电厂电除尘系统效率影响因素分析与研究论文

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1、电厂电除尘系统效率影响因素分析及研究25 / 29摘 要针对电厂电除尘器除尘效率下降的情况, 分析其存在的主要问题, 简要介绍所采取的改造措施：将相应的电除尘器一电场阴极线更换为管型芒刺线; 阳极板下部加装加强板; 阴极振打轴承改为托滚式轴承等。改造实施后电除尘器除尘效果明显改善, 可靠性得到提高。本电除尘器的改造经验对其他电厂解决同类问题具有一定借鉴意义。关键词：电除尘器; 阴极线; 阳极板; 轴承;除尘效率AbstractAiming at the efficiency decreasing problemof electrostatic precipitator Power Genera

2、tion Co. Ltd., main causes wereanalyzed in this paper. Based on these, several countermeasures were briefly introduced as follows: emitter wires were replaced by tube- typedischarge spine wires, reinforced plates were installed at the bottomof collection plates, and rapper bearings were changed into

3、 bracketbearings. The collection efficiency and operating reliability are both improved as a result of above- mentioned retrofits on the electrostaticprecipitator. The successful experiences also provide certain reference for other power plants to solve such problems effectively.Key Word: electrosta

4、ticprecipitatoremitter wirecollection efficiency目录第 一 章 绪论11.1 电除尘系统的现状11.2 改进电除尘器的意义11.3 通过实例对电除尘器改进进行分析1第 二 章 造成电除尘器效率降低的分析32.1 设计上的因素32.1.1 煤、灰及烟气资料32.1.2 系统及工况资料32.1.3 对电除尘器的要求32.2 安装质量因素42.3 工况运行因素42.4 电晕线肥大和阳极板粉尘堆积对运行参数的影响62.5 电晕闭塞对运行参数的影响72.6 锅炉排烟温度和压力对运行参数的影响82.7 高压短路对运行参数的影响92.8 运行工况因素对已投运后

5、的电除尘器的重要92.8.1 烟气性质对电除尘器效率的影响92.8.2 粉尘比电阻的影响102.8.3 电除尘器安全运行的故障有振打失灵、灰斗积灰102.9 粉尘的比电阻102.9.1 粉尘比电阻和除尘效率的关系102.9.2 温度影响102.9.3 湿度影响112.10 气流的均匀性112.10.1 除尘器效率直接与烟气流速有关112.10.2 除尘器进口的含尘浓度122.10.3 电除尘器入口含尘量设计122.10.4 为了减少电除尘器的入口的含尘量122.11 操作技术122.11.1 锅炉投油助燃或煤、油混烧142.11.2 运行中阴极振打锤、振打砧发生脱落现象142.12 漏风142

6、.13 火化率152.14 阳极板下部撕裂152.15 阴极振打轴系卡涩162.16 阳极振打轴承衬磨损162.17 灰斗与灰斗联接部位凸台积灰162.18 平时检修不及时17第 三 章 电除尘器的整改及改进效果183.1 提高振打系统安全的可靠性183.2 电厂阴极线更换为管型芒刺线193.3 阳极板下部加装阳极板203.4 阴极振打轴承改型203.5 改进效果203.5.1 空载升压实验213.5.2 除尘效率实验21结论21致22参考文献23第 一 章 绪论1.1 电除尘系统的现状多在几年前建成投产,受当时各种的因素的影响和条件的限制,电除尘器选型普遍比较冒进。当时有两种主要认识：1认为

7、电除尘器既然是一种高效除尘器,它的除尘效率远高于其他形式的除尘器,只要有了它,烟尘污染就基本消除了；2环境保护的投资大,经济效益低,甚至只有不断地投入而无丝毫的产出,因而对环境保护的投资是被动的。因而发电厂向电除尘器制造厂提供基本参数的准确度就尤显重要。某发电厂除尘器改造时提供给电除尘器制造厂的最大实际烟气量为四十二万立方米每小时,而其实际烟气量在五十万立方米每小时左右。这一偏差,就使电除尘器在其他一切状况均正常时,除尘效率由设计值98%下降到96.3%,烟尘排放量增加约一倍。这样使发电厂的能耗有所增加,经济效益受到一定量的损失。其次除尘效率低,排放到空气中的灰尘就会增加,相比之下这对环境也造

8、成了严重的污染,电除尘器的改进不管是对电厂的经济效益还是对环境的影响都有一定的意义。1.2 改进电除尘器的意义1对电除尘器进行改进,可以有效的减小固体未完全燃烧损失。2对电除尘器进行改进,可以减小烟尘在锅炉中的对设备的磨损,锅炉的热效率是进入炉膛的总热量减去锅炉各个损失,在各项损失中固体未完全燃烧损失所占比例最大,对电除尘器进行改进对提高锅炉的热效率和提高煤炭的利用率也有很大的意义。3对电除尘器进行改进。对电厂热效率的提高和对整个电厂效率的影响以及环境保护都有重大的意义。1.3 通过实例对电除尘器改进进行分析本文通过对200MW燃煤发电机组配用电力修造厂生产的RWD/KFH-170-3 型三电

9、场卧式静电除尘器, 电控部分由空气净化设备厂提供。每台锅炉各配2 台独立的电除尘器并列组合而成, 每台电除尘器分4个电场, 并在最后一个电场末端加设2层横置槽板, 防止二次飞扬, 以提高收尘效率。电除尘一般随着运行时间增长, 除尘效果逐渐变差, 电场运行参数开始下降, 二次电压、二次电流均难以达到正常值, 还经常出现电场投不上的情况。为找出电除尘器除尘效率降低的原因, 寻求合理有效的治理方案, 对除尘器部进行检查分析, 因此,本文在通过分析电除尘器除尘效率达不到设计值原因的基础上,探讨一些解决问题的办法,希望能够对火电厂环保工作提供有益的参考 。第 二 章 造成电除尘器效率降低的分析2.1 设

10、计上的因素电除尘器的设计需要的原始材料包括以下容：2.1.1 煤、灰及烟气资料煤质的全分析成份、热值、挥发份,灰的成份、粒径、比电阻、容重,烟气成份、温度、湿度、酸露点温度、烟气量及烟气含尘浓度。2.1.2 系统及工况资料炉型、容量、耗煤量及系统漏风选值。现场气象资料：海报及气压、环境温度、风载、雪载、地震烈度及安装现场位置限定。2.1.3 对电除尘器的要求效率保证,允许漏风等依据多依奇效率公式： 2-1式中 为烟气驱进速度；Q为烟气处理量；A为收尘面积。由此公式得出,根据要求A、Q值确定后,影响除尘效率的关键因素取决于烟气驱进速度,而值的取得通常有两种方法：一种将拟采用的煤在实验炉中燃烧,然

11、后经试验装置与现实参数相同测出其除尘效率,然后推算出值；另一种是将现场大量运行电除尘的各种参数与烟尘特性进行统计汇总,用计算机进行处理分析,找出相互关系图表应用于设计中,这就存在设计中取得资料的全面性问题。如：飞灰化学成份分析一般只分析SiO2、Al2O3、Fe2O3、CaO、MgO以及SO3等项目而忽略Na2O、K2O、TiO2、MnO2、LiO2、P2O5及飞灰可燃物等数据,而以上因素对确定值很重要。设计中选择参数值有很多是经过试验所得,科学、准确性上明显不足。目前国尚无煤质对电除尘特性影响的研究数据。整流设备额定电压与电流的选择是根据经验数据来确定,经验选择一般过大,其弊端是：电压选择过

12、高,实际送不上,可控硅导通角被压缩,调整后的峰值,使电场过早击穿,造成火花频繁,降低除尘效率；电流选高了,整流阻小,工作不稳定,火花多,降低除尘效率；阻尼电阻烧毁机率加大,电除尘器投入率降低。设计中机械的问题如：本体壳板材薄、人孔门的低成本造成本体漏风率较高；阳极振打采用托架叉式轴承,造成振打轴脱离托架,设计振打力不足,振打时间间隔短造成粉尘的二次飞扬。2.2 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,其效率可以相差10%。在我厂#1#3炉第4电场的安装中,由于与原有电场的结合影响到电除尘本体的漏风率；由于安装质量问题,我厂#3炉第4电场阴极振打出现多次瓷

13、轴断裂现象；振打砧板脱落现象经常发生,每年我厂在进行小修、临修过程中,消除振打锤、撞击杆、砧板脱落的缺陷点约5060个；由于安装密封性差,造成本体漏风率提高,我厂#4炉人孔口门密封材料安装粗糙,门体变形造成本体漏风率提高；阴极振打处无保温造成结露腐蚀。2.3 工况运行因素2.3.1 反电晕对运行工况的影响电除尘器最适合的粉尘比电阻围为10401050/,而我厂粉尘比电阻经测试为10111013/,超过此临界值则为高比电阻粉尘。所谓反电晕就是指沉积在收尘极表面上的高比电阻粉尘层所产生的局部放电现象。当粉尘比电阻超过临界值1010/后,电除尘器的性能就随着比电阻的增高而下降。比电阻超过1012/,

14、采用常规电除尘器就难以达到理想的效果。这是因为：若沉积在收尘极上的粉尘是良导体,则不会干扰正常的电晕放电,当如果是高比电阻粉尘,则电荷不易释放。随着沉积在收尘极上的粉尘层增厚,释放电荷更加困难。此时一方面由于粉尘层未能将电荷全部释放,其表面仍有与电晕极相同的极性,便排斥后来的荷电粉尘。另一方面由于粉尘层电荷释放缓慢,于是在粉尘间形成较大的电位梯度。当粉尘层中的电场强度大于其临界值时,就在粉尘层的孔隙间产生局部击穿,产生与电晕极极性相反的正离子,所产生的正离子便向电晕极运动,中和电晕区带负电的粒子。其结果是电流大幅度增大,电压降低。运行参数及为不稳,电除尘性能显著恶化。电除尘器的性能超过临界值1

15、010/后随着比电阻的增高而下降也可根据欧姆定理来论证：电流通过具有一定电阻的粉尘的电压降为U=JRs= JPR 2-2式中 J粉尘层中的电流密度A/cm；R粉尘层厚度cm；P比电阻/；作用于电极之间的电压为Ug=UU= UJPR 。U电除尘器外加电压。由上式可看出：如果粉尘比电阻不太高,则沉积在收尘极上的粉尘层中的电压降对空间电压Ug的影响可或略不计。但是随着比电阻的升高,若超过临界值1010/后,则粉尘层中的电压U变得很大,达到一定程度致使粉尘层局部击穿,并产生火花放电,即通常所说的反电晕现象。概括地说,反电晕对电流电压特性最明显的影响是：1降低火花放电电压,使二次电压降低；2形成稳定的反

16、电晕陷口而发生电流的突变或非连续性,使运行参数及为不稳；3最大电晕电流大为增加,在即将发生火花放电时,二次电流为正常电流值的好几倍。防止和减弱反电晕的措施是：设法降低粉尘比电阻,使粉尘层不被击穿。主要方法有以下几种：1对烟气进行调质处理其中有：增湿处理,化学调质处理；2采用高温电除尘器；3采用宽间距电除尘器；4 采用高压脉冲供电系统,是彻底消除反电晕,解决高比电阻粉尘不易捕集的最有效的手段。其简单原理是在直流电压的基础上跌加作用时间很短的脉冲电压。直流电压为临界起晕电压,脉冲电压使气体电离产生电晕电流。这种供电方式,可在不降低电场电压的情况下,通过改变脉冲电压的频率和宽度来控制电晕电流。使沉集

17、在收尘极上粉尘层的电晕电流密度和比电阻的乘积永远低于粉尘层的击穿电压,从而彻底避免反电晕现象。同时还将使电除尘器的能耗大幅度地下降,具有很大的经济效益。美国、日本、丹麦等国早已成功运行并已证实了实际的使用效果。是我国电除尘的发展、应用方向。除尘器的粉尘比电阻经环保设备厂测试为10111013/,是高比电阻粉尘,不利于收尘,运行中电场经常发生反电晕现象,由于频繁的放电,严重影响运行参数的升高。根据这种状况并结合解决我厂除尘器的其他问题,前几年#5、#8电除尘器进行了宽间距改造,同极距由300mm加到400 mm, 运行电压由30KV升到45KV左右,同时又采用了高压微机控制,运行参数有所提高,在

18、很大程度上防止和减弱了反电晕现象,但仍未完全消除。#6、#7电除尘器一直未改造,随着设备的老化,不仅反电晕现象时有发生,而且还暴露出电晕线肥大和阳极板粉尘堆积的情况,严重影响运行参数的稳定和提高,有待于今后作全面的改造。2.4 电晕线肥大和阳极板粉尘堆积对运行参数的影响电晕线越细,产生的电晕越强烈,但因在电晕极周围的离子区有少量的粉尘粒子获得正电荷,便向负极性的电晕极运动并沉积在电晕线上,若粉尘的粘附性很强,不容易振打下来,于是电晕线的粉尘越集越多,即电晕线变粗,大降低电晕放电效果,这就是电晕线肥大；粘附性很强的粉尘有时还会在阳极板上堆积起来。以上两种情况都会使运行参数明显降低。其产生的原因主

19、要有以下几方面：1除尘器低负荷或停止运行时电除尘的温度低与露点,水或硫酸凝结在尘粒之间及尘粒与电极之间,使其表面溶解,当除尘器再次运行时,溶解的物质凝固或结晶,产生大的附着力；2由于粉尘的性质而粘附,探索使用合适的煤种加以解决；3部分极板、极丝腐蚀严重,吸附在表面上的粉尘振打不易清除,虽然利用停炉机会更换部分阴极丝,但腐蚀的阳极板需等到大修才可更换；4漏风使冷空气从检查门、烟道、伸缩节、绝缘套管等处进入电场,不仅会增加烟气处理量,而且会由于温度下降出现冷凝水,引起电晕极结灰肥大、绝缘套管爬电和腐蚀等后果；5振打强度不够或振打故障,造成电晕线肥大和阳极板粉尘堆积,影响电流电压的升高。我们在日常实

20、践中发现：当电流电压明显降低,经调整微机不起作用时,暂停电场几分钟振打继续运行重新投入后电流电压明显升高,而过几分钟后运行参数又返回原来状态,充分说明振打强度不够。98年针对阳极振打两电场共用一套易发生犯卡的问题对#6电除尘器进行双侧振打改造后,经过长期的运行观察我们发现不仅犯卡故障明显减少,而且电晕线肥大和阳极板粉尘堆积的情况也得以大幅度改善。2.5 电晕闭塞对运行参数的影响当含尘气体通过电场空间时,粉尘粒子与其中的游离离子碰撞而荷电,于是在电除尘器便出现两种形式的电荷离子电荷和粒子电荷。故电晕电流一方面是由于气体离子的运动而形成,另一方面是由粉尘粒子运动而形成,但是粉尘粒子大小和质量都比气

21、体离子大的多,所以气体离子的运动速度为粉尘离子的数百倍气体离子的平均速度为60100 m/s ,而粉尘离子的速度小于60 m/s这样,由粉尘离子所形成的电晕电流仅占总电晕电流的12%,随着烟气中含尘浓度的增加,粉尘离子的数量也增多,以致由于粉尘离子形成的电晕电流虽不大,但形成的空间电荷却很大,接近于气体离子所形成的空间电荷,严重抑制电晕电流的产生,使尘粒不能获得足够的电荷,以致二次电流大幅度的下降,若含尘浓度太大时,可能使电流趋于零,使运行参数明显下降、收尘效果明显恶化,这种现象称为电晕闭塞。其产生的原因主要有以下几方面：1烟气含尘浓度大。据我们多年的观察发现：三期电除尘有时由于煤质的不同含尘

22、浓度大时,电除尘的电流电压都受到不同程度的影响,特别是一、二次电流下降尤为明显下灰斗量很大,收尘效果恶化；同样工况的电除尘器,不作高压微机电控系统和振打微机电控系统的任何调整,有时电流电压很高,下灰斗量正常,说明烟气含尘浓度对电除尘的运行参数影响很大。2烟气流速电场风速增加,也会在不同程度上产生电晕闭塞现象。三期电除尘器设计的烟气流速为1.159m/s,若烟气流速超过此参数,则必然会影响到运行中电流电压的升高。电除尘器是负压运行,当本体的联结处密封不严而漏风时,冷空气就会从外部进入电场,使通过电除尘器的烟气流速增大,则在每一单位时间停留在电场中的烟尘量增大,因而会在不同程度上产生电晕闭塞现象,

23、使运行参数恶化。为减小烟气含尘浓度大的影响,前几年利用大修将三期电除尘的电晕线由锯齿线改为适于捕集高浓度粉尘的芒刺线,改造后电晕闭塞现象明显减少；但随着近年来除尘器本体的老化,除尘器到大修周期因其他原因而未能及时安排大修,漏风增多未能彻底治理,导致电晕闭塞现象又有所增加,运行中二次电流有时明显下降,甚至使电流趋于零。2.6 锅炉排烟温度和压力对运行参数的影响烟气的温度和压力影响电晕始发电压,起晕时电晕极表面的电场强度、电晕极附近的空间电荷密度和分子离子的有效迁移率等,温度和压力对电除尘器性能的某些影响可以通过烟气密度Z的变化来分析。Z=Z0T0/TP/P0kg/m3 2-3式中 Z0烟气在T0

24、和P0时的密度kg/ m3；T0标准状态的温度273 k；P0标准状态的大气压101325Pa；T烟气的实际温度k；P烟气的实际压力。由上式可知：参数Z随温度的升高和压力的降低而减小,当Z降低时,电晕始发电压,起晕时电晕极表面的电场强度和火花放电电压等都要降低,致使二次电压升不起来。因为：当Z减小时离子的有效迁移率由于和中性分子碰撞次数减少而增大,因为在外加电压一定的情况下,这将导致电晕极附近的空间电荷密度减小和收尘极的平均电流增大。电晕极附近的空间电荷密度减小,导致在电晕极表面以较低的电场强度获得一定的电晕电流,于是当Z减小时,为了在阳极板上保持一定的平均电晕电流密度,则外加电压必须降低,致

25、使运行参数降低。排烟温度最高可达到180左右,而电除尘器的最佳运行温度是140150,在这种高温下运行将直接影响电除尘的二次电压和二次电流的升高。而烟气压力经过以前的测试影响不大,所以降低锅炉排烟温度有利于提高电除尘的运行参数。2.7 高压短路对运行参数的影响高压短路直接影响电除尘运行参数,发生高压完全短路后,二次电流I2上升,二次电压U2=0,相应的电场失去除尘作用,为防止短路电流烧毁电场或损坏整流变,必须紧停相应的控制柜,可见：高压短路对电除尘运行参数影响最大。高压短路时的现象和原因主要有以下几方面：1运行中的电除尘器当二次电流I2上升,二次电压U2下降有时U2=0就有高压短路的重大嫌疑；

26、当I2、 U2的变化值不大,则是由于烟气条件发生了变化,导致负荷加重,导致外部回路的压降降低,或是由于整变变二次输出抽头位置不合适以及电场绝缘降低的原因,此时应从电场本体上查出绝缘降低的原因,调整锅炉运行工况,或改变整流变的二次抽头位置；2当U2下降较大,二次电流表、二次电压表反向大幅度摆动时,即二次电压表瞬间下降至零值,而二次电流表瞬时大幅度上升时,此时多是由于电场本体部阴极线或阳极板断裂或开焊,异极距在烟气流动条件下时大时小,甚至短路此时I2至表头,U2=0整流变噪声忽大忽小,温升较高,从设备安全角度应紧停高压柜运行,待停炉后处理电除尘本体； 3I2较正常值偏大,U2=0表针无摆动,其原因

27、大多是：1电场极板、极线完全短路或积灰短路、高压电缆对地击穿;2电场或阴极绝缘瓷瓶严重受潮或进水绝缘降低甚至到零、进水使阴极绝吊杆在运行中放电而碳化完全失去绝缘作用,造成高压短路。高压瓷瓶破裂。2.8 运行工况因素对已投运后的电除尘器的重要从我厂及其他电厂电除尘器投运情况看,运行中如何进行电除尘器中的调整,目前都是一个空白点。如根据锅炉实际运行的煤种、锅炉的负荷、燃烧情况及灰中可燃物、粉尘情况来调整控制柜的工作方式、火花频率、供电参数、卸灰方式等都是保证电除尘高效率运行的关键。2.8.1 烟气性质对电除尘器效率的影响烟气的性质主要是指烟气的温度压力、湿度、烟气流速和烟气含尘浓度,它分别对电除尘

28、的效率产生影响。由于电厂采购的煤种变化大,燃煤量、灰份波动造成锅炉的烟气量、排烟温度及粉尘浓度等发生变化,造成除尘器设计工况与实际运行产生偏差,超出除尘器设计收集粉尘能力。2.8.2 粉尘比电阻的影响若粉尘比电阻超过临界值5050/时,则电晕电流通过粉尘层就会受到限制,如不采取必要措施将导致除尘效率下降。另外,粉尘比电阻对粉尘的粘附力有较大的影响。高比电阻导致粉尘的粘附力增大,如果提高振打强度将导致粉尘二次飞扬大,最终也使效率下降。目前华北地区燃煤电厂基本属于高比电阻粉尘。2.8.3 电除尘器安全运行的故障有振打失灵、灰斗积灰在我厂#1#4炉电除尘中,#1#3炉的前3个电场由于设计安装质量好,

29、除出现振打链条断缺陷,其他问题较少；其余的电场由于设计安装质量,曾发生3次#3炉4电场阴极振打瓷轴断裂,#4炉#1电场阴极振打轴脱离叉式轴承架,多次影响电除尘器的投入；由于燃烧煤种灰份大,水力除灰设备出力不足,造成灰斗托灰,电除尘器停运。2.9 粉尘的比电阻2.9.1 粉尘比电阻和除尘效率的关系粉尘的比电阻是决定电除尘器除尘效率高低的一个主要因素。一般要求烟尘的比电阻在1041012/为最佳,我厂燃用煤种的比电阻低,只要保证电除尘器入口温度在140153之间,就能降低比电阻值。1012/,除尘效率趋于恶化。2.9.2 温度影响电除尘器入口温度降低低于120,粉尘表面吸附水蒸汽和其它化学导电物质

30、,形成一层导电薄膜,比电阻值降低。电除尘器入口温度升高高于130,导电能力增加,比电阻值下降。运行中电除尘器入口烟气温度变化；锅炉设计排烟温度153,由于锅炉负荷、煤质、燃烧等工况变化使得排烟温度降低；随着环境温度的变化排烟温度也有不同的变化,加上后部烟道电除尘器入口漏风,特别是冬季锅炉的排烟温度就更低于设计温度153,特别是锅炉的吹灰和空气预热器的吹灰影响排烟温度,由于排烟温度的降低使得烟气含尘量水分增加,灰尘容易粘结在阴极线和阳极板上,不容易振打下来。如果电除尘器温度长期低于102的烟气露点温度,不但造成除尘效率下降更会对电除尘器造成严重腐蚀。2.9.3 湿度影响当电除尘器入口温度在901

31、50围时,水份对各种矿物粉尘的比电阻值影响很大,比电阻值随湿度的增加而减少。电除尘器入口烟气中水蒸汽含量按照7.195左右设计。经过空气压缩机压缩后的压缩空气中水分子以过热蒸汽的形式存在,水分子的含量约g/m3,随着压力的降低水分子变为饱和状态,一般压缩空气的露点低于环境温度520,大量的压缩空气进入电除尘器将增加电除尘器入口烟气中水蒸汽含量。我厂电除尘器干排灰系统,全部采用大仓泵式压缩空气干灰输送系统,多少都会加重电除尘器的漏风。每台电除尘器下设有仓泵16台,仓泵在互相切换时,仓泵及管道的余压均排入电除尘器,由于我厂使用的输送气源含水量比较高,排入电除尘造成灰尘二次飞扬,由于含水的原因造成灰

32、在极板、极线上粘结,从而大大的降低了电除尘器的除尘效率。2.10 气流的均匀性2.10.1 除尘器效率直接与烟气流速有关一般设计流速在m/s围,烟气流速过高,烟尘在电场停留时间缩短,同时还会直接冲刷尘层或恰值振打时将灰尘吹起引起二次飞扬。由于实际运行中电除尘器部各部位的烟气流速各不相同,通过等速线可以看出,流速增大接近1.5m/s除尘效率下降,而且流速偏差越大,除尘效率下降也越大。已经通过实例证明：仅仅改善气流的分布,就可以将效率由6070提高到95以上,反之气流的突变同样会引起电除尘器效率恶化。一般提高气流均匀性的措施之一就是在电除尘器入口加装均流板。由于气流对电除尘器入口均流板的冲击、磨损

33、,以及长期震动和失修出现均流板、导流板等损毁。我厂电除尘均流板设在前置电场与一电场之间,投产后我厂前置电场的仓泵系统一直运行不稳定,造成前置电场灰斗满灰堆积,堵塞挤压均流板,也就是减少了电除尘器入口的通流面积,排烟量一定,排烟截面积减少,相对增加了入口烟气的流速,增加了均流板的磨损、降低了烟气在电除尘的停留时间,也就是降低了电除尘器的扑捉能力,很大程度影响了电除尘的效率。2.10.2 除尘器进口的含尘浓度电除尘器的电晕电流是由气体离子和烟尘离子二部分组成。如果烟尘浓度增加,则电场的烟尘离子就会增加,从而抑制了电晕电流的产生,使某一些烟尘得不到足够的电荷,使除尘效率下降。如果含尘浓度很高,由电晕

34、区产生的离子都沉积到灰尘上,离子的活动达到极小值,这是电流几乎减少到零,也就是通常说的电晕闭塞。当煤质变差和气流不均匀时均会对含尘量有所影响,但是除尘器进口的含尘量只要不大于50g/m3即可,我厂燃用的褐煤煤质不稳定,也是造成除尘效率下降的一个原因。2.10.3 电除尘器入口含尘量设计按照入炉煤灰份升高2025,可使锅炉的飞灰浓度升高20左右。由于煤的发热量降低就使得锅炉的燃料量增加,由于一、二次风增加,造成锅炉烟气量增加,而烟气量的增加又提高了烟气流速,又加重了尾部受热面的磨损。由于电除尘入口含尘量增高,不但造成电除尘器烟气处理量超负荷运行其磨损也加重。从理论计算得出,飞灰浓度升高1倍,则磨

35、损速度升高23倍,磨损速度会升高56倍。对于电除尘器部的磨损不但是阴极线、阳极板、框架和支撑,主要是飞灰对电除尘器入口均流板和导流板的磨损影响最大。含尘量的增加也是影响除尘效率的一个主要因素。通过每天排灰量的统计,每天的灰量相差很大,极其不稳定,煤质对除尘效率影响很大。2.10.4 为了减少电除尘器的入口的含尘量保证省煤器和空气预热器灰斗排灰系统的安全稳定运行很重要,我厂省煤器及空气预热器灰斗排灰系统在20XX改造以前运行很不稳定,加大了电除尘器收尘的负担,很大程度的影响了电除尘器的除尘效率。2.11 操作技术阴极线积灰：在阴极线产生电晕后,极线周围由于电离的产生,有许多带正电荷的离子就吸附在

36、阴极线上。虽然烟气中只有约11.6的尘粒吸附在阴极线上,其所带电荷的总量与吸附在阳极板表面尘粒所带电荷的总量基本相等。而电荷的全部中和又需要一定的时间,这个过程比阳极板表面电荷的中和时间相对来说要长的多。这使尘粒更为牢固地吸附在阴极线上。这一现象当烟尘中含尘量增加时,出现更快,也更严重。如果不及时清除或清除不掉,则阴极线上的积灰将迅速增厚出现通常说的阴极肥大现象。尘粒厚厚地包围在阴极线上,使电晕现象大大减弱直到消失,出现电晕闭塞。进入电除尘器的压缩空气中含的油分子水分子同样会加重这一现象,当然都与烟气的含尘浓度有关。粉尘聚集在阴极线和阳极板上,必须定期予以清除,才能使除尘器运行正常。清灰的好坏

37、是保证电除尘器正常工作的重要条件之一,也是影响最终除尘效率的重要因素。在振打强度已定的条件下,则振打频率应根据锅炉负荷的变化而设定阴极振打应采用连续振打,可不考虑锅炉负荷,而我厂采用间断振打,并且振打时间根据经验而定,这主要受俄罗斯设计的阴极振打系统运行不可靠的制约,故障率高。阴极线的振打：阴极线积的粉尘一般都比较少,但是对放电的影响很大,如果粉尘不能及时清除掉,就会在阴极线上产生灰球封闭和灰柱,使除尘效率降低。当灰球封闭和灰柱达到一定程度时,甚至会使除尘器完全停止工作。因此对阴极线通常采用连续振打方式,使粉尘到达阴极线后能很快被振打下来。阳极板的振打；阳极板上的集尘最后是否落入灰斗对电除尘器

38、的除尘效率影响很大。所以对于阳极板的振打均采取间歇振打。振打强度的大小应考虑到阳极板上的尘层在振打后能剥落入灰斗,又要使剥落的片状灰团尽量不再破碎造成二次飞扬的增大,从而影响除尘效率。振打时间的间隔,应由阳极板上集尘的厚度来决定。厚度一般mm左右。由于沿气流方向各电场集尘程度不同,故各电场的振打时间间隔也不同。一般第一电场粉尘的沉降量约为出口电场的10倍,所以最后一个电场的振打频率比入口电场低的多。要恰到好处地根据各电场捕集的粉尘量来分别确定各电场的最佳振打间隔时间比较困难。同时要考虑振打加速度。投产初期设定的振打周期是按锅炉高负荷设定的,现在锅炉的负荷变化频繁,峰谷差大,所以必须根据运行规律

39、重新科学的设定振打时间的间隔。2.11.1 锅炉投油助燃或煤、油混烧一般点火初期要在锅炉热负荷达到5060以上停用油枪以后,方可投入电除尘器运行。由于机组正常运行中低负荷运行或燃烧不稳定时投油助燃,加上近年来由于煤质变差,夜间电负荷过低造成投油稳燃。由于煤、油混烧容易产生燃烧不完全,特别是油枪的雾化程度不好时尤其明显,会加重电极表面积灰。特别是尾部两个电场由于灰细,粘性好,振打时不易脱落,造成阴极线电晕放电受到抑制。2.11.2 运行中阴极振打锤、振打砧发生脱落现象阴极振打耐磨套、轴瓦,阴极传动托辊、托轴出现不同程度的磨损。阴极振打系统螺栓退出磨损造成振打轴轴瓦、轴径处被磨细,造成新轴瓦安装困

40、难。阴极振打轴因为轴和轴瓦磨损不均匀造成轴系扭转,附加力矩增大,振打电机烧坏,造成振打失效影响了收尘效果。下部排灰系统灰斗排灰不畅,灰斗料位高造成电场短路或导致电除尘器后级电场阴极线、阳极板积灰。部分阴极框架下沉,造成旋转轴与阴极振打减速机输出轴脱开。2.12 漏风由于漏风加大烟气流速,缩短了烟气在电场的停留时间,降低烟气温度,结露,造成二次飞扬。电除尘器烟风量增大,工况改变,使烟气流速增加,温度下降,从而尘粒荷电性能变弱。电除尘器设计工作负压-4KPa左右,最大负压6KPa。因为电除尘器体积庞大负压高,所以严格控制漏风率,以保证除尘效率。定期对电除尘进行漏风率的测定,治理漏风也是提高我厂电除

41、尘效率的有效措施。电除尘下部刮板机数量庞大,刮板机的漏风对电除尘的影响非常大,每台炉下灰斗84个,当灰斗灰排空时,就会出现气流上窜至灰斗,出现灰、气共腾,其对电除尘的危害程度也相当大。正常运行灰斗应形成灰封,防止气流进去除尘器,灰斗一期安装时由于安装质量问题,灰斗的角接缝没有完全满焊,形成不了一定高度的灰封,有灰情况下向外漏灰影响现场环境。2.13 火化率单位时间火花的发生率称为火花率。运行中,使放电电压等于击穿电压,一旦击穿,马上降低放电电压,然后再次靠近,再击穿,再靠近。电场击穿时,电极之间将出现火花。尘粒的驱进速度与电场强度成正比。运行中保持电场强度尽量达到最大值,此时外加电压应有最大的

42、电压,也就是最大放电电压。该电压应愈接近击穿电压愈好,一般将其调节到0.95倍的击穿电压,而击穿电压随着电极形状、烟尘性质、温度、尘粒直径、导电度和浓度等因素的变化而变化。整流变压器电场电压升不上来,程控电压值和实际就地电压值不符。电场振打编程时间不准确导致了极线、极板上的灰不能及时清除下来,有的电场阴阳极同时振打,造成了收灰过程中的二次飞扬收尘量下降。电气部分设备不能正常运行等问题都影响电除尘器的除尘效率。2.13.1 电晕线 经常断线引起电除尘器本体部短路电除尘器一电场电晕线是锯齿线, 这种锯齿线有以下明显缺陷: 基于电晕效果考虑, 在设计上该锯齿线设计为1500 mm10 mm1.5 m

43、m的规格, 采用较低级钢材剪切而成, 造成其刚度韧性相对不够,且在长期运行中已产生严重的疲劳和锈蚀现象; 制造工艺上, 锯齿线剪切加工时存在缺陷, 增加了锯齿线断线的机率; 在安装工艺上, 当锯齿线在安装到阴极小框架上时靠两端螺母来调整其安装紧力, 因锯齿线细小, 一是如紧力过大, 则会造成运行中受到周期性应力的作用而导致断裂, 且在电除尘器启停过程中, 拉紧的锯齿线与阴极小框架的热胀冷缩量不同, 也会造成断线; 二是如紧力过小, 则锯齿线会在烟气的冲击下产生摆动而断裂, 或造成电场局部的强烈放电而烧断。由于该锯齿线数量极多, 且其松紧程度是凭安装人员的经验及手感来控制, 很难确保所有的锯齿线

44、松紧程度均达到要求。由于锯齿线松紧程度不均匀, 强度不足, 断线率高, 且弯曲变形现象较普遍。一个电场只要有一根阴极线断线就会出现电场短路, 只要有1 根阴极线变形就会造成电压升不高, 因此对电除尘器的稳定运行影响较大。二、三电场为鱼骨针加辅助电极, 强度较好, 未出现过断线现象。2.14 阳极板下部撕裂阳极板高12 m, 宽4 m, 用厚度仅为1.5 mm的A3 薄钢板轧制而成。电除尘器经过近10年的长时间运行, 由于阳极振打锤连续不断地敲击阳极板底部承击砧, 加上存在低温腐蚀, 造成振打撞击杆螺栓联接处松动, 阳极板排下端通过凸凹套与固定夹板连接的部位因长期振打疲劳而撕烂, 振打撞击杆下移

45、。阳极板撕裂情况。振打力在这个位置衰减相当严重, 无常传递到阳板上部, 最终导致吸附在极板上的灰尘难以被清除, 阴阳极间距减小, 极间空气击穿电压大大降低, 电场不能维持正常电压、电流参数运行, 除尘效率下降。因此经常出现停机期间对极板清灰, 开机之后前几天除尘效率尚可, 但随着极板积灰越来越多得不到有效清除时, 除尘效率明显下降。2.15 阴极振打轴系卡涩由于原结构选用的尘中轴承为叉式轴承, 系相对滑动系列, 加上轴承磨损较为严重, 拨叉磨损变形, 振打锤卡涩, 使得轴系转动阻力大幅度增加, 振打电机的负荷随之加重, 作为绝缘隔离体的电瓷轴受到的扭矩也随之加大, 当该扭矩接近或超过电瓷轴本身

46、的强度时, 电瓷轴就容易碎裂。并且振打电机烧毁较多, 导致阴极振打系统经常退出运行, 造成电晕电极因沉积的粉尘过多, 不能及时清除, 造成电气条件恶化, 直接影响到除尘效果。2.16 阳极振打轴承衬磨损随着运行时间的延长, 阳极振打尘中轴承磨损也越来越严重, 有些已磨损出深2030 mm 的沟槽,运行中热胀时轴承衬卡在磨损的槽, 转动阻力进一步加大。由于尘中轴承的磨损, 导致阳极振打轴系中心下移, 振打锤不能打在承击砧的中心位置, 大大降低了振打锤的打击性能。由于阳极板排传递振打力性能差, 所以阳极板上的灰尘不易打落下来, 积灰在525 mm, 从而影响电晕的正常放电, 使二次电流变小, 除尘

47、效果变差。2.17 灰斗与灰斗联接部位凸台积灰在灰斗与灰斗之间接合处存在水平凸台, 灰尘容易在这里堆积, 堆积到一定高度导致接触到阴极线时便造成短路, 电场不得不退出运行。2.18 平时检修不及时由于平时没有做到及时检修, 使得故障和问题不断恶化。第 三 章 电除尘器的整改及改进效果为了保持电除尘器有稳定的除尘效率,必须加强电除尘器的基础管理。电除尘器要有可靠的运行、检修管理制度。定期进行大、小修,完善的设备台帐,机组大修后要进行电除尘性能验收试验。在运行过程中,值班人员要认真负责地操作、调整。严格执行规程和定期工作制度,值班人员要视表计指示情况、锅炉负荷、煤种和粉尘情况进行相应的调整,如负荷

48、高、煤质差、灰分大,第一电场易产生频繁闪络现象,应适当调低供电参数,而二、三、四电场尽量保持高供电参数运行；如锅炉负荷不高,煤质较好,灰分又低而电场有相当裕度时,可采用调低供电参数来节电或停止中间电场运行。对排灰系统的运行监视也至关重要。要根据灰斗情况适当调整干、水除灰运行方式,减少灰斗堵灰现象。电除尘的性能按以下指标纳入生产指标考核。即电场投入率、除尘效率依据自身试验条件而定,漏风率、一次电压、一次电流、二次电压、二次电流。要加强对运行中电除尘火花闪络频率、粉尘比电阻检测管理,在电除尘器投入运行要注意调整火花闪络频率。根据试验测试,一般入口电场火花率为6080次/分,中间电场为4060次/分

49、,出口电场2040次/分,对于较高比电阻粉尘,可适当提高火花率。要定期进行粉尘比电阻的测定。依据测量数据进行供电参数调整和燃煤配比的调整,以改善粉尘比阻值。如果遇到高比阻时,必须对烟气进行调质,即加入导电性好的物质,如喷射水蒸汽。3.1 提高振打系统安全的可靠性1加强振打控制系统的稳定性。控制中使用的PLC蕊片比较稳定,但因技术含量高,维修难度增加,为此要加强人员培训,提高维护保养水平,适时根据运行情况调整最佳运行程序,保证振打系统的可靠性;2要加强振打系统机械维护,提高大小修质量,将托架叉式轴承进行加固增加安全装置防止卡轴、抱轴现象；3改善燃烧状况,降低粉尘含碳量,因为粉尘含碳量高,不仅影响

50、锅炉效率,还对电除尘性能有影响；4粉尘含碳量增加,比电阻上升,碳粒使表面积增大,则尘粒吸附酸性气体相对减少,比电阻上升；5粉尘含碳量增加,降低电晕强度,碳粒使吸尘极上灰层的介电强度降低；6粉尘含碳量增加,增加二次扬尘,碳粒导电性好,到达阴极后,所带电荷很快导向极板而消失,使二次扬尘增大；7通过试验,调整最佳炉膛出口氧量值,合理的炉膛出口氧量值会导致粉尘含碳量降低,同时适量的烟气量也会提高电除尘效率；8为了改善电除尘器的工作环境,应该将绝缘子室电加热器和灰斗的加热器恢复正常,提高烟温改善电除尘的工作环境。维护好振打减速机系统,要保证电除尘器易磨损的传动部件长周期运转,必须解决转动部件的磨损性能,

51、使其使用寿命能够保证一个大修周期以上。振打轴与轴的支撑轴承为间隙滑动摩擦,轴和轴承的使用周期短,改进支撑轴承,振打系统的润滑油质选好,应用高温润滑质,保证长周期运行。为了有效抑制电除尘器的二次飞扬现象,改进灰斗的阻流板,消除灰斗漏风杜绝向电除尘器入口端排放杂用气体。同时对干排灰系统进行科技攻关,做到取干灰系统能以100天的备用容量满足锅炉长周期安全稳定运行,加强检修管理,对高料位灰斗及时处理疏通。电除尘器从防磨上还未有成熟的经验。虽然煤质是关键,但我们利用好省煤器和预热器排灰系统也是防磨的有效手段之一。阴极振打应采用连续侧部振打,振打机构复杂采用的是减速机带动传动长轴,然后轴带动齿轮,齿轮带动

52、拨叉,拨叉带动链条在提升振打装置,在轴上及传动齿轮、拨叉上转动部位均采用的轴瓦,由于绝缘子室温度高,润滑脂很难保证这些转动部位的长周期运行,造成轴瓦损坏,电机烧损直接影响电除尘器的效率,如果改为顶部电磁振打,改动量大一次投资大,不可行。可否尝试用气缸取代原来的一套振打机构,直接用气缸提升振打机构,实现连续振打,相比之下结构简单,改造投资少,运行可靠。3.2 电厂阴极线更换为管型芒刺线对阴极系统进行改造, 将一电场锯齿型阴极线更换为机械强度性能及放电性能都要好的RSB型芒刺线, 并对烟气条件变化的适应性也增强, 可有效避免一电场含尘质量浓度较高而发生电晕封闭现象。在芒刺线与阴极小框架上、下联接处

53、还设计有套管, 这样即使是阴极线断线也在套管, 断线不会靠在极板上造成电场短路。3.3 阳极板下部加装阳极板针对因阳极板下部撕裂引起振打力无法传递的问题, 在阳极板下端增装由电力修造厂专门轧制的高度为180 mm的加强板, 以达到不整体更换阳极板而大量节省修理费用的目的。将下移的下端夹板抬高到原安装位置, 采用与现有极板波形及凹凸孔完全吻合的加强板, 从极板的两面夹持, 并通过原有的2 个凹凸套和一定数量的螺栓组, 可靠地将它们紧贴在一起, 增强了阳极板排的整体性和刚性。若加强板与原极板贴合有误时, 可适当修割加强板宽度尺寸, 保证振打力传递到极板防风槽的侧边棱和板面的每一道波槽棱, 以达到传

54、力可靠、耐久。采用氧焊在加强板与原极板接合部位以50 mm间距间隔焊接, 并根据现场实际情况进行加强焊, 保证焊缝光洁。在加强板与原极板的整个结合部位, 均匀钻孔安装68 个加强螺丝 , 使加强板与原极板整个面积结合更紧密, 有利于振打力的传递。3.4 阴极振打轴承改型阴极振打系统上、下层振打轴滑动轴承全部改为托滚式轴承, 由两个滚动托轮支承阴极振打轴承衬, 变滑动摩擦为滚动摩擦, 以减小阴极振打轴系的转动阻力。更换阳极振打轴承衬更换所有阳极振打轴承衬, 并重新调校阳极振打轴系中心, 保证振打锤打击在承击砧的中心位置 。阳极振打锤U 形固定卡全面检修加固, 以防止运行中掉锤现象的发生。3.5

55、改进效果在实施以上改造措施后, 电除尘器除尘效果得到了明显的改善。3.5.1 空载升压实验在改造工作完成后对电除尘器进行了空载升压试验, 电场的二次电压及二次电流等主要电气参数已完全达到原设计值, 伏安特性曲线斜率明显改善,二次电压达到65 KV, 二次电流达1.4 A。3.5.2 除尘效率实验电力试验研究院和电厂对1 号炉电除尘器效率测试报告显示, 在燃煤灰分高达40%50%的情况下, 烟尘排放质量浓度为238mg/m3, 除尘器效率为99.2%, 达到了电除尘器的设计要求, 测试数据如下：实际处理烟气量为1329120 m3/h；除尘器进口烟尘质量浓度为32.4 g/ m3；除尘器出口平均

56、烟尘质量浓度为238 mg/ m3；除尘效率为99.2%。结论实践表明,对一电场阴极线更换为管型芒刺线、阳极板下部加装加强板、阴极振打轴承改为托滚式轴承等改造措施, 改造实施后取得了明显的效果, 可靠性得以提高。电除尘器经过长周期运行, 一般在七八年后, 在侧部振打的连续作用下阳极板下部均会逐渐撕裂,造成除尘效率下降。采用加装阳极加强板的改造措施, 不失为一种最佳的投资少效果好的解决办法, 具有较高的推广价值,电除尘器长期连续运行,应保证各部分能在一个大修周期很好的运行,电除尘器也属于易磨损设备,出现问题属于慢性病。根据电除尘器目前的现状,应该加大对其治理、改造的投资费用。保持电除尘器高效稳定

57、的除尘效率是一个系统工程,需要各方面配合,在保证设计人员计算的科学、准确性基础上,加强运行人员的相互配合,通过专业技术人员定期测试分析、调整、改进设备,保证高效电除尘器的除尘效率,进一步对烟气流的分析以及流速的科学试验测定,丰富发展除尘技术的研究容。提升设备、技术管理标准,摸索实验总结出一套完整的管理标准提高电除尘的效率,为保护我们的环境做贡献。致经过三个多月的学习和设计,在老师的辛勤帮助下,终于做到了毕业论文的最后一步,在此首先要感锡林、玉新、祖涛、周林元老师对我的指导。是老师的不辞辛劳,耐心地为我指点迷津,看着一页页的图形和文字,总有一种充实的感觉：做为学生独自写论文。在论文的写作过程中,

58、我感觉每天都很忙碌,而老师要带几个毕业生,也就是要同时研究几个课题来给我们相应的指导,还要完成正常的教学任务,真的很辛苦,我只能在努力的学习中用一个优秀的毕业论文来回报我们敬爱的老师。同时也感我的同学们,大家都是相互帮助,不断地查阅以前学过的专业知识,优势互补,无时不感受到同学之间的关怀,同时也巩固了这些知识,除此之外还要查阅许多从未学过的知识,在这之中,也让自己的专业知识上升到一个新的阶段。参考文献1 XX发电厂1 号炉除尘器性能报告R,省电力试验研究院, 2002.2 XX发电厂1 号炉除尘器除尘效率及烟气排放测试报告R,省电力试验研究院, 2005.3 中国电力 第39 卷第6 期 第36-38页 4浅析阳极板热变形对电除尘器除尘效率的影响,钟斌生,电除尘及气体净化,1996.105康元：电除尘器振打清灰技术五-侧向挠臂锺撞击中心分析与振打制度探索,电除尘器及气体净化,1999年第二期6原永涛 化学工业 20XX10月 7殿印 王纯 化学工业 20XX1月8明绍,吴光兴等编著.除尘技术的基本理论与应用.：,1981年 9金国淼等编著.除尘设备.：化学工业,20XX 10向晓东.现代除尘理论与技术.：冶金工业,20XX