1影响电除尘器除尘效率的主要因素1. 1烟气和粉尘特性的影响一种物质的比电阻( )就是其长度和横截面积各为1单位时的电阻。电除尘的收尘效率与粉尘比电阻值关系很大,加在灰尘二端的电场强度与感应电流密度的比值等于比电阻。比电阻在1 10 4 / cm以下的粉尘,称为低比电阻粉尘。当它沉积到沉淀极时,几乎在瞬间内就被中和甚至带上正极性的电荷,这样很容易脱离沉淀极而重新进入气流中,使电除尘器的效率大大降低。比电阻值在1 10 4 5 10 /cm范围的粉尘,称为中比电阻粉尘。当它沉积到沉淀极时,带电粉尘的中和进行得适当,在极板上能形成一层粉尘层,当极板振打时,可以使粉尘层成片状下落,使电除尘器具有较高的除尘效率,这是电除尘器运行最理想的区域。在这个区域内,除尘效率几乎与比电阻的变化没有多大关系。而粉尘比电阻值在10 11 /cm以上时,称为高比电阻粉尘。当它沉积到沉淀极板后,其带电粉尘很难中和,而且会逐渐地在沉积的颗粒层上形成负电场,电场
逐渐升高,以至在充满气体的疏松的覆盖层孔隙中发生电击穿并伴随着向电晕电极方向发射出正离子,中和了部分带负电的尘粒,这就是反电晕现象,同时,由于沉淀极放出正离子,使电除尘器内两电极的空间改变为类似于两个尖端所构成的电场,容易在不高的电压下被击穿。因此,粉尘比电阻值1 10 11 /cm以上时,电除尘器的除尘效率将大大降低。
实践证明,粉尘的比电阻值除了决定于粉尘本身的物理性质外,还与烟气的温度、湿度、烟气成份(如SO 3)等有很大关系。
1.1.1煤成分的影响在煤的成分中,硫份、水份和灰份对电除尘器性能的影响最大。含硫量较高的煤,烟气中含较多的SO 2, SO 2在一定条件下,以一定的比率转化为SO 3,SO 3易吸附在尘粒的表面,改善粉尘的表面导电性,含硫量愈高,工况条件下的粉尘比电阻也就越低,这就有利于粉尘的收集。一般而言,燃烧高硫煤时,硫份对电除尘器的性能起着主导作用,用低硫煤时,硫份的影响相对减弱,而主要取决于煤灰的碱氧化物的含量。
水份的影响是显而易见的,这主要是指应用基水份。炉前煤水份高,烟气的温度也就大,粉尘的表
面导电性也就好,比电阻也会相对比较低。在燃煤含水量很高的锅炉中,水分对电除尘器的性能起着主导作用。
煤的灰分高低,直接决定了烟气中的含尘浓度。
为了克服电晕封闭现象,除了设置前置除尘器以外,就电除尘器本身而言,最重要的技术措施是选择合适的极线和提高振打清灰效果。
1. 1. 2煤灰成分的影响煤灰主要包括SiO 2, A l 2 O 3, Fe 2 O 3, CaO, M gO,SO 3, Na 2 O, K 2 O, P 2 O 5, L i 2 O以及T iO 2等11种成分。
其中, SiO 2, A l 2 O 3, CaO等对除尘性能起着负的影响。而N a 2 O, K 2 O, Fe 2 O 3, P 2 O 5, L i 2 O, SO 3,等则起着正的影响,这是因为前者能使粉尘的比电阻增高。
而N a 2 O等碱性氧化物导电性较好,尤其是温度较高时,钠、钾离子等较为活泼,增强导电性而降低比电阻,在低硫煤的情况下,煤灰中碱金属的含量高低对电除尘器的性能起着决定性的作用。
1.1.3飞灰中可燃物含量的影响飞灰中可燃物含量取决于锅炉的燃烧状况。可燃物主要由?炭黑和?焦炭组成。?炭黑较轻,收集到阳极板上后易被气流重新扬起,不仅如此,它还会?带动其他沉积在极板上的粉尘一道扬起,对电除尘器能起着相反的作用,而?半生的焦炭具有较高比电阻,也对电除尘器的性能起着反作用。因此当飞灰中可燃物的含量超过一定范围时,电除尘器选型必须进行专门的修正。
1.1.4粉尘粒度和灰熔点的影响在一定范围内(d> 1 u)时,粉尘离子的驱极速度同尘粒的粒径成正比,而当d< 1 u时,尘粒以扩散荷电为主,这时的与粒度无关,显而易见,粒度愈细,除尘愈困难。在电除尘器选型时,粒度分布是必须考虑的一个重要因素,但遗憾的是,新的电厂用户还没有可靠的方法来预测粉尘的粒度分布。而对于老电厂而言,因为取样不准或测试时的误差,测出的粒径也不能真正代表实际情况。
1.1.5烟气温度的影响温度极大地影响着粉尘比电阻的大小。粉尘的导电可以分成表面导电和体积导电两个方面,在烟气温度较低时,以表面导电为主,这时的比电阻主要决定于烟气的温度和SO 3含量。随着烟气温度的提高,烟气中水分和SO 3对比电阻的影响逐渐减少,即表面导电逐渐减少。而粉尘内的碱金属离子(如钠、钾离子等)逐渐变得活泼起来利于导电,这意味着体积导电逐渐增加,即此时粉尘比电阻主要取决于体积导电。火力发电厂烟温一般在150?左右,高的比电阻将使常规电除尘器的运行出现问题。这迫使我们在设计电除尘器时不得不针对不同情况,采用相应的技术措施,以保证除尘效率。
1.1.6烟气湿度的影响随着烟气含湿量的增加,比电阻降低;当含湿量增加时,最大比电阻出现的温度也增高。
1.1.7烟气成分的影响烟气成分对负电晕放电特性有很大的影响,烟气成分不同,在电晕放电中电荷载体的有效迁移率也不同。惰性气体以及N 2、H 2对电子依附概率为零,它们不能形成负离子,也不会产生负电晕,而SO 2、H 2 O等气体分子能产生较强的负电晕,另一方面,它们吸附在粉尘表面,使粉尘的表面导电性增加,从而降低了比电阻,改善了电除尘器性能。此外,含水量还影响着击穿电压,含水量高,可以使击穿电压也相应提高,电除尘器运行时,火花放电较难出现,有利于提高运行电压。
1.1.8烟气露点温度的影响烟气露点温度取决于烟气中H 2 O和SO 2气体含量, H 2 O和SO 2气体的含量愈高,露点温度也愈高,粉尘的导电性能也愈好。
1.1.9烟气含量的影响对于特定的工艺过程来说,或K将随粉尘浓度的增加而增加。但这有一个一定的适应范围,超过这个范围,电流随着含尘浓度的增加而逐渐减少,当含尘浓度达到某一极限值时,会发生电晕封闭现象。
1. 2结构参数的影响1.2.1极配形式电流密度分布的重要性针对不同的烟气条件,合理的选取极板、极线的结构以及它们的配置方式是电除尘器设计时必须首先解决的重大问题。在决定极配形式时,就电气性能而言,应把放电极在极板上产生的电流密度的均匀性作为主要指标来考虑。电除尘器实际使用的放电极中,芒刺型电极电流密度的分布较为均匀,它起晕电压低,放电强烈,电流密度大,但电流密度的分布不够均匀。某些芒刺型电极放电时,在极板上甚至会出现电晕电流为零的死区。这些死区的存在,会导致极板的有效利用率降低。通用的RS线具有坚固耐用,不断线、起晕电压低、放电强烈、电流密度大等优点,但电流密度不够均匀,降低了有效的收尘面积,也就是说,降低了阳极板的有效利用率,这是该极线的缺点。
湖北华电黄石发电股份有限公司经过几年的调研、探索,利用除尘器改造的机会,与电除尘器生产厂家共同推出了RSB线。该极线消灭了原来RS线存在的极板上电流密度为零的情况,新型极线达到了平均电流密度为r= 0.4,这对提高阳极板的有效利用率及防止反电晕的效果十分明显,RSB线主要依靠芒刺尖端放电,从运行情况看,在高含尘量条件下,不会产生电晕封闭,可持续保持运行电压60 kV,有效地保证了电除尘器高效率运行。
1.2.2极间距的影响宽间距的优越性实验结果表明,在一定范围内,在相同体积的电除尘器中,采用大于300 mm同极间距可以获得同300 mm间距相同或稍高的除尘效率。这是因为随着极间距的增加,放电极产生的电晕电流在极板上的分布趋于相对均匀,充分发挥了整个极板表面的集尘作用,这相当于增加了集尘面积,即提高了有效驱进速度。
1.2.3设备制造安装精度的影响(1)异极间距安装误差的影响;(2)漏风率的影响:设备安装时,如果外壳的气密性焊接控制不严,设备漏风率就会增加,这不仅增加了烟气处理量,而且漏入壳体的冷空气会使漏风处局部结露,腐蚀设备。如在极板、极线附近漏风,则会导致极板、极线的温差变形,影响极间距,从而造成电除尘器性能下降。
(3)振打加速度及其分布的均匀性:振打加速度的大小和分布,不仅取决于板、线的吊挂形式,振打锤的大小和摇臂的长短,还决定于安装水平,由于安装是在冷态条件下进行的,而运行时,烟温一般在150?左右,所以安装时,必须考虑到这种热膨胀的补偿,以保证运行时,锤头击中砧子的中心部位。另外,紧固螺栓的松紧程度,极大的影响着振打加速度及其分布,这些必须在安装时加以注意。
1.2.4气流分布的均匀性一般而言,烟道内气流速度为15 m / s左右,而电场内流速仅为1 m/s左右,两者相差15倍之多。
因为速度的迅速转变,会使进入电场的烟气产生涡流、紊流,导致气流分布不均,这使得电场效应无法得到充分的利用,因为在高速区内造成的除尘效率的降低,不可能在低速区内得到补偿。
1.2.5供电质量及供电区大小的影响电除尘器的供电质量对除尘效率影响极大,为了获得最高的除尘效率就应该时时对电场施加最高的电压。这要求供电装置能自动调节输出电压和电流,使电除尘器在尽可能高的电压和电流状态下运行,采用火花跟踪的办法能达到上述目的。
1.3运行条件的影响1.3.1运行电压和电流的影响在一般情况下,电除尘器都希望运行在尽可能高的电压和额定电流值状态下,以期获得最高的除尘效率。当锅炉燃用劣质煤,运行条件差时,电除尘器的所有高压电源均应该发挥最高的作用,即要求所有高压电源都供给电场额定的电流值。反之,如果烧的煤好,锅炉工况稳定,此时,烟气容易处理,要达到同样的效率,末二级电场可能低电流运行(无闪烁运行),这一方面可以节省电能,另一方面也可以提高电气元件以及放电零件的寿命。
1.3.2保持绝缘子和电场清洁(1)保持绝缘子清洁的重要性:绝缘子因为同电场相通,粉尘难免会沉积在表面上,一旦积灰严重,就容易产生电击穿。如果保温室内温度低于露点,绝缘子上就会结露,此时就会产生电弧,使之过热而破裂,绝缘子出现裂纹,会使电场的操作电压降低,严重时还会使供电中断,直接影响除尘器性能。
(2)建立合理的振打周期,防止电极积灰:振打周期对除尘效率有较大影响,合理的振打周期应该是粉尘堆积到适当厚度再进行振打,这样才能使粉尘成片状(或块状)从极板表面剥离并落入灰斗,由于各个电场粉尘浓度粒度、粘度以及比电阻不同,粉尘的沉积速度和在极板上的附着力也不同,所以各电场的振打力和振打周期也不同,前者需要在设计时解决,而后者则在运行中确定,以确保电除尘器的效率。
2结束语提高电除尘器的除尘效率是一个系统工程,需要各方面配合完成,在锅炉专业方面,应该加强煤质与驱进速度关系的研究,同时要解决气流分布均匀和提高烟气流速等问题;在电气专业方面,应该积极调整火花率和高压自动控制整流装置的灵敏度,使除尘器能在临界电压附近,以最好的方式运行。只有不断研究解决影响除尘器效率的因素,才能真正提高电除尘器的效率。 来源:http://www.echuchen.com/news/html/