影响电收尘性能的主要因素

一、影响电收尘的性能的主要因素：电收尘器的性能除了与结构有关外，在很大程度上受烟尘性能和操作条件的影响。其影响因素主要有：粉尘的比电阻值、含尘浓度、粉尘颗粒组成、气体成分、温度、湿度、露点值、含硫量、收尘的漏风、电极肥大、电极操作等。1、烟气性能的影响1.1粉尘比电阻的影响每平方厘米面积上高为1cm的粉料柱，沿高度方向测定的电阻值，称为粉尘的比电阻，单位为“欧姆•厘米”。粉尘的比电阻是衡量粉尘导电性能的指标，它对电收尘器的性能影响极大。图1-1是粉尘比电阻与电收尘效率的关系曲线。不难看出粉尘的比电阻在104~1011Ω•cm范围内时收尘效率比较高。当电收尘电阻在104Ω•cm以下时，带电尘粒在到达极板的瞬间就被中和，甚至带上正电荷，这样便很容易脱离沉淀极而重新进入气流中，从而大大降低电收尘效率。比电阻在1011Ω•cm以上的粉尘，当粉尘沉淀到沉极板时，其所带电荷很难中和，而且会逐渐在沉积板上形成负电场，电场逐渐升高，以不能适应在充满气体的疏松的覆盖层孔隙中发生离子，中和了部分带负电荷的尘粒，这就是通称的“反电晕”，与此同时，由于沉淀极放出正离子使电收尘之间的电场改变为类似于两个尖端所构成的电场，这种电场在不高的电压下很容易很击穿。因此，当粉尘比电阻大于1011Ω•cm时，电收尘的效率不显著下降。所以，只有粉尘的比电阻在104~1011Ω•cm范围内时，带负电荷的尘粒到达沉淀极板后，中和以适当的速度进行，收尘效率高。这是收尘器运行最理想的区域，在这个区域内收尘效率与比电阻值的变化没有多大关系。1.2含尘浓度的影响气体含尘浓度的增加，使粉尘离子也增多，尽管它们形成的电晕电流不大，但其形成的窨电荷却很大，严重地抑制电晕电流的产生，使尘粒不能获得足够的电荷，致使收尘效率降低。尤其是粒径在1μm左右的粉尘越多，这个影响也就越严重。当烟气的含量高于规定值时，电晕电流亦佳减小到零，这种现象称为电晕封闭，此时气体净化效果显著恶化。为了防止电晕封闭现象的产生，应当限制进入电收尘器烟气的含尘浓度，。水泥厂一般要求进入电收尘器气体的含浓度不超过60g/m3（采用芒刺电晕极时要为80g/m3）。因此为了保证某些收尘点的电收尘正常运行，往往在电收尘器前设置预收尘器，以保证进入电收尘气体的含浓度低于规定值。1.3粉尘颗粒组成的影响对于电收尘器，最有效的粉尘粒径范围是0.01～20μm。小于0.01μm的尘粒，受布朗力影响不易收集下来；大于20μm的尘粒，由附着电量计算得知，是不经济的。所以当粉尘粗粒子较多时，就采用旋风收尘进行预收尘，这样效果更好。1.4烟气温度的影响烟气温度对电收尘的工作性能影响很大，主要表现在以下三个方面：1.4.1温度对粉尘比电阻的影响烟气温度对粉尘比电阻的影响可从图1－2中看出。烟气温度的变化会引起粉尘比电阻值的波动。而影响收尘效果。因此电收尘器工作时，应使烟气温度保持较小的波动范围，以保证收尘器正常工作。1.4.2温度对气体粘度的影响众所周知，当气体温度上升时，气体分子的运加剧，运动着的分子层之间的内摩擦加大，从而使气体粘度增加。在电收尘器运行时，电场中的带电粉尘受电场力向沉淀极运动的驱进速度与含尘气体的粘度有一定的关系。气体温度超高，气体的粘度越大，荷电粉尘的速度越低。1.4.3温度对气体击穿电压的影响气体的击穿电压与气体的密度成正比，而气体密度在很大程度上取决于气体温度。当气体压力不变时，气体的密度与气体的绝对温度成反比。因此，当气体温度降低时，气体密度增加，从而气体的击穿电压也相应增加。由于击穿电压的增加，使收尘器电场工作电压更高，从而大大提高了收尘效率。由上分析可看出，气体温度低些为宜。所以有的电收尘器装有气体冷却装置，不但降低了烟气温度，而且利用了废气的余热。但是应当注意，烟气的温度不能太低，过低时，气体中水汽和三氧化硫容易冷凝结露，收集的粉尘糊住电极，使收尘效果恶化。同时设备冷凝结露，易使钢质材料锈蚀，损坏设备。当石英套管低于结露温度时，冷凝物质将导致套管内部泄漏放电，使电收尘器不能正常运行，所以，一般要求烟气温度高于露点温度20～30℃。1.5气体速度的影响在电收尘器中，通过电场的气流速度越高，则收尘效率越低，反之，收尘效率越高。因为，当气流速度增高时将导致下列现象：1.5.1含尘气体通过电场的时间缩短，有些粉尘还未来得及收下，就被气流带出电收尘器。1.5.2电场的粉尘二次飞扬加大，即已经捕集到的电极上的粉尘在振落时被气流重新带走。1.5.3有效电场以外的空间（如下部灰半，上部的间隔以及旁侧极板与外壳的空隙中）的漏灰易被气流带走。因此，避免电场风速过高的确有着重的意义，表1－3是国外某厂电收器中气流速度和收尘效率之间的关系曲线，供参考。1.6烟气湿度的影响电收尘器运行时，被处理的烟气湿度大小直接影响电场电压、粉尘电阻值和收尘效率。1.6.1烟气湿度增加，空气击穿电压增大，其主要原因是：第一，由于电场中水分子能大量吸附电子，使水分子带电转变为行动缓慢的负离子，因而使电场空间的电子数目显著减少。电离强度减弱；第二，由于水分子比空气分子质量大，体积大且结构复杂，在气体游离发展过程中，与自由电子碰撞的机会多，这就使自由电子在电场中加速的平均自由行程缩短，而且互相碰撞时，将使电子的动能消耗，转化为热能，使得碰撞电离难于发展；第三，由于吸附电子而形成的行动缓慢的水汽负离子，在电晕区与正离子结合的机会比快速逸出的多，因而使正负电荷的复合加剧。使气体的电离减弱，电晕电流减小，空气间隙的耐压强度增加，击穿电压升高。由于电场电压提高，不但使电晕放电仍然强烈，而且由于电压升高，电场强度增大，使得电收尘在提高电压情况下稳定运行。因此，增大烟气的湿度可以在很大程度上补偿由于废气温度高，或者气压低所造成密度减小，击穿电压下降，收尘效率不高的缺陷。1.6.2烟气湿度对粉尘比电阻的影响烟气湿度对粉尘比电阻影响很大（参看图1－2）。当粉尘比电阻值过高时，增大烟气的湿度，使水分子粘附在导电性较差的粉尘上，可以降低粉尘的比电阻值，不易着产生反电晕，从而提高了收尘效率。当粉尘比电阻值过小（如碳黑）时，增加湿度，水分子粘附在导电性良好的粉尘上，可提高粉尘的比电阻值。因此，每台电收尘器在处理某一种烟气粉尘时都有规定的最低湿度含量。二操作条件的影响实践证明，操作条件对电收尘器效率影响很大，其影响因素主要有：2.1电晕线结灰肥大如前所述，电晕极越细，电晕产生得越强烈。但由于电晕极周围的离子区部分粉尘颗粒获得正电荷，并与负极性的电晕极中和，使电晕极粘附少量的粉尘，这就是通称的电晕极肥大。电晕线结灰肥大，将显著地降低电晕效果，使收尘器工作状态恶化。电晕线结灰肥大不仅与电晕线的结构形式、烟灰的性质有关，而且还与操作有关，为了解决电晕线的结灰肥大现象，一方面应改进电收尘器的设计，增大电晕极系统的振打力，另一方面应加强定期清扫，保持电晕极的清洁。2.2沉淀极积灰当沉淀极板表面积灰过厚时，会降低带电粉尘在极板上的导电性，从而大大降低电收尘器的收尘效率。在极板处于持续振动的情况下，极板表面形成的尘层厚度保持不变，新沉淀在极板上的粉尘立即被振离极板，被气流重新带走，造成粉尘较大的二次飞扬。相反，在“停止振打”的情况下，尘层不断加厚，降低带电粉尘在极板上的导电性，使收尘效率迅速下降，所以在“停止振打”和使极板处于“持续振动”这两种情况之间必定存在一个收尘效率为最佳值的间歇时间（通称振打周期）对电收尘效率影响是很大的。一般打周期的选择取决于被处理的含气体的性质（主要是含尘浓度、粉尘粘度等），其数值是通过试验确定的。对于水泥厂的电收尘器，振打周期一般可取2.5～3分钟。2.3漏风漏风对电收尘器性能影响很大。从灰斗和排灰装置漏入的空气将会造成被收集粉尘的再飞扬：从检查门、烟道、伸缩节、风道闸门、绝缘套等处漏入空气，不仅会增加电收尘器的烟气处理，而且会由于温度下降出现水气冷凝现象，引起电晕极的结灰、电击穿、硫腐蚀等后果。所以电收尘器在设计和安装使用时要保证良好密闭性，各联接处均应连续焊接，以减少漏风的影响。2.4运行时的火花率在电收尘器中，提高外加电压，则电晕电流也随之增加，当电压增至某一数值时，则在两极的某一通道上产生气体击穿。但由于一般电收尘器的电源装置能迅速的封锁，切断电流，使击穿后的电流受到限制，不能形成电弧，这时的放电仅停留在火花放电阶段。实验表明，电收尘火花放电频率对收尘效率的影响，如图1－4所示。在生产中最佳火花频率数值取决于烟气的性质、装置内粉尘的附着状态等。一般均通过实验确定。三、电收尘器的操作3.1电收尘器的操作3.1.1电收尘器投入运行前的检查：电收尘在投入运行前，一般应作如下检查：①收尘器壳体内、保温箱内却无杂物，各人孔门已关闭严密。②各传动机结构完好（包括沉淀极振打装置，电晕极打装置，排灰装置，锁风装置等），转动灵活，各润滑点均有足够的润滑油。③如收尘器进、出口安装阀门（在煤磨电收尘中常安装进、出气阀门），则应将进、出气阀门打开。④检查漏电装置：各种开关、旋钮位置是否正确；各处接线是否完好；各熔断器是否良好；各印刷板是否插紧；整流器高压端对地（反向时）及低压端对地的绝缘电阻是否达到规定值（整流变压器对地电阻应大于1000MΩ，低压线对地绝缘电阻应大于300MΩ）⑤电收尘器的外壳和高压变压器正极均应良好接地。⑥高压电缆头、高压硅整流器均无漏电现象。⑦三点式（或四点式）开关操作机构灵活，位置正确。⑧检查振打装置电动机、排烟装置电动机的绝缘情况，绝缘电阻应不低于0.5MΩ⑨检查一氧化碳测定仪：电缆连接是否良好；用干净气体（反吹清理装置）吹洗进样管道，避免胀物进入红外分析室；四个干燥过滤器内填充4/5硅胶、1/5脱脂棉花；气路系统是否密封、畅通；红外仪的光源、气室、检侧室应保持同光轴定位，印刷电路板及元器件固定良好。⑩检查增湿塔：塔内喷嘴各连接处均补漏水；开启喷嘴前截止阀（备用喷嘴不打开），关闭放水路阀门及回水管路阀门；塔体各检查门是否关闭完好；打开泵房内水箱进水阀门，向水箱充水，观察水箱的溢流管道水流是否连续流通。3.2电收尘器的启动①在收尘器投入使用之前4小时，应接同保温箱内的管状加热器，对绝缘套管进行加热。有的收尘器采用正压操作并配有热风装置，则应在开车前4小时启动热风装置加热绝缘套。煤磨电收尘器在开车前4小时，应将容量较大的热风装置启动，使其对收尘器内部构件进行加热，使内部构件的温度高于烟气露点温度。②启动收尘器的锁风装置电动机和排灰装置电动机。③启动收尘器电晕极振打装置、沉淀极振打装置、气流分布板振打装置等处电动机以及灰斗斗壁上的震动电动机。④接通灰斗、电晕极振打传动装置、防爆阀门内的电加热装置。⑤启动一氧化碳检测装置。⑥启动工艺系统排风机，使烟气通过收尘器。⑦将三点式高压隔离开关扳到送电位置。⑧启动高压硅整流电源，向电场送电。3.2.1对于有增湿塔的窑尾收尘系统，当增湿塔进口烟气温度高于250℃时，可以启动工作，其操作顺序如下：①启动增湿塔下部的排灰装置。②打开所需使用的水泵进水阀门，使水箱的水流入泵内。③启动水泵电动机，调节电机转速，使泵的压力在规定的范围内。3.3电收尘的操作①当电收尘器用于水泥回转窑窑尾或烘干时，若烟气的CO含量超过2%，则应发出警报，及时通知燃炉看火工人采取措施，当CO含量超过2.5%时，则应关闭高压硅整流电源。如若CO含量继续升高至4%，则说明工艺系统操作极不正常，此时应关闭系统排风机，并通知有关部门进行处理。为了随时检查取气系统工作是否正常，可在管路中接入水银U形管压力计，当发现压力计的负压值突然升高时，则取气系统可能发生堵塞。此时可检查金属滤套或气管是否堵塞。若U形压力计两端的压差很小时，则管路可能漏气。若取气工作过程出现气量不足，则真空泵进气口可能被粉尘堵塞。金属滤套须每半月检查一次，如大部分气孔堵塞，则应更换新的滤套。安装时必须注意两端端盖与滤套结合严密，否则粉尘进入支气管中，造成管路堵塞。当电收尘器用于煤粉制备系统时，若烟气的CO含量超过“正常值+700%”时，则应适当开启1～2瓶CO2，使CO含量降低，