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电除尘器的运行因素分析及提效途径刘颖诗环境工程08349056摘要：随着社会的发展,空气污染越来越严重,人类环境保护意识日益增强对空气质量要求越来越高。而各类工业排放的烟尘是空气污染的主要来源。因此,烟气的清除对环境保护有着重要的意义。而电除尘器是利用电力将气体中的粉尘粒子分离出来的一种除尘设备,其应用日益广泛,用于各行业中高炉尾气除尘,能明显降低烟尘对大气的污染,但电除尘器设计参数多、结构复杂、影响因素多、行条件要求高,使电除尘存在着运行故障率较高、故障原因及部位不易查找、管理自动化程度不高等问题,从而导致工作人员不能及时发现并正确分析、判断故障的位置和原因,导致除尘效率下降,烟尘排放超标。本文对影响电除尘器收尘效率的一些因素进行了分析,指出了提高电除尘器运行性能的措施,为各行业除尘器安全、可靠、高效运行提供借鉴和参考。电除尘器一般是利用直流负高压气体电离、产生电晕放电,进而使粉尘荷电,并在强电场力的作用下,将粉尘从气体中分离出来的除尘装置,其特点是除尘效率高,普遍在99%以上,设计效率最高可达99.99%,一般能保证除尘器出口含尘浓度为50-100毫克每立方米,阻力损失小,一般为49196Pa,因而风机的耗电量少,按每小时处理1000m?烟气量计算,电能消耗约为0.2-0.8KW.h,处理烟气量大,对烟气浓度的适应性较好,运行费用低。但其一次性投入与钢材消耗量大,占地面积大,对制造、安装和操作水平要求较高,对烟气温度变化较敏感,应用范围受粉尘比电阻的限制,据资料记载:电除尘器最适合的比电阻范围为104-5*1010(-㎝),若在此范围外,则需采取一定的技术措施。关键词：电除尘器运行因素提效途径一、电除尘器存在问题及改进措施1振打装置的运行方式对电除尘器的影响1.1存在问题一是振打系统故障频繁,二是振打清灰效果差。这二个问题归根到底都会引起阴、阳极积灰严重,直观表现为:运行电压低、电流小、闪络频繁。这是目前除尘器故障频率较高,影响除尘器良好运行的主要问题。振打清灰效果对除尘效率影响极大,振打清灰的作用在于使电场阴极和阳极始终处于清洁状态,保持电除尘器的再捕集能力,它是决定电除尘器能否保持长期稳定高效运行的关键因素。目前,电除尘器均采用振打方式清灰。在振打力度和均匀性都满足要求的情况下,振打制度(周期、时间、方式)是否合理对电除尘器除尘效率影响极大。振打周期对除尘效率的影响在于清灰时能否使脱落的尘块直接落入灰斗。1.2原因分析振打周期过长、极板积灰过厚,将降低带电粉尘在极板上的导电性能,降低除尘效率;振打周期过短,粉尘会分散成碎粉落下,引起较大的二次扬尘,即沉积在电除尘器收尘极上的粉尘再次被气流带出除尘器,尤其是末极电场的二次扬尘会大大降低电除尘器的效率。导致二次扬尘的因素有许多,如粉尘的比电阻过高,产生反电晕收尘电场的烟气流速分布不均或流速过高,而产生的紊流和涡流。因此,要求电场的烟气流速不超过1.5m/s,且尽可能使烟气流分布均匀,而振打清灰过频,是造成除尘器二次扬尘最主要的因素。其他原因包括：振装置发生故障,未及时发现和修复,引起极板、极线积灰严重,超标排放。振打不良,清灰效果差。主要是传递的振打加速度不够、或振打加速度衰减严重,影响除尘效果。日常运行操作环节问题,引起极板极线积灰不易振打清除1.3改进措施1.3.1更新所有阴、阳极振打装置。振打锤优化改进,增加锤重,使改造后的振打力度为阳极大于200g,阴极大于150g。1.3.2更新阴、阳极振打砧。优化承击砧的结构形式,使振打力能更直接作用于振打杆上,解决砧易脱落的问题,同时改变原来的阳极振打砧与振打杆的螺栓联接方式,在铆接后振打砧与振打杆要直接焊死,避免联接螺栓松动,影响振打力的传递。1.3.3对阳极板下部撕裂处进行修补与加固,以保证振打力由振打杆向极板方向的良好传递。1.3.4对除尘工提高操作水平,解决因操作不当引起影响清灰效果的问题,如:除尘器停运时,保持振打装置运行一段时间再停,检修时等电场冷却后再打开人孔。2．气流分布不均对电除尘器的影响2.1存在问题进口气流分布板大面积脱落,造成气流分布不均匀,降低了除尘效率,而且脱落的气流分布板常常会引起电场其他故障,影响电场安全运行,如脱落的分布板引起电场阴阳极短路搭桥、高速气流的冲刷引起极丝断线等故障。2.2原因分析进入电场的气流分布是否均匀,直接影响除尘效率。除尘效率随着气流速度的增加而降低,且为指数下降,低流速区除尘效率增高,但效率下降所增加的排放量将大于效率提高所减少的排放量,因而使总效率降低。2.3改进措施更新气流分布板,考虑耐磨和烧结机尾烟气的防腐,材质选用16Mn。3．烟气性质对电除尘器效率的影响3.1存在问题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。3.2原因分析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。加之简易脱硫系统投运将使烟气温度降低,湿度增大。烟气温度除对电除尘结构有影响外,主要对粉尘比电阻和除尘效率有影响,粉尘比电阻随温度升高而增加,降低烟气温度,可以降低粉尘比电阻,提高击穿电压和除尘效率。另外,虽然在极短时间内因烟气被调质而降低了煤灰比电阻,除尘效率会升高,但时间稍长,尤其长时间投运简易脱硫,若烟气温度低于露点可使电场内部电场结露,水或硫酸凝结在尘粒之间及尘粒与电极之间,使其表面溶解,溶解的物质凝固或结晶,产生大的附着力,将造成电除尘器严重积灰,极板、极线结垢,瓷轴、绝缘套管爬电等,会降低除尘器的使用寿命。4．控制系统对电除尘效率的影响4.1存在问题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,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。4.2原因分析电除尘的电控装置的性能对电除尘器的除尘效率有着重要的影响。在其它条件不变的情况下,电除尘的除尘效率取决于除尘的驱进速度,电除尘器的收尘效率与电场的驱进速度成正比,驱进速度与驱进功率成正比,而驱进功率又是由二次电压和二次电流确定的,因此,要保证电除尘器的收尘效率,就要保证二次电压和二次电流达到一定值;又因二次电压和二次电流与一次电压和一次电流成正比关系,所以只要控制电场的一次电压和一次电流不低于某一个值,就能很好地控制电除尘器的收尘效率。4.3改进措施因此,为保证供电电压保持在较高水平工作,就要求电控装置在除尘器条件发生变化时,能适应其变化,自动调节输出电压、电流,使电除尘器在快速跟踪方式下运行。要使电场电压达到最高,这对值班员来说,调节电压是不容易做到的,所以选择电控装置时,要选择自动高压控制装置,以防止手动调节不及时造成电场电压低而影响电除尘器的除尘效率。5．温度及漏风率对电除尘器的影响5.1存在问题漏风不仅会增加电除尘器的烟气处理量,而会由于温度下降出现冷凝水,引起电晕线肥大,绝缘套管爬电和腐蚀等后果。5.2原因分析电除尘器多为负压操作,如果密封不好就会从外部漏入冷空气,严重的漏风不但增加了电除尘器的负荷,更为严重的后果是由于冷气的侵入而使烟气结露,腐蚀内部构件及壳体,而且粉尘变潮而增大振打清灰的难度,收尘效果恶化。壳体漏风主要是人孔门、孔的漏风,隔离开关室门、人孔门变形关闭不严密,门、孔的密封条破损或老化。现有的除尘灰卸灰制度是每天放空灰仓,形成卸灰阀漏风。从灰斗或排灰装置漏入空气,造成收下的粉尘产生再飞扬,而且还会使灰受潮、粘附灰斗造成卸灰不流畅,甚至产生堵灰。振打杆窜出壳体部位、闸板阀、卸灰阀和除尘器的各联接部位、壳体腐蚀脱焊等,都有可能成为漏风点。5.3改进措施5.3.1将现有的电场单层检查门改为双层人孔门,有效降低或消除检查门的散热效应。5.3.2更换阴极振打小室、隔离开关室等门、孔的老化的密封条,提高各处的密封性能。5.3.3制订科学的放灰制度,放灰要求保留一定的灰封。6．操作、维护和管理6.1存在问题操作工不能根据工况条件适时调整运行参数,影响除尘效果。很多操作工存在一种认识上的误区,即电除尘器运行后,无论工况条件如何,就无须调整了,殊不知这样会对除尘器带来损害和影响。如:阴雨天时因电场漏风引起电场闪络拉弧严重,这时往往须调低参数运行,在天气转晴时再调高参数运行。因此在工况条件无法人为调整控制时,往往应通过及时调试电除尘器高低压设备的工作参数,使电除尘器最大限度地适应当前工况条件下的运行。6.2原因分析定期的点检、维护制度执行得不好,或未及时处理故障,影响除尘效果,甚至造成电场不能完全投运。6.3改进措施在目前主机生产节奏加快的情况下,主机停机检修周期长时间短,必须充分利用主机停机检修机会,同步做好检修、电场检查、高压绝缘件的擦拭等工作,通过严格的维护保养制度和切实可行的检修规程来保障除尘器长期高效安全的运行。二、影响运行参数的原因分析1、反电晕对运行参数的影响电除尘器最适合的粉尘比电阻范围为1*10-1*10(∧.㎝),而实际粉尘比电阻经测试为2*10-5*10（∧.㎝),超过此临界值则为高比电阻粉尘。所谓反电晕就是指沉积在收尘极表面上的高比电阻粉尘层所产生的局部放电现象。当粉尘比电阻超过临界值后,电除尘器的性能就随着比电阻的增高而下降。比电阻超过临界值,采用常规电除尘器就难以达到理想的效果。这是因为:若沉积在收尘极上的粉尘是良导体,则不会干扰正常的电晕放电,当如果是高比电阻粉尘,则电荷不易释放。随着沉积在收尘极上的粉尘层增厚,释放电荷更加困难。此时一方面由于粉尘层未能将电荷全部释放,其表面仍有与电晕极相同的极性,便排斥后来的荷电粉尘。另一方面由于粉尘层电荷释放缓慢,于是在粉尘间形成较大的电位梯度。当粉尘层中的电场强度大于其临界值时,就在粉尘层的孔隙间产生局部击穿,产生与电晕极极性相反的正离子,所产生的正离子便向电晕极运动,中和电晕区带负电的粒子。其结果是电流大幅度增大,电压降低。运行参数极为不稳,电除尘性能显著恶化。如果粉尘比电阻不太高,则沉积在收尘极上的粉尘层中的电压降对空间电压的影响可或略不计。但是随着比电阻的升高,若超过临界值1*10(�.㎝)后,则粉尘层中的电压变得很大,达到一定程度致使粉尘层局部击穿,并产生火花放电,即通常所说的反电晕现象。概括地说,反电晕对电流!电压特性最明显的影响是:降低火花放电电压,使二次电压降低;形成稳定的反电晕陷口而发生电流的突变或非连续性,使运行参数及为不稳;最大电晕电流大为增加,在即将发生火花放电时,二次电流为正常电流值的几倍。防止和减弱反电晕的措施是:设法降低粉尘比电阻,使粉尘层不被击穿。主要方法有以下几种:对烟气进行调质处理(其中有增湿处理、化学调质处理);采用高温电除尘器;采用宽间距电除尘器;采用高压脉冲供电系统,是彻底消除反电晕,解决高比电阻粉尘不易捕集的最有效的手段。2．电晕线肥大和阳极板粉尘堆积对运行参数的影电晕线越细,产生的电晕越强烈,但因在电晕极周围的离子区有少量的粉尘粒子获得正电荷,便向负极性的电晕极运动并沉积在电晕线上,若粉尘的粘附性很强,不容易振打下来,于是电晕线的粉尘越集越多,即电晕线变粗,大大地降低电晕放电效果,这就是电晕线肥大;粘附性很强的粉尘有时还会在阳极板上堆积起来。以上两种情况都会使运行参数明显降低。其产生的原因主要有以下几方面:除尘器低负荷或停止运行时电除尘的温度低与露点,水或硫酸凝结在尘粒之间及尘粒与电极之间,使其表面溶解,当除尘器再次运行时,溶解的物质凝固或结晶,产生大的附着力。由于粉尘的性质而粘附,探索使用合适的煤种加以解决。部分极板、极丝腐蚀严重,吸附在表面上的粉尘振打不易清除,虽然利用停炉机会更换部分阴极丝,但腐蚀的阳极板需等到大修才可更换。漏风使冷空气从检查门、烟