排煙溫度與靜電除塵器除塵效率的關(guān)系.doc

排煙溫度與靜電除塵器除塵效率的關(guān)系2011-3-22作者: 李亞林 王玉川業(yè)務(wù)員網(wǎng) 引言我國是以燃煤為主的能源結(jié)構(gòu)的國家，煤產(chǎn)量已據(jù)世界第一位，年產(chǎn)量達(dá)到16億噸以上，201年將達(dá)到25億噸。中國當(dāng)前的大氣污染物中，粉塵的71%來自煤的燃燒。截止到2010年從排放量來看，電站鍋爐粉塵排放量約3800噸/年，其中2700萬噸是由煤燃燒產(chǎn)生的，而25%是電站排放的。由此引發(fā)的環(huán)境問題日趨嚴(yán)重，為了給人類的生存和繁衍創(chuàng)造一個良好的環(huán)境，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的提高，電除塵器以除塵效率高開始廣泛推廣使用。特別是300MW及以上機(jī)組普遍采用。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，人們對排博煙溫銳度與管靜電理除塵在器除線塵效率的關(guān)系控制環(huán)境污染的認(rèn)識有新的提升，已經(jīng)不再只是注重鍋爐煙塵濃度的排放，而是提出了一個新的環(huán)保理念，即稱為“環(huán)保設(shè)備”。一、靜電除塵器的工作原理是由金屬構(gòu)件組成的電極系統(tǒng)，即放電極（陽極），在放電極上加負(fù)電壓后能在異極之間產(chǎn)生極不均勻電場，當(dāng)電場電壓升到足夠高，即放電極附近的電場強(qiáng)度達(dá)到足夠大時（出自：業(yè)務(wù)員網(wǎng): ），周圍的氣體被電離，電離后氣體中存在著大量的電子和離子。這些電子和離子使進(jìn)入電場的煙氣中的塵粒荷電，絕大多數(shù)荷負(fù)電，在電場力的作用下，帶負(fù)電荷的塵粒趨集于收塵極，帶正電的塵粒趨向于放電極。塵粒達(dá)到電極后釋放出電荷，然后依靠分子引力和剩余的靜電力吸附在電極上。當(dāng)此類塵粒積聚到一定厚度時通過振打裝置的振打作用，塵粒被其慣性力從電極表面剝離下來落入灰斗，收塵過程即告完成，這一過程是連續(xù)而高速進(jìn)行的。二、煙氣溫度對除塵效率的影響粉塵的比電阻是決定電除塵器除塵效率高低的一個主要因素。飛灰比電阻值偏高，是影響電除塵器效率的關(guān)鍵因素，如何提高高比電阻灰的電除塵效率是一大難題。飛灰比電阻與煙氣溫度有關(guān)，其峰值根據(jù)煤灰特性出現(xiàn)在121232之間，在232以上時，飛灰的比電阻與絕對溫度成反比，與煙氣成份無關(guān)；而在低于121時，飛灰比電阻與絕對溫度成正比，并與煙氣的濕度和其他成分有關(guān)。粉塵的比電阻可看成由兩個并聯(lián)的電阻組成，其中一個為體積比電阻，即通過粉塵內(nèi)部導(dǎo)電呈現(xiàn)的電阻，一個為表面比電阻，即通過粉塵表面導(dǎo)電呈現(xiàn)的電阻，組成粉塵的各種成分的導(dǎo)電性能決定了粉塵體積比電阻大小，組成粉塵的各種物質(zhì)的導(dǎo)電性能受溫度影響顯著，當(dāng)溫度較高時，粉塵內(nèi)傳導(dǎo)電流的離子與電子將獲得更大的能量使粉塵層的導(dǎo)電能力升高，體積比電阻下降。運(yùn)行中變化的煙氣溫度對比電阻的影響較大，圖1為粉塵比電阻與溫度的關(guān)系，是比較典型的燃煤鍋爐粉塵比電阻隨溫度變化的曲線。 圖1粉塵比電阻與煙氣溫度的關(guān)系 由圖1可以看出，粉塵比電阻最高對應(yīng)的溫度，與鍋爐設(shè)計的排煙溫度比較接近（正常情況下排煙溫度為130150，如豐鶴2600MW電廠一期鍋爐設(shè)計排煙溫度為150，二期鍋爐設(shè)計排煙溫度為133），這也說明了電廠中粉塵比電阻的重要性。 一般要求煙塵的比電阻在1041012 歐姆/厘米為最佳，我廠燃用煤種的比電阻低，只要保證電除塵器入口溫度在135140之間，就能降低比電阻（）值。1012歐姆-厘米，除塵效率趨于惡化。表面導(dǎo)電則是決定于氣體成分中的濕度與導(dǎo)電物質(zhì)。其導(dǎo)電機(jī)理是煙氣中的冷凝物質(zhì)（在相對較低溫度下會凝結(jié)成露），在粉塵表面形成了導(dǎo)電層。所以適當(dāng)?shù)臐穸葧档头蹓m比電阻，有利于提高除塵效率。 溫度和濕度除了影響比電阻，還會通過影響電場VI特性來影響電除塵器的運(yùn)行效果，當(dāng)氣體的溫度上升時，氣體分子密度下降，負(fù)離子向電極驅(qū)進(jìn)速度就會因與中性分子碰撞機(jī)會的減少而增加，使放電極的負(fù)離子密度降低，負(fù)離子對放電極附近電場的作用削弱。在同樣電壓下，其電暈電流就要增加，對除塵有利。當(dāng)煙氣中水分子較多時，因為水氣分子產(chǎn)生一種負(fù)離子，大于空氣分子，與電子碰撞的機(jī)會較多，使電子在電場中加速的平均自由行程縮短，即電離不易發(fā)展。水氣負(fù)離子因質(zhì)量大，其驅(qū)進(jìn)速度小于氣體負(fù)離子，使得電場空間中負(fù)電荷分布密度增加，電場更趨均勻，擊穿電壓升高，這樣，在同樣電壓下，電場的最大工作電流就會得到提高，對提高除塵效率是很重要的。在實際運(yùn)行中，電除塵器入口溫度降低（低于120），粉塵表面吸附水蒸汽和其他化學(xué)導(dǎo)電物質(zhì)，形成一層導(dǎo)電薄膜，比電阻值降低。電除塵器入口溫度升高（高于130），導(dǎo)電能力增加，比電阻值下降。我廠鍋爐設(shè)計排煙溫度139，由于鍋爐負(fù)荷、煤質(zhì)、燃燒等工況變化使得排煙溫度降低；隨著環(huán)境溫度的變化排煙溫度也有不同的變化，加上后部煙道（電除塵器入口）漏風(fēng)，特別是冬季鍋爐的排煙溫度就更低于設(shè)計溫度139，特別是鍋爐的吹灰和空氣預(yù)熱器的吹灰影響排煙溫度，由于排煙溫度的降低使得煙氣含塵量水分增加，灰塵容易粘結(jié)在陰極線和陽極板上，不容易振打下來。如果電除塵器內(nèi)溫度長期低于102的煙氣露點(diǎn)溫度，不但造成除塵效率下降更會對電除塵器及尾部煙道造成嚴(yán)重腐蝕。另外，當(dāng)電除塵器入口溫度在90150范圍時，水分對各種礦物粉塵的比電阻值影響很大，比電阻值隨濕度的增加而減少。電除塵器入口煙氣中水蒸氣含量按照7.195左右設(shè)計。經(jīng)過空氣壓縮機(jī)壓縮后的壓縮空氣中水分子以過熱蒸汽的形式存在，水分子的含量約(1040)g/m3，隨著壓力的降低水分子變?yōu)轱柡蜖顟B(tài)，一般壓縮空氣的露點(diǎn)低于環(huán)境溫度520，大量的壓縮空氣進(jìn)入電除塵器將增加電除塵器入口煙氣中水蒸氣含量。我廠電除塵器干排灰系統(tǒng)，全部采用大倉泵式壓縮空氣干灰輸送系統(tǒng)，多少都會加重電除塵器的漏風(fēng)。每臺電除塵器下設(shè)有倉泵10臺，倉泵在互相切換時，倉泵內(nèi)及管道的余壓均排入電除塵器，由于我廠使用的輸送氣源含水量比較高(冷干機(jī)、干燥塔效果不明顯)，排入電除塵造成灰塵二次飛揚(yáng)，由于