy ra trong trường điện gồm có các điện cực phóng và điện cực thu. Để
tích điện cho các hạt bụi thì dòng ion được tạo nên bởi quầng sáng trong điện

trường không đều gồm hai hệ thống điện cực: điện cực phóng (-) và điện cực thu
(+). Điện tích quầng sáng chỉ phát sinh ở cường độ điện trường xác định. Điều
kiện đó phụ thuộc vào hình dạng, vị trí điện cực, thành phần áp suất, nhiệt độ
khí.Khí thải cần được lọc bụi được thổi qua 1 hệ thống 2 điện cực. Giữa 2 điện cực
này được thiết lập 1 điện thế 1 chiều tương đối cao nên cường độ điện trường do
chúng gây ra có giá trị lớn dẫn đến các hạt bụi ion hóa mãnh liệt.
11
2.1.2 Sự chuyển dịch của các hạt bụi trong điện trường.
Trong không gian giữa điện cực lắng và điện cực quầng sáng, mỗi một hạt
bụi chịu tác động bởi nhiều lực: lực điện trường, trọng lực của bản thân hạt bụi,
lực cản của môi chất, lực của dòng khí quấn hạt bụi theo chiều dòng khí. Do giữa
các điện cực có các điện tử chuyển động nên nó va chạm vào hạt bụi và bám vào
hạt bụi, làm hạt bụi trở thành ion âm nên nó cũng chuyển động về phía điện cực
lắng. Quá trình cứ thế tiếp diễn và làm cho lớp không khí giữa khoảng không gian
giữa hai điện cực được làm sạch. Do vậy, trong quá trình làm việc thì lớp bụi ở
điện cực lắng cứ dày lên. Tại đây chúng được lấy ra đem bỏ làm phế thải hoặc
được cho trở lại quá trình sản xuất. Ví dụ: nhà máy xi măng…
Trong các lực trên thì lực điện trường và lực cản của môi chất là quan trọng
nhất. Tổng hợp lực gây ra sự chuyển động của hạt bụi về phía các điện cực mà chủ
yếu là chuyển động về phía các điện cực lắng.
Đối với những hạt bụi có đường kính lớn hơn 1µm thì tốc độ chuyển động
của hạt bụi về phía điện cực lắng tỷ lệ với kích thước hạt bụi và tỷ lệ với bình
phương cường độ điện trường:
W =
-11 2
10 .E .r
m
(m/s)
Đối với những hạt bụi có kích thước nhỏ hơn 1µm thì tốc độ chuyển động
của hạt bụi về phía điện cực lắng không phụ thuộc vào kích thước của hạt bụi mà

chỉ phụ thuộc vào cường độ điện trường:
12
W =
-11
0.17.10 .E
m
(m/s)
Trong đó:
E - Cường độ điện trường.
r - Bán kính của hạt bụi.
µ - Hệ số nhớt động lực của khí ở điều kiện thực tế.
Có nghĩa là dưới tác dụng của lực điện trường giữa 2 bản cực, các ion hóa bị
hút về phía bản cực trái dấu: ion dương về cực dương và ion dương về cực âm.
Dấu điện tích trên các hạt cũng chính là dấu mà các ion trao cho hạt. Vì vậy khi
các hạt chứa bụi điện tích nằm ở khoảng không gian giữa hai điện cực thì nó sẽ
chuyển động từ điện cực phóng tới điện cực thu. Nếu ở vùng quầng sáng có các
ion dương thì một số hạt bụi sẽ tích điện dương và bị hút tới cực thu.
Nếu ở vùng quầng sáng có các ion dương thì một số hạt bụi sẽ tích điện
dương và bị hút tới điện cực phóng. Lực tác dụng tương hỗ giữa điện trường
vàđiện tích hạt bụi bằng tích số cường độ điện trường với trị số điện tích đó nghĩa
là:
F = E * q (1.4)
Ngoài ra tác dụng lên điện tích còn có các lực sau: trọng lực, lực gió điện,
lực dòng khí cuốn các hạt bụi. Các lực này tác dụng lên các hạt bụi trong thiết bị
có thể coi là không đáng kể.
13
2.1.3 Sự lắng bụi trên bề mặt điện cực lắng.
Sự lắng bụi trên bề mặt của điện cực lắng phụ thuộc vào kết cấu của điện cực
lắng nhưng chủ yếu là sự bám dính của các hạt bụi. Sự bám dính của các hạt bụi
lại phụ thuộc vào quá trình trao đổi điện tích của các hạt bụi cho cực lắng, mà quá

trình trao đổi điện tích của hạt bụi lại phụ thuộc vào điện trở suất của chúng.
Cực dương của thiết bị lọc bụi thường được nối đất. Các hạt bụi sau khi dịch
chuyển về các điện cực sẽ lắng lại trên bề mặt điện cực. Theo mức độ tích tụ bụi
trên bề mặt điện cực, người ta định kỳ rung lắc điện cực hoặc xối nước rửa điện
cực để loại bỏ bụi. Dấu điện tích trên các hạt cũng là dấu mà các ion tạo ra cho
hạt.
Bụi chứa trong khí được chia thành 3 nhóm theo giá trị điện trở suất:
Nhóm1: có <10
4
Ω
cm (có độ dẫn điện lớn), bụi thuộc nhóm điện trở thấp
cũng rất dễ tích điện nhưng cũng rất nhanh chóng mất điện tích.Các hạt bụi nhóm
này.Khi chạm vào cực dương chúng lập tức mất điện tích âm và nhận điện tích
dương của cực hút bụi. Vì vậy chúng bị đẩy ra khỏi cực hút bụi và nhập lại vào
dòng khí.
Để lọc bụi điện trở thấp: Bố trí thiết bị lọc cơ học (Xyclon) trước thiết bị lọc
bằng điện. Chế tạo cực hút bụi có bề mặt hãm được vận tốc của dòng khí xuống
mức thấp nhất.
14
Nhóm 2: có từ 10
4
Ω
cm đến 2.10
4
Ω
cm để lọc bụi thuộc nhóm điện trở
trung bình khi chạm vào cực hút bụi điện tích của chúng mất đi từ từ do đó cúng
vẫn bám được vào bề mặt cực hút bụi. Khi bề dày của lớp bụi đủ lớn thì dưới tác
dụng của trọng lực chúng bị bong ra và rơi xuống phễu chứa bụi. Nhóm này dùng
thiết bị lọc bụi đạt hiệu quả rất cao.

Nhóm 3: có > 2.10
4
Ω
cm ( có độ dẫn điện thấp ) để lọc bụi có điện trở cao
gây trở ngại lớn cho quá trình làm việc của thiết bị lọc bụi bằng điện. Lớp bụi
đọng trên bề mặt cực hút bụi tạo thành lớp cách điện. Các điện tích liên tục đi vào
bề mặt cực hút bụi cùng với bụi đã đọng lại không giải phóng được điện tích của
mình và tạo thành chênh lệch điện áp trên lớp bụi, dẫn đến phá vỡ chế độ làm việc
bình thường của thiết bị.
Nếu lớp bụi không có lỗ rỗng ở giữa và trải đều trên bề mặt cực hút sẽ làm
giảm điện áp phóng điện Corona của thiết bị. Kết quả làm giảm hiệu quả lọc.
Ngoài ra, nhóm bụi có điện trở cao rất khó giữ bằng rung động cơ học. Áp
dụng nguyên lý cơ bản này ta sẽ thiết kế 1 mạch điệu khiển cho 2 bản cực đáp ứng
yêu cầu đặt ra.
15
2.1.4. Yêu cầu của nguồn điện tạo nên điện trường cao áp cấp cho buồng lọc
bụi.
Do mỗi điện áp lọc khác nhau nên ta ứng dụng trong các nhà máy với các
loại bụi khác nhau. Để ứng dụng cụ thể cho mỗi mức điện áp lọc khác nhau thì ta
cần phân tích xem hạt bụi có tính chất như thế nào (kích thước, khả năng dẫn điện,
bán kính trung bình hạt bụi, độ ẩm, tính dẫn điện, tính chất hoá học của từng loại
bụi).
Phân tích tính chất một số loại bụi trong công nghiệp:
Vật liệu gốm mà ta phân tích là xên-zian (BaO.Al2O3.2SiO2 và cacbonat
bari, cao lanh, đất sét, thuỷ tinh alumosilic nhiều bari). Đặc điểm của loại vật liệu
này là có khối lượng riêng tương đối lớn, tổn hao điện môi ít biến đổi theo nhiệt
độ. Bụi sau khi nung có độ ẩm trung bình. Tuy nhiên, do loại bụi này có khả năng
dẫn điện kém do đó cao áp lọc khoảng 65 kV.
Vật liệu than thành phần chính trong bụi là cácbon đã được nghiền nhỏ. Loại
bụi này có khối lượng riêng thấp đồng thời khả năng dẫn điện của bụi than là

tương đối cao, do đó cao áp lọc đặt vào chỉ khoảng 55 kV.
Vật liệu xi măng Porland ( xi măng trắng ) được sản xuất từ đá vôi, đất sét và
thạch cao. Bụi xi măng có độ dẫn điện nhỏ nhưng khối lượng riêng tương đối lớn,
độ ẩm của bụi thấp và các phản ứng hoá học trong bụi ít xảy ra.Đồng thời bụi thải
ra từ nhà máy sản xuất xi măng có hàm lượng rất lớn (gần 1/3 tổng khối lượng của
hợp chất ban đầu đưa vào). Do vậy, cao áp lọc đặt vào để lọc bụi xi măng thường
phải ở mức tương đối cao khoảng từ 70÷80 kV.
16
Như vậy với tính chất của 1 số loại bụi hiện nay thì khi thiết kế công nghệ
lọc bụi ta gặp phải 1 số yêu cầu sau:
1. Điện áp trên cao áp lọc bụi rất cao. Với điện áp cao áp này ta sẽ rất
khó chọn van, giá thành của hệ thống sẽ cao.
2. Trong quá trình lọc do lượng khí giữa 2 bản cực khi ion hóa tạo
thành dòng điện nên hệ thống rất hay bị ngắn mạch. Vì vậy ta phải
thiết kế 1 hệ thống ngắn mạch tự động đóng mạch vào điện áp làm
việc sau khi thiết kế 1 hệ thống chống ngắn mạch và tự động đóng
mạch vào điện áp làm việc sau khi kết thúc phóng điện. Điện áp của
thiết bị lọc bụi phải được tăng dần ổn định để đảm bảo cho lượng bụi
được ổn định và để tránh sự phóng điện không kiểm soát được giữa
các bản cực.
2.2. Cấu tạo các bộ phận chính của hệ thống lọc bụi tĩnh điện.
Phụ thuộc vào các điều kiện bảo quản, thành phần, nhiệt độ, áp suất, độ ẩm
không khí, các tính chất vật lý, hóa học của bụi, yêu cầu và mức độ làm sạch… mà
cấu tạo thiết bị lọc bụi có các kiểu khác nhau. Nhưng cấu tạo của chúng đều có
những bộ phận cấu trúc cơ bản sau:
17
2.2.1. Vỏ thiết bị lọc bụi.
Thường có dạng hình hộp hoặc hình trụ. Vỏ được chế tạo bằng thép lá, bê
tông gạch, các tấm trì hoặc vật liệu khác. Chọn vật liệu phải căn cứ vào nhiệt độ
18

Hình 2. 2. Sơ đồ cấu tạo của hệ thống lọc bụi tĩnh điện.
của khí thải và tính ăn mòn hóa học của khí thải. Phía trong vỏ là hệ thống khung
của thiết bị. Phía dưới vỏ là các bunke chứa bụi. Vỏ phải có cấu trúc thuận lợi cho
việc lắp đặt và sửa chữa thiết bị. Phía ngoài vỏ được bọc cách nhiệt.
2.2.2. Cơ cấu phân phối điều khí vào thiết bị.
Vấn đề phân bố điều khí trên bề mặt cắt ngang dòng chảy là một yêu cầu
quan trọng trong khi thiết kế và vận hành thiết bị lọc bụi tĩnh điện. Để phân phối
khí đồng đều trên toàn bộ tiết diện cắt ngang dòng chảy và ngăn chặn dòng khó lọt
qua vùng không có tác dụng thu bụi. Người ta lắp đặt cơ cấu phân phối khí được
đặt trước vùng thu bụi. Cơ cấu phân phối khí là hệ thống lưới hoặc tấm có đục lỗ.
Tổng tiết diện của các lỗ cho khi đi qua chiếm 35% ~ 45% tiết diện của tấm. Phía
trước lưới là các cánh chỉnh hướng dòng khí. Để thuận tiện cho việc sửa chữa và
vận hành thì mỗi điện trường sẽ có một bunke chứa bụi. Cấu trúc của bunke được
chọn theo tính bám dính của bụi. Tính bám dính của bụi được thay đổi đáng kể
theo thời gian lưu bụi trong bunke. Sau một thời gian làm việc lượng bụi bám dính
lớn do đó phải định kì tháo bụi khỏi bunke. Tuy nhiên khi tháo bunke không tránh
được việc không khí chứa bụi qua bunke và thiết bị làm giảm hiệu suất lọc bụi.
Tính lưu động của bụi còn phụ thuộc vào nhiệt độ của bụi. Khi nhiệt độ giảm thì
độ ẩm của khí tăng lên và bụi trở lên dính nhớt. Để bụi không dính kết và không
đóng tảng, người ta cách nhiệt cho các bunke. Trong một số trường hợp bunke còn
được nung nóng phía dưới Khi bụi bám dính còn có thể được bố trí các thanh rung
trong bunke. Việc bố trí này còn được tiến hành theo chu kỳ. Chú ý rằng: các
19
thanh rung cần được đặt tại vùng bụi chuyển động có hiệu quả và máy rung chỉ
được phép rung khi cửa thải bụi của bunke mở. Vì nếu bụi không chuyển động
được mà máy rung cứ làm việc thì bụi sẽ bị nén chặt.
2.2.3. Điện cực lắng.
Chúng thường có dạng ống trụ tròn có đường kính 200mm ~ 300 mm,
Chiều dài từ 3m ~ 5m. Đôi khi sử dụng các ống sáu có tiết diện vuông, sáu cạnh.
Các điện cực lắng là các tấm phẳng nhẵn đôi khi chỉ xử dụng trong các thiết bị lọc

ướt vì nếu dùng trong các thiết bị lọc khô khi rung cơ học để rũ bụi thì khó tránh
khỏi bụi quấn theo khí ra ngoài. Do đó người ta thường gắn thêm vào các điện cực
lắng các túi chứa hoặc máng chứa bụi.
2.2.4. Điện cực quầng sáng.
Phải có cấu trúc thích hợp để tạo ra sự phóng điện quầng sáng đều và có
cường độ lớn. Điện cực quầng sáng phải bền cơ học, phải cứng vững, chụi được
tác dụng của cơ cấu rung lắc, phải chống được sự ăn mòn và bền ở nhiệt độ cao.
Trong thiết bị thu bụi có năng suất cao thì tổng chiều dài các điện cực quầng sáng
trong một thiết bị đạt tới vài kilomet, bởi vậy điện cực quầng sáng phải đơn giản
về chế tạo và giá thành thấp. Ta có thể phân điện cực quầng sáng thành hai loại
chính:
- Các điện cực quầng sáng không có các điểm định vị phóng điện trên điện cực mà
sự phóng điện phân bố đều theo chiều dài điện cực.
20
- Các điện cực quầng sáng có các điểm phóng điện cố định phân bố dọc theo chiều
dài của điện cực. Các điện cực trong nhóm hai cho phép ta có thể tính toán được
cuồng sáng theo ý muốn tùy thuộc sự thay đổi số lượng và bước bố trí các điểm
phóng điện. Nó tùy thuộc chiều cao của các mũi kim phóng điện.
2.2.5. Thiết bị tạo điện áp cao.
Hiệu suất của thiết bị lọc bụi phụ thuộc chủ yếu vào điên áp giữa các điện
cực phóng điện tích điện âm và các điện cực góp nối đất. Thông thường hiệu suất
gần tới giá trị tối ưu ( khi lọc để đạt được hiệu suất cao cần phải xác định sao cho
khoảng cách giữa các điện cực khoảng 50mm ~ 70mm và hiệu điện thế đặt vào
giữa các điện cực khoảng 60kV ~ 80kV ). Khi làm việc điện áp cần được giữ ngay
dưới giới hạn phóng điện đánh thủng. Giá trị của điện áp phóng điện đánh thủng
phụ thuộc vào các điều kiện vật lý và hóa học của các khí và mật độ bụi. Vì không
thể đo được điện áp đánh thủng tức thời, nó chỉ có thể được xác định bởi sự đạt tới
phóng điện đánh thủng. Bộ điều khiển điện áp caolàm tăng điện áp lọc bụi tới sự
phóng điện đánh thủng. Sau khi xảy ra đánh thủng điện áp bị ngắt trong một thời
gian ngắn và điện áp phụ thuộc vào dãy đánh thủng và vào mật độ đánh thủng đã

lựa chọn. Nếu điện áp phóng điện đánh thủng nằm ở trên điện áp có thể đạt được
thì sự đánh thủng không thể xảy ra.
2.2.5. Phân bố điện áp cao.
Mỗi trường hợp có riêng chuyển mạch 3/5 điểm . Khóa này có thể thao tác
từ bên ngoài rào bảo vệ của buồng điện áp cao. Nó dùng để nối thiết bị phát điện
21
áp cao với trường nào đó, hoặc để nối trường điện nào đó với đất.
2.2.6. Khóa nối đất.
Tất cả các phần chịu điện áp cao của lọc bụi tĩnh điện sẽ lập tức được nối
đất nhờ khóa nối đất khi có nguy hiểm về nổ. Khi khóa đóng tương ứng hệ thống
phóng điện đã được nối đất và không có hiệu ứng vầng quang hoặc vác hồ quang
xảy ra trong lọc bụi. Do đó ngăn ngừa được sự nổ của các hỗn hợp khí. Nếu thiết
bị không làm việc khóa nối đất ở vị trí đóng và hệ thống phóng điện là nối đất.
2.2.7. Thiết bị nối đất.
Trước khi đi vào bên trong bộ lọc bụi, tất cả các bộ phận chịu điện áp cao
cần được nối đất bằng tay ở ngay cửa kiểm tra. Điều này là rất quan trọng để bảo
vệ người, chống lại việc đóng vào điện áp cao do sai lầm nào đó. Thiết bị nối đất
bao gồm cáp nối đất, gậy nối đất, các chốt nối đất, ở các của kiểm tra và các chốt
nối đất ở các khung và điện cực phóng điện.
2.2.8. Hệ thống cài đặt cơ khí.
Các cửa kiểm tra của thiết bị lọc bụi được khóa bởi một hệ thống cài đặt cơ
khí để chống lại sự mở không được phép. Chúng chỉ được mở sau khi cắt điện áp
cao và các phần chịu điện áp cao đã được nối đất. Ngược lại điện áp cao không thể
đóng vào trừng nào các cửa kiểm tra còn mở và các phần điện áp cao còn được nối
đất.
22
CHƯƠNG 3. CÁC THÔNG SỐ CỦA HỆ THỐNG
3.1. Các thông số ban đầu
Lưu lượng khí: 73800 (m
3

/ giờ)
Nồng độ bụi vào: 50g/Nm
3
Độ ẩm 60%
Nhiệt độ khí 100
0
C
Nồng độ bụi ra ≤ 50g/Nm
3
Kích thước hạt bụi nhỏ nhất” 0,1µs
3.2 Các yêu cầu cần có của hệ thống
v R
v
B B
B
η
−
=
Trong đó:
- BV: Nồng độ bụi vào ở điều kiện tiêu chuẩn (mg/Nm
3
)
- BR: Nồng độ bụi ra ở điều kiện tiêu chuẩn (mg/Nm
3
).
Trong đó:
- B
v
’ = 50 (mg/m3) = 0.05 (g/m3) - Nồng độ bụi vào ở điều kiện vận hành.
- P = 1,013.105 (N/m2) - Áp suất khí quyển tiêu chuẩn.

23
'
273
.
273 20
v v
L
P t
B B
P
+
=
+
- PL = 1,013.105 – 2000 = 99300 (N/m
2
) - Áp suất trong lọc bụi tĩnh điện.
- t = 100°C - Nhiệt độ dòng khí.
Hiệu suất cần có của lọc bụi tĩnh điện để đảm bảo yêu cầu nồng bụi
ra:
3.3
Ta có V
lv
=V
s
.τ
1
Trong đó:
V
lv
: Là thể tích làm việc của thiết bị (m3).

V
s
: Năng suất của thiết bị (m
3
/s)
τ
1
= 10,14 ÷ 20,28(s) : Là thời gian lưu của hạt bụi trong thiết bị (s)
Chọn τ
1
=19 (s)
Thay vào công thức trên ta được:
V
lv
= 20,5.19 = 389,5 (m
3
)
24
3
73800
20,5( / )
3600
s
V m s
= =
64,93 0,05
99,923%
64,93
η
−

= =
3
101300 273 100
50. 64,93( / )
99300 273 20
v
B mg Nm
+
= =
+
Diện tích ngang của thiết bị lọc bụi tĩnh điện:

Trong đó:
Q = 73800 (m3/giờ) là lưu lượng khói thải.
v: Vận tốc dòng khí đi trong thiết bị (m/s).
Trong khi đó theo công thức Deutch:
Hiệu suất của lọc bụi tĩnh điện được quyết định bởi các kích thước hữu ích
của nó, cụ thể là
v: là vận tốc dòng khí
L là tổng chiều dài trường tĩnh điện
Vận tốc của dòng khí trong lọc bụi tĩnh điện do tiết diện của lọc bụi tĩnh
điện quyết định. Tiết diện càng lớn vận tốc càng nhỏ và ngược lại. Vận tốc dòng
khí trong thực tế là yếu tố quyết định hiệu suất của lọc bụi tĩnh điện vì nếu vận tốc
lớn hơn mức cần thiết dù có thể được bù lại bằng các tăng chiều dài trường nhưng
cũng không thể không chế được hiện tượng “ Bụi lần thứ hai”- là hiện tượng bụi bị
cuốn đi sau khi tích tụ trên các điện cực. Lọc bụi tĩnh điện hiện đại, để đáp ứng
25
Q
f
v

=
. .
.
1
L
a v
e
ψ ω
η
−
= −