電除塵器講義

1、 簡言之，電除塵器的基本過程是：1，建立電場，產(chǎn) 生電暈，使塵粒荷電。2，在電場力作用下， 荷電塵粒向收塵極運(yùn)動(dòng)，收塵。3，振打清灰 和排灰。 電除塵器是通過電暈放電，使其電暈極附近的氣體 電離，產(chǎn)生大量的正、負(fù)離子，并使其附著在 塵粒上來實(shí)現(xiàn)塵粒荷電的目的。 通常由于自然界的放射性、宇宙線、紫外線的作用，氣體中常會(huì)含一些 被電離的分子和自由電子，在一個(gè)極不均勻的電場（如針對(duì)板）施 加一定電壓時(shí)，靠近曲率大的電極附近強(qiáng)電場區(qū)（稱為電暈區(qū)）， 自由電子獲得足夠的能量，它和氣體分子碰撞而產(chǎn)生新的正離子和 電子，而新生的電子立刻又參與到碰撞游離中去，使得游離過程加 強(qiáng)，生成更多的正離子和電子，這樣，

2、由于電子行程上新生成的電 子不斷參加碰撞游離，結(jié)果氣體中的電子像雪崩似的增長，形成電 子崩，遷移率大的電子集中在電子崩的頭部迅速向陽極方向發(fā)展， 而正離子則留在電子崩尾部加速撞擊陰極使其釋放出達(dá)到自持放電 所必需的二次電子，這樣，在電暈極附近的狹小區(qū)域就產(chǎn)生了放電 條件，形成電暈，這就是電暈形成的機(jī)理。 電暈的定義：集中在曲率很大的尖電極附近產(chǎn)生的自持放電稱為電暈。 在強(qiáng)電場區(qū)以外（電暈外區(qū)），電子逐漸減慢到小 于碰撞游離所必需的速度，附著在氣體分子上形 成負(fù)離子向陽極運(yùn)動(dòng)，其運(yùn)動(dòng)速度和它們的電荷 及電場強(qiáng)度成比例，形成了電暈外區(qū)的電暈電流。 這時(shí)，若含塵煙氣進(jìn)入電場，煙氣中的塵粒將被 負(fù)離子

3、碰撞而荷電，形成負(fù)粒子，而負(fù)粒子在電 場力作用下向陽極運(yùn)動(dòng)，以達(dá)到收塵的目的。 電除塵器陰陽極之間在外施電壓下產(chǎn)生電暈后，在 電暈區(qū)（電暈線附近的高場強(qiáng)區(qū)）和電暈外區(qū) （電暈區(qū)以外的低場強(qiáng)區(qū)）都有空間電荷的存在 （電子、負(fù)離子、正離子、負(fù)粒子），這些空間 電荷使得電場分布畸變，導(dǎo)致負(fù)極性擊穿電壓高 于正擊穿電壓，使電暈電流受到自身空間電荷的 影響，并使電場、外區(qū)空間電荷、電暈電流三者 互相處于平衡狀態(tài)。因此，對(duì)于不同性質(zhì)的煙氣 和粉塵，由于各種空間電荷對(duì)電場影響的程度不 同，所以電暈發(fā)生后所產(chǎn)生的效果亦不同。 從圖一看，不管尖電極的極性如何，它們的起 暈電壓基本相同，但它們的擊穿電壓卻差 別很

4、大，尖電極為負(fù)的擊穿電壓要比尖電極為 正的擊穿電壓高2-3倍。這是為什么呢？這是因 為電暈正空間電荷在不同極性下分布狀況很不 相同，并使電場畸變的結(jié)果。 如圖二所示，當(dāng)電暈產(chǎn)生后，由于電子運(yùn)動(dòng)十分迅速， 很快都離開尖電極而散去，在尖電極附近留下正 離子空間電荷，這些正空間電荷對(duì)不同極性的尖 電極附近的電場影響是不同的。對(duì)于負(fù)尖電極， 極尖附近的正空間電荷減弱了向極板方向的電場 強(qiáng)度，而加強(qiáng)了朝向極尖的電場強(qiáng)度，因此負(fù)電 暈被壓縮在尖電極附近，使放電不易向前發(fā)展。 對(duì)于正尖電極，極尖附近的正空間電荷加強(qiáng)了朝 向極板的電場強(qiáng)度，使高場強(qiáng)區(qū)移向間隙深處， 而朝向尖電極的電場強(qiáng)度則減弱了。對(duì)于放電而

5、言，重要的正是朝向極板方向的電場區(qū)域場強(qiáng)的 大小，這樣，正尖電極在間隙深處造成場強(qiáng)高而 易于引起游離而使得正極性擊穿電壓比負(fù)極性擊 穿電壓低的多，我們把這種由于極性不同而造成 擊穿電壓不同的現(xiàn)象稱之為極性效應(yīng)。 大家知道，工業(yè)用的電除塵器一般都是采用負(fù)電暈的，那么 討論極性效應(yīng)的實(shí)際意義何在呢？請(qǐng)看圖三，當(dāng)尖電極為 正極時(shí)，擊穿時(shí)放電通道沿直線路徑從尖電極向園盤中心 進(jìn)行。當(dāng)尖電極為負(fù)時(shí)，雖游離開始于負(fù)極 ，但擊穿時(shí)放 電通道拉長了，并且放電是從園盤邊緣向尖電極進(jìn)行的， 這說明從正園盤的邊緣開始的放電通道的發(fā)展條件要比負(fù) 尖電極開始更有利（正園盤邊緣電力線較密，電場強(qiáng)度比 園盤其余地方要高，這

6、在電學(xué)中稱為邊緣效應(yīng)）。這樣， 由于邊緣效應(yīng)和極性效應(yīng)很可能形成我們工業(yè)除塵器中不 希望的放電，而這種正極性的放電由于擊穿電壓低而影響 整個(gè)電除塵器的工作電壓的升高，因此，設(shè)計(jì)、施工中要 注意集去掉正極部分的毛刺，防止極性效應(yīng)發(fā)生。 電暈外區(qū)的負(fù)空間電荷對(duì)電場的影響是非常大的。由于電 暈外區(qū)的空間電荷總是要屏蔽一部分通向電暈極的電力 線而減弱電暈極附近的場強(qiáng)，而收塵極附近的場強(qiáng)稍有 加強(qiáng)，從而空間的游離將減少，因此，當(dāng)某一電壓下產(chǎn) 生電暈后，即是電路中電阻很小，電暈電流是停留在某 一值的，不會(huì)不斷增長（氣體放電理論在不考慮空間電 荷影響時(shí)，雖外施電壓不變，而電流是按指數(shù)規(guī)律不斷 增長的），這就

7、是由于電暈電流受到自身空間電荷影響 的緣故。 當(dāng)在外施電壓不變而由于某種原因電暈電流增長 了（如由于自然界的放射性、紫外線等作用在尖 電極附近的自由電子多了，使電暈電流增加）， 則電暈外區(qū)的空間電荷亦多了，它的屏蔽作用也 強(qiáng)了，因此就有削弱游離的趨勢(shì)，使電暈電流恢 復(fù)到原值。反之，若電暈電流減少了，則外區(qū)負(fù) 空間電荷也減少，屏蔽作用亦減少，游離就有加 強(qiáng)的趨勢(shì)，使電暈電流恢復(fù)原值。 這樣，電暈電流的穩(wěn)定值正是相應(yīng)于該電壓下， 電場、外區(qū)空間電荷、電暈電流三者互相平衡的 結(jié)果。當(dāng)電壓升高后，原來的平衡被打破，游離 區(qū)擴(kuò)大，電暈電流亦增大，但它不會(huì)無限增長， 此時(shí)的外區(qū)負(fù)空間電荷仍然限制著它，使電

8、場、 外區(qū)空間電荷、電暈電流三者又處于一個(gè)新的平 衡狀態(tài)。由此可見，電暈電流的變化主要是受自 身負(fù)空間電荷的限制。了解了空間電荷對(duì)電場的 影響，就抓住了電除塵器運(yùn)行機(jī)理的主要矛盾， 從而可以從機(jī)理上解釋電除塵器運(yùn)行中常發(fā)生的 “電暈封閉”、“反電暈”等現(xiàn)象，并在設(shè)計(jì)中 針對(duì)不同煤種、不同工況加以限制和防止。另外， 了解空間電荷對(duì)電場的的影響，也可以從理論上 指導(dǎo)設(shè)計(jì)出新型電除塵器如“寬極距”電除塵器、 “魚骨針加輔助電極型”電除塵器等。還有，了 解了空間電荷對(duì)電場的影響，對(duì)電除塵器的安裝 和運(yùn)行也有很大指導(dǎo)意義。 工業(yè)用的電除塵器中，電暈外區(qū)不僅有氣體負(fù)離子形成的 空間電荷，還有許多已荷電的粉

9、塵粒子，由于粒子空間 電荷的加入，電暈電流的變化受自身空間電荷影響的情 況就要加劇。當(dāng)電除塵器處理含塵濃度高、粉塵粒度細(xì) （比表面積大）的煙氣時(shí)，電暈外區(qū)的空間電荷就由氣 體的負(fù)離子和粉塵的負(fù)粒子組成，其總量比純氣體負(fù)離 子大的多，而主要成分是負(fù)粒子。由于負(fù)粒子的遷移速 度比負(fù)離子小的多，所以，對(duì)其電場的影響就比純負(fù)離 子的影響大的多，它使得電暈極附近的場強(qiáng)削弱的更厲 害。當(dāng)煙氣中的含塵濃度高到一定程度時(shí)（或者粉塵粒 度非常細(xì)），甚至能把電暈極附近的場強(qiáng)減少到電暈的 始發(fā)值，電暈電流大大降低，甚至?xí)呌诹?，這種現(xiàn)象 稱之為“電暈封閉”。 由于電除塵器沿電場長度方向（煙氣流向）負(fù)粒 子濃度是逐漸

10、減少的，所以，在第一電場主要以 負(fù)粒子空間電荷影響電場，而末電場則因隨著塵 粒被除去而主要以負(fù)離子影響電場，又由于負(fù)粒 子的遷移速度比負(fù)離子小的多，所以一電場整個(gè) 負(fù)空間電荷（包括負(fù)粒子和負(fù)離子）對(duì)電場的影 響要比末電場大的多，這就是電除塵器運(yùn)行時(shí)一 般一電場電暈電流小，而末電場電暈電流大的原 因。 對(duì)含塵濃度大，易發(fā)生“電暈封閉”的電除塵器， 在設(shè)計(jì)上應(yīng)采取較窄的極間距，采用放電強(qiáng)的芒 刺線、魚骨線等，使放電較集中，增加電風(fēng)影響。 多串聯(lián)幾個(gè)電場也是種消極的辦法。運(yùn)行中要保 證振打機(jī)構(gòu)完好，使電暈線處于清潔狀態(tài)，減少 或防止“電暈封閉”的發(fā)生。 從氣體放電理論可知，對(duì)極不均勻電場的擊穿 （如

11、電除塵器電場的擊穿）都是由于流注的形成 和延伸所至。流注流注 的定義的定義：氣體中某些部分形成具有高電導(dǎo)通道的 正、負(fù)離子混合區(qū)稱為流注。它是極不均勻電場 的兩種氣體放電形式之一（電暈放電和流注放 電）。 流注的成因是流注的成因是：正常的負(fù)電暈是在電暈區(qū)內(nèi)電子 崩式的游離，而當(dāng)電除塵器電場的外施電壓不斷 升高時(shí)，在電子崩頭部，由于正、負(fù)離子的復(fù)合 或者被激發(fā)的原子又回到正常狀態(tài)時(shí)都會(huì)放出光 子，被光子游離而生成的電子稱為光電子，它在 電暈外區(qū)形成更強(qiáng)游離的電子崩（已不靠尖電極 附近高場強(qiáng)的游離，而是靠光游離），并和主電 子崩的崩頭匯合，在電暈外區(qū)氣體的某些部分形 成高電導(dǎo)的正、負(fù)離子的混合區(qū)，

12、此混合區(qū)稱之 為流注。 流注形成后，在基本電場的作用下，流注區(qū)中的 電荷要向兩端分離，從而削弱流注內(nèi)部的電場。 這樣，流注雖然從電暈區(qū)邊緣發(fā)生，但由于流注 內(nèi)部的電場強(qiáng)度又很小，所以流注對(duì)對(duì)面電極的 電位和尖電極的電位差不多相等（即流注有傳送 電位的能力），相當(dāng)于尖電極向前延伸，使游離 在電場間隙深處（指電暈外區(qū)）得以發(fā)展而導(dǎo)致 擊穿（火花）。 這樣，電除塵器電場的擊穿過程就由三個(gè)環(huán)節(jié)電除塵器電場的擊穿過程就由三個(gè)環(huán)節(jié) 完成：即，電暈區(qū)的電子崩（電暈）完成：即，電暈區(qū)的電子崩（電暈）電暈外電暈外 區(qū)的流注區(qū)的流注電場的擊穿。因此說，流注的形成電場的擊穿。因此說，流注的形成 是電場擊穿的前兆，亦

13、可以說，流注的形成是是電場擊穿的前兆，亦可以說，流注的形成是 電場擊穿的充分條件電場擊穿的充分條件 對(duì)常規(guī)單區(qū)負(fù)極性電暈的電除塵器來說，這種擊 穿前的流注是不利的，因?yàn)榱髯⒌某霈F(xiàn)會(huì)加速放 電的發(fā)展，使擊穿電壓降低。更重要的是流注的 形成使電暈外區(qū)有了正離子和正離子荷電形成的 正粒子的粉塵，（流注中的，正離子在電暈外區(qū) 的加入將加強(qiáng)陰極的電離，使電暈電流增大，使 流注易于發(fā)展導(dǎo)致?lián)舸╇妷合陆?。同時(shí)，正離子 的存在對(duì)粉塵而言，它使已荷負(fù)電的粉塵荷電量 減少，甚至荷上極性相反的正電荷，使電場電暈 外區(qū)形成正粒子和負(fù)粒子），而單區(qū)負(fù)極性電暈 結(jié)構(gòu)的電除塵器無法收到流注中的正離子荷電形 成的正粒子的粉塵

14、，因此會(huì)造成漏塵率的增加。 亦會(huì)造成電暈線肥大，使電除塵器運(yùn)行惡化。 在常規(guī)電除塵器實(shí)際運(yùn)行中經(jīng)?？吹降挠捎诹髯⑿?成后對(duì)電除塵器運(yùn)行的影響。 電除塵器常見故障之一是電暈線肥大，有的電暈線肥 大成5080mm粗的灰棒，這是電暈線收正粒子粉塵的 結(jié)果。但是，常規(guī)單區(qū)電除塵器的電暈區(qū)（電離區(qū)） 只是電暈線附近幾毫米大的區(qū)域，再此電暈區(qū)內(nèi)才有 正離子及被其荷電的正粒子粉塵，而廣大的電暈外區(qū) 只有負(fù)離子及被其荷電的負(fù)粒子粉塵。因此，電暈外 區(qū)肯定有正離子的新來源，否則，極小的電暈區(qū)就不 可能形成電暈線肥大現(xiàn)象。那么，電暈外區(qū)的正離子 是在何種情況下形成的呢？這還需從電暈放電的機(jī)理 來分析。負(fù)極性電暈發(fā)

15、展到擊穿前，出現(xiàn)流注。由于 流注發(fā)生時(shí)，在電暈外區(qū)（即電場間隙深處）就不光 有電暈形成的負(fù)離子，而且有流注形成的正、負(fù)離子 混合區(qū)，它是廣大電暈外區(qū)新生正離子的來源，是電 暈極肥大的內(nèi)因，（而陰極振打故障只是加重電暈極 肥大的外因）。這就提供了使電暈極肥大的幾率（當(dāng) 然，反電暈產(chǎn)生的 正離子也會(huì)使電暈極肥大）。 輔助電極和陽極一樣收塵已是事實(shí)，但它收的正 粒子粉塵又是哪里來的呢？（這里不討論高比電 阻粉塵發(fā)生反電離所形成的正離子、正粒子）筆 者認(rèn)為，正是由于流注的形成，出現(xiàn)了正、負(fù)離 子的混合區(qū)，提供了正離子，粉塵正粒子的來源。 部分電除塵器運(yùn)行中出現(xiàn)的二次電壓閃絡(luò)頻繁， 火花電壓偏低。當(dāng)火花

16、頻繁發(fā)生時(shí)，由于每次火 花之前都有流注的形成，流注的正、負(fù)離子混合 質(zhì)區(qū)頻繁出現(xiàn)使電場中正離子增多，而單區(qū)負(fù)極 性電暈結(jié)構(gòu)的電除塵器由于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)沒有考慮收 正離子荷電的粉塵，因此會(huì)造成漏塵率的增加。 亦會(huì)造成電暈線肥大，使電除塵器運(yùn)行惡化。能 對(duì)付頻繁出現(xiàn)的流注、能收正粒子粉塵的結(jié)構(gòu)型 式是雙區(qū)電除塵器或有輔助電極的電除塵器。當(dāng) 然，降低運(yùn)行電壓，使不發(fā)生流注，也是消極的 措施。 （a）.電暈極附近要有豐富的電子源，即該處的 場強(qiáng)要高，電離要強(qiáng)。 （b）.電暈外區(qū)要有有效的空間電荷（如負(fù)電性 氣體、等形成的負(fù)離子及被 其荷電粉塵的負(fù)粒子），若沒有足夠的起限制作 用的負(fù)空間電荷，則流注、火花很快

17、發(fā)生，使擊 穿電壓低，電暈不穩(wěn)定。 2 O 2 SO Cl OH 2 對(duì)條件（a），是靠電除塵器本體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)來滿 足的。對(duì)條件（b），主要決定于煙氣和粉塵的 性質(zhì)。從電暈機(jī)理可知，負(fù)電性越強(qiáng)，負(fù)電性氣 體濃度越大，電暈外區(qū)撲獲電子的概率就越高， 負(fù)離子就越多（負(fù)粒子亦越多）。在電暈外區(qū)， 全部電暈電流是由負(fù)離子傳遞的。電暈外區(qū)的空 間電荷（負(fù)離子、負(fù)粒子）總與電暈極同符號(hào)， 它們屏蔽一部分通向電暈極的電力線，削弱電暈 極附近的場強(qiáng)，使放電的發(fā)展受到抑制，電場的 擊穿推遲。 因此，電暈電流的增大和放電的發(fā)展主要受放電 本身的空間電荷的限制，并使電場、電暈外區(qū)空 間電荷、電暈電流三者互相處于平衡狀

18、態(tài)。對(duì)于 不同性質(zhì)的煙氣和粉塵，由于能形成有效空間電 荷的負(fù)電性氣體（主要是 和）含量不同，則電 暈發(fā)生后產(chǎn)生的效果亦不同，負(fù)電性氣體含量高 的，(在10ppm，在9%以上)能滿足條件（b） 形成無火花或少火花穩(wěn)定的負(fù)電暈，除塵效率高。 而負(fù)電性氣體含量低的則火花頻繁、擊穿電壓低， 不能滿足條件（b）形成穩(wěn)定的負(fù)電暈，除塵效率 低。 3 SO OH X 2 3 SO OH X 2 *的影響：一般煙氣中的 約有1%會(huì)轉(zhuǎn)換 為，而煙氣中只要有8-10， ，在粉塵的表面形成酸膜，增加粉塵的 表面電導(dǎo)，使粉塵的比電阻降到 ，電除塵器性能就會(huì)好。 3 SO 2 SO 3 SO ppm 3 SO 4223

19、 SOHOHSO 109 10 cm 經(jīng)驗(yàn)公式： 式中-煙氣中的濃度。-煤的硫 收到基成分。 -煤的低位發(fā)熱值。 濃度的換算： 1 2.857 100050 . 2 arnet ar so Q S C 3 Nm mg 2 SO C 2 SO ar S arnet Q . 2 SO ppm3 Nm mg 2 SO * 煙氣中（水蒸氣，用表示）的影 響： 煙氣中由三部分組成：煤中的水分；過剩 空氣帶入的水分；氫燃燒生成的水分。除褐煤外， 氫燃燒生成的水分要占煙煤、無煙煤燃燒后總水 分的60-70%。因此要特別觀注的多少。一 般在9%以上時(shí)，粉塵的比電阻一般在 ，除塵性能好。 OH 2OH X 2

20、OH X 2 ar H OH X 2 109 10 cm 計(jì)算公式： -理論空氣量（每公斤煤生成的煙氣容積） -（每公斤煤燃燒生成的水蒸氣體積） -爐膛出口過剩空氣系數(shù)，一般取1.2。 -干煙氣容積（每公斤煤燃燒生成） 因?yàn)槊抗锩喝紵傻臒煔饬繛椋?所以水蒸氣占煙氣的百分比為 OH X 2 kg Nm OHSCV arararar 3 0 0333. 0265. 0)375. 0(0888. 0 kg Nm OHSCV arararar 3 0 0333. 0265. 0)375. 0(0888. 0 0 V kg Nm VMHV tarOH 3 0 0161. 00124. 0111.

21、0 2 OH V 2 kg Nm V N VSCV ar arargy 3 00 ) 1( 100 8 . 079. 0)375. 0( 100 866. 1 gy V OHgyy VVV 2 OH X 2 OHgr OH OH VV V X 2 2 2 從而我們說，所謂穩(wěn)定的負(fù)電暈是指即將發(fā)生而 未發(fā)生流注段的負(fù)電暈。從電廠電除塵器運(yùn)行的 統(tǒng)計(jì)情況看，凡一次電壓在300V以上，或二次電 壓在60-65KV(400mm極距)，電除塵器都可高效運(yùn) 行。而低于此值者電除塵器運(yùn)行不佳，或新投運(yùn) 尚可，經(jīng)十天、半月、一月運(yùn)行后惡化，這說明 前者負(fù)電暈穩(wěn)定保持的好，后者負(fù)電暈不穩(wěn)定， 在較低電壓下閃絡(luò)頻

22、繁。究其原因，是由于煙氣 中缺乏負(fù)電性氣體、或本體和電源不匹配，使負(fù) 電暈不穩(wěn)定，部分區(qū)域很快出現(xiàn)流注現(xiàn)象，發(fā)生 火花，繼而使單區(qū)電除塵器中出現(xiàn)大量正粒子粉 塵，使電暈極肥大、漏塵率增加。 常規(guī)電除塵器的電暈外區(qū)也存在正離子及被其荷 電的正粒子粉塵，其來源之一是電場擊穿前氣體 放電形成流注，而流注是高電導(dǎo)的正、負(fù)離子混 合區(qū)。其來源之二是反電暈形成的正離子。其來 源之三是高的粉塵中的碳也易造成反彈 而荷正電形成正離子。既然在電暈外區(qū)有正離子既然在電暈外區(qū)有正離子 及被其荷電的正粒子粉塵的存在，則一定要給正及被其荷電的正粒子粉塵的存在，則一定要給正 離子及被其荷電的正粒子粉塵一出路，使有能收離子

23、及被其荷電的正粒子粉塵一出路，使有能收 集正離子及被其荷電的正粒子粉塵的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。集正離子及被其荷電的正粒子粉塵的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。 fh C a，對(duì)于有高負(fù)電性氣體的煙氣，由于負(fù)電性 氣體高（10ppm,9%）,對(duì)放電的 發(fā)展抑制強(qiáng)，因此煙氣的擊穿電壓高，能夠形成 穩(wěn)定的負(fù)電暈，使運(yùn)行電壓能穩(wěn)定運(yùn)行在流注形 成之前，故用常規(guī)（單區(qū)）電除塵器即可保證穩(wěn) 定高效運(yùn)行。 3 SO OH X 2 b，對(duì)低負(fù)電性氣體的煙氣（ 8ppm,10%的無煙煤，由于負(fù)電性氣體少， 對(duì)放電的發(fā)展抑制差，因此一般煙氣的擊穿電壓 低，（一般在50kv以下）不能形成穩(wěn)定的負(fù)電暈， 換言之，此工況下在電暈外區(qū)會(huì)出現(xiàn)正離子及被 其

24、荷電的正粒子粉塵，因此要給正離子及被其荷 電的正粒子粉塵一出路，從擊穿理論看，為了解 決流注段的正、負(fù)粒子收塵問題，可采用雙區(qū)電 除塵器、輔助電極型電除塵器。當(dāng)然，采用煙氣 調(diào)質(zhì)的辦法來形成穩(wěn)定的負(fù)電暈也是一種辦法。 3 SO OH X 2 fh C c，對(duì)部分已在運(yùn)行的電除塵器，若出現(xiàn)的二次 電壓閃絡(luò)頻繁者（二次電壓一般1011-cm）,當(dāng)它 們到達(dá)陽極成粉塵層時(shí)，所帶電荷不易釋放，這樣 在陽極極板上形成一個(gè)殘余的負(fù)粒子層，從空間電 荷對(duì)電場的影響可知，它屏蔽部分通向電暈極的電 力線，將削弱電暈極附近的場強(qiáng)而提高陽極板面處 的場強(qiáng)，造成電暈區(qū)游離減弱，電暈電流下降，擊 穿電壓下降。隨著陽極表

25、面積灰厚度增加，由于殘 余電荷分布的不均勻性，就會(huì)使陽極局部的粉塵層 的電流密度與比電阻的乘積超過粉塵層的絕緣強(qiáng)度 而局部擊穿，發(fā)生局部游離（反電暈條件：粉塵層 擊穿場強(qiáng)E=U塵層電壓/塵層厚度3%為高硫煤，=1-2%為中硫 煤， 1%為低硫煤。煤的含硫量對(duì)飛灰比電 阻有較大的影響。煤中硫在燃燒時(shí)產(chǎn)生 ，一般情況下，大約有0.5-1%氧化 成 ，它增強(qiáng)飛灰的表面電導(dǎo)，使飛灰比電 阻下降。 10時(shí)，電除塵器二次飛揚(yáng)會(huì)增大，應(yīng)給予注意。 10 3 /1 . 2cmg 3 0 /7 . 0cmg 3 0 0 * 灰的粘附性：由于飛灰有粘附性，可使細(xì)微粉 塵凝聚成較大的粒子，這有利于除塵。但粘附力 強(qiáng)

26、的飛灰，會(huì)造成振打清灰困難、電暈極肥大， 電暈電流減小，對(duì)除塵不利。一般，飛灰的粒徑 小，比表面積大，飛灰粘附性強(qiáng)。 為1.52%時(shí)，飛灰的體積 電導(dǎo)增加，使比電阻下降，有利于除塵。 有的低硫煤，若在2%以上時(shí)，不但不 發(fā)生反電暈，除塵效率仍很高。美國南方 研究所實(shí)測結(jié)果： 當(dāng)時(shí)， =，當(dāng) 時(shí)， =，當(dāng)時(shí)= 。 : 2O NaONa2 ONa2 %1 . 1 2 ONa cm 10 1034. 9 %2 2 ONa cm 10 1046. 2%3 2 ONa cm 9 1094. 9 ：它和作用一樣，但要通過 起作用，所以它比氧化鈉的作用小。 注意：、含量高，將增加灰的粘性， 不利于振打清灰。

27、 灰的拈污性的經(jīng)驗(yàn)公式： R拈污類型 0.3弱拈污 0.30.5中等拈污 0.50.6強(qiáng)拈污 0.6嚴(yán)重 OK 2 ONa2 32O Fe : 2O NaOK 2 (R6589. 0 2 ONa) 2O K100/ ar A ：高熔點(diǎn)、導(dǎo)電性差，是飛灰高比電阻 的主要因素。電廠鍋爐飛灰中的含量占 4060%以上，它的含量越高，飛灰比電阻 越高，不利于除塵。 2 SiO 2 SiO ：同一樣，它熔點(diǎn)高、導(dǎo)電性差，電 廠鍋爐飛灰中含量在2050%以上，其含 量越高，飛灰比電阻越高。 32O AI 2 SiO 32O AI ：它本身比電阻在左右，不是太高， 而且它可使灰熔點(diǎn)降低，通過它使 飛灰體積電

28、導(dǎo)增加，這是有利的一面，所 以當(dāng)除塵效率為9899%時(shí)，可視為有利 因素。但它本身粒徑很細(xì)，大都在5以下， 所以當(dāng)除塵效率要求為99.5%以上，或排 放濃度小于時(shí)，應(yīng)視為不利因素。 （Potter公式中就視為不利因素） 32O Fecm 10 10 OK 2 3 /100mmg 澳大利亞Potter公式： Al+Si+Fe8293%,比電阻隨該值增大而增大， 除塵器工作隨該值增大而越來越差。 Al+Si+Fe93%,是發(fā)生反電暈的高比電阻，除塵 器工作很困難。 丹麥：時(shí)屬高比電阻，難除 塵。 %85 322 OAlSiO 前蘇聯(lián)：時(shí)屬高比電阻，難除 塵。 50 )9( )( 322 yyy S

29、HW OAlSiO K CaO和MgO: 它們易和反應(yīng)生成 、，從而削弱的作用，并導(dǎo)致飛灰 變細(xì)，所以是不利因素。 3 SO 4 CaSO 4 MgSO 3 SO ：飛灰可燃物時(shí)，可使飛灰比電阻下降，可視 為有利因素。當(dāng)后易造成飛灰的二次飛揚(yáng)， 為不利因素。一般電廠都盡量將控制 在5%以下。但對(duì)無煙煤，常會(huì)大于10%，對(duì)此要注 意防止低比電阻引起的反彈和二次飛揚(yáng)。 fh C %101 fh C %10 fh C fh C fh C 影響電除塵器性能的因素一覽表： 煤的成分 灰的成分 煙氣分析 煙氣溫度 煙氣量 灰的現(xiàn)場比電阻 灰的粒度 , arartdefar AHMVS ,10,10 , ,

30、 322 32 22 fhfh ga ea CC OMOCOAISiO OFOKON , 2232 OCOSOOH , , cm cm cm 11 5 108 10 10 10 a、冷態(tài)空載V-I特性曲線是衡量電除塵器制造、 安裝質(zhì)量的依據(jù)，應(yīng)在除塵器投運(yùn)前作，首次試 驗(yàn)的曲線要保存，以便和以后運(yùn)行中停爐時(shí)再做 的V-I曲線進(jìn)行比較，判斷除塵器內(nèi)部結(jié)構(gòu)是否 變形，出現(xiàn)異常，使運(yùn)行、檢修人員能及時(shí)發(fā)現(xiàn) 故障，并予以排除。 b、熱態(tài)V-I特性曲線是反映除塵器運(yùn)行后特征的 依據(jù)。第一次投運(yùn)后的V-I曲線應(yīng)保存，以便和 運(yùn)行中因工況變化，或除塵器內(nèi)部結(jié)構(gòu)變化的V- I曲線進(jìn)行比較，并據(jù)此分析診斷故障，

31、指導(dǎo)運(yùn) 行、檢修人員排除故障。 電除塵器各電場第一次熱態(tài)V-I特性曲線如圖 （各電場極配形式，極距一樣）。其原因是前級(jí) 電場粉塵量大，電場塵粒子空間電荷多，對(duì)電暈 電流的抑制作用大，而隨著塵粒子被除去，后級(jí) 電場中塵粒子空間電荷少，對(duì)電暈電流的抑制也 小的原故。 0 U 三電場 二電場 一電場 I V 0 * 曲線平移 :熱態(tài)運(yùn)行V-I特性曲線向右平移。即起 暈電壓升高。 這是陰極線粘灰肥大所致。應(yīng)檢 查 陰極振打系統(tǒng)是否故障，鍋爐 投油是否燃不盡，粘灰在極線上。 曲線 原IV 0 U V 0 I * 曲線旋轉(zhuǎn)：V-I特性曲線的起暈電壓不變，而 曲線向右旋轉(zhuǎn)。 這是粉塵濃度增加（或粉塵變 細(xì)）

32、，使得電暈電流減小，若電暈電流降到不足 于粉塵荷電，因此而影響除塵效率，可采用窄極 距、放電特性好的電暈線。 0 U 0 V I * 曲線過原點(diǎn)：V-I特性曲線一開始升壓就有電 流（低于起暈電壓就有電流）,并有一直線段。 這是電場內(nèi)灰短路（灰斗中的灰 已將陰、陽極 短路），或是陰極絕緣子上粘灰、吸潮，有泄漏 電流所致。應(yīng)設(shè)法排空灰斗中的灰。檢查 灰斗 保溫、漏風(fēng)、料位、卸灰裝置 等處的故障點(diǎn)， 予以排除。另外， 停電，擦拭絕緣子上的粘灰 和水分。 I 0 0 I 絕緣子泄漏 灰短路 VV 0 U V 0 I * 曲線出現(xiàn)拐點(diǎn)：V-I特性曲線在拐點(diǎn)前由于粉塵比電 阻增大，使粉塵層壓降增大，同時(shí)，

33、空間電荷 對(duì)電力 線的屏蔽作用也增大，V-I特性 曲線和原V-I特性曲線 比，向右旋轉(zhuǎn)，沿拐點(diǎn)下的曲線運(yùn)行。當(dāng)電壓升至拐 點(diǎn)處時(shí)粉塵層的壓降達(dá)到粉塵層內(nèi)氣隙的擊穿電壓 （一般1020kv/cm）,發(fā)生反電暈 。反電暈發(fā)生后， 電場內(nèi)既有負(fù)離子流，又有反電暈的正離子流，正離 子使原電場負(fù)空間電荷的影響大大降低，使電暈區(qū)的 游離又加強(qiáng)，因此電暈電流增大。更嚴(yán)重的是，由于 電暈外區(qū)是低場強(qiáng)區(qū)，又是大批正、負(fù)離子混合的地 區(qū)，由于該區(qū)場強(qiáng)小，因此正、負(fù)離子相對(duì)運(yùn)動(dòng)的速 度也小，而該區(qū)的正、負(fù)離子濃度卻高，這些恰巧是 正、負(fù)離子復(fù)合的條件，正、負(fù)離子復(fù)合會(huì)放出光子， 從而導(dǎo)致放電過程由電子崩變?yōu)榱髯?，?/p>

34、注形成后， 電暈電流則是正、負(fù)離子的等離子流動(dòng)，故電流大大 增加，而流注的形成將造成放電更快的發(fā)展，使電場 擊穿電壓大大降低。因此，出現(xiàn)拐點(diǎn)以上的V-I特性曲 線。 0 0 U V 拐點(diǎn) I 電場中的電荷由兩部分組成，即氣體離子和粉塵 離子，由于粉塵離子的大小和質(zhì)量都比氣體離子 大的多，所以氣體離子的運(yùn)動(dòng)速度為粉塵離子的 數(shù)百倍（氣體離子的運(yùn)動(dòng)速度為60100m/s，而 粉塵離子的運(yùn)動(dòng)速度小于60cm/s），這樣，電暈 電流主要由氣體離子形成。注意，雖然粉塵離子 形成的電暈電流可以忽略，但是，由于粉塵離子 的空間電荷影響要比氣體離子空間電荷大，它對(duì) 電暈區(qū)場強(qiáng)、游離、電暈電流的削弱比氣體離子

35、的影響大，因此，在考慮空間電荷對(duì)電場的影響 時(shí)，不能不考慮粉塵離子的影響。 由于電廠飛灰現(xiàn)場工況比電阻一般在以下， 因此，用二次平均電壓、平均電流值作的V-I特 性曲線有時(shí)反映不出反電暈的發(fā)生。近年來，用 峰值二次電壓、平均二次電壓、谷值二次電壓值 共同來測量。由于谷值電壓更能靈敏反映反電暈 的發(fā)生（從電壓波形看，反電暈發(fā)生后，谷值電 壓已降低到起暈電壓以下，谷值V-I特性首先出 現(xiàn)拐點(diǎn)），所以應(yīng)該用此法來判斷是否有反電暈 發(fā)生。當(dāng)V-I特性曲線出現(xiàn)拐點(diǎn)時(shí)，應(yīng)降低電壓， 使電除塵器的運(yùn)行電壓在拐點(diǎn)以下。 cm*1011 電除塵器投運(yùn)后，要想高效運(yùn)行，必須靠調(diào)整 電氣參數(shù)來實(shí)現(xiàn)。因此電源的選型和

36、調(diào)整電氣參 數(shù)就顯的十分重要。 a、電場大小的影響： 電除塵器電場的電容，一般在2040（極 距大的電容?。?。單電場越大（單供電區(qū)的面積 大），則電容越大，而電場的阻抗就越小， 它的曲線就越陡。這是由于容性電流超前于電壓， 電流達(dá)到最大值時(shí)，電壓卻達(dá)不到最大值，形成 低電壓、大電流的曲線，這對(duì)電除塵器的效率不 利。因此，單電場不應(yīng)作的很大。美國依巴司科 設(shè)計(jì)規(guī)范評(píng)標(biāo)部分有一項(xiàng)是單供電區(qū)面積的大小， 它要求，單供電區(qū)面積不大于2萬英尺 （1858m）。 2 /mpf c 1 2 * 電壓匹配： 經(jīng)可控硅移項(xiàng)調(diào)壓、升壓、整流后的二次電壓 波形已不是正常的正弦波（電場負(fù)載是容性阻 抗），它的峰值電壓

37、和電場的擊穿相關(guān)，而電除 塵器的效率卻主要決定于二次電壓的平均值（它 是二次電壓波形面積的積分，即二次表表壓）。 當(dāng)?shù)亩坞妷哼x的高，而實(shí)際工況擊穿電壓低時(shí)， 可控硅的導(dǎo)通角小，一次電壓低，二次電壓也低。 R T R T 由于，所以除塵效率也低。應(yīng)首選調(diào) 幅的辦法，調(diào)初級(jí)繞組的抽頭，降低二次輸出 電壓，使其增大一次電壓的導(dǎo)通角來提高二次電 壓。因此，在選型時(shí)，就應(yīng)根據(jù)煤、灰參數(shù)，煙 氣的負(fù)電性氣體大小來選 的二次輸出電壓和合 適的極距。采用寬極距，若二次電壓達(dá)不到常規(guī) 極距的倍數(shù)，就相當(dāng)于比積塵面積的減少，除塵 效率肯定低。 2 E R T R T * 當(dāng)?shù)妮敵鲭妷哼x的高，而電場擊穿電壓又 較

38、低時(shí)，則可控硅的導(dǎo)通角很小時(shí)，輸出電壓就 達(dá)到電場擊穿電壓值，二次電壓U平均也小，如左 圖。此時(shí)要想提高二次電壓，應(yīng)當(dāng)用調(diào)幅的辦法， 降低變壓器抽頭，調(diào)整可控硅輸出電壓，使輸出 電壓和電場擊穿電壓匹配，盡量使二次電壓的峰 值接近電場擊穿電壓，使導(dǎo)通角盡量加大，這樣 二次電壓才能提高，如右圖。 R T 電除塵器的二次電壓因受電場負(fù)載變化而引起電 壓波形變化是不準(zhǔn)的（二次電壓表記錄的是平均 值），而一次電壓是比較準(zhǔn)的。因此用一次電壓 來反映可控硅導(dǎo)通角的大小比較合適。根據(jù)運(yùn)行 經(jīng)驗(yàn)，當(dāng)一次電壓小于260V時(shí)，導(dǎo)通角小，電除 塵器運(yùn)行差。當(dāng)一次電壓在260300V時(shí)，電除塵 器運(yùn)行比較好。當(dāng)一次電壓

39、大于300V時(shí)，電除塵 器運(yùn)行的很好。 * 電流匹配： 選型時(shí)容量選的大（電流選的大），而運(yùn)行工況 時(shí)若電流比額定電流小的多，就會(huì)造成阻抗電壓 的降低，使輸出電壓波形變尖、變瘦（峰值電壓 高，而平均電壓低的波形），電場頻繁閃烙，同 樣會(huì)導(dǎo)致導(dǎo)通角小，二次電壓降低，除塵效率下 降。 5 .135271 k U I 171 5 .85 %)45( %)5 .22( 75.42 %)25.11( )(V )(A75.67 對(duì)于高阻抗變壓器（例：），為額定值 271A時(shí)，短路阻抗達(dá)45%。=38045%=171 （V）。此時(shí) 阻抗高，能起到限制短路電流及 電流的上升率和平滑波形的作用。但當(dāng)工況電流 只

40、有135.5A時(shí)，其阻抗值下降到22.5%，當(dāng)電流 只有67.75A時(shí)，其阻抗值下降到11.25%。阻抗 電壓的下降使輸出電壓波形變的尖、瘦，（峰值 電壓高，而平均電壓低的波形），電場閃烙頻繁， 同樣會(huì)導(dǎo)致導(dǎo)通角小，二次電壓降低，除塵效率 下降。因此，在一般常規(guī)供電方式情況下，的一 次電流的運(yùn)行值應(yīng)接近其額定值（這時(shí)的阻抗電 壓高，二次電壓也高），而不應(yīng)隨意的將電流極 限調(diào)小。 KVA 72/1 1 I k U R T R T （10）、高頻電源的特點(diǎn)： * 頻率為2550Hz、輸出為純直流。因此，輸出 電壓高（相當(dāng)于常規(guī)的峰值），輸出電流大（相 當(dāng)于常規(guī)二次電流實(shí)際運(yùn)行值的2倍）。 原理：頻

41、率高，則 大，所以電流大（ 為電壓的變化率， 此時(shí)，電流的大小不服從歐姆定律）。 dt du dt du dt du CI * 高頻電源的選用： * 一般用在一電場，增大荷電強(qiáng)度，減輕后電場 的負(fù)荷，能提高電除塵器的效率。 * 適用于高濃度，可防止電暈封閉。 * 適用于1.3m/s左右高風(fēng)速。 * 用于后級(jí)電場，調(diào)整占空比來控制反電暈的發(fā) 生。 * 高頻電源的電壓選擇可和常規(guī)一樣，也可梢高 于常規(guī)。而電流要按該實(shí)際工況二次電流值的2倍 來選。 注意：選用高頻電源，一定要和斷電振打控制 配套使用，否則，提效的效果會(huì)隨著振打清灰差 而失效。 * （1）、按不同煤種飛灰的粘結(jié)性分，煙煤- 微粘結(jié)性，

42、褐煤-由于水分高，屬中等粘結(jié)性， 無煙煤-由于灰很細(xì)，屬強(qiáng)粘結(jié)性。所以應(yīng)視不 同飛灰的粘結(jié)性來選振打機(jī)構(gòu)，以保證有足夠的 振打加速度值來保證清灰。 *（2）、要有合理的振打制度、振打周期來保證電 除塵器的高效運(yùn)行。合理的振打制度、振打周期 一般在現(xiàn)場用正交試驗(yàn)的方法獲得，并以此來指 導(dǎo)電除塵器的振打運(yùn)行。 * （3）、對(duì)難以清灰的高比電阻粉塵要實(shí)施斷電 振打，來防止反電暈的發(fā)生，保證電除塵器的正 常運(yùn)行。有好多電廠的電除塵器的后級(jí)電場運(yùn)行 一段時(shí)間后出現(xiàn)低電壓、大電流陡直的V-A曲線， 其特點(diǎn)是：起暈電壓高，一般=3040KV，當(dāng) 升至3050%額定值時(shí)，出現(xiàn)最大值，此后，電壓 不再上升，而電

43、流卻自動(dòng)上升到最大值。V-A曲線 未出現(xiàn)反電暈的拐點(diǎn)，波谷曲線也未低于起暈電 壓。 0 U 2 I 0 U 對(duì)此現(xiàn)象的解釋是：經(jīng)過一段時(shí)間運(yùn)行，由于陰 極振打清灰不力，使陰極線肥大，起暈電壓高， 電暈電流小，而且電流上升的很緩慢，電暈電流 上升到3050%額定值時(shí)，陽極也因振打清灰不力， 使陽極上的灰層不斷增厚，灰層上的壓降 增高，當(dāng)灰層上的壓降在局部的灰層上超 過灰層中氣隙的絕緣強(qiáng)度時(shí)，局部的反電暈就發(fā) 生了，由于反電暈點(diǎn)是逐漸增多的，因此電流隨 著反電暈點(diǎn)的增多而自動(dòng)上升。 U U 此時(shí)雖有局部的反電暈的發(fā)生，但由于電場還不 具備正、負(fù)離子復(fù)合的，形成流注的條件（流注 是擊穿的前兆），所以

44、也不一定出現(xiàn)閃絡(luò)，也不 出現(xiàn)有拐點(diǎn)的V-A曲線，它是弱的反電暈的現(xiàn)象。 發(fā)生這種現(xiàn)象后，應(yīng)采用斷電振打，而且時(shí)間要 長（數(shù)天以上），當(dāng)陽極的灰被清下后，V-A曲線 變軟， 也會(huì)有一定的升高。下圖是斷電振打前、 后V-A曲線的對(duì)比。（示意圖） 2 U 2 U 2 U 2 I 2 I 近年來電除塵器多次發(fā)生掉灰斗和電除塵器倒塌 事故，其主要原因都是灰斗堵灰，灰載大大超過 設(shè)計(jì)灰載而致。但出現(xiàn)灰斗堵灰，灰大大超載的 原因又是什么呢？是由于輸灰不暢所致。而輸灰 不暢的原因則是多方面的，是綜合因素導(dǎo)致灰斗 和輸灰系統(tǒng)處于惡性循環(huán)狀態(tài)，不能正常工作而 形成的。下面就綜合因素造成輸灰不暢作一簡要 分析： a

45、r A c、干輸灰系統(tǒng)設(shè)計(jì)不當(dāng)直接造 成輸灰不暢。 d、干輸灰系統(tǒng)設(shè)計(jì)出力裕度不 夠，當(dāng)煤種變化大，灰分大大 增加，以及濃度場又不均勻時(shí) 部分倉泵不能滿足輸灰要求， 造成輸灰不暢。 e、倉泵的透氣平衡管位置不當(dāng)， 例如，插入灰斗位置較低時(shí)，很 容易讓灰斗中上漲的灰堵死，使 倉泵出力大大下降直接造成輸灰 不暢。其后果是灰斗中的灰很快 上漲至電場，使陰、陽極之間形 成灰短路，而灰短路又會(huì)造成兩 個(gè)使干輸灰系統(tǒng)進(jìn)入惡性循環(huán)狀 態(tài)。 一是灰短路會(huì)使灰融成焦塊（小的焦塊有拳頭大， 大的焦塊有1 以上），這些焦塊落到灰斗中，堵 塞下灰口，使灰斗不下灰。二是灰短路后，隨之 而來的是電場送不上電，在這種情況下，電除塵 器還有近20%的沉降效率，此時(shí)收下來的灰為沉降 灰。沉降灰是顆粒較大、且粒徑較均勻的灰，而 正常投運(yùn)電場收下的灰的粒徑是呈正態(tài)分布的灰， 即大、小顆粒都有的灰。目前大多數(shù)采用正壓濃 相氣力輸送方式，它