静电除尘器效率影响因素分析

静电除尘器效率影响因素分析发布者：：topday发布时间：：2010-01-0320:09浏览次数：：2171.摘要：随着我国对环保要求的日益严格，对烟尘排放标准的不断提高，如何保证电除尘器的除尘效率，成为我们研究的课题；另外，现代大型电站锅炉都配有脱硫设备，除尘效率对脱硫系统的安全稳定运行有着重要影响。通过分析电除尘器效率的影响因素，在设计过程中仔细考量，安装过程中提高工艺质量，运行过程中加强工况调整，达到提高除尘效率的目的。关键词：静电除尘器除尘效率影响因素除尘效率η是指在同一时间内，除尘器除去粉尘量和进入粉尘量的百分比。它代表除尘器除尘效果性能指标。除尘效率η=被捕集粉尘量/入口粉尘量×100%2.我厂现状介绍：我厂现有两台300MW燃煤机组，均使用龙净环保公司生产的静电除尘器，#3机投产较早，特别是近几年来，随着设备的老化，运行参数一直不稳，经常出现：二次电压低甚至接近为零或升至较低电压便发生闪络；二次电流升不起维持在低电流运行或二次电流不稳定急剧摆动等现象，除尘效率不理想。根据我们多年的运行、检修经验和技术分析，对影响我厂#3机电除尘器除尘效率不理想的原因及对策作以下探讨。3.影响除尘效率的因素：3.1结构因素3.1.1.极板、极线变形造成极间距不均匀板极间距和电晕线间距对电流密度、电场强度和空间电荷密度的空间分布有影响。如工作电压、电晕线的半径和间距都相同，加大极板间距会影响电晕线临近区所产生的离子电流分布，以及增大表面积电位差，这将导致电晕外区的电晕电流密度、电场强度和空间电荷密度的降低。如作用电压、电晕线半径和极板间距都相同。增大电晕线的间距所产生的影响是增大电晕电流的最佳值。若使电晕线间距小于这一最佳值，会导致由于电晕线附近电场的相互屏蔽作用而使电晕电流减少。我厂#3机电除尘二次电压低甚至接近为零或升至较低电压便发生闪络，二次电流升不起维持在低电流运行或二次电流不稳定急剧摆动。经检修人员在停机时进电场内部检查，发现很多极板、极线变形造成极间距不均匀，经分析是极板、极线受腐蚀及长期连续振打造成。3.1.2气流分布的影响电除尘器内气流分布不均对电除尘器除尘效率的影响，不亚于作用于粉尘粒子静电力对除尘效率的影响。气流分布不均对除尘效率的降低，是由于以下几个方面的原因：3.1.3.1在气流速度不同的区域内所捕集的粉尘量不一样。即气流速度低的地方可能除尘效率高，捕集粉尘量也会多；气流速度高的地方，除尘效率低，捕集粉尘量也会少。但因风速降低而增大粉尘捕集量并不能弥补由于风速过高而粉尘的捕集量。3.1.3.2局部气流速度高的地方会出现冲刷现象，将已经沉积在集尘极上和灰斗上的粉尘再次大量扬起。3.1.3.3可能除尘器进口的含尘浓度就不均匀，导致除尘器内某些部位堆积过多的粉尘。若在管道、弯头、导向板和分布板等处存积大量粉尘，会反过来又进一步破坏气流的均匀性。电除尘器内气流分布不均与导向板的形状和安装位置、气流分布板的形式和安装位置、管道设计以及除尘器与风机的连接形式等因素有关。这些因素综合起来往往会使除尘效率降低20%∽30%。3.1.4设备漏风灰斗和排灰装置漏风，会造成粉尘的再飞扬，使捕集到的粉尘重返气流；烟道膨胀节、风道闸门、绝缘套管等处漏气，可使电除尘内部温度下降而产生局部过冷，气体中的水分和酸雾冷凝，造成设备腐蚀，粉尘附在电极上振打不下来，造成电极积尘，电压击穿等不良后果，还会使电晕放电受到干扰，从而影响除尘效率。3.2烟气性质的影响3.2.1烟气的温度和压力烟气的温度和压力对电晕始发电压、起晕时电晕极表面的电场强度、电晕极附近的空间电荷密度和分子、离子的有效迁移率等有影响。如当温度升高、压力降低时，烟气密度减小，使电晕始发电压、起晕时电晕极表面电场强度和火花放电电压等降低。烟气温度在90∽150℃范围内时，除尘效率较好。烟温过高，粉尘比电阻降低黏度小，粉尘驱进速度增大，除尘效率降低。烟温过低，湿度增加，电离减弱，电晕电流减小，除尘效率降低。3.2.2烟尘浓度烟尘浓度增加，则电场内粉尘粒子增多，从而抑制了电晕电流的产生，使除尘效率降低。严重时出现电流趋近于零，即发生电晕封闭。3.2.3烟气湿度烟气中水分的存在对电除尘运行有有利的一面，一般烟气中水分多，除尘效率高。但烟气中的水分过大时，如电除尘器的保温不好，烟气温度会达到露点，使电除尘器的电极系统及壳体产生腐蚀。3.3粉尘比电阻按比电阻的大小将粉尘划为三类：低比电阻粉尘＜105Ω．Cm高比电阻粉尘＞５×１０10Ω．Cm中比电阻粉尘界与二者之间，我厂粉尘比电阻经测试为1011—1013Ω．Cm，超过此临界值则为高比电阻粉尘高比电阻粉尘，电晕电流受到限制，影响粉尘粒子的荷电量、荷电率和电场强度，导致除尘效率下降。而且高比电阻粉尘使粉尘的粘附力增大，要清除极板上的粉尘需加大振打力，使二次飞扬增大导致除尘效率下降。低比电阻粉尘容易因静电感应获得正电荷，使沉积在极板上的粉尘重新排斥回电场空间，高比电阻粉尘易产生反电晕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1010Ω．Cm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1012Ω．Cm，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。运行参数及为不稳，电除尘性能显著恶化。电除尘器的性能超过临界值1010Ω．Cm后随着比电阻的增高而下降也可根据欧姆定理来论证：电流通过具有一定电阻的粉尘的电压降为△U=j*Rs=j*póR(V)[2]其中：j—粉尘层中的电流密度（A/cm）óR——粉尘层厚度（cm）p——比电阻Ω．Cm作用于电极之间的电压为Ug=U—△U=U—jpóR(v)U—电除尘器外加电压由上式可看出：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Ug的影响可或略不计。但是随着比电阻的升高，若超过临界值１０10Ω．Cm后，则粉尘层中的电压△U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：a).降低火花放电电压，使二次电压降低；b).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c).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好几倍。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：a对烟气进行调质处理。（其中有：增湿处理；化学调质处理）b采用高温电除尘器。c采用宽间距电除尘器3.4运行操作因素的影响3.4.1振打制度电除尘器振打清灰装置的最佳运行，是保证电除尘器正常运行的一个重要因素，它直接影响电除尘器的效率和相关设备的使用寿命。电除尘器经过一段时间的运行之后，沉积在电晕极和收尘极上的粉尘必须及时清除。如果电晕极积尘过多，会影响电晕的工作，使电晕强度减弱。如果收尘极积尘过多，会减缓尘粒的驱进速度，对于高比电阻粉尘还会引起反电晕。实践证明，但收尘极沉积的粉尘达到一定后度时，电除尘器内的工作条件恶化，影响电除尘器的效率。另外，如果选用短周期，大强度的振打，集聚在极板上的粉尘以粉末状下落，易产生二次飞扬，反而会导致除尘效率降低，如果选用周期长、强度小的振打，吸附在极板和极线上的粉尘振打不下来，易产生反电晕，使除尘效率剧降。振打强度不够或振打故障，造成电晕线肥大和阳极板粉尘堆积，影响电流电压的升高。我们在日常实践中发现：当电流电压明显降低，经调整微机不起作用时，暂停电场几分钟（振打继续运行）重新投入后电流电压明显升高，而过几分钟后运行参数又返回原来状态，充分说明振打强度不够。据有关资料统计，在除尘效率≤95%的电除尘器中大约有一半以上是由于振打效果不佳所致。在生产运行中，电除尘器振打装置的运行制度是由电除尘器的设计给出的，是一个定量，但实际运行中粉尘和气流运动很复杂，所以给定的设备运行制度是不能始终满足生产实际需要的。因此最佳的振打运行制度要在实践中摸索。3.4.2供电装置的控制方式为了使电除尘器在不同规格，不同工况时始终保持高的除尘效率，供电LED电源应能在运行过程中不断对其输出的电压和电流实现调节。调压通常在低压侧进行。早期的电除尘器中都采用自耦变压器和手动控制实现高压，这样无法及时跟随烟尘的变化情况，而且为避免经常反复调节和电流过大而发生跳闸现象，工作电压只能保持在很低的水平，使电除尘器的效率不能的得到充分发挥。目前电厂电除尘器多采用可控硅调压装置，即在升压整流变压器的一次侧采用可控硅调压，二次侧经桥式全波整流后付高压输出。检测、自控、保护和通讯由主控器完成，控制器依据一次电流、二次电流、一次电压、二次电压及火花率等数据信号对系统进行调整。这样大大提高了除尘效率。3.4.3灰斗卸灰方式灰斗要把从电极上落下来的粉尘进行集中，经排灰装置送到其他输送装置中去。采用定时排灰的灰斗，往往由于灰斗集灰过满造成电晕极接地，采用连续排灰的灰斗积灰太少斗壁密封不严会使空气泄入，引起二次飞扬。这些都会造成除尘效率降低。为了保证灰斗的安全运行，电除尘器一般采用灰斗加热装置和料位显示高低灰位报警等检测装置。卸灰系统最好采用定期卸灰的运行方式。首先，灰斗内经常保持低料位，既可以密封又可以防止漏风漏潮，也改善了电除尘器的运行工况，对电除尘器的保养和除尘效率的提高有明显效果。其二，采用定期卸灰还可以节水节电。3.4.4气流旁路气流旁路是指电除尘器内的气流不通过收尘区，而从收尘极板的顶部、底部和极板左右最外边与壳体内壁形成的通道中通过。气流旁路使一部分含尘烟气不经处理就排向大气，而且还会引起二次飞扬，降低除尘效率。3.4.5电晕线肥大电晕线越细，产生的电晕越强烈。但在电晕极周围的离子区有一些获得正电荷的粉尘粒子会在电场力的作用下向电晕线运动并沉积在上面。如果粉尘黏附性很强，不易被振打下来，则电晕线上的粉尘越来越多，使电晕线变粗，降低电晕放电效果，这就是常说的电晕线肥大。产生电晕线肥大的原因大致有以下几个方面：（１）粉尘因静电作用产生的附着力；（２）电除尘器的温度低于露点，产生了部分水或硫酸，由于液体的黏附力而形成；（３）粉尘本身黏附性较强等电晕线肥大使电晕放电的效果降低，粉尘荷电受到一定影响，使电除尘器效率下降。3.4.6阴阳极热膨胀不均空载通电升压时，电场处于冷态，膨胀不均不易察觉。带负荷运行时，电场处于热态，极板极线产生膨胀。但膨胀不均匀时，极板极线弯曲变形，使局部异极间距变小，两极放电距离变小，二次电压升不高或升高后跳闸，影响除尘效率。3.4.7引风机调节的影响引风机对除尘器两室的烟气分布有影响。当两台迎风机由于挡板控制机构或指示仪表有缺陷造成两台风机流量不等，或锅炉运行人员为了调整两侧过热器的温差，改变引风机控制挡板，调节流量分配时，会造成两侧烟气分配不均，也会影响电除尘器的除尘效率。4．结论：通过以上分析结合实际可知影响我厂#3机电除尘器除尘效率的因素主要如下：4.1极板、极线变形造成极间距不均匀原因：腐蚀；漏风；振打不合理。4.2粉尘比电阻过高原因是：煤种不好。4.3气流分布不均原因是：气流分布板的安装位置不合理。4.4烟尘浓度过高原因是：煤种不好5．措施、对策针对以上结论我们采取相应措施对策5.1由于#3机频繁发生三管泄漏事故，烟气中的水份对电场造成腐蚀，现厂里制定了很多防范措施严防三管泄漏。#3机以前采用的是水力除灰方式，箱式冲灰器水封不严，锁气器磨损都会造成电除尘漏风，#3机在08年下半年已全部改造成气力除灰方式