靜電除塵器提高除塵效率的措施與方法

由靜電除塵器除塵過(guò)程來(lái)看，提高除塵效率可以從三個(gè)階段著手。

第一階段：從煙塵進(jìn)入著手。在靜電除塵里，粉塵的捕集跟粉塵的自身參數(shù)有關(guān)：如粉塵的比電阻、介電常數(shù)和密度、氣體的流速、溫度和濕度、電場(chǎng)的伏安特性以及收塵極的表面狀態(tài)等等。在煙塵進(jìn)入靜電除塵之前先加一級(jí)除塵器，除去一些大顆粒、比重大的粉塵。如用旋風(fēng)除塵，煙塵以高速經(jīng)過(guò)旋風(fēng)分離器，使含塵氣體沿軸線螺旋向下旋轉(zhuǎn)，利用離心力，除掉較粗顆粒的粉塵，有效控制了進(jìn)入電場(chǎng)的初始含塵濃度。還可用水膜除塵，水霧用來(lái)控制粉塵的比電阻和介電常數(shù)，使煙氣進(jìn)入除塵器后有更強(qiáng)的荷電能力。但是要控制好除塵的水用量，防止結(jié)露。

第二階段：從煙塵處理著手。通過(guò)挖掘靜電除塵本身的除塵潛力，著重解決靜電除塵器本身在除塵過(guò)程中的缺陷和問(wèn)題，以有效的提高除塵效率。主要措施包括以下幾種。（1）改善不均勻的煙氣流速分布，調(diào)整氣流分布裝置的技術(shù)參數(shù)。（2）注重收塵系統(tǒng)的保溫，保證保溫層的材料和厚度。收塵器外部的保溫層，會(huì)直接影響收塵氣體的的溫度，由于外部環(huán)境中含有一定量的水分，氣體的溫度一旦低于露點(diǎn)會(huì)產(chǎn)生結(jié)露現(xiàn)象。由于結(jié)露，粉塵粘附在集塵極和電暈極上，即使振打也不能有效地使其脫落。粘附的粉塵量達(dá)到一定程度時(shí)，就會(huì)阻止電暈極產(chǎn)生電暈，從而使收塵效率下降，電收塵器不能正常工作。另外，由于結(jié)露會(huì)造成收塵器的電極系統(tǒng)及殼體和貯斗產(chǎn)生腐蝕，從而縮短使用壽命。（3）改善收塵系統(tǒng)的密封，保證收塵系統(tǒng)的漏風(fēng)率低于3%。電收塵器通常為負(fù)壓操作，因此在使用中必須注意密封，減少漏風(fēng)以保證其工作性能。因?yàn)橥獠靠諝獾倪M(jìn)入，會(huì)帶來(lái)以下三個(gè)不利的后果：①降低收塵器內(nèi)氣體的溫度，有可能產(chǎn)生結(jié)露，尤其是在氣溫低的冬季，引起上述結(jié)露而產(chǎn)生的問(wèn)題。②增大電場(chǎng)風(fēng)速，使含塵氣體在電場(chǎng)中的停留時(shí)間縮短，從而降低收塵效率。③如果是集灰斗和排灰口處漏風(fēng)，則漏入的空氣直接將已沉降下的粉塵吹起，揚(yáng)入氣流中，造成嚴(yán)重的二次揚(yáng)塵，導(dǎo)致收塵效率降低。（4）根據(jù)煙氣的化學(xué)成分，調(diào)節(jié)電極板的材料，以便增加電極板的耐腐蝕強(qiáng)度，防止極板腐蝕，造成短路。（5）調(diào)整電極的振打周期和振打力，以提高電暈功率和減少粉塵的再飛揚(yáng)。（6）增加電除塵器的容量或收塵面積，即增加一個(gè)電場(chǎng)，或?qū)㈦姵龎m器的電場(chǎng)加高或擴(kuò)寬。（7）調(diào)整電源設(shè)備的控制方式和供電方式。高頻（20～50kHz）高壓開(kāi)關(guān)電源的應(yīng)用，為電除塵器的升級(jí)提效提供了一個(gè)新的技術(shù)途徑。高頻高壓開(kāi)關(guān)電源（SIR）的頻率是常規(guī)變壓/整流器（T/R）的400～1000倍。常規(guī)T/R電源，往往在火花放電嚴(yán)重的場(chǎng)合不能輸出大的功率。在電場(chǎng)存在高比電阻粉塵而產(chǎn)生反電暈時(shí)，電場(chǎng)的火花將進(jìn)一步增大，這將導(dǎo)致輸出功率的急劇下降，有時(shí)甚至?xí)陆档綆资涟?，?yán)重影響了收塵效率的提高。而SIR的情況則不同，因?yàn)槠漭敵鲭妷旱念l率是常規(guī)電源的500倍，當(dāng)發(fā)生火花放電時(shí)其電壓波動(dòng)很小，可以產(chǎn)生幾乎平滑的高壓直流輸出，因此SIR能夠?qū)﹄妶?chǎng)提供更大的電流。通過(guò)多臺(tái)電除塵器的運(yùn)行情況表明，一般SIR的輸出電流在常規(guī)T/R電源的2倍以上，所以電除塵器的效率會(huì)有顯著提高。

第三階段：從尾氣處理著手?？梢栽陟o電除塵后也加入三級(jí)除塵，如采用布袋除塵，可以較為徹底的除去一些顆粒較小的粉塵，提高凈化的效果，以達(dá)到無(wú)污染排放的目的。

除塵器的除塵效果與許多因素有關(guān)，如煙氣的溫度、流速，以及除塵器的密封狀態(tài)、收塵板間距等。

2.1煙氣的溫度

煙氣的溫度過(guò)高，電暈始發(fā)電壓、起暈時(shí)電暈極表面的電場(chǎng)溫度、火花放電電壓等均降低，影響除塵效率。煙氣的溫度過(guò)低，容易造成絕緣部件因結(jié)露而爬電；金屬件被腐蝕，并且燃煤發(fā)電排出的煙氣中含有SO2，其腐蝕程度更為嚴(yán)重；灰斗內(nèi)粉塵結(jié)塊影響排灰，該廠曾因灰斗長(zhǎng)期積灰，使收塵板、電暈線埋于積灰中而將收塵板燒變形，斷裂，電暈線燒斷。

2.2煙氣的流速

過(guò)高煙氣的流速不能過(guò)高，因?yàn)榉蹓m在電場(chǎng)中荷電后沉積島收塵極上需要有一定的時(shí)間，如果煙氣風(fēng)速過(guò)高，核電粉塵來(lái)不及沉降就被氣流帶出，同時(shí)煙氣的流速過(guò)高容易使已沉積在收塵板上的粉塵產(chǎn)生二次飛揚(yáng)，特別是振打落灰時(shí)更容易產(chǎn)生二次飛揚(yáng)。

2.3板間距

當(dāng)作用電壓、電暈線的間距和半徑相同時(shí)，加大板間距，會(huì)影響電暈線臨近區(qū)所產(chǎn)生離子電流的分布、增大表面積上的電位差，將導(dǎo)致電暈外區(qū)電場(chǎng)強(qiáng)度降低，影響除塵效率。

2.4電暈線間距

電暈線的間距有一個(gè)會(huì)產(chǎn)生最大電暈電流的最佳值，當(dāng)作用電壓、電暈線半徑和板間距相同時(shí)，增大電暈線間距會(huì)使電暈電流密度和電場(chǎng)強(qiáng)度的分布不均勻，若電暈線間距小于最佳值，電暈線附近電場(chǎng)的相互屏蔽作用會(huì)使電暈電流減小。

2.5氣流分布不勻

出現(xiàn)氣流分布不勻時(shí)，氣流速度低的地方收塵率高，氣流速度高的地方收塵率低，氣流速度低的地方增加的粉塵收集量小于氣流速度高的地方減少的粉塵收集量，而總收塵效率降低。并且氣流速度高的地方會(huì)出現(xiàn)沖刷現(xiàn)象，將已沉積在收塵板上的粉塵再次大量揚(yáng)起。

2.6漏風(fēng)

由于電除塵器用于負(fù)壓操作，如果殼體的連接處密封不嚴(yán)，就會(huì)從外部漏入冷空氣，使通過(guò)電除塵的風(fēng)速增大，煙氣溫度降低，這會(huì)使煙氣露點(diǎn)發(fā)生變化，使收塵性能下降，如果從灰斗或排灰裝置漏入空氣，將會(huì)造成收下的粉塵產(chǎn)生再飛揚(yáng)，使收塵效率降低，還會(huì)使灰受潮、粘附灰斗造成卸灰不流暢，甚至產(chǎn)生堵灰。陶二電廠的1#、2#除塵器曾因保溫室密封不嚴(yán)漏入大量高溫?zé)峄?，不但除塵效果大大下降，而且許多保溫圈的連接線燒壞?；叶诽幰苍蚵╋L(fēng)使卸灰口結(jié)冰，卸不下灰來(lái)，造成灰斗內(nèi)大量積灰。

◆對(duì)除塵器下部走臺(tái)基礎(chǔ)進(jìn)行安裝前的檢查和確定驗(yàn)收按照《電除塵器安裝說(shuō)明書(shū)》和設(shè)計(jì)圖紙的要求安裝電除塵器各部件，根據(jù)確認(rèn)驗(yàn)收的基礎(chǔ)定出電除塵器的中心安裝基準(zhǔn)，并作為陰陽(yáng)極系統(tǒng)的安裝基準(zhǔn)。

◆檢查基礎(chǔ)上平面的平面度、柱距及對(duì)角線誤差

◆檢查外殼部件，對(duì)于運(yùn)輸變形進(jìn)行矯正，從下至上逐層進(jìn)行安裝，如支座組—底梁（檢查合格后安裝灰斗、電場(chǎng)內(nèi)部走臺(tái)）—立柱及側(cè)壁板—頂梁—進(jìn)出風(fēng)口（包括分布板和槽形板）—陰陽(yáng)極系統(tǒng)—頂部蓋板—高壓電源等設(shè)備。梯子、平臺(tái)、欄桿可隨安裝順序逐層安裝，每層安裝完畢都要按照《靜電除塵器安裝說(shuō)明書(shū)》和設(shè)計(jì)圖紙的要求進(jìn)行檢查和記錄：如平面度、對(duì)角線、柱距、垂直度、極距等安裝完畢，對(duì)設(shè)備進(jìn)行氣密性檢查，對(duì)于漏焊部位進(jìn)行補(bǔ)焊，檢查，對(duì)于漏焊部位進(jìn)行補(bǔ)焊。

靜電除塵器外購(gòu)常用設(shè)備

1.陽(yáng)極板

2.陰極線

3.振打減速機(jī)

4.陰陽(yáng)極振打裝置

5.料位計(jì)

7.倉(cāng)壁振動(dòng)器

8.高壓電源及控制系統(tǒng)

9.低壓控制系統(tǒng)

靜電除塵器與其他除塵設(shè)備相比，耗能少，除塵效率高，適用于除去煙氣中0．01—50μm的粉塵，而且可用于煙氣溫度高、壓力大的場(chǎng)合。實(shí)踐表明，處理的煙氣量越大，使用靜電除塵器的投資和運(yùn)行費(fèi)用越經(jīng)濟(jì)。

寬間距臥式電除塵器技術(shù)

HHD型寬間距臥式電除塵器是引進(jìn)和借鑒國(guó)外先進(jìn)技術(shù)，結(jié)合中國(guó)各行業(yè)工業(yè)窯爐廢氣工況的特點(diǎn)，為適應(yīng)日趨嚴(yán)格的廢氣排放要求和WTO市場(chǎng)準(zhǔn)則研究開(kāi)發(fā)的科研成果。該成果已廣泛應(yīng)用在冶金、電力、水泥等行業(yè)。

最佳寬間距及極板特別配置

使得電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)、板電流分布更加均勻，驅(qū)進(jìn)速度可提高 1.3倍，使捕集粉塵比電阻范圍擴(kuò)大到10 1 -10 14 Ω-cm，特別適用于硫化床鍋爐、新型水泥干法回轉(zhuǎn)窯、燒結(jié)機(jī)等廢氣的高比電阻粉塵回收，減緩或消除反電暈現(xiàn)象。

整體新型RS電暈線

最高長(zhǎng)度可達(dá)15米，具有起暈電壓低，電暈電流密度大，鋼性強(qiáng)，永不破損，具有抗高溫、抗熱變能力，結(jié)合頂部振打方式清灰效果極佳。根據(jù)粉塵濃度大小配置相應(yīng)的電暈線密度，從而可適應(yīng)高粉塵濃度的收塵，最高允許入口濃度可達(dá)1000g/Nm 3。

電暈極頂部強(qiáng)力振打

根據(jù)清灰理論設(shè)計(jì)的頂部放電極強(qiáng)力振打，可采用機(jī)械和電磁兩種任選方式。

陰陽(yáng)兩極自由懸吊

HHD電收塵器收塵系統(tǒng)和電暈極系統(tǒng)均采用三維懸吊結(jié)構(gòu)，當(dāng)廢氣溫度過(guò)高時(shí)，收塵極和電暈極將按三維方向任意膨脹伸展，收塵極系統(tǒng)還特別設(shè)計(jì)了抗熱變鋼帶約束結(jié)構(gòu)，使得HHD電收塵器具有較高的抗熱變能力，經(jīng)商業(yè)運(yùn)行表明，HHD電收塵器最高耐溫可達(dá)390℃。

提高振打加速度

改善清灰效果 ：收塵極系統(tǒng)清灰好壞直接影響收塵效率，大部分電收器在經(jīng)過(guò)一段時(shí)間運(yùn)行后都表現(xiàn)出效率下降情況，究其根源主要是收塵極板清灰效果差所致， HHD電收塵器利用最新撞擊理論和實(shí)踐結(jié)果，改傳統(tǒng)扁鋼撞擊桿結(jié)構(gòu)為整體型鋼結(jié)構(gòu)，又將收塵極的側(cè)部振打錘結(jié)構(gòu)刪繁就簡(jiǎn)，使掉錘環(huán)節(jié)減少2/3，實(shí)驗(yàn)表明收塵極板面最小加速度從220G提高到356G。

占地面積小、重量輕

由于放電極系統(tǒng)采用頂部振打設(shè)計(jì)，且打破常規(guī)創(chuàng)造性地將每個(gè)電場(chǎng)采用非對(duì)稱懸吊設(shè)計(jì)，并利用美國(guó)環(huán)境設(shè)備公司殼體計(jì)算機(jī)軟件優(yōu)化設(shè)計(jì)，使得在同樣收塵總面積的情況，電收塵器總體長(zhǎng)度減少3-5米，重量減輕15%。

高保證絕緣系統(tǒng)

為防止電除塵器的高壓絕緣材料結(jié)露爬電，殼體采用蓄熱雙層充氣屋頂設(shè)計(jì)，電加熱采用最新PTC、PTS材料，絕緣套管底部采用雙曲線反吹清掃設(shè)計(jì)，徹底杜絕了瓷套管結(jié)露爬電的易發(fā)故障，且維護(hù)、保養(yǎng)、更換極為便利。

匹配L-C高系統(tǒng)

高壓控制可采用 DSC系統(tǒng)控制，上位機(jī)操作，低壓控制采用PLC控制， 中文觸摸屏操作。高壓電源采用恒電流、高阻抗直流電源，匹配 HHD電收塵器本體?？僧a(chǎn)生高除塵效率、克服高比電阻、處理高濃度的優(yōu)越功能。

電除塵器的基本原理是利用電力捕集煙氣中的粉塵，主要包括以下四個(gè)相互有關(guān)的物理過(guò)程：（1）氣體的電離。（2）粉塵的荷電。（3）荷電粉塵向電極移動(dòng)。（4）荷電粉塵的捕集。

荷電粉塵的捕集過(guò)程：在兩個(gè)曲率半徑相差較大的金屬陽(yáng)極和陰極上，通過(guò)高壓直流電，維持一個(gè)足以使氣體電離的電場(chǎng)，氣體電離后所產(chǎn)生的電子：陰離子和陽(yáng)離子，吸附在通過(guò)電場(chǎng)的粉塵上，使粉塵獲得電荷。荷電極性不同的粉塵在電場(chǎng)力的作用下，分別向不同極性的電極運(yùn)動(dòng)，沉積在電極上，而達(dá)到粉塵和氣體分離的目的。

靜電電除塵器由兩大部分組成：一部分是電除塵器本體系統(tǒng)；另一部分是提供高壓直流電的供電裝置和低壓自動(dòng)控制系統(tǒng)。電除塵器的結(jié)構(gòu)原理，高壓供電系統(tǒng)為升壓變壓器供電，除塵器集塵極接地。低壓電控制系統(tǒng)用來(lái)控制電磁振打錘、卸灰電極、輸灰電極以及幾個(gè)部件的溫度。

靜電除塵器的電源由控制箱、升壓變壓器和整流器組成。電源輸出的電壓高低對(duì)除塵效率也有很大影響。因此，靜電除塵器運(yùn)行電壓需保持40一75kV乃至100kV以上。

GD型電除塵器技術(shù)引進(jìn)于日本的原式電除塵器技術(shù)，通過(guò)消化吸收借鑒國(guó)內(nèi)同行業(yè)的成功經(jīng)驗(yàn)，研發(fā)出GD型一系列的電除塵器，廣泛用于冶金、冶煉行業(yè)。

GD型系列電除塵器除具有其他類型電除塵器阻力小、耗能小、效率高的幾大特點(diǎn)外，特具有以下幾點(diǎn)：

◆采用獨(dú)特設(shè)計(jì)的進(jìn)風(fēng)口的氣流分布結(jié)構(gòu)。

◆電場(chǎng)內(nèi)具有三個(gè)電極（放電極、集塵極、輔助電極），可以調(diào)整電場(chǎng)的極配形式來(lái)改變電場(chǎng)狀態(tài)，以適應(yīng)不同特性的粉塵處理，達(dá)到凈化效果。

◆陰陽(yáng)兩極自由懸吊。

◆電暈線：無(wú)論電暈線多長(zhǎng)，均由一根鋼管構(gòu)成，中間沒(méi)有螺栓連接，所以絕無(wú)斷線的故障發(fā)生。

靜電除塵器，利用靜電力(庫(kù)侖力)實(shí)現(xiàn)粒子與氣流分離的除塵器。有板式和管式、水平流式和垂直流式、干式和濕式之分。工作時(shí)，有懸浮顆粒荷電、荷電顆粒在電場(chǎng)中捕集、將捕集在集塵板上的顆粒清除等三個(gè)主要步驟。其特點(diǎn)是氣流阻力小，能處理高溫氣體，除塵效率可達(dá)99～99.9%，不受塵粒所含水分的影響，適于處理含塵濃度低、塵粒粒徑為0.05-50μm的氣體，但投資和維修費(fèi)用較高，占地面積較大多粒子的電學(xué)性質(zhì)對(duì)除塵效率有影響。主要用于處理煙氣量大的場(chǎng)合。

濕式靜電除塵器，用噴水或溢流水等方式使集塵極表面形成一層水膜，實(shí)現(xiàn)極板清灰的靜電除塵器。濕式清灰可以避免沉集粉塵的再飛揚(yáng)，達(dá)到很高的除塵效率。因無(wú)振打裝置，運(yùn)行較穩(wěn)定，但存在著腐蝕、污泥和污水的處理問(wèn)題。應(yīng)用不如干式靜電除塵器廣泛。

集塵極靜電除塵器除塵效率與集塵極尺寸的關(guān)系

靜電除塵器的工作原理是通過(guò)電暈極的放電使電暈極附近出現(xiàn)的粉塵粒子帶電，從而使帶電粒子向集塵極移動(dòng)從而被捕集。相應(yīng)的除塵器管長(zhǎng)度(L)應(yīng)為L(zhǎng)=VR/ω；其中V：煙氣流速(m/s)；ω：粒子在電場(chǎng)中的移動(dòng)速度(m/s)；R集塵極(陽(yáng)極管)的半徑(m)。

靜電除塵器中的煙塵捕集效率多依奇公式η=1-eAV/Q。其中A：集塵極的集塵面積(m²)；Q：煙氣的流量(m³/s)；V塵粒在電場(chǎng)中的移動(dòng)速度(m/s)。通過(guò)多依奇的捕捉效率得知：當(dāng)煙氣量一定時(shí)，捕捉效率隨集塵極長(zhǎng)度L的增長(zhǎng)按負(fù)指數(shù)曲線上升，當(dāng)L增加到某一數(shù)值時(shí)候，捕集效率就上升的很慢。所以在設(shè)計(jì)除塵器時(shí)，過(guò)分的增長(zhǎng)集塵極的長(zhǎng)度來(lái)是不經(jīng)濟(jì)的。

除塵器按電極清灰的方式不同，可分為干式電除塵器、濕式電除塵器和半干半濕電除塵器；按電除塵器內(nèi)氣流運(yùn)動(dòng)方向，可分為立式電除塵器和臥式電除塵器；按集塵極的形式，可分為管式電除塵器和板式電除塵器。

對(duì)板式靜電除塵器，當(dāng)煙氣量一定時(shí)，捕集效率與極板間的間距(2b)無(wú)關(guān)，具體分析如下：

板式靜電除塵器的比集塵面積為：A/Q=2Lh/2bhV=L/bV。

而對(duì)管式靜電除塵器，當(dāng)煙氣量一定時(shí)，其捕集效率不會(huì)隨管徑(R)的增大而增大。具體分析如下：

管式靜電除塵器的比集塵面積為：A/Q=2πRL/πR2V=2L/RV。

集塵極靜電除塵器除塵效率與電氣參數(shù)的關(guān)系

由多依奇效率公式η=1-eAV/Q可知。在比集塵面積A/Q已定的情況下，決定靜電除塵器效率的是塵粒子，酸霧的驅(qū)進(jìn)速度V。V=qE/6πua，在塵粒子，酸霧性質(zhì)已定的情況下，粒子、酸霧的趨近速度取決于其荷電量q和電場(chǎng)強(qiáng)度E。而荷電量q又取決于電暈電流的大小，因?yàn)殡姇炿娏鲗⒅苯記Q定可供荷電的離子數(shù)量。因此供電時(shí)除塵除霧效率的影響可以歸結(jié)為電壓、電流、功率對(duì)其驅(qū)進(jìn)速度的影響。濕式靜電除塵器的電暈電流可用每米長(zhǎng)電暈電極的毫安數(shù)或每平方米集塵電極的毫安數(shù)表示，在實(shí)際工程中電暈電極的電流密度在0.2～0.8mA/m的范圍內(nèi)，集塵電極的電流密度在0.16～1mA/m²的范圍內(nèi)。雖然加大電極間的運(yùn)行電壓，可以增大電暈電流，但是當(dāng)粉塵過(guò)大而出現(xiàn)電暈阻塞現(xiàn)象或集塵極積塵過(guò)厚而出現(xiàn)反電暈時(shí)，即使在高的運(yùn)行電壓下電暈電流也會(huì)下降到零。因此，在設(shè)計(jì)除塵器時(shí)，要選擇合適的電源電壓及清洗頻率，單一的增大電壓并不能保證除塵效率的提高。 2100433B