影响静电除尘器效率的原因分析

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影响静电除尘器效率的原因分析

李洪波

（徐州垞城电力有限责任公司，江苏徐州

221142）

[摘要]本文分析了锅炉排烟温度对飞灰比电阻及电除尘效率的影响，并提出相应的解决措施，使静电除尘器保持更高的除尘效率。

[关键词]锅炉；排烟温度；电除尘效率

静电除尘器通常用来处理燃煤锅炉尾部烟气，具有效率高、节能、维护量小的优点，影响电除尘器效率的因素很多，包括设计、制造、安装质量及运行工况等因素。为保障烟尘达标排放，需找出并解决除尘效率下降的因素。

1影响静电除尘器效率的原因分析1.1粉尘比电阻的影响

一般粉尘比电阻在104~5×1010Ω·cm 间除尘效果最好，如果除尘比电阻小于104Ω·cm ，粉尘的导电性能好，带负电的粉尘到达收尘极后，负电荷被中和并带上已收尘极相同的电荷。由于极性相同，粉尘被推向气流中，造成收尘效率降低。如果粉尘比电阻大于1011Ω·cm ，粉尘的导电性能差，所带负电不易逸出，当粉尘到达收尘极后，与极板间出现一个短距离的新电场，该电场的存在会牢牢吸住粉尘不易振落，根据欧姆定律，电极间的场强为：

U ′=U-ΔU=U-j δρ（1）

式中，U ′为收尘场强，V ；U 为静电除尘器外加电压，V ；ΔU 为反电晕场强，V ；J 为粉尘层的电流密度，A/cm2；δ为粉尘层厚度，cm ；ρ为粉尘比电阻，Ω·cm 。

从式（1）可以看出，带负电的粉尘越积越多，使新电场越来越强，在某些部位空气开始电离，使粉尘层局部击穿，形成电晕放电，造成反电晕现象。这时，火花闪络频繁产生，电除尘的收尘场强大大降低，电晕显著减小，空间电场强度减弱，收尘效率变得很低。

粉尘比电阻的数值取决与很多因素，如飞灰比表面积、孔隙率，飞灰粒径及其分布，烟气成分，烟气温度等。国内现有文献中，已有大量关于飞灰比电阻的测定和影响因素的研究报导，也有烟气温度对飞灰比电阻的研究及分析论述。一般看法是，当温度处于150~200℃范围内，飞灰比电阻处于最大的峰值，根据煤灰性质的不同，比电阻数值甚至高达5×102Ω·cm 。因此当锅炉排烟温度处于这个范围内时，电除尘效率是相当低的。

针对飞灰比电阻对电除尘效率的影响，在遇到飞灰高比电阻和出现反电晕时，主要采取对烟气进行调质处理，增加电场的数量，提高电除尘的运行电压等。

1.2锅炉排烟温度对飞灰比电阻的影响

排烟温度与飞灰比电阻的关系进行分析，有2个极值点，当温度较低（60℃以下）时，烟气中的水分子均匀分布于飞灰颗粒内部，当颗粒温度升高时，内部水分开始向外蒸发，在颗粒表面形成一层液膜，飞灰比电阻明显下降，并在温度60~100℃范围内出现最低值；当温度继续升高，颗粒表面的水分开始汽化，飞灰比电阻急剧上升。当温度在150~200℃范围内时，飞灰颗粒的水分挥发殆尽，此后随温度再升高时，体积导电机理起主导作用。由于飞灰颗粒属非晶体结构，随温度升高，其活化程度不断增大，颗粒内部的电子或离子导电过程加剧，比电阻急剧下降。峰值比电阻处于温度150~180℃或150~200℃的范围。根据徐州发电厂飞灰比电阻与烟气温度的实测数据，当烟气温度由约100℃升高到170℃左右时，飞灰比电阻上升了3个数量级。由此可见，当锅炉排烟温度高，处于150~180℃时，飞灰比电阻可能达到ρ＝1011~5×1012Ω·cm 的数值，在这种情况下，在电除尘器的集尘板上，粉尘所带的电荷不能及时释放出来而造成反电晕现象，使除尘效率降低。电除尘效率与飞灰比电阻的关系如下表（表1）：

参考文献［］

［１］杨宁一，钟明义．影响电除尘效率的对策［Ｊ］．四川电力技术，１９９８．

［２］赵毅，原永涛．影响飞灰比电阻的因素［Ｊ］．电力环境保护，１９９６．

表１粉尘不同比电阻值时除尘效率的计算值

因此排烟温度对电除尘效率的影响很大，我公司锅炉（3×55MW ）的排烟温度一般在165~195℃之间，粉尘比电阻相对很大，因此影响电除尘的除尘效率，根据我公司的锅炉运行情况，可以通过更换空预器吊蓝及减少制粉系统漏风来降低排烟温度。

1.3振打系统的运行因素

静电除尘器内电场的振动装置主要用来定时清除电场内极线和极板上的积灰，保持电场二次电压的稳定，电除尘器振动清灰的周期及时间的长短对电除尘效率的影响十分显著。静电除尘器的振打时间一般由设计制造厂给定，但在实际运行中由于煤种变化，粉煤灰的特性也随之变化。振动周期时间设置过长，则积灰太厚，会降低除尘效率。振动周期时间设置较短，由于灰层较薄，脱落电极的粉尘容易被气流带回除尘器空间而加剧二次扬尘，降低效率。静电除尘器振动清灰周期的理论值由下式算出：

T a i =Txi +Tti =Ni /Vi +（60D i ρi A ）Q i C i ηi f ）（2）i /（i

式中，T a i 为振动周期；T xi 为振动时间，min ；T ti 为停振时间，min ；N i 为允许连续振动次数（2~5次）；D i 为最大允许积尘厚度，kg/m3；A i 为收尘面积，m 2；Q i 为处理烟气量，m 3/h；C i 为入口含尘体积质量，g/m3；ηi 为除尘效率，％；f i 为积尘不均匀系数（5~10）。

理论周期需在实际运行中通过对比试验调整，主要用测振仪测定振打加速度来确定。如四川一电厂的静电除尘器通过多次试验比较后，将振大周期由设计125min 缩短到66min ，取得了较好的除尘效果。另外，为有效抑制由于振大引起的二次扬尘，除振打频率合理，还要求振打加速度分布均匀，振打加速度分布越均匀，收尘效果会越好。

1.4电场闪络频率的影响

粉尘在电场中主要受库仑力、重力等作用，提高运行电压无疑会增加库仑力，有利于提高电除尘效率，但最高除尘效率是在运行电压升至临近火花放电闪络时获得的，而每次闪络会引起扰动，造成局部粉尘透过率增加，引起除尘效率下降。调节电压上升率或下降率可改变电场的闪络频率，电场发生闪络时，平均电压基本保持不变，而二次电流的平均值却有所下降，所以，过高或过低的闪络频率都将影响除尘效率。

2结语

电除尘效率与粉尘的比电阻关系很大，锅炉飞灰的比电阻与排烟温度密切相关，在排烟温度100℃~180℃范围内，随烟气温度降低，飞灰比电阻下降，除尘效率提高。因此，降低排烟温度对提高锅炉效率和电除尘效率都有利。

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