影响除尘效率的原因分析及对策

影响除尘效率的原因分析及对策【摘要】本文阐述了影响油田热电厂电除尘器除尘效率的因素分析、并根据分析结果及实际经验，制定了影响除尘效率的对策，从而保证除尘效率，具有一定的借鉴价值。【关键词】200MW机组电除尘器；除尘效率；分析：对策一、我厂电除尘器概况大庆油田热电厂每套200MW机组并列配制两台2GF158M单室四电场电除尘器。该电除尘器是由浙江菲达环保科技有限公司设计、制造的，原设计除尘效率为98%。#1、#2、#3电除尘器相继于1991年、1992年、1993年投入运行，至今已有十余年，在1997年至1999年，对三台电除尘器进行了阴极振打竖轴改造，在2002年至2004年进行过一次大修改造，主要更换了阴极线及部分振打部件。在2006至2007年对三台电除尘器进行另一次维修，主要更换了阳极板、下横梁板、振打砧等部件。为了提高电除尘器除尘效率，在现有电除尘器内部空间尺寸不变的前提下，把#2、#3电除尘器四电场芒刺线更换成了螺旋线，由原设计的98%提高至99%以上，#1电除尘器四电场芒刺线没有更换螺旋线，除尘效率仍为98%。二、影响除尘效率的因素分析影响电除尘器效率的实际因素有很多，大体上可归纳为以下三个方面：1、烟气及粉尘性质的影响烟气性质主要取决于燃煤的成份，也和锅炉燃烧方式、制粉系统形式及其运行操作条件有关。粉尘的性质主要取决于粉尘的化学成份、物相结构、理化特性，包括比电阻、粉尘浓度、粒径分布及形状、密度、磨擦角、粘附力等。从运行角度看，使用什么煤种对除尘效率的影响很大。（1）粉尘比电阻对除尘效率的影响。粉尘比电阻是衡量粉尘导电性能的一个指标。粉尘比电阻在数值上等于单位面积的粉尘在单位厚度时的电阻值。最适合电除尘器工作的比电阻值为106—1011Ω·cm。粉尘比电阻在106Ω·cm以下时除尘效率随着比电阻的降低而大幅度降低。比电阻高于1011Ω·cm时，除尘效率随着比电阻的增高而下降。（2）烟气温度对除尘效率的影响。电除尘器都是在一定的温度下工作的，对于同一种粉尘，即使在电除尘器的规格和技术性能均相同的情况下，仅烟气温度不同可以使电除尘器的性能产生很大的差别，烟气温度对电除尘器性能的影响还表现在温度对气体粘滞性的影响。气体的粘滞性是随着温度的上升而增加的。气体的温度愈高，烟气的粘滞性愈大，则驱进速度愈低。从温度影响电除尘器性能来看，烟气温度高于露点温度后，运行温度较低为好。（3）烟气湿度对除尘效率的影响。烟气湿度能通过改变粉尘的比电阻而影响电除尘器的性能。在同一烟气温度下，湿度越大比电阻越小。烟气含水量与击穿电压成正比，电压一定时，与电晕电流成反比；水气分子使得烟气的电离减弱，电晕电流减小，空气间隙的耐压强度增加，击穿电压升高，火花放电较难出现。（4）烟气成分对除尘效率的影响。烟气成分对负电晕放电特性影响很大，烟气成分不同，在电晕放电中电荷载体的有效迁移率也不同。在电场中，电子与中性气体分子相撞而形成负离子的过程称为电子依附，其概率在很大程度上取决于烟气成分。（5）烟气压力对除尘效率的影响。烟气密度是烟气压力和温度的函数。而烟气密度影响着电晕电场的起晕电压、电晕极表面电场强度、空间电荷密度和离子迁移率的大小，从而影响电除尘器的放电特性和除尘性能。烟气压力降低时，导致放电极在较低的场强下获得较大的电晕电流。如果只考虑烟气压力的影响，放电电压与气体压力保持一次线性关系。也就是说在其他条件相同的情况下，烟气压力高，除尘效率也较高。（6）粉尘浓度对除尘效率的影响。电除尘器对粉尘的浓度有一定的适应范围，超过这个范围，电流随着含尘浓度的增加而逐渐减少。当含尘浓度达到某一极限值时，通过电场的电流趋近于零，这就是所说的电晕闭塞。当电晕闭塞现象发生时，除尘效率将显著降低。（7）粉尘粒径对除尘效率的影响。荷电粉尘的驱进速度随着粉尘粒径的不同而异。带电粉尘向收尘极移动的速度与粉尘的半径成正比，对于1μm以上的粉尘，粒径越大，除尘效率越高；而粒径在0.1—0.5μm之间，驱进速度有最低值，在此范围之外，驱进速度均有所提高。粉尘粒径还影响电气条件、二次飞扬等。如果粉尘浓度较高，细粒粉尘较多，还容易产生电晕闭塞。（8）粉尘密度对除尘效率的影响。粉尘密度是指该粉尘单位体积的质量。粉尘被振打而落入灰斗的过程中，受到重力、烟气流动的动力和静电力的作用，而粉尘的密度与烟气在电场内的最佳流速及二次飞扬有密切关系，因而影响除尘效率。（9）粉尘粘附力对除尘效率的影响。收尘极板捕集的粉尘，是借助粒子与粒子之间和粒子与收尘极板之间的粘附力而堆积在极板上的。这些粉尘层通过振打而被清除下来。粉尘粘附力过大，需要较大的振打力才能剥离下来；粉尘粘附力过小，则振打时聚结成块的粉尘容易分解成单个颗粒，而被气流再次带走，或者粘附在极板表面的粉尘易受气流作用再飞散。其结果必定导致除尘效率降低。（10）烟气流速对除尘效率的影响。对于一定的收尘面积，增加处理烟气量（相当于提高电场风速），则除尘效率下降。电场中的烟气速度对驱进速度影响很大。当流速较低时，驱进速度随着流速的增加而提高；但大于某一值时，驱进速度随着流速的增加而降低。（11）振打清灰对除尘效率的影响。电除尘器的振打清灰，必须使振动冲击传递到整排极板、极线，尽量除去粘附在其上的粉尘层，防止粉尘堆积过厚和长时间停留在电极上。在振打过程中，必定有一部分粉尘重返气流，形成振打清灰时的二次飞扬。振打条件、强度、方式、时间间隔等都会直接影响到除尘效率。合理的振打制度就是尽量避免产生二次飞扬。2、电除尘器结构特点的影响（1）气流分布均匀性差。部分气流分布板脱落、磨损较大，影响了烟气进入电场的均匀分布，大大降低电场的除尘效率。气流进入电场越均匀，灰尘在流通断面也就越均匀，极板有效收尘面积也就越高，从而提高除尘效率。由于气流分布板长期被烟气冲刷，分布板的板孔磨损严重，固定不牢固，运行中晃动大，导致均流效果下降。（2）阴阳极系统积灰严重。电除尘器阳极板上积灰较重，振打清灰效果较差。这样使得该电除尘器大部分收尘面积失去了应有的收尘作用。若煤种变化，则电除尘器收尘性能变化很大。极板上严重积灰，影响了电场空间的电场强度E，降低了驱进速度，从而降低了收尘效率。阴极线积灰同样也很严重，使电子不能完全从阴极线逸出，尘粒不能饱和荷电，严重时形成电晕封闭，这大大降低了阴极线的放电效果，降低了除尘效率。（3）漏风率偏高。漏风的影响是全方位的，容易造成低温结露，发生电极腐蚀，绝缘部件爬电，造成冷热不均使物件变形，局部积灰，引起烟气流速不均等，其最直接的影响是增加了烟气的处理量。导致除尘效率降低。主要表现在人孔门密封不严，挡风板脱落等，挡风漏风引起灰尘逃逸。（4）因焊接质量引起的故障有：极线松动、脱落、框架扭曲变形，引起电场极间距过小甚至短路，影响除尘效率。（5）非电场距离过小。（6）电源控制系统达不到出力或发生故障。3、人为操作因素的影响操作因素的影响，会集中在V—I特性中反映出来，从V—I特性上，可以得到一条随时间变化的电晕功率曲线，从总体上讲，电场电晕功率越大，除尘效率越高，这就要求有关运行人员要调整最佳机组运行参数，以达到最大的电晕功率输出，人为操作导致除尘效率降低有以下几个方面的原因。（1）锅炉燃烧方式、制粉系统发生问题，造成锅炉燃烧不好，致使粉尘粒径大小不均、温度、湿度、密度、浓度及粉尘流速等发生变化。（2）燃烧的煤质灰份含量值高，超过我们设计煤种的要求。（3）电除尘器运行参数偏低，没有达到额定的运行参数及电场无法投入正常运行电除尘器运行参数偏低，电除尘器输出功率会偏低，尘粒荷电不饱和，收尘效果下降。（4）振打系统出现故障振打系统出现故障，导致阴阳极积灰过多，使电子不能完全从阴极线逸出，尘粒不能饱和荷电，严重时形成电晕封闭，这大大降低了阴极线的放电效果，降低了除尘效率。三、为保证除尘效率采取的对策1、保证阴阳极部件及振打系统完好。阳极板达到无积灰，无变形、无腐蚀、无松动，下横梁板无断裂，振打砧磨损无超标。阴极线无积灰，芒刺尖端无钝化，无松动，无脱落，异极间距在200±10mm范围内。阴阳极振打轴、振打锤、尘中轴承等磨损值无超标，振打轴无窜动，振打锤无脱落。框架无扭曲、无开焊。2、漏风率降低至3%以下。对人孔门、壳体、灰斗、大小绝缘子室等部件进行认真检查，查找漏风点，更换破损的部分人孔门及玻纤胶绳，提高密封性能3、保持气流分布均匀。对磨损超标的气流分布板进行更换，对移位的进行复位并焊接牢固。4、电源控制系统达到出力要求，即硅整流变压器容量保持在1.4A/72KV的正常参数下。5、保持灰斗加热系统及电动锁气器完好。蒸汽加热管如有泄漏，应在6小时之内（冬季为4小时）处理完毕，电动锁气器星型阀与阀体的间隙不应超过1.5mm，超标者应更换。6、保证振打和排灰系统正常，不出现灰斗棚灰和堵灰，箱式冲灰器冲灰水压力保证在0.5Mpa以上。7、选择我厂原设计煤种，并且保证煤的质量，尽可能地选用低比电阻的煤种。8、做到锅炉燃烧系统煤燃烧充分，达到粉尘粒径大小均匀。9、电除尘器运行参数二次电压、二次电流分别保持在50KV及0.3A以上，10、调整振打时间，合理的振打周期如下表所示：11、箱式冲灰器内激流喷咀的直径为：一，二电场为12～14mm，三、四电场为14～16mm，超过此范围应更换。四、结论通过上述理论分析，我们可以得知影响除尘效率的因素有很多，有烟气及粉尘性质的影响，电除尘器结构特点的影响，也有人为操作因素的影响等，只有每一个环节控制都符合要求，才能保证其除尘效率，才能达到改善环境，提高空气质量的目地。在电除尘器设备参数已经确定不变的情况下，为了确保设备的性能，多年来，经过我们不断地改造与维修，既保证了电除尘及其附属设备的可靠性，又保证了电除尘器在操作过程中各项运行参数的合理稳定，使电除尘器已经达到了其自身设计与改造后的性能指标。