摘要：本文通過(guò)對(duì)影響電除塵運(yùn)行參數(shù)的常見原因分析并結(jié)合神頭第一發(fā)電廠三期電除塵（#5——#8電除塵）多年來(lái)運(yùn)行參數(shù)的實(shí)際狀況和常見故障探討，找出當(dāng)前影響神一三期電除塵運(yùn)行參數(shù)的主要原因：電場(chǎng)部分極板極絲腐蝕、變形、間距改變；振大強(qiáng)度不夠；高壓電纜老化；本體磨損漏風(fēng)；升壓變?nèi)萘坎蛔愕炔⑻岢鱿鄳?yīng)的對(duì)策：更換部分極板極絲及老化的高壓電纜；全部采用寬間距、雙側(cè)振打改造；徹底消除漏風(fēng)；合理調(diào)整燃燒、降低排煙溫度等，以達(dá)到三期電除塵運(yùn)行參數(shù)最佳、除塵效率最佳的目的。

關(guān)鍵詞：參數(shù)原因分析對(duì)策

1.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，據(jù)資料記載：電除塵器最適合的比電阻范圍為10⁴—5×10¹⁰(Ω·cm)，若在此范圍外，則需采取一定的技術(shù)措施。

神一三期四臺(tái)電除塵器是由捷克的機(jī)械部分和東德的電氣部分組成，由于設(shè)計(jì)、制造、安裝、均存在不合理因素，投運(yùn)以來(lái)，運(yùn)行參數(shù)一直不佳，從未達(dá)到設(shè)計(jì)參數(shù)，經(jīng)過(guò)工程技術(shù)人員和有關(guān)專家的多次研究探討，又經(jīng)過(guò)機(jī)械、電控系統(tǒng)的技術(shù)改造，雖然有所好轉(zhuǎn)，但仍未達(dá)到額定運(yùn)行參數(shù)值。特別是近幾年來(lái)，隨著設(shè)備的老化，運(yùn)行參數(shù)一直不穩(wěn)，經(jīng)常出現(xiàn)：二次電壓低甚至接近為零或升至較低電壓便發(fā)生閃絡(luò)；二次電流升不起維持在低電流運(yùn)行或二次電流不穩(wěn)定急劇擺動(dòng)等現(xiàn)象。根據(jù)我們多年的運(yùn)行、檢修經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)分析，對(duì)影響我廠三期電除塵器運(yùn)行參數(shù)的原因及對(duì)策作以下探討。

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(Ω·cm)，而我廠粉塵比電阻經(jīng)測(cè)試為10¹¹—10¹³(Ω·cm)，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(Ω·cm)，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(Ω·cm)，，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(Ω·cm)，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)

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(Ω·cm)，

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(Ω·cm)，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。

4)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(Ω·cm)，，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：

電暈線越細(xì)，產(chǎn)生的電暈越強(qiáng)烈，但因在電暈極周圍的離子區(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)并沉積在電暈線上，若粉塵的粘附性很強(qiáng)，不容易振打下來(lái)，于是電暈線的粉塵越集越多，即電暈線變粗，大大地降低電暈放電效果，這就是電暈線肥大；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、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。

為減小煙氣含塵濃度大的影響，前幾年利用大修將三期電除塵的電暈線由鋸齒線改為適于捕集高濃度粉塵的芒刺線，改造后電暈閉塞現(xiàn)象明顯減少；但隨著近年來(lái)除塵器本體的老化，除塵器到大修周期因其他原因而未能及時(shí)安排大修，漏風(fēng)增多未能徹底治理，導(dǎo)致電暈閉塞現(xiàn)象又有所增加，運(yùn)行中二次電流有時(shí)明顯下降，甚至使電流趨于零。

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）

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。

神一三期鍋爐排煙溫度最高可達(dá)到180℃左右，而電除塵器的最佳運(yùn)行溫度是140℃—150℃，在這種高溫下運(yùn)行將直接影響電除塵的二次電壓和二次電流的升高。而煙氣壓力經(jīng)過(guò)以前的測(cè)試影響不大，所以降低鍋爐排煙溫度有利于提高電除塵的運(yùn)行參數(shù)。

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：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)部陰極線或陽(yáng)極板斷裂或開焊，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。

神一三期電除塵由于部分設(shè)備的老化，在運(yùn)行中經(jīng)常出現(xiàn)電場(chǎng)絕緣低、甚至為零或高壓電纜老化對(duì)地?fù)舸┑默F(xiàn)象，嚴(yán)重影響電除塵運(yùn)行中的電流電壓參數(shù)，急需利用大修進(jìn)行部分設(shè)備的更換。

2.6微機(jī)控制柜的運(yùn)行環(huán)境及電除塵器升壓變?nèi)萘坎蛔銓?duì)運(yùn)行參數(shù)的影響：

微機(jī)控制柜的周圍環(huán)境好壞直接影響到微機(jī)內(nèi)部電控元件能否正確的執(zhí)行和反饋控制，若電控元件集灰太多，勢(shì)必會(huì)影響散熱引起溫度升高，從而誤發(fā)信號(hào)、嚴(yán)重影響運(yùn)行中的電流電壓參數(shù)。三期電除塵由于投產(chǎn)安裝時(shí)配電室密封不嚴(yán)，在電除塵運(yùn)行時(shí)大量的灰塵進(jìn)入配電室內(nèi)，嚴(yán)重影響微機(jī)控制系統(tǒng)的正確動(dòng)作，雖然加強(qiáng)了定期的清掃，但遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足微機(jī)運(yùn)行的需要。目前，除#5電除塵配電室經(jīng)大修改造環(huán)境有明顯改善外，#6、#7、#8電除塵配電室的環(huán)境在運(yùn)行中仍很惡劣，急需徹底整改密封。

電除塵器的升壓變對(duì)運(yùn)行參數(shù)影響很大，由于神一電除塵器的機(jī)械部分由捷克制造，而電控柜和升壓變由東德制造，設(shè)計(jì)時(shí)沒有進(jìn)行嚴(yán)密的配套計(jì)算，電除塵器的收塵面積太大，相當(dāng)于國(guó)產(chǎn)30萬(wàn)機(jī)組電除塵器的收塵面積，升壓變的容量較小。而升壓變?nèi)萘孔銐虼髸r(shí)，負(fù)載變化對(duì)其輸出電壓影響很小，反之升壓變?nèi)萘坎蛔銊t負(fù)載變化對(duì)其參數(shù)影響就大，由于設(shè)計(jì)時(shí)升壓變與本體容量不配套，升壓變的容量較小，所以，當(dāng)電流上升時(shí)，變壓器本身整流硅堆、阻尼電阻及高壓電纜壓降很大，從而降低了電場(chǎng)的電壓，使電場(chǎng)電壓和電流都不能升高，參數(shù)達(dá)不到額定的要求。

解決辦法是：加寬極距，減少收塵面積，（#5、#8電除塵器以實(shí)施）但此方法同樣受變壓器最高允許電壓的限制，電壓達(dá)到額定的55KV時(shí)，變壓器已經(jīng)過(guò)流。故根本解決辦法是更換大容量的升壓變壓器。

3.結(jié)論：

通過(guò)以上分析可知影響當(dāng)前神一三期電除塵運(yùn)行參數(shù)的主要原因有：

塵比電阻大。排煙溫度高。

部分極板、極絲腐蝕、變形、間距改變。

振大強(qiáng)度不夠。

高壓電纜老化；本體磨損漏風(fēng)；部分保溫箱漏風(fēng)、漏雨、保溫不足。

升壓變?nèi)萘坎蛔?，運(yùn)行參數(shù)達(dá)不到額定值。

配電室密封不嚴(yán)，微機(jī)運(yùn)行環(huán)境差。

4.措施與對(duì)策：

針對(duì)目前的情況應(yīng)采取的措施及長(zhǎng)遠(yuǎn)對(duì)策為：

選擇合適煤種并合理燃燒、降低排煙溫度。

利用大修機(jī)會(huì)，更換腐蝕、變形的極板、極絲及不合格的高壓電纜、徹底消除漏風(fēng)、投入保溫箱加熱。徹底解決#6、#7、#8配電室密封不嚴(yán)問題。

全部采用寬間距、雙側(cè)振打改造（#5、#8已采用寬間距、#6已采用雙側(cè)振打）。

更換大容量的升壓變壓器或采用高壓脈沖供電電源。

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