提高电除尘器除尘效率的探讨

提高电除尘器除尘效率的探讨[日期：2005-04-29][来自：大唐国际唐山热电有限公司]摘要：针对热电厂小型锅炉实际运行情况，研究影响电除尘器除尘效率的几个常见因素，提出在设计中留有裕度，在运行中加强调整，进一步提高振打系统和除灰系统安全可靠性等措施的意见。《火电厂大气污染物排放标准》GB13223-1996对火电厂锅炉最高允许烟尘排放放作浓度作了规定。标准中规定第Ⅲ时段第3类火电厂，其锅炉最高允许烟尘排放浓度为600mg/Nm3。我厂是隶属于大唐国际的热电厂，在装4台容量为220吨/小时锅炉，烟囱高度为180m。设计中（1983年），#1~3炉分别配备了三个电场的高压静电除尘器。后经改造分别加装了第四电场，#4炉（2000年投产）设计制造配备了四电场静电除尘器。由于安装和运行等方面的原因，投产初的电除尘效率全部未达到设计值，随着时间的推移，加之设备使用寿命等因素，4台炉的除尘效率平均为98.21%，远远低于设计值99.2%。因此，本文在通过分析我厂电除尘器除尘效率达不到设计值原因的基础上，探讨一些解决问题的办法，希望能够对火电厂环保工作提供有益的参考。1影响电除尘效率主要因素影响电除尘器效率的因素很多，如设计、安装、运行调整以及设备维护等多方面原因，每个方面又涉及多个因素，作者结合自身电厂实际情况从几个侧面，对影响高效电除尘器效率的主要因素进行分析。1．1．设计上的因素电除尘器的设计需要的原始材料包括以下内容：a煤、灰及烟气资料：煤质的全分析（成份、热值、挥发份）；灰的成份、粒径、比电阻、容重；烟气成份、温度、湿度、酸露点温度、烟气量及烟气含尘浓度；b系统及工况资料：炉型、容量、耗煤量及系统漏风选值；c现场气象资料：海报及气压、环境温度、风载、雪载、地震烈度及安装现场位置限定；d对电除尘器的要求：效率保证，允许漏风等依据多依奇效率公式：其中ω为烟气驱进速度；Q为烟气处理量；A为收尘面积；由此公式得出，根据要求A、Q值确定后，影响除尘效率的关键因素取决于ω（烟气驱进速度），而ω值的取得通常有两种方法：一种将拟采用的煤在实验炉中燃烧，然后经试验装置（与现实参数相同）测出其除尘效率，然后推算出ω值；另一种是将现场大量运行电除尘的各种参数与烟尘特性进行统计汇总，用计算机进行处理分析，找出相互关系图表应用于设计中，这就存在设计中取得资料的全面性问题。如：飞灰化学成份分析一般只分析SiO2、Al2O3、Fe2O3、CaO、MgO以及SO3等项目而忽略Na2O、K2O、TiO2、MnO2、LiO2、P2O5及飞灰可燃物等数据，而以上因素对确定ω值很重要。设计中选择参数值有很多是经过试验所得，科学、准确性上明显不足。目前国内尚无煤质对电除尘特性影响的研究数据。整流设备额定电压与电流的选择是根据经验数据来确定，经验选择一般过大，其弊端是：电压选择过高，实际送不上，可控硅导通角被压缩(我厂#4炉选择电压为72KV，运行中导通角在50%—70%)，调整后的峰值，使电场过早击穿，造成火花频繁，降低除尘效率；电流选高了，整流内阻小，工作不稳定，火花多，降低除尘效率；阻尼电阻烧毁机率加大，电除尘器投入率降低。设计中机械的问题如：本体壳板材薄、人孔门的低成本造成本体漏风率较高；阳极振打采用托架叉式轴承，造成振打轴脱离托架，设计振打力不足，振打时间间隔短造成粉尘的二次飞扬。1．2．安装质量因素电除尘器的安装质量对电除尘器的除尘效率有很大影响。如果安装质量不好，其效率可以相差10%。在我厂#1~#3炉第4电场的安装中，由于与原有电场的结合影响到电除尘本体的漏风率；由于安装质量问题，我厂#3炉第4电场阴极振打出现多次瓷轴断裂现象；振打砧板脱落现象经常发生，每年我厂在进行小修、临修过程中，消除振打锤、撞击杆、砧板脱落的缺陷点约50~60个；由于安装密封性差，造成本体漏风率提高，我厂#4炉人孔口门密封材料安装粗糙，门体变形造成本体漏风率提高；阴极振打处无保温造成结露腐蚀。1．3．运行工况因素运行工况因素对已投运后的电除尘器来说是最为重要，从我厂及其他电厂电除尘器投运情况看，运行中如何进行电除尘器中的调整，目前都是一个空白点。如根据锅炉实际运行的煤种、锅炉的负荷、燃烧情况及灰中可燃物、粉尘情况来调整控制柜的工作方式、火花频率、供电参数、卸灰方式等都是保证电除尘高效率运行的关键。a烟气性质对电除尘器效率的影响。烟气的性质主要是指烟气的温度压力、湿度、烟气流速和烟气含尘浓度，它分别对电除尘的效率产生影响。由于电厂采购的煤种变化大，燃煤量、灰份波动造成锅炉的烟气量、排烟温度及粉尘浓度等发生变化，造成除尘器设计工况与实际运行产生偏差，超出除尘器设计收集粉尘能力。b粉尘比电阻的影响。若粉尘比电阻超过临界值5×1010ΩCM时，则电晕电流通过粉尘层就会受到限制，如不采取必要措施将导致除尘效率下降。另外，粉尘比电阻对粉尘的粘附力有较大的影响。高比电阻导致粉尘的粘附力增大，如果提高振打强度将导致粉尘二次飞扬大，最终也使效率下降。目前华北地区燃煤电厂基本属于高比电阻粉尘。c运行工况中，另一类危及电除尘器安全运行的故障有振打失灵、灰斗积灰。在我厂#1~#4炉电除尘中，#1~#3炉的前3个电场由于设计安装质量好，除出现振打链条断缺陷，其他问题较少；其余的电场由于设计安装质量，曾发生3次#3炉4电场阴极振打瓷轴断裂，#4炉1电场阴极振打轴脱离叉式轴承架，多次影响电除尘器的投入；由于燃烧煤种灰份大，水力除灰设备出力不足，造成灰斗托灰，电除尘器停运。2提高电除尘器效率的措施要保持高效电除尘器效率是一个系统工程，需要从全方位加重视。笔者从实际出发提出以下措施：2．1．为了保持电除尘器有稳定的除尘效率，必须加强电除尘器的基础管理a电除尘器要有可靠的运行、检修管理制度。定期进行大、小修，完善的设备台帐，机组大修后要进行电除尘性能验收试验。b在运行过程中，值班人员要认真负责地操作、调整。严格执行规程和定期工作制度，值班人员要视表计指示情况、锅炉负荷、煤种和粉尘情况进行相应的调整，如负荷高、煤质差、灰分大，第一电场易产生频繁闪络现象，应适当调低供电参数，而二、三、四电场尽量保持高供电参数运行；如锅炉负荷不高，煤质较好，灰分又低而电场有相当裕度时，可采用调低供电参数来节电或停止中间电场运行。c对排灰系统的运行监视也至关重要。要根据灰斗情况适当调整干、水除灰运行方式，减少灰斗堵灰现象。d电除尘的性能按以下指标纳入生产指标考核。即电场投入率、除尘效率（依据自身试验条件而定），漏风率、一次电压、一次电流、二次电压、二次电流。2．2．要加强对运行中电除尘火花闪络频率、粉尘比电阻检测管理a在电除尘器投入运行要注意调整火花闪络频率。根据试验测试，一般入口电场火花率为60~80次/分，中间电场为40~60次/分，出口电场20~40次/分，对于较高比电阻粉尘，可适当提高火花率。b要定期进行粉尘比电阻的测定。依据测量数据进行供电参数调整和燃煤配比的调整，以改善粉尘比阻值。如果遇到高比阻时，必须对烟气进行调质，即加入导电性好的物质，如喷射水蒸汽。2．3．提高振打系统的安全可靠性a加强振打控制系统的稳定性。控制中使用的PLC蕊片比较稳定，但因技术含量高，维修难度增加，为此要加强人员培训，提高维护保养水平，适时根据运行情况调整最佳运行程序，保证振打系统的可靠性。b要加强振打系统机械维护。提高大小修质量，将托架叉式轴承进行加固（增加安全装置）防止卡轴、抱轴现象。2．4．改善燃烧状况，降低粉尘含碳量。因为粉尘含碳量高，不仅影响锅炉效率，还对电除尘性能有影响。a粉尘含碳量增加，比电阻上升。碳粒使表面积增大，则尘粒吸附酸性气体相对减少，比电阻上升。b粉尘含碳量增加，降低电晕强度。碳粒使吸尘极上灰层的介电强度降低。c粉尘含碳量增加，增加二次扬尘。碳粒导电性好，到达阴极后，所带电荷很快导向极板而消失，使二次扬尘增大。2．5．通过试验，调整最佳炉膛出口氧量值。合理的炉膛出口氧量值会导致粉尘含碳量降低，同时适量的烟气量也会提高电除尘效率。3结束语保持电除尘器高效稳定的除尘效率是一个系统工程，需要各方面配合，在保证设计人员计算的科学、准确性基础上，加强运行人员的相互配合，通过专业技术人员定期测试分析、调整、改进设备，保证高效电除尘器的除尘效率，进一步对烟气流的分析以及流速的科学试验测定，丰富发展除尘技术的研究内容。