影響電除塵器運(yùn)行參數(shù)的主要原因及對(duì)策
來(lái)源： 閱讀：1851 更新時(shí)間：2008-10-20 17:501.概述：
電除塵器一般是利用直流負(fù)高壓使氣體電離、產(chǎn)生電暈放電，進(jìn)而使粉塵荷電，并在強(qiáng)電場(chǎng)力的作用下，將粉塵從氣體中分離出來(lái)的除塵裝置，其特點(diǎn)是除塵效率高，普遍在99%以上，設(shè)計(jì)效率最高可達(dá)99.99%，一般能保證除塵器出口含塵濃度為50—100毫克/米3阻力損失小，一般為49—196Pa，因而風(fēng)機(jī)的耗電量少，按每小時(shí)處理1000m3煙氣量計(jì)算，電能消耗約為0.2—0.8KW．h,處理煙氣量大，對(duì)煙氣濃度的適應(yīng)性較好，運(yùn)行費(fèi)用低。但其一次性投入與鋼材消耗量大，占地面積大，對(duì)制造、安裝和操作水平要求較高，對(duì)煙氣溫度變化較敏感，應(yīng)用范圍受粉塵比電阻的限制，電除塵器最適合的比電阻范圍為104—5×1010（-㎝），若在此范圍外，則需采取一定的技術(shù)措施。
2.影響運(yùn)行參數(shù)的原因分析：
2.1反電暈對(duì)運(yùn)行參數(shù)的影響：
電除塵器最適合的粉塵比電阻范圍為104—5×1010（-㎝），而我廠粉塵比電阻經(jīng)測(cè)試為1011—1013-㎝，超過(guò)此臨界值則為高比電阻粉塵。所謂反電暈就是指沉積在收塵極表面上的高比電阻粉塵層所產(chǎn)生的局部放電現(xiàn)象。當(dāng)粉塵比電阻超過(guò)臨界值1010（-㎝）后，電除塵器的性能就隨著比電阻的增高而下降。比電阻超過(guò)1012-㎝，采用常規(guī)電除塵器就難以達(dá)到理想的效果。這是因?yàn)椋喝舫练e在收塵極上的粉塵是良導(dǎo)體，則不會(huì)干擾正常的電暈放電，當(dāng)如果是高比電阻粉塵，則電荷不易釋放。隨著沉積在收塵極上的粉塵層增厚，釋放電荷更加困難。此時(shí)一方面由于粉塵層未能將電荷全部釋放，其表面仍有與電暈極相同的極性，便排斥后來(lái)的荷電粉塵。另一方面由于粉塵層電荷釋放緩慢，于是在粉塵間形成較大的電位梯度。當(dāng)粉塵層中的電場(chǎng)強(qiáng)度大于其臨界值時(shí)，就在粉塵層的孔隙間產(chǎn)生局部擊穿，產(chǎn)生與電暈極極性相反的正離子，所產(chǎn)生的正離子便向電暈極運(yùn)動(dòng)，中和電暈區(qū)帶負(fù)電的粒子。其結(jié)果是電流大幅度增大，電壓降低。運(yùn)行參數(shù)及為不穩(wěn)，電除塵性能顯著惡化。
電除塵器的性能超過(guò)臨界值1010（-㎝）后隨著比電阻的增高而下降也可根據(jù)歐姆定理來(lái)論證：電流通過(guò)具有一定電阻的粉塵的電壓降為
△U=j*Rs=j*póR(V)[2]
其中：j—粉塵層中的電流密度（A/cm）
óR——粉塵層厚度（cm）p——比電阻（-㎝）
作用于電極之間的電壓為Ug=U—△U=U—jpóR(v)
U—電除塵器外加電壓
由上式可看出：如果粉塵比電阻不太高，則沉積在收塵極上的粉塵層中的電壓降對(duì)空間電壓Ug的影響可或略不計(jì)。但是隨著比電阻的升高，若超過(guò)臨界值1010（-㎝）后，則粉塵層中的電壓△U變得很大，達(dá)到一定程度致使粉塵層局部擊穿，并產(chǎn)生火花放電，即通常所說(shuō)的反電暈現(xiàn)象。
概括地說(shuō)，反電暈對(duì)電流—電壓特性最明顯的影響是：
a).降低火花放電電壓，使二次電壓降低；
b).形成穩(wěn)定的反電暈陷口而發(fā)生電流的突變或非連續(xù)性，使運(yùn)行參數(shù)及為不穩(wěn)
c).最大電暈電流大為增加，在即將發(fā)生火花放電時(shí)，二次電流為正常電流值的好幾倍。
防止和減弱反電暈的措施是[3]：設(shè)法降低粉塵比電阻，使粉塵層不被擊穿。主要方法有以下幾種：
對(duì)煙氣進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理。（其中有：增濕處理；化學(xué)調(diào)質(zhì)處理）
采用高溫電除塵器。
采用寬間距電除塵器。
d)采用高壓脈沖供電系統(tǒng)，是徹底消除反電暈，解決高比電阻粉塵不易捕集的最有效的手段。其簡(jiǎn)單原理是在直流電壓的基礎(chǔ)上跌加作用時(shí)間很短的脈沖電壓。直流電壓為臨界起暈電壓，脈沖電壓使氣體電離產(chǎn)生電暈電流。這種供電方式，可在不降低電場(chǎng)電壓的情況下，通過(guò)改變脈沖電壓的頻率和寬度來(lái)控制電暈電流。使沉集在收塵極上粉塵層的電暈電流密度和比電阻的乘積永遠(yuǎn)低于粉塵層的擊穿電壓，從而徹底避免反電暈現(xiàn)象。同時(shí)還將使電除塵器的能耗大幅度地下降，具有很大的經(jīng)濟(jì)效益。美國(guó)、日本、丹麥等國(guó)早已成功運(yùn)行并已證實(shí)了實(shí)際的使用效果。是我國(guó)電除塵的發(fā)展、應(yīng)用方向。
神一除塵器的粉塵比電阻經(jīng)環(huán)保設(shè)備廠測(cè)試為1011—1013-㎝，是高比電阻粉塵，不利于收塵，運(yùn)行中電場(chǎng)內(nèi)經(jīng)常發(fā)生反電暈現(xiàn)象，由于頻繁的放電，嚴(yán)重影響運(yùn)行參數(shù)的升高。根據(jù)這種狀況并結(jié)合解決我廠除塵器的其他問(wèn)題，前幾年#5、#8電除塵器進(jìn)行了寬間距改造，同極距由300mm加到400mm,運(yùn)行電壓由30KV升到45KV左右，同時(shí)又采用了高壓微機(jī)控制，運(yùn)行參數(shù)有所提高，在很大程度上防止和減弱了反電暈現(xiàn)象，但仍未完全消除。#6、#7電除塵器一直未改造，隨著設(shè)備的老化，不僅反電暈現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生，而且還暴露出電暈線(xiàn)肥大和陽(yáng)極板粉塵堆積的情況，嚴(yán)重影響運(yùn)行參數(shù)的穩(wěn)定和提高，有待于今后作全面的改造。
2.2電暈線(xiàn)肥大和陽(yáng)極板粉塵堆積對(duì)運(yùn)行參數(shù)的影響：
電暈線(xiàn)越細(xì)，產(chǎn)生的電暈越強(qiáng)烈，但因在電暈極周?chē)碾x子區(qū)有少量的粉塵粒子獲得正電荷，便向負(fù)極性的電暈極運(yùn)動(dòng)并沉積在電暈線(xiàn)上，若粉塵的粘附性很強(qiáng)，不容易振打下來(lái)，于是電暈線(xiàn)的粉塵越集越多，即電暈線(xiàn)變粗，大大地降低電暈放電效果，這就是電暈線(xiàn)肥大；粘附性很強(qiáng)的粉塵有時(shí)還會(huì)在陽(yáng)極板上堆積起來(lái)。以上兩種情況都會(huì)使運(yùn)行參數(shù)明顯降低。其產(chǎn)生的原因主要有以下幾方面：
1）除塵器低負(fù)荷或停止運(yùn)行時(shí)電除塵的溫度低與露點(diǎn)，水或硫酸凝結(jié)在塵粒之間及塵粒與電極之間，使其表面溶解，當(dāng)除塵器再次運(yùn)行時(shí)，溶解的物質(zhì)凝固或結(jié)晶，產(chǎn)生大的附著力。
2）由于粉塵的性質(zhì)而粘附，探索使用合適的煤種加以解決。
3）部分極板、極絲腐蝕嚴(yán)重，吸附在表面上的粉塵振打不易清除，雖然利用停爐機(jī)會(huì)更換部分陰極絲，但腐蝕的陽(yáng)極板需等到大修才可更換。
4）漏風(fēng)使冷空氣從檢查門(mén)、煙道、伸縮節(jié)、絕緣套管等處進(jìn)入電場(chǎng)，不僅會(huì)增加煙氣處理量，而且會(huì)由于溫度下降出現(xiàn)冷凝水，引起電暈極結(jié)灰肥大、絕緣套管爬電和腐蝕等后果。
5）振打強(qiáng)度不夠或振打故障，造成電暈線(xiàn)肥大和陽(yáng)極板粉塵堆積，影響電流電壓的升高。我們?cè)谌粘?shí)踐中發(fā)現(xiàn)：當(dāng)電流電壓明顯降低，經(jīng)調(diào)整微機(jī)不起作用時(shí)，暫停電場(chǎng)幾分鐘（振打繼續(xù)運(yùn)行）重新投入后電流電壓明顯升高，而過(guò)幾分鐘后運(yùn)行參數(shù)又返回原來(lái)狀態(tài)，充分說(shuō)明振打強(qiáng)度不夠。98年針對(duì)陽(yáng)極振打兩電場(chǎng)共用一套易發(fā)生犯卡的問(wèn)題對(duì)#6電除塵器進(jìn)行雙側(cè)振打改造后，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的運(yùn)行觀察我們發(fā)現(xiàn)不僅犯卡故障明顯減少，而且電暈線(xiàn)肥大和陽(yáng)極板粉塵堆積的情況也得以大幅度改善。
2.3電暈閉塞對(duì)運(yùn)行參數(shù)的影響：
當(dāng)含塵氣體通過(guò)電場(chǎng)空間時(shí)，粉塵粒子與其中的游離離子碰撞而荷電，于是在電除塵器內(nèi)便出現(xiàn)兩種形式的電荷——離子電荷和粒子電荷。故電暈電流一方面是由于氣體離子的運(yùn)動(dòng)而形成，另一方面是由粉塵粒子運(yùn)動(dòng)而形成，但是粉塵粒子大小和質(zhì)量都比氣體離子大的多，所以氣體離子的運(yùn)動(dòng)速度為粉塵離子的數(shù)百倍（氣體離子的平均速度為60-100m/s,而粉塵離子的速度小于60m/s）這樣，由粉塵離子所形成的電暈電流僅占總電暈電流的1-2%，隨著煙氣中含塵濃度的增加，粉塵離子的數(shù)量也增多，以致由于粉塵離子形成的電暈電流雖不大，但形成的空間電荷卻很大，接近于氣體離子所形成的空間電荷，嚴(yán)重抑制電暈電流的產(chǎn)生，使塵粒不能獲得足夠的電荷，以致二次電流大幅度的下降，若含塵濃度太大時(shí)，可能使電流趨于零，使運(yùn)行參數(shù)明顯下降、收塵效果明顯惡化，這種現(xiàn)象稱(chēng)為電暈閉塞。其產(chǎn)生的原因主要有以下幾方面：
1）煙氣含塵濃度大。據(jù)我們多年的觀察發(fā)現(xiàn)：三期電除塵有時(shí)由于煤質(zhì)的不同含塵濃度大時(shí)，電除塵的電流電壓都受到不同程度的影響，（特別是一、二次電流下降尤為明顯）下灰斗量很大，收塵效果惡化；同樣工況的電除塵器，不作高壓微機(jī)電控系統(tǒng)和振打微機(jī)電控系統(tǒng)的任何調(diào)整，有時(shí)電流電壓很高，下灰斗量正常，說(shuō)明煙氣含塵濃度對(duì)電除塵的運(yùn)行參數(shù)影響很大。
2）煙氣流速（電場(chǎng)風(fēng)速）增加，也會(huì)在不同程度上產(chǎn)生電暈閉塞現(xiàn)象。三期電除塵器設(shè)計(jì)的煙氣流速為1.159m/s,若煙氣流速超過(guò)此參數(shù)，則必然會(huì)影響到運(yùn)行中電流電壓的升高。電除塵器是負(fù)壓運(yùn)行，當(dāng)本體的聯(lián)結(jié)處密封不嚴(yán)而漏風(fēng)時(shí)，冷空氣就會(huì)從外部進(jìn)入電場(chǎng)，使通過(guò)電除塵器的煙氣流速增大，則在每一單位時(shí)間內(nèi)停留在電場(chǎng)中的煙塵量增大，因而會(huì)在不同程度上產(chǎn)生電暈閉塞現(xiàn)象，使運(yùn)行參數(shù)惡化。
2.4鍋爐排煙溫度和壓力對(duì)運(yùn)行參數(shù)的影響：
煙氣的溫度和壓力影響電暈始發(fā)電壓，起暈時(shí)電暈極表面的電場(chǎng)強(qiáng)度、電暈極附近的空間電荷密度和分子離子的有效遷移率等，溫度和壓力對(duì)電除塵器性能的某些影響可以通過(guò)煙氣密度ò的變化來(lái)分析。
ò=ò0*T0/T*P/P0（kg/m3）[4]
ò0——煙氣在T0和P0時(shí)的密度（kg/m3）
T0——標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)的溫度（273k）
P0——標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)的大氣壓（101325pa）
T——煙氣的實(shí)際溫度（k）
P——煙氣的實(shí)際壓力(pa)
由上式可知：參數(shù)ò隨溫度的升高和壓力的降低而減小，當(dāng)ò降低時(shí)，電暈始發(fā)電壓，起暈時(shí)電暈極表面的電場(chǎng)強(qiáng)度和火花放電電壓等都要降低，致使二次電壓升不起來(lái)。這是因?yàn)椋寒?dāng)ò減小時(shí)離子的有效遷移率由于和中性分子碰撞次數(shù)減少而增大，因?yàn)樵谕饧与妷阂欢ǖ那闆r下，這將導(dǎo)致電暈極附近的空間電荷密度減小和收塵極的平均電流增大。電暈極附近的空間電荷密度減小，導(dǎo)致在電暈極表面以較低的電場(chǎng)強(qiáng)度獲得一定的電暈電流，于是當(dāng)ò減小時(shí)，為了在陽(yáng)極板上保持一定的平均電暈電流密度，則外加電壓必須降低，致使運(yùn)行參數(shù)降低。
2.5.高壓短路對(duì)運(yùn)行參數(shù)的影響：
高壓短路直接影響電除塵運(yùn)行參數(shù)，發(fā)生高壓完全短路后，二次電流I2上升，二次電壓U2=0，相應(yīng)的電場(chǎng)失去除塵作用，為防止短路電流燒毀電場(chǎng)或損壞整流變，必須緊停相應(yīng)的控制柜，可見(jiàn)：高壓短路對(duì)電除塵運(yùn)行參數(shù)影響最大。高壓短路時(shí)的現(xiàn)象和原因主要有以下幾方面：
1）運(yùn)行中的電除塵器當(dāng)二次電流I2上升，二次電壓U2下降（有時(shí)U2=0）就有高壓短路的重大嫌疑；當(dāng)I2.U2的變化值不大，則是由于煙氣條件發(fā)生了變化，導(dǎo)致負(fù)荷加重，導(dǎo)致外部回路的壓降降低，或是由于整變變二次輸出抽頭位置不合適以及電場(chǎng)絕緣降低的原因，此時(shí)應(yīng)從電場(chǎng)本體上查出絕緣降低的原因，調(diào)整鍋爐運(yùn)行工況，或改變整流變的二次抽頭位置。
2）當(dāng)U2下降較大，二次電流表、二次電壓表反向大幅度擺動(dòng)時(shí)，即二次電壓表瞬間下降至零值，而二次電流表瞬時(shí)大幅度上升時(shí)，此時(shí)多是由于電場(chǎng)本體內(nèi)部陰極線(xiàn)或陽(yáng)極板斷裂或開(kāi)焊，異極距在煙氣流動(dòng)條件下時(shí)大時(shí)小，甚至短路（此時(shí)I2至表頭，U2=0）整流變?cè)肼暫龃蠛鲂，溫升較高，從設(shè)備安全角度應(yīng)緊停高壓柜運(yùn)行，待停爐后處理電除塵本體。
3）I2較正常值偏大，U2=0表針無(wú)擺動(dòng)，其原因大多是：
（1）電場(chǎng)內(nèi)極板、極線(xiàn)完全短路或積灰短路、高壓電纜對(duì)地?fù)舸?/p>
（2）電場(chǎng)或陰極絕緣瓷瓶嚴(yán)重受潮或進(jìn)水絕緣降低甚至到0、進(jìn)水使陰極絕吊桿在運(yùn)行中放電而碳化完全失去絕緣作用，造成高壓短路。高壓瓷瓶破裂。
（3）變壓器故障。
