影響除塵效率的原因分析及對策

【摘要】本文闡述了影響油田熱電廠電除塵器除塵效率的因素分析、并根據(jù)分析結(jié)果及實際經(jīng)驗，制定了影響除塵效率的對策，從而保證除塵效率，具有一定的借鑒價值。

【關(guān)鍵詞】200MW機(jī)組電除塵器；除塵效率；分析：對策

一、我廠電除塵器概況

大慶油田熱電廠每套200MW機(jī)組并列配制兩臺2GF158M單室四電場電除塵器。該電除塵器是由浙江菲達(dá)環(huán)?？萍加邢薰驹O(shè)計、制造的，原設(shè)計除塵效率為98%。#1、#2、#3電除塵器相繼于1991年、1992年、1993年投入運(yùn)行，至今已有十余年，在1997年至1999年，對三臺電除塵器進(jìn)行了陰極振打豎軸改造，在2002年至2004年進(jìn)行過一次大修改造，主要更換了陰極線及部分振打部件。在2006至2007年對三臺電除塵器進(jìn)行另一次維修，主要更換了陽極板、下橫梁板、振打砧等部件。為了提高電除塵器除塵效率，在現(xiàn)有電除塵器內(nèi)部空間尺寸不變的前提下，把#2、#3電除塵器四電場芒刺線更換成了螺旋線，由原設(shè)計的98%提高至99%以上，#1電除塵器四電場芒刺線沒有更換螺旋線，除塵效率仍為98%。

二、影響除塵效率的因素分析

影響電除塵器效率的實際因素有很多，大體上可歸納為以下三個方面：

1、煙氣及粉塵性質(zhì)的影響

煙氣性質(zhì)主要取決于燃煤的成份，也和鍋爐燃燒方式、制粉系統(tǒng)形式及其運(yùn)行操作條件有關(guān)。粉塵的性質(zhì)主要取決于粉塵的化學(xué)成份、物相結(jié)構(gòu)、理化特性，包括比電阻、粉塵濃度、粒徑分布及形狀、密度、磨擦角、粘附力等。從運(yùn)行角度看，使用什么煤種對除塵效率的影響很大。

（1）粉塵比電阻對除塵效率的影響。粉塵比電阻是衡量粉塵導(dǎo)電性能的一個指標(biāo)。粉塵比電阻在數(shù)值上等于單位面積的粉塵在單位厚度時的電阻值。最適合電除塵器工作的比電阻值為106—1011Ω·cm。粉塵比電阻在106Ω·cm以下時除塵效率隨著比電阻的降低而大幅度降低。比電阻高于1011Ω·cm時，除塵效率隨著比電阻的增高而下降。

（2）煙氣溫度對除塵效率的影響。電除塵器都是在一定的溫度下工作的，對于同一種粉塵，即使在電除塵器的規(guī)格和技術(shù)性能均相同的情況下，僅煙氣溫度不同可以使電除塵器的性能產(chǎn)生很大的差別，煙氣溫度對電除塵器性能的影響還表現(xiàn)在溫度對氣體粘滯性的影響。氣體的粘滯性是隨著溫度的上升而增加的。氣體的溫度愈高，煙氣的粘滯性愈大，則驅(qū)進(jìn)速度愈低。從溫度影響電除塵器性能來看，煙氣溫度高于露點溫度后，運(yùn)行溫度較低為好。

（3）煙氣濕度對除塵效率的影響。煙氣濕度能通過改變粉塵的比電阻而影響電除塵器的性能。在同一煙氣溫度下，濕度越大比電阻越小。煙氣含水量與擊穿電壓成正比，電壓一定時，與電暈電流成反比；水氣分子使得煙氣的電離減弱，電暈電流減小，空氣間隙的耐壓強(qiáng)度增加，擊穿電壓升高，火花放電較難出現(xiàn)。

（4）煙氣成分對除塵效率的影響。煙氣成分對負(fù)電暈放電特性影響很大，煙氣成分不同，在電暈放電中電荷載體的有效遷移率也不同。在電場中，電子與中性氣體分子相撞而形成負(fù)離子的過程稱為電子依附，其概率在很大程度上取決于煙氣成分。

（5）煙氣壓力對除塵效率的影響。煙氣密度是煙氣壓力和溫度的函數(shù)。而煙氣密度影響著電暈電場的起暈電壓、電暈極表面電場強(qiáng)度、空間電荷密度和離子遷移率的大小，從而影響電除塵器的放電特性和除塵性能。煙氣壓力降低時，導(dǎo)致放電極在較低的場強(qiáng)下獲得較大的電暈電流。如果只考慮煙氣壓力的影響，放電電壓與氣體壓力保持一次線性關(guān)系。也就是說在其他條件相同的情況下，煙氣壓力高，除塵效率也較高。

（6）粉塵濃度對除塵效率的影響。電除塵器對粉塵的濃度有一定的適應(yīng)范圍，超過這個范圍，電流隨著含塵濃度的增加而逐漸減少。當(dāng)含塵濃度達(dá)到某一極限值時，通過電場的電流趨近于零，這就是所說的電暈閉塞。當(dāng)電暈閉塞現(xiàn)象發(fā)生時，除塵效率將顯著降低。

（7）粉塵粒徑對除塵效率的影響。荷電粉塵的驅(qū)進(jìn)速度隨著粉塵粒徑的不同而異。帶電粉塵向收塵極移動的速度與粉塵的半徑成正比，對于1μm以上的粉塵，粒徑越大，除塵效率越高；而粒徑在0.1—0.5μm之間，驅(qū)進(jìn)速度有最低值，在此范圍之外，驅(qū)進(jìn)速度均有所提高。

粉塵粒徑還影響電氣條件、二次飛揚(yáng)等。如果粉塵濃度較高，細(xì)粒粉塵較多，還容易產(chǎn)生電暈閉塞。

（8）粉塵密度對除塵效率的影響。粉塵密度是指該粉塵單位體積的質(zhì)量。粉塵被振打而落入灰斗的過程中，受到重力、煙氣流動的動力和靜電力的作用，而粉塵的密度與煙氣在電場內(nèi)的最佳流速及二次飛揚(yáng)有密切關(guān)系，因而影響除塵效率。

（9）粉塵粘附力對除塵效率的影響。收塵極板捕集的粉塵，是借助粒子與粒子之間和粒子與收塵極板之間的粘附力而堆積在極板上的。這些粉塵層通過振打而被清除下來。粉塵粘附力過大，需要較大的振打力才能剝離下來；粉塵粘附力過小，則振打時聚結(jié)成塊的粉塵容易分解成單個顆粒，而被氣流再次帶走，或者粘附在極板表面的粉塵易受氣流作用再飛散。其結(jié)果必定導(dǎo)致除塵效率降低。

（10）煙氣流速對除塵效率的影響。對于一定的收塵面積，增加處理煙氣量（相當(dāng)于提高電場風(fēng)速），則除塵效率下降。電場中的煙氣速度對驅(qū)進(jìn)速度影響很大。當(dāng)流速較低時，驅(qū)進(jìn)速度隨著流速的增加而提高；但大于某一值時，驅(qū)進(jìn)速度隨著流速的增加而降低。

（11）振打清灰對除塵效率的影響。電除塵器的振打清灰，必須使振動沖擊傳遞到整排極板、極線，盡量除去粘附在其上的粉塵層，防止粉塵堆積過厚和長時間停留在電極上。在振打過程中，必定有一部分粉塵重返氣流，形成振打清灰時的二次飛揚(yáng)。振打條件、強(qiáng)度、方式、時間間隔等都會直接影響到除塵效率。合理的振打制度就是盡量避免產(chǎn)生二次飛揚(yáng)。

2、電除塵器結(jié)構(gòu)特點的影響

（1）氣流分布均勻性差。部分氣流分布板脫落、磨損較大，影響了煙氣進(jìn)入電場的均勻分布，大大降低電場的除塵效率。氣流進(jìn)入電場越均勻，灰塵在流通斷面也就越均勻，極板有效收塵面積也就越高，從而提高除塵效率。由于氣流分布板長期被煙氣沖刷，分布板的板孔磨損嚴(yán)重，固定不牢固，運(yùn)行中晃動大，導(dǎo)致均流效果下降。

（2）陰陽極系統(tǒng)積灰嚴(yán)重。電除塵器陽極板上積灰較重，振打清灰效果較差。

這樣使得該電除塵器大部分收塵面積失去了應(yīng)有的收塵作用。

若煤種變化，則電除塵器收塵性能變化很大。極板上嚴(yán)重積灰，影響了電場空間的電場強(qiáng)度E，降低了驅(qū)進(jìn)速度，從而降低了收塵效率。

陰極線積灰同樣也很嚴(yán)重，使電子不能完全從陰極線逸出，塵粒不能飽和荷電，嚴(yán)重時形成電暈封閉，這大大降低了陰極線的放電效果，降低了除塵效率。

（3）漏風(fēng)率偏高。漏風(fēng)的影響是全方位的，容易造成低溫結(jié)露，發(fā)生電極腐蝕，絕緣部件爬電，造成冷熱不均使物件變形，局部積灰，引起煙氣流速不均等，其最直接的影響是增加了煙氣的處理量。導(dǎo)致除塵效率降低。主要表現(xiàn)在人孔門密封不嚴(yán)，擋風(fēng)板脫落等，擋風(fēng)漏風(fēng)引起灰塵逃逸。

（4）因焊接質(zhì)量引起的故障有：極線松動、脫落、框架扭曲變形，引起電場極間距過小甚至短路，影響除塵效率。

（5）非電場距離過小。

（6）電源控制系統(tǒng)達(dá)不到出力或發(fā)生故障。

3、人為操作因素的影響

操作因素的影響，會集中在V—I特性中反映出來，從V—I特性上，可以得到一條隨時間變化的電暈功率曲線，從總體上講，電場電暈功率越大，除塵效率越高，這就要求有關(guān)運(yùn)行人員要調(diào)整最佳機(jī)組運(yùn)行參數(shù)，以達(dá)到最大的電暈功率輸出，人為操作導(dǎo)致除塵效率降低有以下幾個方面的原因。

（1）鍋爐燃燒方式、制粉系統(tǒng)發(fā)生問題，造成鍋爐燃燒不好，致使粉塵粒徑大小不均、溫度、濕度、密度、濃度及粉塵流速等發(fā)生變化。

（2）燃燒的煤質(zhì)灰份含量值高，超過我們設(shè)計煤種的要求。

（3）電除塵器運(yùn)行參數(shù)偏低，沒有達(dá)到額定的運(yùn)行參數(shù)及電場無法投入正常運(yùn)行電除塵器運(yùn)行參數(shù)偏低，電除塵器輸出功率會偏低，塵粒荷電不飽和，收塵效果下降。

（4）振打系統(tǒng)出現(xiàn)故障

振打系統(tǒng)出現(xiàn)故障，導(dǎo)致陰陽極積灰過多，使電子不能完全從陰極線逸出，塵粒不能飽和荷電，嚴(yán)重時形成電暈封閉，這大大降低了陰極線的放電效果，降低了除塵效率。

三、為保證除塵效率采取的對策

1、保證陰陽極部件及振打系統(tǒng)完好。陽極板達(dá)到無積灰，無變形、無腐蝕、無松動，下橫梁板無斷裂，振打砧磨損無超標(biāo)。陰極線無積灰，芒刺尖端無鈍化，無松動，無脫落，異極間距在200±10mm范圍內(nèi)。陰陽極振打軸、振打錘、塵中軸承等磨損值無超標(biāo)，振打軸無竄動，振打錘無脫落?？蚣軣o扭曲、無開焊。

2、漏風(fēng)率降低至3%以下。對人孔門、殼體、灰斗、大小絕緣子室等部件進(jìn)行認(rèn)真檢查，查找漏風(fēng)點，更換破損的部分人孔門及玻纖膠繩，提高密封性能

3、保持氣流分布均勻。對磨損超標(biāo)的氣流分布板進(jìn)行更換，對移位的進(jìn)行復(fù)位并焊接牢固。

4、電源控制系統(tǒng)達(dá)到出力要求，即硅整流變壓器容量保持在1.4A/72KV的正常參數(shù)下。

5、保持灰斗加熱系統(tǒng)及電動鎖氣器完好。蒸汽加熱管如有泄漏，應(yīng)在6小時之內(nèi)（冬季為4小時）處理完畢，電動鎖氣器星型閥與閥體的間隙不應(yīng)超過1.5mm，超標(biāo)者應(yīng)更換。

6、保證振打和排灰系統(tǒng)正常，不出現(xiàn)灰斗棚灰和堵灰，箱式?jīng)_灰器沖灰水壓力保證在0.5Mpa以上。

7、選擇我廠原設(shè)計煤種，并且保證煤的質(zhì)量，盡可能地選用低比電阻的煤種。

8、做到鍋爐燃燒系統(tǒng)煤燃燒充分，達(dá)到粉塵粒徑大小均勻。

9、電除塵器運(yùn)行參數(shù)二次電壓、二次電流分別保持在50KV及0.3A以上，

10、調(diào)整振打時間，合理的振打周期如下表所示：

11、箱式?jīng)_灰器內(nèi)激流噴咀的直徑為：一，二電場為12～14mm，三、四電場為14～16mm，超過此范圍應(yīng)更換。

四、結(jié)論

通過上述理論分析，我們可以得知影響除塵效率的因素有很多， 有煙氣及粉塵性質(zhì)的影響， 電除塵器結(jié)構(gòu)特點的影響， 也有人為操作因素的影響等，只有每一個環(huán)節(jié)控制都符合要求，才能保證其除塵效率，才能達(dá)到改善環(huán)境，提高空氣質(zhì)量的目地。在電除塵器設(shè)備參數(shù)已經(jīng)確定不變的情況下，為了確保設(shè)備的性能，多年來，經(jīng)過我們不斷地改造與維修，既保證了電除塵及其附屬設(shè)備的可靠性，又保證了電除塵器在操作過程中各項運(yùn)行參數(shù)的合理穩(wěn)定，使電除塵器已經(jīng)達(dá)到了其自身設(shè)計與改造后的性能指標(biāo)。