燃煤電廠靜電除塵器性能的因素影響淺析

張 莉

（北方電力公司達(dá)拉特發(fā)電廠，內(nèi)蒙古 鄂爾多斯 014300）

燃煤電廠靜電除塵器性能的因素影響淺析

張 莉

（北方電力公司達(dá)拉特發(fā)電廠，內(nèi)蒙古 鄂爾多斯 014300）

燃煤電廠靜電除塵器影響性能的因素較多，簡(jiǎn)單歸納為以下三個(gè)條件：工況條件：即燃煤的成分、飛灰成分、飛灰的物理特性和煙氣條件等。煙氣條件中包括煙氣的種類、濕度、溫度、組成、壓力、及流速等；粉塵性質(zhì)主要包含粉塵密度、粉塵的比電阻、粉塵分散度、粉塵的粘度和濃度等。技術(shù)情況：即電除塵器的極板和極限的配置方式；電場(chǎng)劃分情況；電場(chǎng)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)；氣流分布的均勻程度；振打方式的設(shè)置及振打力的大小的設(shè)置；電氣控制特性等。運(yùn)行狀況：包括一二次電壓、一二次電流、積灰情況、振打清灰效果、振打的周期、漏風(fēng)情況及二次揚(yáng)塵情況等。

燃煤電廠；靜電除塵器性能因素；靜電除塵

1 煤成分

在煤的成分中，硫分、水分、和灰分對(duì)電除塵器性能影響最大。含硫較高的煤煙氣中含較多的SO2，SO2在特定的條件下能生成SO3，SO3易附著在塵粒的表面。對(duì)高硫煤，硫分對(duì)電除塵器的性能起著主導(dǎo)作用；對(duì)低硫分煤，硫分的影響相對(duì)較小。水分的影響顯而易見，燃煤所含的水分高時(shí)，煙氣的濕度就增大，粉塵的表面導(dǎo)電性就好，比電阻就比較低。煤的灰分的高低，直接決定了煙氣中的含塵濃度。當(dāng)含塵濃度超出電除塵器的適應(yīng)范圍時(shí)，電暈電流就會(huì)應(yīng)含塵濃度的增加而迅速減??；當(dāng)含塵濃度達(dá)到一定限值時(shí)，很容易形成強(qiáng)大的空間電荷，對(duì)電暈電流產(chǎn)生屏蔽，嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成通過電場(chǎng)空間的電流趨近于零，即電暈封閉。

2 飛灰成分

飛灰主要包括Na2O、Fe2O3、K2O、SO3、AI2O3、SiO2、CaO、MgO、P2O5、MnO2等及分灰可燃物。其中SAr、Na2O、Fe2O3、AI2O3、SiO2對(duì)電除塵器的性能影響比較大。飛灰中可燃物的含量與鍋爐的燃燒狀況有關(guān)?？扇嘉镏饕ㄌ亢诤徒固?。飛灰中可燃物含量為1%—8%時(shí)，可是飛灰比電阻下降，為有利因素；高于8%后，易造成二次飛揚(yáng)，為不利因素。

3 粉塵比電阻

粉塵比電阻等于單位面積的粉塵在單位厚度時(shí)的電阻值。它是衡量粉塵導(dǎo)電性能的重要指標(biāo)。它對(duì)靜電除塵器性能的影響特別大。粉塵比電阻決定了高比電阻粉塵層電擊穿的電流極限。當(dāng)比電阻值在104Ω.cm以下時(shí)，粉塵沉積在收塵極瞬間就被中和了，極易脫離收塵極而重新進(jìn)入氣流，降低了除塵器效率；當(dāng)比電阻值在105～1011Ω.cm時(shí)，粉塵沉積在收塵極時(shí)，能夠在極板上形成一層粉塵，極板振打時(shí)，粉塵層片狀落下，除塵器效率較高，實(shí)測(cè)表明，最適于電除塵器工作的比電阻值為105～1011Ω.cm。當(dāng)粉塵比電阻高于1011Ω.cm時(shí)，粉塵沉積到收塵極時(shí)，粉塵很難中和，在沉積的顆粒層上形成負(fù)電場(chǎng)，從而發(fā)生反電暈現(xiàn)象，電除塵器的效率大大降低。

4 煙氣溫度

電除塵器煙氣溫度對(duì)粉塵比電阻影響很大。粉塵的導(dǎo)電可以分成表面導(dǎo)電和體積導(dǎo)電。煙氣溫度較低時(shí)以表面導(dǎo)電為主，此時(shí)比電阻主要取決于煙氣溫度和SO3含量；煙氣溫度升高，表面導(dǎo)電逐漸減少，粉塵中的金屬離子較為活波，此時(shí)比電阻主要取決于體積導(dǎo)電。煙氣溫度對(duì)電除塵器性能的的主要影響表現(xiàn)在溫度對(duì)氣體粘滯性的影響方面。

5 煙氣濕度

煙氣濕度對(duì)電除塵器的影響主要是通過改變粉塵比電阻來影響電除塵的性能。衡量煙氣濕度通常是用煙氣露點(diǎn)溫度。煙氣的露點(diǎn)溫度越高，煙氣濕度就會(huì)越大，從而粉塵表面吸收或凝結(jié)的水分也就越多，導(dǎo)電性能就越好。因此提高煙氣中含水量，就能夠解決電除塵器除塵效率不高等等的問題。煙氣含水量對(duì)電除塵器伏安特性的影響證明：煙氣含水量與擊穿電壓成正比，與電暈電流成反比。增加煙氣濕度可改善電除塵器性能。

6 煙氣成分

煙氣成分對(duì)電除塵的影響主要表現(xiàn)在對(duì)負(fù)電暈放電特性有著很大的影響，當(dāng)煙氣的成分不同時(shí)，在電暈放電中電荷粉塵的有效移動(dòng)率就會(huì)不同。煙氣中N2、H2的電子依附率為零，不產(chǎn)生負(fù)電暈，而CL2與SO2分子能產(chǎn)生較強(qiáng)的負(fù)電暈。它們吸附在粉塵表面，增加了粉塵的表面導(dǎo)電性，從而降低了比電阻，改善了電除塵器的性能。SO2等氣體具有特別穩(wěn)定的高阻抗電暈特性，可以形成范圍較寬的負(fù)電暈。

7 煙氣密度與壓力

煙氣密度是煙氣壓力和溫度的函數(shù)。煙氣密度對(duì)電暈電場(chǎng)的起暈電壓、電暈極表面電場(chǎng)強(qiáng)度、空間電荷密度及離子遷移率的大小有很大的影響。從而對(duì)電除塵器的放電特性和除塵性能也有很大影響。

在給定氣體中產(chǎn)生電離碰撞所需的能量必須由起暈電場(chǎng)強(qiáng)度提供。這主要取決于該氣體的電離電位和每次碰撞的平均自由程。在相同極距下，壓力降低，起暈電壓下降。高壓高爐煤氣的壓力是常壓高爐煤氣的1.5—2.1倍，因而在其它條件相同的情況下，凈化高壓煤氣的電除塵器比凈化常壓煤氣電壓升的高，除塵效率也會(huì)提高。

8 粉塵濃度

電除塵器對(duì)粉塵濃度有一定的要求，必須要在適應(yīng)的范圍之內(nèi)，超出適應(yīng)范圍的話，電流就會(huì)隨著含塵濃度的增加而減少。

當(dāng)煙氣中的粉塵濃度越高時(shí)，煙塵離子數(shù)量也越多，能夠形成的空間電荷也會(huì)減少，電場(chǎng)電流下降。當(dāng)粉塵濃度接近或超過適應(yīng)范圍濃度時(shí)，電場(chǎng)電流接近于零，就會(huì)發(fā)生電暈閉塞的現(xiàn)象，除塵效率也會(huì)明顯下降。

9 粉塵粒徑

荷電粉塵的運(yùn)動(dòng)速度與粉塵粒徑有很大關(guān)系，在多級(jí)電場(chǎng)的電除塵器中，后級(jí)電場(chǎng)粉塵粒徑小，前級(jí)電場(chǎng)粉塵粒徑較大。帶電粉塵向收塵極移動(dòng)速度與粉塵粒徑的半徑是成正比的，粉塵粒徑影響塵?？臻g電荷和荷電電場(chǎng)，從而影響粉塵荷電量和運(yùn)動(dòng)速度的變化。當(dāng)小顆粒粉塵較多時(shí)，空間電荷影響增大，電流降低，第一電場(chǎng)塵粒核電時(shí)間延長(zhǎng)。當(dāng)粉塵濃度比較高時(shí)，如果細(xì)顆粒粉塵較多時(shí)，就容易產(chǎn)生電暈閉塞。粉塵粒徑還影響電氣條件、二次揚(yáng)塵等。

10 粉塵密度

粉塵密度是指粉塵的堆積密度，是指該粉塵單位體積的質(zhì)量。粉塵的堆積密度與收塵性能有關(guān)，它包括塵粒間的空間在內(nèi)的單位體積的密度。堆積密度越小，越容易造成粉塵二次飛揚(yáng)，對(duì)電除塵性能的影響也越大。

11 粉塵黏附力

收塵極板收集粉塵是依靠粒子與粒子之間和粒子與收塵極板之間的黏附力來進(jìn)行，最后堆積在極板上的。如果粉塵的黏附力太大的話，需要的振打力就較大；若粉塵的黏附力太小，在振打時(shí)粉塵容易分解成單個(gè)顆粒，極易隨著氣流飛走，從而不能落到灰斗中，也直接降低了除塵的效率。

12 煙氣流速

煙氣的流速對(duì)于除塵效率也有一定的影響，當(dāng)收塵面積一定時(shí)，如果增加處理煙氣量，就會(huì)造成除塵效率下降。所以，煙氣的流速要取低值，防止收塵極板上的粉塵被氣流帶走，引起粉塵的二次飛揚(yáng)。

粉塵的最佳流速就是具有最大驅(qū)進(jìn)速度的電場(chǎng)流速。粉塵的最佳流速與粉塵性質(zhì)、電除塵器的結(jié)構(gòu)等很多因素有關(guān)，要提高電除塵器除塵效率。必須要要根據(jù)電除塵器的結(jié)構(gòu)和粉塵的性質(zhì)不同，計(jì)算出最佳流速。

13 極配形式

根據(jù)不同煙氣條件，合理選擇極板、極線的結(jié)構(gòu)及它們的配置方式很重要。在選擇極配形式，應(yīng)把放電極在極板上產(chǎn)生的電流密度的均勻性作為重點(diǎn)來考慮。電除塵器常用的放電極從形態(tài)上分為芒刺型、非芒刺型兩大類。

14 極間距

粉塵粒子的趨近速度在一定范圍內(nèi)與極間距成正比。這是為隨著極間距的增大，放電極產(chǎn)生的電暈電流在基板上趨近于相對(duì)均勻。即極間距的增大，可是極板上電流密度的分布趨于均勻，同時(shí)也可提高操作點(diǎn)，這都有利于提高驅(qū)進(jìn)速度。

15 振打清灰

振打清灰是電除塵器收集粉塵的重要環(huán)節(jié)，就是要將粘附在極板以及極線上的粉塵層清除干凈，防止粉塵堆積過厚或者長(zhǎng)時(shí)間的停留在電極上，而影響電除塵的性能。因此要保證沖擊力分布要均勻，有足夠大的振打力。

振打清灰要有一個(gè)合理的不同電場(chǎng)的最佳振打時(shí)間和間隔即振打制度，以保證清灰效果。由于每個(gè)電場(chǎng)粉塵粒徑大小不一樣，粉塵的黏附力大小也會(huì)不同，所以每個(gè)電場(chǎng)的需要的振打力也不同。因此，必須要通過多次試驗(yàn)來確定振打間隔時(shí)間及振打力，以確保不產(chǎn)生粉塵二次飛揚(yáng)。

［1］黎在時(shí).電除塵器的選型安裝與運(yùn)行管理［M］.中國(guó)電力出版社，2005.

［2］環(huán)保裝備技術(shù)叢書電除塵器［M］.中國(guó)電力出版社，2010.

［3］原永濤.火力發(fā)電廠氣力除灰技術(shù)及其應(yīng)用［M］.中國(guó)電力出版社，2002.

張莉（1971—），漢族，鄂爾多斯，大學(xué)學(xué)歷，工程師，工學(xué)學(xué)位，研究方向：火電廠氣力除灰及脫硫檢修。