保持高效电除尘器除尘效率的研究

刁焕利

[关键词]电除尘;环保;粉尘

一、影响电除尘器除尘效率的主要因素

1.设计上的因素。电除尘器设计需要的原始资料包括锅炉主要数据、燃煤特性、飞灰特性、其他烟气参数以及厂址、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。然而,在设计中,往往难以取得所需要的所有资料。另一个设计中的问题是目前我国在设计中选择参数的命中率还不够高,其原因是至今国内尚无煤质对电除尘特性影响的研究数据。

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%。

3.运行工况因素。就笔者看,运行工况因素对已经投运的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。粉尘比电阻对电除尘器性能的影响主要有以下两方面:

(1)在通用的板式电除尘中,电晕电流必须通过极板上的粉尘层传到接地的收尘极板上。若粉尘的比电阻超过临界值51010Ω.cm时,则电晕电流通过粉尘层就会受到限制,这将影响到粉尘粒子的荷电量、荷电率和电场强度等,如不采取必要的措施,将会导致除尘器效率下降。

(2)粉尘的比电阻对粉尘的黏附力有较大的影响,高比电阻导致粉尘的黏附力增大,以致清除电极上的粉尘层要提高振打强度,这将导致比正常情况下的二次飞扬大,最终也使除尘效率下降。然而,影响粉尘比电阻的因素也比较复杂,除了粉尘化学成分外,还与温度、粉尘粒子和烟气的化学成分有关,如果烟气中含有冷凝物质(如水或硫酸),若温度足够低,便能在粉尘表明形成吸附层,此时表明导电将是主要的。其次,煤的含硫量对飞灰比电阻有较大影响。含有硫的煤燃烧时,产生SO2,SO2的产生量取决于煤中硫的含量,在正常情况下,大约0.5%～1%的SO2氧化成SO3,如果温度足够低,SO3吸附在飞灰上就能大大地降低粉尘的比电阻。所以,含硫量高的煤燃烧所产生的粉尘其比电阻比含硫量低的煤要低。

运行工况中,另一类危及电除尘器安全运行的故障要数断线、振打失灵和灰斗积灰。另外,在运行中,由于灰斗加热保温不良,插板门漏风,水力冲灰箱潮气沿落灰管上升,使积灰、吸潮结块,还会发生使灰斗堵塞、排灰不畅等故障,不仅影响电除尘器性能,甚至不得不停止运行。

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尘技术。

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]段永泽. 山西省火电厂电除尘器现状及改进措施[J]. 山西电力技术, 1996,(4).

[3]赵卫东. 电除尘器运行中遇到的问题及其对策[J].电力环境保护, 2006,(3).

(编辑/李舶)