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【摘 要】 随着工业生产的飞速发展和对环境质量要求日益严格,电除尘器也得到更快的发展和更普遍的应用。而电除尘器除尘效率的高低,直接影响到对含尘气体所能达到的净化程度。因此,只有清楚影响电除尘器除尘效率的因素,才能采取相应的改进措施,获得最佳的治理方案。基于此,本文对影响电除尘器除尘效率的因素进行了研究,并提出了解决措施。
【关键词】 电除尘器除尘效率;影响因素;解决措施
引言:
火力发电厂中的电除尘,是一项比较重要的工作。电除尘又可以称为静电除尘器,其主要的工作原理是在本体之内安装一些阴极线以及阳极板,且要保持相间的结构,当通电的时候,阴极线以及阳极板之间产生的电场强度增加到一定的数值的时候,阴极线的周围就会产生一系列的电晕放电,此时就会有负电晕的产生,进而会形成大量的带有正电荷或者是负电荷的气体离子,当发电厂的烟气经过除尘器时,烟气当中的粒子与先前产生的带正电荷或负电荷的离子发生相互的碰撞,带正电荷的离子会被阴极线所吸引过去,而带负电荷的离子则会被阳极板所吸引,然后,烟气当中的粒子将自身的电荷释放给电极之后,跌入到灰斗当中。这即是电除尘的主要工作原理,根据这样的方式,来达到静电除尘的效果,由于在具体的运行当中,电极上面会附带一些灰垢等物质,所以,为了不至于影响静电除尘的效果,要进行定期的清除,以保证其正常稳定的运行。
一、影响电除尘器除尘效率的主要因素
1、含尘气体温度和湿度
含尘气体的温度也会影响粉尘的比电阻。在低温时,粉尘表面吸附物、水蒸气或其它化学物质的影响起主导作用,随着温度的升高,这种作用减弱,而使粉尘的比电阻增加。在高温时,尘粒本身的导电性能起主导作用,随着温度的升高,尘粒中质点的能量增加,导电性能增强,而使比电阻降低,即粉尘的比电阻与温度并非呈简单的线性关系。
2、烟气含尘浓度
当含尘气体通过电除尘器的电场空间时,粉尘粒子及其中的游离物质被荷电,于是在电除尘器内便出现两种形式的电荷,离子电荷和粒子电荷。所以电晕电流一方面是由于气体离子的运动而形成的,另一方面是由于粉尘粒子运动而形成的。但是粉尘粒子的大小和质量都比气体离子大得多,所以气体离子的运动速度为粉尘粒子的数百倍,这样,由粉尘粒子所形成的电晕电流仅占总电晕电流的1%~2%。
3、粉尘比电阻
电除尘器对粉尘比电阻是比较敏感的,比电阻过大或过小都会对除尘效率产生不利影响。粉尘比电阻是其表面导电和体积导电共同作用的结果。当温度从低开始升高,表面和内部的水分蒸发,表面导电性占优势;当温度达到100e以上,水分已蒸发殆尽,表面导电逐渐趋弱,主要表现为体积导电。同时,粉尘表面被一层气膜包围不易电离,而内部更易电离为离子和电子参与导电,故在温度升高的过程中将有一个比电阻峰值产生。就粒径来说,当温度低于比电阻峰值温度时,细灰比电阻比粗灰比电阻低;当温度高于比电阻峰值温度后,细灰比电阻比粗灰比电阻高,且细灰比电阻峰值较高。
4、含尘气体的流量和流速
对于一定型号规格的电除尘器,它的除尘效率是指处理的气体量在一定范围内而言。如果气体量超过设计的范围,则除尘效率达不到设计的要求。气体流量大于电除尘器设计允许的范围时,使除尘效率降低的原因主要是由于气流流速增大,减少了粉尘微粒与电离的气体离子相结合的机会,加大了粉尘微粒被高速气流带走的数,同时也加大了已沉聚下来的粉尘再度被高速气流扬起带走的力量,即加大了二次扬尘。从电除尘器的工作原理来看,气体流速愈低,粉尘微粒荷电的机会越多,因而除尘效率愈高。
5、粉尘粘附性
粉尘具有粘附性,可使细微粉尘粒子凝聚成较大的粒子。这对粉尘的捕集是有利的。但粉尘粘附在收尘器壁上会堆积起来,这是造成收尘器堵塞的主要原因。在电除尘器中,若粉尘的粘附性强,粉尘就会粘附在电极上,即使加强振打也不易脱落,即会出现电晕线肥大和收尘极板粉尘堆积的情况,影响电晕电流与工作电压升高,导致除尘效率降低。
6、电极几何因素
影响板式电除尘电器性能的几何因素有很多,包括极板间距、电晕线间距、半径、粗糙度等,这些因素各自对电器性能产生不同的影响。极板间距:当作用电压、电晕线的间距和半径相同,加大极板间距会影响电晕线临近区所产生离子电流的分布,以及增大表面积上的电位差,将导致电晕外区电密度、电场强度和空间电荷密度的降低。电晕线间距:电晕线的间距有一个会产生最大电晕电流的最佳值,若此间距小于该值,会导致由于电晕线周围电场的相互屏蔽作用而使电晕电流减小。电晕线半径:增大电晕线的半径,会导致在开始产生电晕时,使电晕始发电压升高,而使电晕线表面的电场强度降低,若给定的电压超过电晕始发电压,则电晕电流会随着电晕线半徑的加大而减小。电晕线表面粗糙度的影响:电晕线粗糙度对电气性能的影响是由于对电晕始发电压、表面电场强度及电晕线附近空间的电荷密度有关。
二、保持高效电除尘器的除尘效率的措施
1、为了保持电除尘器有稳定的除尘效率,必须加强除尘器技术监督。静电除尘器应有管理制度、设备台账、运行检修规程及记录,机组大修后,应进行电除尘器性能验收试验,性能试验没有达到标准要求的,不能投入运行。静电除尘器的性能可按如下指标进行考核,即:电场投用率、除尘效率、阻力、漏风率、一次电压、一次电流、二次电压、二次电流。
2、要加强对运行中的电除尘器火花闪络频率、粉尘比电阻以及除灰系统的监督管理。在除尘器投入运行后,要注意调整火花闪络频率。根据试验测试,火花频率40次/min,效率为99.21%,火花频率120次/min,效率为99.14%。因此,监视和调整火花频率可取得较好的除尘效率。
对于运行中的电除尘器,要定期进行粉尘比电阻的测定。要从技术上解决高比电阻粉尘引起的反电晕现象,必须降低粉尘层的电晕电流或粉尘的比电阻。 如果遇到高比电阻时,必须对气体进行调质。一是喷射水、蒸汽降低粉尘p,提高气体的介质强度,减少气体的黏度;二是使用化学调理剂,在煤的含硫量低时,下灰p很高,如SO3或Na2O等,可使p降低。有的文献报导用NaCl、CaCl2、NH4、FeCl3等也有调质作用。不过这些调质作用。不过这些调质方法,虽然都有不同效果,但是,有的在技术上和经济上还存在不少问题。
要加强除灰系统的监视和管理。电除尘除灰系统的监视和管理。电除尘除灰系统的大灰斗及落灰管要保温良好,避免结露,引起粘灰,造成灰斗堵灰现象,建议在大灰斗设计中能增设加热装置。
3、提高振打系统安全可靠性。应当从以下三个方面入手:一是降低振打轴对同心度的精度要求,减小它对基座稳固性的依赖程度。要降低振打轴对同心度的精度要求,就必须把轴系中的刚性长轴分解为几个活节的轴单元,每个轴单元设两个支座,其一为限位轴承座,轴向都采用可移式浮动联轴器。二是增强基座的刚性,把它的变形和位移控制在不影响轴正常运转的程度。三是优选轴系上诸元件的结构形式,完善振打控制和监测装置,选购优良的成套配品,提高振打效率,延长使用寿命。
4、改善燃烧状况,降低粉尘含碳量。粉尘含碳量高,不仅影响锅炉热效率,还对电除尘性能有影响。为了降低粉尘含碳量,增加过剩空气量是必要的,但不应太多。对每台炉和一定煤种,应通过试验找出最佳的炉膛出口氧量值,作为调整燃烧的依据,因为炉膛过剩空气量太多,使烟气量增大,必然导致除尘效率降低。
保持电除尘器高效稳定的除尘效率是一个系统工程,需要各方面配合。在设计时,要认真研究锅炉主要数据、燃烧特性、飞灰特性、烟气参数以及厂址气象及地理条件。根据环保要求合理选择配套形式、规格、尺寸、台数和室数。需要特别提出的是应加强煤质对驱进速度和电除尘器性能影响的研究。应建立规模不等,形式各样的燃烧和电除尘模拟试验装置,要通过试验找出适合我国煤种变化的有一定兼容性的电除尘设备,同时要解决气流分布均匀和提高烟气流速方面的问题,进一步丰富和发展我国大容量发电机组的粉塵技术。
参考文献:
[1]齐立强.电厂除尘器的改造方案[J].动力工程,2008,(2).
[2]郭士义,丁承刚.低低温电除尘器的应用及前景[J].装备机械.2011(01)
[3]舒服华.提高电除尘器除尘效率的途径[J].冶金设备.2008(S2)
[4]金锴.关于提高电除尘器除尘效率的探讨[J].浙江冶金.2005(01)
【关键词】 电除尘器除尘效率;影响因素;解决措施
引言:
火力发电厂中的电除尘,是一项比较重要的工作。电除尘又可以称为静电除尘器,其主要的工作原理是在本体之内安装一些阴极线以及阳极板,且要保持相间的结构,当通电的时候,阴极线以及阳极板之间产生的电场强度增加到一定的数值的时候,阴极线的周围就会产生一系列的电晕放电,此时就会有负电晕的产生,进而会形成大量的带有正电荷或者是负电荷的气体离子,当发电厂的烟气经过除尘器时,烟气当中的粒子与先前产生的带正电荷或负电荷的离子发生相互的碰撞,带正电荷的离子会被阴极线所吸引过去,而带负电荷的离子则会被阳极板所吸引,然后,烟气当中的粒子将自身的电荷释放给电极之后,跌入到灰斗当中。这即是电除尘的主要工作原理,根据这样的方式,来达到静电除尘的效果,由于在具体的运行当中,电极上面会附带一些灰垢等物质,所以,为了不至于影响静电除尘的效果,要进行定期的清除,以保证其正常稳定的运行。
一、影响电除尘器除尘效率的主要因素
1、含尘气体温度和湿度
含尘气体的温度也会影响粉尘的比电阻。在低温时,粉尘表面吸附物、水蒸气或其它化学物质的影响起主导作用,随着温度的升高,这种作用减弱,而使粉尘的比电阻增加。在高温时,尘粒本身的导电性能起主导作用,随着温度的升高,尘粒中质点的能量增加,导电性能增强,而使比电阻降低,即粉尘的比电阻与温度并非呈简单的线性关系。
2、烟气含尘浓度
当含尘气体通过电除尘器的电场空间时,粉尘粒子及其中的游离物质被荷电,于是在电除尘器内便出现两种形式的电荷,离子电荷和粒子电荷。所以电晕电流一方面是由于气体离子的运动而形成的,另一方面是由于粉尘粒子运动而形成的。但是粉尘粒子的大小和质量都比气体离子大得多,所以气体离子的运动速度为粉尘粒子的数百倍,这样,由粉尘粒子所形成的电晕电流仅占总电晕电流的1%~2%。
3、粉尘比电阻
电除尘器对粉尘比电阻是比较敏感的,比电阻过大或过小都会对除尘效率产生不利影响。粉尘比电阻是其表面导电和体积导电共同作用的结果。当温度从低开始升高,表面和内部的水分蒸发,表面导电性占优势;当温度达到100e以上,水分已蒸发殆尽,表面导电逐渐趋弱,主要表现为体积导电。同时,粉尘表面被一层气膜包围不易电离,而内部更易电离为离子和电子参与导电,故在温度升高的过程中将有一个比电阻峰值产生。就粒径来说,当温度低于比电阻峰值温度时,细灰比电阻比粗灰比电阻低;当温度高于比电阻峰值温度后,细灰比电阻比粗灰比电阻高,且细灰比电阻峰值较高。
4、含尘气体的流量和流速
对于一定型号规格的电除尘器,它的除尘效率是指处理的气体量在一定范围内而言。如果气体量超过设计的范围,则除尘效率达不到设计的要求。气体流量大于电除尘器设计允许的范围时,使除尘效率降低的原因主要是由于气流流速增大,减少了粉尘微粒与电离的气体离子相结合的机会,加大了粉尘微粒被高速气流带走的数,同时也加大了已沉聚下来的粉尘再度被高速气流扬起带走的力量,即加大了二次扬尘。从电除尘器的工作原理来看,气体流速愈低,粉尘微粒荷电的机会越多,因而除尘效率愈高。
5、粉尘粘附性
粉尘具有粘附性,可使细微粉尘粒子凝聚成较大的粒子。这对粉尘的捕集是有利的。但粉尘粘附在收尘器壁上会堆积起来,这是造成收尘器堵塞的主要原因。在电除尘器中,若粉尘的粘附性强,粉尘就会粘附在电极上,即使加强振打也不易脱落,即会出现电晕线肥大和收尘极板粉尘堆积的情况,影响电晕电流与工作电压升高,导致除尘效率降低。
6、电极几何因素
影响板式电除尘电器性能的几何因素有很多,包括极板间距、电晕线间距、半径、粗糙度等,这些因素各自对电器性能产生不同的影响。极板间距:当作用电压、电晕线的间距和半径相同,加大极板间距会影响电晕线临近区所产生离子电流的分布,以及增大表面积上的电位差,将导致电晕外区电密度、电场强度和空间电荷密度的降低。电晕线间距:电晕线的间距有一个会产生最大电晕电流的最佳值,若此间距小于该值,会导致由于电晕线周围电场的相互屏蔽作用而使电晕电流减小。电晕线半径:增大电晕线的半径,会导致在开始产生电晕时,使电晕始发电压升高,而使电晕线表面的电场强度降低,若给定的电压超过电晕始发电压,则电晕电流会随着电晕线半徑的加大而减小。电晕线表面粗糙度的影响:电晕线粗糙度对电气性能的影响是由于对电晕始发电压、表面电场强度及电晕线附近空间的电荷密度有关。
二、保持高效电除尘器的除尘效率的措施
1、为了保持电除尘器有稳定的除尘效率,必须加强除尘器技术监督。静电除尘器应有管理制度、设备台账、运行检修规程及记录,机组大修后,应进行电除尘器性能验收试验,性能试验没有达到标准要求的,不能投入运行。静电除尘器的性能可按如下指标进行考核,即:电场投用率、除尘效率、阻力、漏风率、一次电压、一次电流、二次电压、二次电流。
2、要加强对运行中的电除尘器火花闪络频率、粉尘比电阻以及除灰系统的监督管理。在除尘器投入运行后,要注意调整火花闪络频率。根据试验测试,火花频率40次/min,效率为99.21%,火花频率120次/min,效率为99.14%。因此,监视和调整火花频率可取得较好的除尘效率。
对于运行中的电除尘器,要定期进行粉尘比电阻的测定。要从技术上解决高比电阻粉尘引起的反电晕现象,必须降低粉尘层的电晕电流或粉尘的比电阻。 如果遇到高比电阻时,必须对气体进行调质。一是喷射水、蒸汽降低粉尘p,提高气体的介质强度,减少气体的黏度;二是使用化学调理剂,在煤的含硫量低时,下灰p很高,如SO3或Na2O等,可使p降低。有的文献报导用NaCl、CaCl2、NH4、FeCl3等也有调质作用。不过这些调质作用。不过这些调质方法,虽然都有不同效果,但是,有的在技术上和经济上还存在不少问题。
要加强除灰系统的监视和管理。电除尘除灰系统的监视和管理。电除尘除灰系统的大灰斗及落灰管要保温良好,避免结露,引起粘灰,造成灰斗堵灰现象,建议在大灰斗设计中能增设加热装置。
3、提高振打系统安全可靠性。应当从以下三个方面入手:一是降低振打轴对同心度的精度要求,减小它对基座稳固性的依赖程度。要降低振打轴对同心度的精度要求,就必须把轴系中的刚性长轴分解为几个活节的轴单元,每个轴单元设两个支座,其一为限位轴承座,轴向都采用可移式浮动联轴器。二是增强基座的刚性,把它的变形和位移控制在不影响轴正常运转的程度。三是优选轴系上诸元件的结构形式,完善振打控制和监测装置,选购优良的成套配品,提高振打效率,延长使用寿命。
4、改善燃烧状况,降低粉尘含碳量。粉尘含碳量高,不仅影响锅炉热效率,还对电除尘性能有影响。为了降低粉尘含碳量,增加过剩空气量是必要的,但不应太多。对每台炉和一定煤种,应通过试验找出最佳的炉膛出口氧量值,作为调整燃烧的依据,因为炉膛过剩空气量太多,使烟气量增大,必然导致除尘效率降低。
保持电除尘器高效稳定的除尘效率是一个系统工程,需要各方面配合。在设计时,要认真研究锅炉主要数据、燃烧特性、飞灰特性、烟气参数以及厂址气象及地理条件。根据环保要求合理选择配套形式、规格、尺寸、台数和室数。需要特别提出的是应加强煤质对驱进速度和电除尘器性能影响的研究。应建立规模不等,形式各样的燃烧和电除尘模拟试验装置,要通过试验找出适合我国煤种变化的有一定兼容性的电除尘设备,同时要解决气流分布均匀和提高烟气流速方面的问题,进一步丰富和发展我国大容量发电机组的粉塵技术。
参考文献:
[1]齐立强.电厂除尘器的改造方案[J].动力工程,2008,(2).
[2]郭士义,丁承刚.低低温电除尘器的应用及前景[J].装备机械.2011(01)
[3]舒服华.提高电除尘器除尘效率的途径[J].冶金设备.2008(S2)
[4]金锴.关于提高电除尘器除尘效率的探讨[J].浙江冶金.2005(01)