保持高效电除尘器除尘效率的研究

保持高效电除尘器除尘效率的研究

王文巍

大唐内蒙古多伦煤化工有限责任公司 内蒙古 锡林郭勒 027300

摘要：近年来，我国环境污染越来越严重，为了满足日益严格的环保要求,实现烟尘达标排放,必须保持高效电除尘器的除尘效率。通过研究影响电除尘器除尘效率的几个常见因素,提出在设计中留有裕度,在运行中加强技术监督,进一步提高振打系统和除灰系统安全可靠性等措施的意见。

关键词：电除尘器;除尘;效率

引言

《火电厂大气污染物排放标准》,GB13223-96对火电厂锅炉最高允许烟尘排放浓度作了规定。标准中第Ⅲ时段的火电厂,采用固态渣煤粉炉,除尘器出口过量空气系数为1.7时,在县及县以上城镇规划区内,其锅炉最高允许烟尘排放浓度为200mg/m3,在县规划区以外地区的火电厂锅炉烟尘最高允许排放浓度为500mg/m3。可见,一个Ⅲ时段的火电厂(2×300MW),如果燃用煤收到基灰份27.87%,烟囱高度240m,为了保障烟尘达标排放,锅炉除尘器效率不得低于99.2%。为此,设计中,一般每台炉配备四电场静电除尘器。在目前技术条件下,尽管如此,由于安装和运行等方面的原因,投产后的电除尘器除尘效率有的仍达不到设计值,致使烟尘排放浓度超标。以内蒙古电力公司所属火电厂为例,1997年,约一半的电除尘除尘效率低于设计值。1998年,烟尘达标排放的电除尘器也只占电除尘器总台数的75%。因此,本文旨在通过分析这些电除尘器除尘效率达不到设计值的原因的基础上,探讨一些解决问题的办法。

1影响电除尘器除尘效率的主要因素

1.1设计上的因素

电除尘设计需要的原始资料包括高炉主要数据、原料及燃物特性、飞灰特性、其他烟气参数及厂址、气象和地理条件。正确提供和选用这些资料，对于保持电除尘器的性能至关重要。例如，整流设备额定电压与电流的选择。除个别情形外，一般选择过大。这种大马拉小车有一系列弊端：电压选择过高，实际送不上去，可控硅导通角将被压缩得很小，失配严重，调压后的峰值，将使电场过早击穿，造成火花频繁，反而降低除尘效率。电流选高了，整流器内阻小，工作不稳定，自动控制和消弧困难，火花多，除尘效率也会降低。

1.2　安装质量因素

电除尘器的安装质量对电除尘器的除尘效率有很大的影响。如果安装质量不好,对同一台电除尘器,其效率可以相差10%。例如,韩城电厂,在投运初期,发现引风机严重磨损,被迫停炉。经检查发现,极板振打锤锤臂、撞击杆、钻板脱落。导致这一问题的原因是焊接没有按要求满焊,而是采取了点焊。由于焊接质量不高,运行以后,经不起长期振打而发生疲劳,一年内有60块钻板掉下。

1.3运行工况因素

运行工况因素对已经投运电除尘器来说比较重要，往往被人们忽视的影响因素是粉尘比电阻。有关粉尘比电阻对电除尘器效率的影响可通过如下实例说明：当粉尘比电阻由1010Ω·cm增大到5×1011Ω·cm时，可导致除尘效率大幅下降，由98%降至81%。

2保持高效电除尘器除尘效率的措施

2.1保持电除尘器有稳定的除尘效率

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。电除尘器投入运行后,在经热态调试制定的各工况条件下的合理运行工作方式基础上,根据锅炉实际使用的煤种、锅炉的负荷、燃烧情况、飞灰可燃物及粉尘情况来调整。这种调整包括控制柜的工作方式、火花频率、供电参数、卸灰机输灰机等的转速(或出力)、冲灰水压与水量(干灰湿排)等的调整,以适应锅炉运行工况下使电除尘器保持经济高效运行。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、二次电压和二次电流。

2.2对于运行中的电除尘器,要定期进行粉尘比电

阻的测定。研究克服和解决高比电阻粉尘对电除尘器性能的影响一直是国际上关注的课题。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。因为粉尘层临界击穿场强Eds的值一般在5～20kV/cm范围内,而且是不容易控制的,要使粉尘层不被击穿(不发生反电晕现象),只有降低电晕电流密度J或粉尘比电阻ρ。但是常规的电除尘器要降低J,则同时必须降低收尘区的电场强度,其结果是除尘效率降低。因此,要使粉尘层不被击穿,一般采取的措施是降低粉尘的比电阻。因此,在运行中,必须定期测试粉尘的比电阻,从而提供电气调整依据和进行燃煤配比的调整,以改善粉尘比阻值。如果遇到高比阻时,必须对气体进行调质。一是喷射水、蒸汽降低粉尘ρ,提高气体的介质强度,减少气体的粘度;二是使用化学调理剂,在煤的含硫量低时,下灰ρ很高,如果加些调理剂,如SO3或Na2O等,可使ρ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。

2.3提高振打系统安全可靠性

为了提高振打系统的安全可靠性，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；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作的程度；三是优选轴系上诸元件的结构形式，完善振打控制和检测装置，选购优良的成套配品，提高振打效率，延长使用寿命。

2.4改善燃烧状况,降低粉尘含碳量

改善燃烧状况，降低粉尘含碳量粉尘含碳量高，对电除尘性能有影响。其原因如下：1.粉尘比电阻与尘粒表面吸附的酸性气体(或凝结物)有关。当粉尘含碳量增加时，碳粒使表面积增大，则尘粒吸附的酸性气体相对地减少，比电阻上升。2.碳粒使吸尘极上灰尘的介电强度降低。3.碳粒的导电性好，到达阳极后，所带电荷很快导向极板而消失，使二次扬尘增大。4.粉尘含碳量增大，必须降低SO2在粉尘中的含量，SO3生成减少，不利于电除尘。结语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、燃料特性、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型式、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,型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除尘技术。

结语

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、燃料特性、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型式、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,型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除尘技术。

参考文献

[1]胡志光.电除尘运行及维护[M].北京:中国电力出版社，2017.

[2]吕琳.火电厂电除尘效率影响因素分析及改进措施[J].石河子科技，2018.

[3]王栓.火电厂电除尘效率影响因素分析及改进措施[J].石河子科技，2018.