电除尘器波形阴极线的研究与应用

2013-12-23杨文贞

中国环保产业 2013年6期

关键词：伏安电除尘器阴极

杨文贞

（福建龙净环保股份有限公司，福建龙岩 364000）

1 引言

在我国烟气粉尘治理中，电除尘器一直发挥着重要的作用，近年来国家逐步提高了节能环保标准要求，这对电除尘器的排放提出了更高的要求，因而提高电除尘器除尘效率及增强后电场对细微粉尘的捕捉能力已非常重要。

2 电除尘器存在问题分析

目前电除尘器电场中，采用的电晕线大部分为芒刺类线型，属强放电型电晕线，适宜配置在电除尘器的前电场，以加强粉尘荷电。这种线型由于工作电压较低，并不适用于在后电场捕集细微粉尘，同时其电流密度较大，在后电场耗费了较多的电能。行业内曾经在除尘器的后电场使用过的麻花线、星型线、VO线、螺旋线等柱状类阴极线，实际工况应用中，存在着易积灰、没有固定放电点、放电不均匀、易断线的缺点。

柱状类阴极线的电除尘设备在实际使用中，麻花线、VO线、国产螺旋线均出现较多断线问题，无法稳定工作。经过多年对断线问题的跟踪分析，发现导致此类阴极线断线的主要原因是：1）柱状类阴极线线体截面积偏小、自身强度不足，在长期的阴极振打中工作，出现疲劳断裂；2）柱状类阴极线在制造中，由于设备或材料原因，局部易出现缺陷，加速了阴极线的断线，影响了此类线的稳定工作。

电除尘器的电晕功率与粉尘驱进速度成正比，提高工作电压和电晕电流能有效提高电除尘器的除尘效率。实验研究表明，电除尘器的前、后级电场由于粉尘浓度和粉尘粒径的差异，表现出一定的差异性。前级电场，在正常的工作电压下，为了保证粉尘荷电，需要较大的电流。而后级电场，在一定电流条件下，却需要尽可能提高电压。前、后电场阴极线的电气性能应符合这些要求。末电场阴极线型应解决这些存在的问题。

3 波形线试验研究

波形线（CW09A）采用小园弧端放电，针刺类阴极线采用的尖端放电。对波形线进行放电性能试验，并与CS10A、CS15C阴极线放电性能进行比较（见图1）。在与BE板匹配时CW09A、CS10A、CS15C阴极线的伏安特性进行试验，试验同极距为450mm，试验数据见表1，其伏安特性试验曲线见图2。

图1 波形线与阴极线比较

表1 CW09A、CS10A、CS15C阴极线与BE板伏安特性试验数据

图2 BE板区的试验电场的伏安特性曲线（极距450mm）

从表1可看出，当二次电压为73kV时，CS10A的二次电流为6.5mA，CW09A线的二次电流为3.75mA。与CS10A线相比，CW09A波形线的电流密度降低42%，在高电压时呈现低电流值的特性。

图2中可看出，CW09A波形线与CS10A针刺线相比，伏安特性曲线右移。

在与ZT24板匹配时，各线型采用垂直和平行两种布置形式进行试验，CW09A 、CS10A、CS15C阴极线与ZT24板的试验数据见表2；极距450mm，其伏安特性试验曲线见图3。

表2 ZT24板伏安特性试验数据

由表2可知，在极距450mm与ZT24板配对，二次电流为0.1mA时，几种线形中CW09A波形线的起晕电压最高。

从图3中的CW09A 、CS10A、CS15C阴极线与ZT24板配对时的伏安特性可看出，不论CW09A阴极线平行还是垂直布置，其伏安特性曲线明显右移。几种线型配ZT24板时的起晕电压、击穿电压和一定外加电压下的二次电流见表3。

图3 ZT24板与几种阴极线的伏安特性曲线（极距450mm）

表3 几种线型配ZT24板的二次电流

从表3 可知，在外加7 3 k V 电压和同一极距下，CW09A线（平行）布置时二次电流最小，与CS10A相比，其降幅达43%，同时CW09A线的击穿电压最高，与CS10A针刺线相比在几种情况下，提高值均超过2kV。

通过试验可看出，CW09A线无论是与BE阳极板还是与ZT24阳极板匹配，其伏安特性曲线与CS10A针刺线相比明显右移，工作电压优于CS10A等线。这样的电气性能非常适宜电除尘器后电场的使用。

4 CW09A波形线的工程应用

目前，波形线已大量应用于发电厂电除尘器中，在已投运项目中，应用波形线的电场比其前一个（应用针刺线）电场电压提高5kV以上，电流下降了20%。

（1）实例一：某电厂3#炉

某电厂3号炉B列1、2、3电场布置针刺线；4电场布置波形线；5、6电场布置双区电极，2009年3月的运行数据（见表4）表明，4电场波形线二次电压比3电场针刺线高出10kV。二次电流平均减小22%。

表4 某电厂3#炉B列电场运行数据

（2）实例二：某发电有限公司5#炉电除尘器改造项目的应用与试验

某发电有限公司5#机组，2008年进行改造，第二电场采用CS10A针刺线，第三电场双区中的荷电区电晕线为CW09A波形线；根据改造后热态负载试验报告，这两种线型极配的二次电压与板电流密度关系曲线见图4。

从上述曲线对比可看出，CW09A波形线比CS10A针刺线的工作电压更高，即在高于5kV的情况下，电流密度还降低了40%。

图4 5#ESP第3电场荷电区与第2电场的二次电压与板电流密度关系曲线图

多个实际应用表明，同等情况下，CW09A波形线工作电压比针刺线可提高5kV，而工作电流却降低了20%以上。提高了电场强度，对捕集细微粉尘更为有效，对高风速适应性好，这种线型适合用于排放要求很严格的电除尘器后级电场，又可以起到节能作用并满足除尘器后电场阴极的性能要求。

5 波形线的节能功效

近年来，经济发展对能源的需求大增，节能减排已成为我国的发展国策。电除尘器的前级电场，在正常工作电压下，为了保证粉尘荷电，需要较大的电流。而在后级电场，在一定电流条件下，需要尽可能提高电压。CW09A波形线具有电场二次电压高、二次电流低的特性，布置于除尘器的末电场，在电源选用时与针刺线相比，可减小规格、降低能耗。在电除尘器运行中，具有板电流密度均匀和节能的优点，对细微粉尘的收集和抑制反电晕效果明显。