電除塵器維護(hù)淺析

摘 要：基于火電廠(chǎng)普遍采用電除塵器技術(shù)的現(xiàn)狀，為了確保電除塵器高效穩(wěn)定地運(yùn)行，本人對(duì)電除塵器維護(hù)提出了改進(jìn)意見(jiàn)。

關(guān)鍵詞：電除塵器；維護(hù)；改進(jìn)措施

空氣污染的經(jīng)濟(jì)后果，始終是個(gè)重大的研究課題。在周?chē)諝庵械姆蹓m和氣態(tài)污染物越多，對(duì)各種材料的破壞作用也越大。盡管空氣污染的經(jīng)濟(jì)損失難以定量計(jì)算，但它卻是必需治理空氣污染的原因之一。在各種氣體凈化設(shè)備中，只有電除塵器才能把作用力直接施加到塵粒本身上，使塵粒與氣流脫離。因此，電除塵器分離塵粒所需的能量要比其它形式的除塵設(shè)備小得多。電除塵器的阻力大約為25毫米水柱或更小一些，相比之下過(guò)濾器和洗滌器的阻力可達(dá)到250到2500毫米水柱。電除塵器這個(gè)獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，使其在處理氣體量大、除細(xì)塵效率要求高的地方得到廣泛的采用。

空氣污染控制的設(shè)備必須十分可靠，設(shè)計(jì)上應(yīng)有后備能力以應(yīng)付突然故障。停產(chǎn)檢修設(shè)備的代價(jià)很高，設(shè)備的設(shè)計(jì)和維護(hù)不佳，使治理污染的總費(fèi)用提高。一般，都力求凈化設(shè)備安全可靠，使主要的檢修工作納入工廠(chǎng)維修計(jì)劃中，盡量減少因凈化設(shè)備的故障而停工。利用各種可能的機(jī)會(huì)進(jìn)行檢查，防止計(jì)劃外的停產(chǎn)才是上策。對(duì)于電除塵器來(lái)說(shuō)，既要檢查內(nèi)部結(jié)構(gòu)，也要檢查外部部件。

1 電除塵過(guò)程

電除塵過(guò)程由三個(gè)基本階段組成：（1）塵粒荷電；（2）收塵；（3）清除所捕集的塵粒。在實(shí)際除塵器中塵粒的荷電，是通過(guò)電暈發(fā)電產(chǎn)生大量離子并使其附著在塵粒上來(lái)實(shí)現(xiàn)的。電除塵器由作為放電極（或稱(chēng)電暈極）的極線(xiàn)和作為接收極（或稱(chēng)收塵極）的圓筒所組成。產(chǎn)生電暈需要有一個(gè)極不均勻的電場(chǎng)，在極線(xiàn)與圓筒電極之間施加高電壓時(shí)，極線(xiàn)附近就會(huì)形成這種條件。此電場(chǎng)使氣體中的電子運(yùn)動(dòng)加速到足以使極線(xiàn)附近的氣體達(dá)到電離的程度，由此所生產(chǎn)的離子在向收塵極運(yùn)動(dòng)過(guò)程中與氣流中的懸浮離子碰撞并附著在其上面。離子的附著導(dǎo)致粒子荷電，粒子荷電程度取決于附著離子的數(shù)目。

當(dāng)存在著電場(chǎng)時(shí)，粒子上的電荷形成了一個(gè)指向收塵極的新力，其大小取決于電荷的多少和電場(chǎng)的強(qiáng)度。該力使粒子沉積于收塵極上，在機(jī)械力、電力和分子力的共同作用下，粒子得以貼附在極板上。粒子被捕集后，如果是液態(tài)氣溶膠，可用聚并和沖洗除掉；如果是固體物質(zhì)，則用定期撞擊或振打來(lái)除掉。對(duì)于后一種情況，必須要等粉塵積到一定厚度時(shí)再振打，使粉塵成塊狀落入灰斗或灰倉(cāng)，以防止過(guò)多的物料重新被帶到氣流中去。

除塵器的內(nèi)部配置視其用途不同而異。雖然有時(shí)也采用圓筒形電極，但是為了節(jié)約空間，多數(shù)工業(yè)除塵器的收塵極均采用板式結(jié)構(gòu)。大多數(shù)電除塵器的荷電和收塵階段均在同一區(qū)內(nèi)進(jìn)行。這種形式的電除塵器稱(chēng)為單區(qū)電除塵器。有時(shí)荷電是在一個(gè)區(qū)內(nèi)進(jìn)行，而其后的一個(gè)區(qū)是由帶電的與接地的板極交替組成收塵區(qū)。分別建立電暈電場(chǎng)和收塵電場(chǎng)的除塵器稱(chēng)為雙區(qū)電除塵器。

塵粒必須荷電以后，才能在電場(chǎng)作用下得到一個(gè)朝收塵極板移動(dòng)的力。此驅(qū)動(dòng)力使塵粒氣流中分離出來(lái)的主要因素。此力與塵粒荷電的大小和電場(chǎng)強(qiáng)度成正比。通常認(rèn)為塵粒荷電是在電暈區(qū)邊界到收塵極之間的區(qū)域內(nèi)進(jìn)行的。在此區(qū)域內(nèi)通過(guò)的塵粒，受其中離子和電子作用而荷電。在負(fù)電暈除塵過(guò)程中，負(fù)離子起主要作用。塵粒荷電有兩種機(jī)理，通常分別稱(chēng)為電場(chǎng)荷電和擴(kuò)散荷電。兩種荷電機(jī)理都起作用，但在一定粒度范圍內(nèi)，某一種作用會(huì)更顯著些。當(dāng)塵粒半徑大于約0.5微米時(shí)，塵粒的電場(chǎng)荷電機(jī)理是主要的；當(dāng)塵粒半徑小于約0.2微米時(shí)，擴(kuò)散荷電起主導(dǎo)作用；而當(dāng)塵粒半徑介于二者之間時(shí)，塵粒荷電的兩種機(jī)理都很重要，必須同時(shí)考慮。

電場(chǎng)荷電時(shí)，離子在外加電場(chǎng)的影響下，作有序的運(yùn)動(dòng)，并與懸浮氣流中的塵粒相碰撞。擴(kuò)散荷電則是由于離子作不規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)時(shí)而與氣流中塵粒碰撞所致。塵粒附上離子后就成為荷電粒子。

2 電除塵器維護(hù)

電除塵器故障的類(lèi)型與具體的設(shè)計(jì)、使用方式有關(guān)。根據(jù)工業(yè)氣體凈化協(xié)會(huì)對(duì)電除塵器的運(yùn)行維護(hù)所作的調(diào)查，美國(guó)電除塵器最常見(jiàn)的運(yùn)行故障是放電極斷線(xiàn)，占調(diào)查對(duì)象的68%，可見(jiàn)此問(wèn)題的嚴(yán)重。第二個(gè)最常見(jiàn)的故障是振打失靈，有這類(lèi)毛病者，占調(diào)查對(duì)象的40%。絕緣故障和電極因積灰而短路的各占28%，灰斗問(wèn)題占24%。變壓器整流器的故障占20%。

2.1 放電極故障

放電極的機(jī)械故障，一般發(fā)生在極線(xiàn)繞自身扭轉(zhuǎn)的接觸點(diǎn)附近。如果極線(xiàn)兩端有加粗的護(hù)頸，則多發(fā)生在其根部。有的機(jī)械故障是由于極線(xiàn)擺動(dòng)過(guò)度造成的，頻繁的擺動(dòng)會(huì)使極線(xiàn)遭到反復(fù)冷彎，最后疲勞斷裂。擺動(dòng)可能是由于極線(xiàn)與重錘間的共振引起的。重錘限位不當(dāng)、氣流分布過(guò)于不均、電氣條件不適，或這些因素的綜合，都會(huì)引起共振。

收塵極上有毛刺、極線(xiàn)擺動(dòng)使極距縮短或者未設(shè)護(hù)頸都會(huì)引起局部地點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度升高，產(chǎn)生集中的火花放電，把極線(xiàn)擊斷。肉眼觀(guān)察斷線(xiàn)，即可鑒別是否由電擊造成。此時(shí)極線(xiàn)的一邊往往又圓又光滑，而面向放電的另一側(cè)則是平的，表面很粗糙。故障影響到的長(zhǎng)度一般約為75～100毫米。這種故障一般多發(fā)生在靠近極線(xiàn)的底部和頂部，相對(duì)于收塵極板的上下沿處。這時(shí)，在收塵極板的邊緣或擋板端出現(xiàn)電弧。避免出現(xiàn)電弧的方法是切除部分擋板，或?qū)O板邊沿磨圓。其它地點(diǎn)也可能發(fā)生這類(lèi)故障，特別是當(dāng)擋板是焊接的，或收塵極板有毛刺、表面粗糙時(shí)，更是如此。此類(lèi)故障一般起因于電極安裝不正或基座錯(cuò)動(dòng)，致使放電極偏向收塵電極（特別是在其底部附近）。

2.2 觀(guān)察及補(bǔ)救措施

在設(shè)計(jì)、安裝良好的除塵器中，斷線(xiàn)是不常見(jiàn)的。雖然沒(méi)有斷線(xiàn)次數(shù)的確切數(shù)字，但是，大型設(shè)備有每年只發(fā)生斷線(xiàn)1～2次的。

減少斷線(xiàn)故障的補(bǔ)救措施有：（1）根據(jù)斷線(xiàn)部位和斷裂點(diǎn)的位置鑒別故障的性質(zhì)；（2）檢查斷裂面，判斷故障起因；（3）排除斷線(xiàn)根源。

斷線(xiàn)最常見(jiàn)的原因之一是電弧襲擊。除了上述各種嚴(yán)格的機(jī)械因素外，斷線(xiàn)的主要起因是供電設(shè)備的設(shè)計(jì)和操作不當(dāng)，無(wú)論什么除塵器，運(yùn)行中出現(xiàn)一些火花都是正常的。但是，如何掌握火花率，卻大有差別。有的制造廠(chǎng)運(yùn)行火花率在1次/分或以下，另一些廠(chǎng)在50～100次/分左右。如果其他條件相同，火花率低時(shí)，電極故障一般較少。但是這會(huì)降低除塵器的運(yùn)行電壓，使效率下降。因此，按低火花率運(yùn)行所需要的除塵器較大。

2.3 排灰系統(tǒng)

排灰系統(tǒng)設(shè)計(jì)使用不當(dāng)，可能成為除塵器失靈的主要原因。排灰能力不足，灰斗積滿(mǎn)粉塵甚至能將極線(xiàn)重錘托起來(lái)，造成局部拉弧斷線(xiàn)。在粉塵層內(nèi)部的擊穿電弧，會(huì)使粉塵融成大塊。拉弧還會(huì)使高壓框架或收塵極板變形成大量的二次揚(yáng)塵。

排灰故障的主要起因有：（1）排灰系統(tǒng)容量不足；（2）煙氣溫度低，飛灰粘結(jié)，尤其在燃燒高硫煤時(shí)；（3）灰斗保溫不佳，或未設(shè)加熱裝置，致使飛灰流動(dòng)性降低；（4）灰斗角度設(shè)計(jì)得太小，粉塵架橋；（5）卸灰閥失靈。

3 結(jié)束語(yǔ)

電除塵器專(zhuān)業(yè)技術(shù)是一門(mén)由機(jī)械、高低壓電氣和微機(jī)控制等跨專(zhuān)業(yè)的綜合技術(shù)。在運(yùn)行和檢修中建立全面的監(jiān)督和管理機(jī)制是非常必要的?？刂坪眠\(yùn)行和檢修的各個(gè)基層環(huán)節(jié)，結(jié)合實(shí)際狀況進(jìn)行必要的設(shè)備完善，對(duì)保持和提高電除塵器除塵效率大有好處的。

參考文獻(xiàn)

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作者簡(jiǎn)介：許春輝，長(zhǎng)沙電力學(xué)院熱動(dòng)專(zhuān)業(yè)，2002年畢業(yè)，現(xiàn)在在山西大唐國(guó)際云岡熱電有限責(zé)任公司工程設(shè)備部。