影响黄岛发电厂二期电除尘除尘效率低的原因及对策
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作者: 王跃
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我厂(山东黄岛发电厂）二期2 台215MW发电机组，是前苏联塔干洛戈红色工作者工厂制造的T&B－215/AC系列E&－670－13.8－545KT型锅炉。1998年年耗动力煤约108.5万t，年排放的烟尘量达20万t以上。为防止大气污染，每台锅炉配备2台BDK&150K型卧式单室三电场干式静电除尘器。设计处理烟气量为 152&104m3/h.台。经青岛市环境保护监测站于日对我厂＃4电除尘进行测试，其实际处理烟气量已达201&104m3/h. 台，超过原设计值的32.23％。锅炉产生的烟气量已大大超过在装电除尘器的处理能力，造成锅炉粉尘排放大大超标。不仅影响我厂国家一流企业形象，且对大气产生了严重污染。仅对我厂电除尘器存在的问题，下面提出一些看法与见解，希望大家勘正。
1　影响我厂二期电除尘器除尘效率不高的原因
(1) 电除尘设计容量过小。设计处理烟气量较排放烟气量相差显著，是二期电除尘器除尘效率低的根本原因。排放烟气量大，就意味着烟气含尘浓度大，粉尘粒子数量多，电除尘所释放的电荷裂变减缓，出现电晕闭塞现象，造成尘粒不能获得足够电荷，以致除尘效率下降。要想解决这一病根，必须根据锅炉实际飞灰排放参数，进行设计改型或增大电场。
(2) 常规电除尘器对粉尘比电阻较敏感。粉尘比电阻小于104&O&cm（如飞灰可燃物Cfh&10％）或大于1012&O&cm（如Sy&0.5％的低硫煤烟尘）都将造成除尘效率急剧下降。而我厂由于锅炉的容积热负荷较大，煤粉燃烧不充分，造成飞灰含碳量高，粉尘比电阻小于104&O&cm，故使电除尘器除尘效率下降。
(3) 我厂锅炉设计排烟温度为151℃，实际平均排烟温度在170℃左右，因此使电除尘器处理的烟气条件恶化。从教科书中得知，当烟气温度超过150℃后，对飞灰比电阻值的影响很大，特别是对二电场烟气中的飞灰相当敏感，使除尘电功率输出受到极大影响。同时气体密度、气体压力的变化，对电离、起晕电压和电场强度等参数也将造成不利于设计条件的影响。
(4) 锅炉各部及烟道、电除尘入口喇叭和本体漏风，造成烟气量增加，流速加快，烟气在电场内停留时间变短，也是使电除尘器除尘效率降低的因素之一。
(5) 引风机运行时，为了调整锅炉两侧过热器的温差，通过调整引风机挡板开度，来改变两侧流量分配，致使2台风机流量不等，烟气分配不均，影响了电除尘器的运行性能。
(6) 对电除尘器内部，通过近几年的运行实践，其存在的问题有：
① 电除尘出入口喇叭段尺寸过短。
在烟气进入电除尘本体时，烟道为渐扩形设计，流通面积增大，烟气流速降低，可增加烟气在电场中的停留时间。但由于入口渐扩段尺寸过短，使得烟气在流速降低时，缓冲区域过小，断面的骤变，使烟气场突变，将会引起气流的脱流、旋涡、回流现象，造成烟气气体分布不良，从而导致电场中的气流极不均匀，使最前端的电场和部分通过烟气量大的电场的除尘效果不佳。而出口段喇叭尺寸过短，烟气压缩过快，造成烟气流速不是逐渐增加，而是突然增加，这就造成类似于射水抽气器的原理，尾部极板上的粉尘，在振打下造成二次飞扬时，将已收集的粉尘再次带离电除尘，造成大气污染。
② 为使电场内气流分布均匀，在电除尘烟道入口喇叭口处，设有两道气流分布孔板，即多孔板。由于电除尘安装时，装设的气流导向板，没有按照电除尘器气流分布测试方法进行测试后加装，而是等距离加装。因此在小修中经测试&&=0.54。气流分布状况大大超过部颁&&&0.1为优、&&&0.15为良、&&&0.25为合格的评判标准，并且多孔板无振打装置。
③ 阴极大、小框架变形。
小框架上的阴极线卡子，因小框架变形和阴极线卡子不是单独固定，而是在一根半圆管上焊接4只卡子的结构，因此由于变形和安装工艺及位置限制，导致同一排卡子成了交错布置，使第一电场异极距150&10mm和第二、三电场异极距203&10mm偏差很大，造成某一侧间距缩短，使电气间距误差变大，严重影响电场电压达到最大火花放电电压，导致电场荷电性能降低。
④ 阳极板吊挂方式不好和整排阳极板变形严重。
二期电除尘阳极板型式为C 型，阳极板排由每块长度为11.38m，宽度为0.480m的8块极板组成。由于极板上部为两块槽钢夹持固定，而不是用螺栓紧固。因此极板上端部分刚性过大，造成振打加速度沿极板，从下向上很快衰减至零，影响上部的清灰性能。而极板下部阳极振打杆，即阳极撞击杆，是由扁钢、凹凸套及振打砧等组成。扁钢长 4.75m，且在上面钻有19个均布的螺丝孔，造成刚性下降，抗弯曲、变形能力差，因此由扁钢夹持的阳极板下部，在受到方向不间断的振打力作用下，弯曲、变形而导致阳极板排变形。使异极距超标，二次电压、电流降低，造成电除尘除尘效率明显下降。
⑤ 振打装置布置在电场内，是侧部振打。
运行环境条件恶劣。尘中轴承在烟尘中运行，导致轴承与轴磨损严重，使整个轴系标高下降，导致振打锤与撞击杆垂直中心偏移，不但使振打效果减弱，而且进一步引起阳极板偏移。振打加速度的减弱，使极板上的尘粒不能完全脱落，大大影响了后续烟尘的收集。阴极振打的偏离，造成振打加速度降低，不能使粉尘震落，引起阴极线上包簇的粉尘增粗，使放电线肥大，抑制了放电性能，导致电晕电流显著下降。振打轴长13.92m，每根轴上又布置有35只振打锤（＃4炉一电场为47只），每只振打锤重9.3kg。在偏心力的作用下，振打轴本身极易变形。振打锤的拐臂开焊，掉锤现象又时有发生，使这一排阳极板掉锤或偏心后，振打不起作用，使整排阳极板收尘效果下降，且只能在停炉时才能处理。
⑥ 阴极线芒刺的钢结构不合理。
＃3、＃4 电除尘小修时，一、二电场阴极线，由原星形线，更换为RS型新型芒刺线。该线因有辅助芒剌，克服了电晕死区和板电流密度分布不太均匀的缺点。但通过运行发现，因芒刺长期放电过热，造成芒刺刚性下降，针尖变软弯曲，造成异极距加大，放电能力减弱。而且一、二、三电场的粉尘与比电阻不同，应根据各种电晕线自身的优缺点，来选择不同的电晕线。如一电场含尘浓度较高，容易发生电晕封闭，应选用对高的粉尘浓度适应性最好的RS线。末电场的飞灰比电阻高，应选用对高比电阻粉尘适应性最好的麻花线等。
⑦ 出口应加装槽形板。
槽形板系统是排列在最后一个电场的出口端，对逸出电场的尘粒进行再捕集的装置。由于总有一些微小的粉尘从电场中逸出和靠近电场出口部分极板上的粉尘，在振打时产生粉尘二次飞扬，使这些粉尘在电场中，来不及重新沉积到阳极板上，便脱离电场流出。当它们遇到前排槽形板时，则会沉积下来变为中性粉尘。还有一些粉尘随气流流向后排槽形板时，由于气流转向，粉尘失去动能，而再次沉积下来。槽形板又可阻隔气流在渐缩的喇叭口内被压缩而引起的回流旋涡对电场内气流分布的影响，因而可保证电场出口处气流分布的均匀性。因此槽形板对提高除尘效率有显著作用。它具有改善电场气流分布和控制二次扬尘的功能。而＃4电除尘出口安装时，没有加装槽形板。这次小修时用旧的阳极板代替槽形板，起到了部分槽形板的作用，需在今后的改造中加装槽形板。
(7) 灰斗加热系统必须满足灰的干燥要求，不致于使灰斗内发生膨灰现象，而灰斗的高低粉位也必须选取适中。因电除尘的除灰系统为水封密封，潮气大，一旦保持不了低粉位，将造成电除尘内湿度大，阳极板和阴极线上粉尘受潮结块，造成阳极板上沉积的灰尘振打不下来，不能继续发挥收集尘粒的作用。而阴极线将因灰尘潮湿造成表面张力增加，而造成极线肥大，大大降低电晕放电效果。
(8) 从运行角度看，存在振打最佳周期问题。Sproull的研究表明，在电除尘出口的烟尘中，约50％是由于振打二次扬尘造成的。Tassicker对6台高效电除尘的测定表明，低温电除尘出口的烟尘中约30％是振打二次扬尘，而高温电除尘出口的烟尘中，振打二次扬尘则高达约60％。防止清灰振打引起部分已被捕集的粉尘再飞扬，就存在振打最佳周期问题。振打间隔时间过长，易使极板面上积灰过厚，将降低带电粉尘在极板上的导电性能，大大降低除尘效率；而振打周期过短，则极板上的粉尘会成为碎粉落下，引起很大的粉尘二次飞扬。因此极板振打周期的选择应使极板沉积一定厚度的粉尘被敲击时，能散碎成尽可能大的块体沿板而落下。
(9) 随着锅炉运行参数的调整变化，电除尘器的运行参数均应做响应调整，使电除尘始终都在最佳工况下运行。当锅炉投助燃油时，电除尘必须停运，以防止油灰聚集在极板极线上，污染极板极线，造成清灰效果严重恶化。
(10) 据有关资料统计，电除尘器的故障率以阴极线断线最多，占68％，因此电晕线的可靠性，应在除尘器选型和安装中得到足够的重视。往往因为一根极线断线，造成电场短路，而使整个电场处于停运或低效运行状态，这样非但达不到收集锅炉飞灰的排放要求，而且会引起引风机的严重磨损，而导致由此而来的停炉事故。因此阴极线的固定方式，也是一个不可忽视的因素。
2　主要改进措施
2.1　锅炉方面
(1) 燃烧低灰份优质煤。消除锅炉系统各部漏风。疏通管式空气预热器堵管，以降低烟气排放量和排烟温度。
(2) 加强喷燃器消缺工作。做好炉膛的动力场试验。采取辅助手段如在炉膛喷燃器周围涂刷高温远红外线涂料，以提高炉膛温度。
(3) 调整好煤粉细度和一、二次风粉比例，使煤粉充分燃烧。
(4) 探讨三次风不喷入炉膛燃烧的技术研究工作，减少飞灰含碳量，从根本上控制粉尘品质。这也是我厂下一步进行粉煤灰综合利用的前提条件。
2.2　电除尘方面
(1) 根据锅炉烟气各参数重新设计改造电除尘器。新设计的电除尘器必须同时满足环保对我厂烟尘排放要求和充分利用原有基础设施以节约改造费用。笔者倾向于在原电除尘壳体上加高560mm，在2台150m3电除尘器前各增加一个标准电场的方案。电场内的阴阳极系统全部用BE加长型电场替换，侧部振打更换为顶部电磁锤振打，更换进出口喇叭，气流分布板，出口增设槽形板。气流分布板和槽形板均采用顶部电磁锤振打。小分区供电。控制部分采用上位机部分&&智能电除尘控制系统（IPC系统）以上改造后的具体参数如下：
① 通过增加和加高电除尘器后，总集尘面积将由，增加为26853m2。
② 烟气流速由1.39m/s(实测为1.47m/s)下降为1.324m/s。
③ 比集尘面积由56.24m2/m3/s，变为63.6 m2/m3/s。
④ 同极距为405mm。
⑤ 阳极板高度12m。
⑥ 粉尘的驱进速度为7.59cm/s。
⑦ 电除尘容量加大和单室4电场结构，烟气停留时间将由8.76s延长至11.88s。
⑧ 从根本上解决了排放烟气量与处理烟气量相差很大的主要矛盾，将使电除尘除尘效率由原来的98.5％提高为99.3％。将烟尘排放浓度由第Ⅰ时段的600 mg/Nm3(干)，提高到第Ⅱ时段的350 mg/Nm3(干)标准。（根据GB《火电厂大气污染排放标准》的要求，我厂Ⅱ期电除尘执行第Ⅰ时段（10
(2) 采用BE型电除尘器的优点是：
① 振打装置设在顶部，其好处如下：
a.振打垂直于极板、极线的轴线，作用力垂直向下，这个方向极板刚性强，振打时不颤动，使其极板变形和极线断开的可能性大大减小。
b.振打装置在电除尘外部的顶部，环境条件好，如出现问题又可在外面处理，不需要停机停炉，这就为电场有效投入率和除尘效率的提高创造了有利条件。
c.阳极板上部收集的粉尘较细较薄，下部较粗较厚，采用顶部振打清灰，极板上获得的振打加速度分布上大下小，符合极板清灰对振打力的要求。
d.振打力与粉尘重力同向都垂直向下，有利于粉尘进行剥离，增加振打效果。
e.振打装置是由电磁线圈组成，不需要减速箱，不存在漏油现象，且电磁振打维护工作量小。
f.振打装置在顶部，电除尘内部空间加大，可多安装极板极线，以充分利用空间，增加除尘面积。
g.电除尘内部只有极板、极线和步道等，整齐有序，人员进出检修方便。
h.振打装置不只是振打极板、极线，而且它还振打入口气流分布板和出口槽型板。
i.顶部振打不存在振打偏离现象，不必担心掉
锤、拐臂开焊等问题。因电场内部只有极板极线，因此更不必考虑排灰闸板门等设备，可简化系统，减少漏灰点，提高运行可靠性。
② 小分区供电
即将现在的6个大电场，分为12个小电场，每侧6个小电场，每台变压器带甲乙侧各一个小电场，不增加容量，其好处如下：
a.纵向3个大电场变成6个小电场，使后一个小电场的电压可上升5kV，即上升10％，电晕电流值也相应提高，可提高电除尘的放电性能。
b.由大电场改为小电场供电，既可减少由火花放电引起的供电效率损失，又可避免电场极板间距不良引起的相互干扰。能有效提高电场的火花放电电压。
c.对小电场供电装置而言，其内阻抗大，火花放电时的限流作用好，这样电场电压相对恢复也快，同时也提高了电场的电晕功率。
d.如果电场内的极线在运行中短路，停运电场只停运1个小电场，即现在的1个大电场的二分之一，电除尘的投运率将大大提高。
③ 每块阳极板所对应的阴极线由1根改为2根。其好处如下：
a. 放电点增加。
b. 放电线交叉，消除了盲区。
④阴极线结构不同。
其1～2电场为骨刺结构，放电针为1Cr18Ni9Ti，3、4电场为麻花线，更加适应电晕线对粉尘荷电的要求，除尘效率将进一步提高。
&⑤ 选用新型电源控制装置。
BE型电除尘的控制部分叫上位机部分&&智能电除尘控制系统（IPC系统）其主要优点如下：
a.对各电场阴、阳极振打周期、时间及联锁关系进行设定，运行状态和故障随时显示报警。并可设定和调整任意一个振打器的振打周期和振打力。&&
b.运行参数显示和控制，各点及出、入口烟气温度检测，以随时调整电除尘的最佳运行方式和参数。
c.振打最大化控制，各点的振打力和振打高度及故障显示。
d.与工厂计算机系统联网，各网络工作站都可以调看电除尘的运行数字。
e.最大的优点是可以电话托管，即通过电话系统将电除尘运行移交给制造厂家，由制造厂家给以控制和调整，达到要求后，再由电厂接管运行。
f.加浊度仪，检测和显示出口烟道的浊度，可实现大闭环控制，使出口烟道的浊度保持在设定的上下限之间，节能50％～70％。
⑥ 年维护费用低，小于1万元。
从以上叙述可看出，BE型电除尘器克服了BDK型电除尘器的大部分弊端，具有较多的优点。
因我们对BE型电除尘器了解不是十分透彻，存在的问题也没有列举出来。
因此建议：针对＃4 电除尘器2004年大修，厂部应尽快组织有关部门和有关人员，重点考查电除尘顶部振打的使用厂家，了解其实用情况。因改造工作涉及面比较多，费用大，方案选择需要慎重和多方论证，设备还要有制造工期，因此应尽早开展工作。将＃4电除尘改好，为其他电除尘改造或电除尘安装提供好的借鉴。
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文档介绍：
大型电站锅炉飞灰含碳量的调整与控制RegulatingandControllingofBoilerUnburnedCarboninFlyAshforLarge?scalePowerPlant王莺歌(华能大连电厂,辽宁?大连?116100)摘要:以华能大连电厂锅炉实际运行为例,探讨大型火电站锅炉飞灰含碳量的重要性、影响因素,提出调整和控制飞灰含碳量的方法,为大型火电站锅炉飞灰含碳量的控制、锅炉的优化运行提供参考。关键词:火电厂;锅炉;飞灰含碳量;调整;控制[中图分类号]TK227?[文献标识码]B?[文章编号]07)11-0024-04??随着电力及煤炭市场化改革的深入进行,如何优化运行调整、提高燃烧效率和降低发电成本,已经成为发电企业,特别是大型发电企业生产经营管理的重要内容。对现代大型电站锅炉而言,飞灰含碳量不仅是衡量燃烧水平的重要指标,更是评价环境质量、构建和谐社会的标志和尺度。本文以华能大连电厂锅炉运行为例,提出对大型电站锅炉飞灰含碳量影响因素、控制方法。1?控制飞灰含碳量的意义1?1?设备安全大部分入炉煤粉应在炉膛火焰中心附近燃尽。否则火焰中心上移,飞灰含碳量增高,会造成炉膛出口区域烟气超温和位于该区域的高温过热器、再热器管超温,时间长易造成爆管等突发事故。飞灰中的碳在尾部烟道沉积,又易造成尾部烟道再燃烧,加剧上述不利情况,给整个锅炉安全运行带来威胁。1?2?锅炉效率大型电站锅炉绝大部分采用固态排渣,对这种排渣方式的锅炉,飞灰占入炉总灰量的85%以上。而绝大部分机械未完全燃烧热损失是由飞灰中的可燃物造成,飞灰中的可燃物通常是指碳。因此,降低锅炉的飞灰含碳量,对提高能源利用率有很大的现实意义。以华能大连电厂为例,粗略估算:供电标准煤耗率按320g/(kW?h)计算,煤的应用基灰分按20%计算,飞灰可燃物含量每下降1%,供电煤耗下降?10=0?544g/(kW?h)。全厂全年发电量为95亿kW?h,1年可节约标煤=5168t。标煤价格按550元/t计,1年可节约?2万元。1?3?环境质量大型电站锅炉绝大部分采用电除尘器,其效率在95%以上,但仍有一部分飞灰排向大气,对环境造成污染。我国是飞灰排放大国,每年粉尘排放量超过1亿,t加重了环境负担,破坏了生态平衡,已成为国民经济持续发展的障碍。1?4?综合利用质量随着国民经济的发展,发电企业粉煤灰的综合利用已经成了利润的一个重要增长点。粉煤灰是水泥制造业的理想添加原料,买方对其质量亦有严格的要求,飞灰含碳量过高会使水泥在生产过程中烧失量增高,直接影响水泥的质量,降低混凝土性能。故飞灰含碳量的高低关系到粉煤灰的价格,直接影响到电厂的综合利用效益。2?影响飞灰含碳量的因素2?1?燃烧器组合方式华能大连电厂二期锅炉采用英国Babcock公司生产的锅炉,主要采用旋流燃烧器前后墙对冲式布置的炉膛和正压直吹式制粉系统。运行中发现,这种结构的锅炉,不同的燃烧器组合方式,炉内工况变化很大。锅炉在某些燃烧器组合时,炉内工况不稳,两侧烟气温度偏差大,飞灰含碳量偏大。由如图1(a)可知,B、C燃烧器组合运行时,火炬偏向后墙,由于有折焰角存在改善了炉内工况,使煤粉气流较AD组合在炉内停留时间长,火焰充满程度高,偏差自然就小。而A、D燃烧器组合时(如图1(b)所示),火炬偏向前墙、直冲向24东北电力技术???????????????2007年第11期(a)?????(b)?????(c)图1?不同燃烧器组合燃烧情况示意图(a)!!!BC磨组?(b)!!!AD磨组?(c)!!!AD磨组上,前墙没有折焰角,若前墙后风口开度小时,火焰充满程度差,风煤混合不好,烟气自然有偏差,飞灰含碳量高。2?2?燃煤质量2?2?1?灰分的影响煤中的灰分高到一定程度(含灰量达30%以上)就会影响燃烧,使飞灰含碳量增多。这是由于燃料中的灰分在燃烧过程中不但不能释放热量,而且还要吸收热量,使燃烧温度降低,从而降低了燃烧的强度,使残留碳增加;另外,过多的灰分会阻碍煤中碳和氧气发生化学反应,也会使残留碳增多。特别是高灰分的劣质煤,由于发热量低,燃料消耗量大,大量灰分在燃烧过程中吸收更多的热量,使炉内烟气温度降低,着火推迟,火焰稳定性差,煤粉不能燃尽,使飞灰含碳量升高。2?2?2?挥发分的影响挥发分对炉内工况影响很大。挥发分能在较低的温度下析出和燃烧,迅速提高焦炭粒的温度,为其着火和燃烧创造了极为有利的条件。低挥发分的煤,由于着火困难,着火点靠后,炉内工况不稳,煤粉气流不易燃尽,飞灰含碳量和NOx排放物增加,致使煤耗升高。2?2?3?水分的影响煤中的水分也影响飞灰的质量。煤中少量的水分在燃烧过程中可使固体碳爆裂成碎片,使飞灰变细。但是由于水分在燃烧过程中将吸收热量,水分过多使燃烧过程中温度降低,从而灰中残留碳增加。煤中水分过高的情况时有发生,特别是雨季,这种情况更为严重。2?3?煤粉细度煤粉颗粒愈细,焦碳粒的内部空隙和外部反应面积愈大,过剩的氧很容易扩散到内部空隙中,使碳粒内部孔隙表面也发生燃烧,燃烧在碳粒的整个容积进行。由于增大了反应表面积,有利于提高碳粒的燃烧速度,促使其燃尽,降低飞灰含碳量,提高锅炉效率。2?4?过量空气系数若过量空气系数不足,燃料得不到充足的空气,不完全燃烧热损失就会增加,飞灰中残留的碳就会增加。图2为华能大连电厂4号锅炉的一组实际运行曲线。由图2可知,负荷D一定时,当过量空气系数?L升高,烟气含氧量O2升高,炉膛出口烟温?L降低,飞灰含碳量?fh降低。当然,当炉内过量空气系数?L在一定范围内增大时,有利于燃烧,使未燃尽损失q3和q4有所减少,燃烧生成的烟气量增加,烟气在对流区中的温降降低,又使排烟温度?py升高,使排烟损失q2增大,如图3所示。综合上述,当?L过大时,锅炉效率必将显著降低。所以,氧量应控制在一定范围。2?5?煤粉气流速度当煤粉气流速度过快时,煤粉气流在炉膛内来不及充分燃烧就离开,使机械未完全燃烧热损失和化学未完全燃烧热损失增加,飞灰含碳量增加,排烟热损失也增加。对华能电厂4号炉作了烟气再循环挡板调整试验,在试验中只改变炉底烟气再循环挡板开度来改变烟气流速,其他参数不变,试验数据如表1。由表1可知,随着烟气再循环挡板开度的增表1?煤粉炉内停留时间试验数据项目数据组1数据组2数据组3负荷/MW氧量/%4?34?314?3总煤量/(t?h-1)烟气再循环开度/%02535尾部烟道入口烟温/?排烟温度/?A侧飞灰含碳量/%4?56?17?5B侧飞灰含碳量/%4?76?37?7252007年第11期???????????????东北电力技术大,烟气流速升高,煤粉在炉内的停留时间缩短,排烟温度上升,飞灰含碳量明显升高。3?降低飞灰含碳量的途径3?1?优化系统组合3?1?1?选择合适的燃烧器组合方式根据入炉煤种的变化,选择合适的磨煤机运行组合方式。尽量避免飞灰含碳量偏大的燃烧器组合方1
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华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文
由于燃用非设计煤种 锅炉适应性较差等因素造成的锅炉飞灰含碳量升高的现
象在我国的火力发电企业中屡见不鲜 飞灰含碳量的升高 不仅增加了锅炉的不完
全燃烧热损失 影响了锅炉机组的经济性 同时 对机组的安全运行也存在一定的
危害 因此 通过各种措施降低锅炉的飞灰含碳量 使其稳定在合理的范围之内对
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飞灰含碳量的升高从本质上来讲是煤粉在炉膛中燃尽性的下降 而对煤粉燃尽
性构成影响的一方面包括燃煤的碳含量 挥发份含量 发热量 煤粉细度 比表面
积和孔隙率等煤质特性的原因 另一方面 制粉系统的工作状况 锅炉的燃烧方式
空气动力场 炉膛结构等也影响着煤粉的在炉膛中的燃尽性
本文主要针对广州员村热电有限公司 3#炉在燃用贵港煤时飞灰含碳量居高不下
的问题作为研究对象 首先 对电厂实际燃煤贵港煤进行了煤质分析和热重实验
并对其进行了着火稳定性判别和燃料燃尽性判别 同时 考虑到今后电厂燃煤的变
化趋势 将贵港煤同神华煤按一定比例混合后也进行了上述实验分析 并与贵港单
煤的试验结果进行了对比 发现贵港煤属于相对较难燃尽的煤种 而在掺混神华煤
之后 其燃尽性得到改善 然后 以贵港煤为校核煤种对锅炉进行了热力计算 并
将计算结果同设计煤种相比较进行分析 在此基础上 决定在锅炉下一次风喷口处
加装钝体以改善燃烧 并在甲 乙角加装浓淡分离滑块 使四个角的浓相煤粉均偏
向向火侧 进一步促进了煤粉的完全燃烧 最后 对改造后的 3#炉进行了空气动力
场试验和热态试验 发现改造之后 3#炉的飞灰含碳量较改造前明显下降 而且较未
经改造的1#
2#炉相比也较低 从而验证了此次改造的效果 同时 此次3#炉改造
也为电厂设计 运行人员提供了理论指导和实践经验
关键词 飞灰含碳量 钝体
水平浓淡分离
华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文
The problem of high carbon content in fly ash can be seen frequently in the Chinese
plant,which
adaptability.
High carbon content in fly ash not only lead to great decreas in the economic benefits,but
also cause damage to the equipment.So for the power plant ,it makes great sence to find
the ways to reduce the amount of combustible matter in fly ash.
boiler.There
coal-combustion,such
porosity.The
coal-feeding
aerodynamic
structure of the boiler also contribute to the high carbon content in fly
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火电厂影响电除尘器性能的主要因素-
火电厂影响电除尘器 性能的主要因素蒙骝福建龙净环保股份有限公司1 排烟温度的影响 2 煤粉细度的影响 3 空气预热器漏风的影响 4 负电性气体的影响 5 煤/灰参数的影响6 V-I 特性曲线的运用 （故障诊断） 故障诊断） 7 电源选型和电气参数的影响 8 振打清灰的影响 9 堵灰、输灰的影响 堵灰、一、排烟温度的影响：1、排烟温度升高，使烟气量增大，电场风速提高，而除 排烟温度升高，使烟气量增大，电场风速提高， 尘效率呈指数关系下降。 尘效率呈指数关系下降。A 2h ln l ?ω ?ω ?ω Q 2hsnv = 1? e sv 从 η = 1? e? ωf = 1? e = 1? e看，v↑,η呈指数关系下降。式中v―电场风速，s―异极距， ↑,η呈指数关系下降。式中v 电场风速， 异极距， l―电场长度。 电场长度。例1：内蒙某电厂20万kW机组干法脱硫电除尘器，其 ：内蒙某电厂20万kW机组干法脱硫电除尘器， 部分设计参数为：一级电除尘器截面积为336m 部分设计参数为：一级电除尘器截面积为 336m2 ， 排 烟温度T 烟温度 T ＝ 132℃ ， 电场风速V ＝ 1.07m/s ， 烟气量 Q ＝ 电场风速 V 07m/s 烟气量Q 1252334m /h， /h ，一级电除尘器效率 η ＝90%，一级电除 90% 尘器比集尘面积f 26m 尘器比集尘面积 f ＝ 26m2/m3/s 。 二级电除尘器截面积 /s。 为 364m2 ，排烟温度T＝ 75℃ （不脱硫时T＝ 130 ℃） ， 364m 排烟温度 T 不脱硫时 T 电场风速V 电场风速V＝0.88m/s，烟气量Q＝/h，二级 88m/s 烟气量Q /h， 电除尘器比集尘面积f 93.89m 电除尘器比集尘面积f＝93.89m2/m3/s， /s，要求在脱硫和不脱硫两种工况下，排放浓度小于 50mg/Nm3 。 该电除尘 器刚投运 时排放浓 度高达 700～ 50mg/Nm 度高达700～ 900mg/Nm 经查，其主要原因之一是排烟温度过高， 900mg/Nm3，经查，其主要原因之一是排烟温度过高，T ＝ 170～190℃ ， 烟 气 量 增 大 到 Q ＝ 1550000～ 170～ 1550000～ 1650000m /h，由于排烟温度增加50 /h，由于排烟温度增加50℃，烟气量增加30% 烟气量增加30% 多，电场风速提高到V1＝1.364m/s、 V2＝1.26m/s，使得 电场风速提高到V 364m/s、 26m/s， 除尘效率下降，排放浓度大大增加。 除尘效率下降，排放浓度大大增加。※ 一般排烟温度升高10℃，烟气量增加6%。 一般排烟温度升高10 烟气量增加6 2 、 排烟温度升高， 使电场击穿电压下降， 除尘效率下 排烟温度升高 ， 使电场击穿电压下降 ， 降。温度升高10℃，电场击穿电压下降3%。 温度升高10 电场击穿电压下降3经验公式： U击 =U0 T ( t) T 02.1 t ?386 T T 0式中：T ＝上升温度＋273 式中：Tt＝上升温度＋273oK，T0＝273oK用上式计算例1 排烟温度升高 50 用上式计算例 1 ， 排烟温度升高50℃ ， 电场击穿电 压下降19. 压下降19.6%。 由于排烟温度升高了50 由于排烟温度升高了50℃， 所以该电除尘器实际运 行的二次电压只有31～43kV， 行的二次电压只有31～43kV，大大低于一般应该达到的 二次电压55kV以上，因此电除尘器的效率大大下降， 二次电压55kV以上，因此电除尘器的效率大大下降，排 放浓度大大增加。 放浓度大大增加。 ※ 注：当该系统的脱硫塔喷水时 ， 排烟温度下降到 注：当该系统的脱硫塔喷水时， 132℃，二次电压上升到41～53kV。 二次电压上升到41～53kV。例2：广东某电厂60万kW电除尘器，有一段时期因锅 ：广东某电厂60万kW电除尘器， 炉结焦，使排烟温度升高到160 以上， 炉结焦，使排烟温度升高到160℃以上，除尘效率下 降，烟囱冒烟。后增加几台吹灰器，又掺烧部分其它 烟囱冒烟。后增加几台吹灰器， 煤，使排烟温度下降到122～135℃，因此电除尘器的 使排烟温度下降到122～ 效率提高，排放浓度下降到27mg/Nm 效率提高，排放浓度下降到27mg/Nm3。例3：福建某电厂13.5万kW（循环硫化床锅炉）电除 ：福建某电厂13. kW（循环硫化床锅炉） 尘器，由于煤的挥发分很低， 尘器，由于煤的挥发分很低，Vdaf＝3.8%，煤很难燃， 煤很难燃， 排烟温度经常在160～ 排烟温度经常在160～180℃ （设计排烟温度139℃） ， 设计排烟温度139 电除尘器实际运行的二次电压只有40kV左右 ， 电除尘器实际运行的二次电压只有 40kV 左右， 除尘 效率下降，烟囱冒烟。 效率下降，烟囱冒烟。 ※ 注：省煤器爆管漏水时二次电压上升到60kV。 注：省煤器爆管漏水时二次电压上升到60kV。3 、 排烟温度升高， 使粉尘比电阻增大， 易形成反电晕， 排烟温度升高 ， 使粉尘比电阻增大 ， 易形成反电晕 ， 除尘效率下降。 除尘效率下降。 以上几个例子的电除尘器， 当排烟温度在 150 以上几个例子的电除尘器 ， 当排烟温度在150℃ 左 右时，粉尘的比电阻最高， 右时，粉尘的比电阻最高，电除尘器的后面几个电场都 出现过反电晕现象，或者低电压、大电流， 出现过反电晕现象，或者低电压、大电流，造成除尘效 率下降。 率下降。从锅炉系统看， 从锅炉系统看，造成排烟温度升高的因素有： ※ 煤粉变粗、煤的挥发分变低、煤的水分增大、炉结渣 煤粉变粗、煤的挥发分变低、煤的水分增大、 等都会使排烟温度升高； ※ 一、二次风配风不当，使火焰中心上移，导致排烟温 二次风配风不当，使火焰中心上移， 度升高； ※ 对流受热面堵灰、换热器减少亦可使排烟温度升高。 对流受热面堵灰、换热器减少亦可使排烟温度升高。二、煤粉炉磨煤细度的影响：磨煤细度一般用R 磨煤细度一般用R90（烟煤、无烟煤）和R200（褐煤） 烟煤、无烟煤） 褐煤） 表示， 褐煤的可燃性好 ， 一般磨煤细度的设计值为 R 表示 ， 褐煤的可燃性好， 一般磨煤细度的设计值为R200 ＝20%。烟煤、无烟煤R90越小，则煤粉越细，煤燃烧越 20% 烟煤、无烟煤R 越小，则煤粉越细， 完全， 越少， 反之 。 能降低粉尘比电阻， 完全 ， Cfh 越少 ， 反之。 Cfh 能降低粉尘比电阻 ， 但 Cfh 超 过10%后，会造成碳粉的反弹和二次扬尘，除尘效率下 10% 会造成碳粉的反弹和二次扬尘， 降。 经验公式：经济的磨煤细度 R90＝6＋0.7Vdaf%例1：湖北某电厂30万kW机组电除尘器，烧无烟煤， ：湖北某电厂30万kW机组电除尘器，烧无烟煤， R90＝12%（设计值），而实际运行值为32%，使三次 12% 设计值） 而实际运行值为32% 风带入的煤粉不能完全燃烧， 风带入的煤粉不能完全燃烧，大量的碳粉进入电除尘 器，而常规电除尘器对低比电阻的碳粉是很难收集的， 而常规电除尘器对低比电阻的碳粉是很难收集的， 因此大量的碳粉进入引风机，造成风机严重磨损、 因此大量的碳粉进入引风机，造成风机严重磨损、动 平衡失调，以致于投运286小时，引风机飞车。 平衡失调，以致于投运286小时，引风机飞车。例 2 ：目前部分 13.5 万 kW以下 （ 循环流化床锅炉） 电 ：目前部分13. kW 以下（ 循环流化床锅炉 ） 除尘器， 除尘器，由于循环流化床锅炉实际运行时的循环倍率 较低， 较低，Cfh达20%左右，造成碳粉的反弹和二次扬尘， 20%左右，造成碳粉的反弹和二次扬尘， 除尘效率下降。 除尘效率下降。三、回转式空气预热器漏风的 影响：200MW以上的大机组一般用回转式空气预热器， 200MW以上的大机组一般用回转式空气预热器，漏 风率一般设计值为8 12% 但运行后容易增大， 风率一般设计值为8～12%，但运行后容易增大，其结果 使烟量增大，除尘效率下降。当漏风率为8 使烟量增大，除尘效率下降。当漏风率为8%时，空气预 热器前的氧量一般为3 热器前的氧量一般为3.5～4.5%，大于此值则为漏风率加 大。例1：河南某电厂30万kW机组电除尘器（进口机组）， ：河南某电厂30万kW机组电除尘器（进口机组） 由于回转式空气预热器漏风率达40% 而且很难调小， 由于回转式空气预热器漏风率达40%，而且很难调小， 电场风速达1 m/s，因此除尘效率大大下降。 电场风速达1.7m/s，因此除尘效率大大下降。 例2：陕西某电厂30万kW机组电除尘器（进口机组）， ：陕西某电厂30万kW机组电除尘器（进口机组） 由于回转式空气预热器漏风和锅炉系统漏风使电场风 速达1 m/s，因此除尘效率很低。 速达1.9m/s，因此除尘效率很低。※ 国家标准中要求，对电除尘器考核试验时，电除尘器 国家标准中要求，对电除尘器考核试验时， 的排放浓度应折算为电除尘器出口氧量为6 的值， 的排放浓度应折算为电除尘器出口氧量为6%的值，过剩 空气系数 α = 1.4。21 = 1.4 计算公式：α = 21? 6而回转式空气预热器漏风率 ?α =O2出 ? O2入 21? O2出四、烟气中负电性气体的影响：火电厂烟气中的负电性气体主要是SO 火电厂烟气中的负电性气体主要是SO2和H2O（水蒸 汽 ） ， 它们是形成稳定负电晕的必要条件。 这是因为负 它们是形成稳定负电晕的必要条件 。 电性气体形成的负空间电荷起着限制放电发展， 电性气体形成的负空间电荷起着限制放电发展 ， 使火花 推迟发生，击穿电压高，电晕才稳定。 推迟发生，击穿电压高，电晕才稳定。※ 几种气体击穿电压的对比 空气 1 SO2 1.8 H2O（水蒸气） 水蒸气） 2.8※ SO3 的影响：一般烟气中的 SO2 约有 1% 会转换为 SO3 ， 的影响：一般烟气中的SO 约有1 会转换为SO 而烟气中只要有8 10ppm的 而烟气中只要有8～10ppm的SO3，SO3＋H2O →H2SO4， 在粉尘的表面形成酸膜，增加粉尘的表面电导， 在粉尘的表面形成酸膜，增加粉尘的表面电导，使粉尘 的比电阻降到10 的比电阻降到 109～1010 ?cm ， 电除尘器性能就会好 。 电除尘器性能就会好。经验公式：Cso2Sar = 50 × ×1000 mg/Nm3 Qnet.ar式中 CSO2 ――烟气中SO2的浓度；Sar――煤的硫收到 ――烟气中SO 的浓度；S ――煤的硫收到 基成分；Qnet. ――煤的低位发热值。 基成分；Qnet.ar――煤的低位发热值。 SO2、SO3浓度的换算： ppm SO2 SO3mg/Nm3 2.857 3.571 1※ 烟气中H2O（水蒸汽，用 X H O表示）的影响：烟气中 烟气中H 水蒸汽， 表示）2X H2O由三部分组成：煤中的水分；过剩空气带入的水分；氢燃烧生成的水分。除褐煤外， 氢燃烧生成的水分。除褐煤外，氢燃烧生成的水分要占 烟煤、无烟煤燃烧后总水分的60～70% 烟煤、无烟煤燃烧后总水分的60～70%。因此要特别关 注Har的多少。一般 的多少。 在 O 以上时， X H29%以上时，粉尘的比电阻一般在10 般在109～1010 ?cm，除尘性能好。 cm，除尘性能好。X H2O 计算公式：V0＝0.0888(Car＋0.375Sar)＋0.265Har－0.0333Oar Nm3/kg S 265H 0333OV0――理论空气量（每公斤煤燃烧生成的烟气容积） ――理论空气量（每公斤煤燃烧生成的烟气容积）α VH2O = 0.111Har + 0.0124Mt + 0.0161 V Nm03kgVH2O――（每公斤煤燃烧生成的水蒸气体积） ――（每公斤煤燃烧生成的水蒸气体积） ――炉膛出口过剩空气系数，一般取1 ――炉膛出口过剩空气系数，一般取1.2。α3 1.866 Nar 0 0 Nm Vgy = (Car + 0.375Sar ) + 0.79V + 0.8 + (α ?1)V kg 100 100Vgy――干烟气容积（每公斤煤燃烧生成） ――干烟气容积（每公斤煤燃烧生成） 因为每公斤煤燃烧生成的烟气量为： y = Vgy +VH O ，所 V 2 以水蒸气 X H O占烟气的百分比为： 2X H2O =VH2O Vgr +VH2O例1：河南某电厂30万kW机组电除尘器投产后烟囱冒 ：河南某电厂30万kW机组电除尘器投产后烟囱冒 烟。经查，煤的Sar%变化很大是主要原因之一。设计 经查，煤的S 变化很大是主要原因之一。 煤种的S 煤种的Sar%＝1.88%，设计除尘效率为99.6%，而实际 88% 设计除尘效率为99. 运 行 燃 烧 煤 的 Sar% ＝ 0.6% 以 下 ， 实 测 除 尘 效 率 为 99.15% ， 未达标。 经计算， 设计煤种的Sar% ＝ 1.88% ， 99.15% 未达标 。 经计算 ， 设计煤种的 S 88% 烟气中的SO 11.89ppm，比集尘面积f 75m 烟气中的SO3有11.89ppm，比集尘面积f ＝75m2/m3/s。 /s。 而实际运行燃烧煤的S 而实际运行燃烧煤的 Sar% ＝ 0.6% ， 烟气中的SO3 只有 烟气中的 SO 5.27ppm，因此，所需比集尘面积应达到f＝ 27ppm，因此，所需比集尘面积应达到f100m 100m2/m3/s以上时，才能满足设计除尘效率为99.6%的 /s以上时，才能满足设计除尘效率为99. 要求。 要求。 ※ 注：该机组电除尘器实际运行 ， 当机组负荷在24 万 注：该机组电除尘器实际运行， 当机组负荷在 24万 kW以下时，烟囱基本看不到烟，但随着机组负荷的再 kW以下时，烟囱基本看不到烟， 增大，烟囱就能看到冒烟，这说明， 增大，烟囱就能看到冒烟，这说明，实际运行燃烧煤 的Sar%变低，原设计电除尘器的比集尘面积小了，不 变低，原设计电除尘器的比集尘面积小了， 能满足实际运行燃烧煤的S 能满足实际运行燃烧煤的Sar%变低对电除尘器比集尘 面积的要求。 面积的要求。例2： XH2O对电除尘器性能影响很大，尤其当Sar%小 对电除尘器性能影响很大，尤其当S2于0.5%以下时，X H O 以下时， 对电除尘器性能影响是第一位的。 对电除尘器性能影响是第一位的。 如：淮北煤、淮南煤的S 都在0 如：淮北煤、淮南煤的Sar%都在0.5%左右，其它化学 左右， 成分也相近， 成分也相近，但淮北煤的H2OX＝27.5%，而淮南煤的 HO＝9.5%X 因此淮南煤比淮北煤好除尘得多。若两种煤 ，因此淮南煤比淮北煤好除尘得多。 都要求除尘效率为99. 都要求除尘效率为 99.8% ， 对淮北煤， 所需比集尘面 对淮北煤 ， 积应为f 135m 积应为f＝135m2/m3/s，而对淮南煤只需f＝98m2/m3/s就 /s，而对淮南煤只需f 98m /s就 行。五、煤、灰参数的影响：电除尘器对不同的煤、 电除尘器对不同的煤 、 灰性质和烟气特性表现得 很敏感，同一容量机组的电除尘器，由于煤种不同、 很敏感，同一容量机组的电除尘器，由于煤种不同、工 况不同，除尘的难易程度差别很大。 况不同，除尘的难易程度差别很大。 1、煤技术参数的影响 对电除尘器影响较大的有C 对电除尘器影响较大的有Car、Sar、Mt、Har、Aar以 及煤工业分析中的挥发份V 和低位发热值Qnet 及煤工业分析中的挥发份Vdaf和低位发热值Qnet..ar等。Car：煤含碳量越高，发热量就越高，燃尽也较困难，飞 ：煤含碳量越高，发热量就越高，燃尽也较困难， 灰中含碳量也较高。 灰中含碳量也较高。应注意无烟煤的飞灰可燃物导致粉 尘低比电阻而造成除尘效率的下降。另外， 尘低比电阻而造成除尘效率的下降。另外，从 计算公式可知，煤含碳量越高， 计算公式可知，煤含碳量越高，烟气中X H2O 的就越低。 X H2O 就越低。Sar：Sar＞3%为高硫煤，Sar＝1～2%为中硫煤，Sar＜1% 为高硫煤， 为中硫煤， 1 为低硫煤。煤的含硫量对飞灰比电阻有较大的影响。 为低硫煤。煤的含硫量对飞灰比电阻有较大的影响。煤 中硫在燃烧时产生SO 一般情况下，大约SO 中硫在燃烧时产生SO2，一般情况下，大约SO2有0.5～ 1%氧化成SO3，它增强飞灰的表面电导，使飞灰比电阻 氧化成SO 它增强飞灰的表面电导，下降。 下降。Sar＜1%的低硫煤，因SO3少，所以飞灰比电阻高， 的低硫煤， 所以飞灰比电阻高， 易发生反电晕。 易发生反电晕。 Mt ：水份有利于飞灰吸附而降低粉尘表面电阻 （ SO3 ＋ ：水份有利于飞灰吸附而降低粉尘表面电阻（ H2O＝H2SO4）。另外，水分可以抓住电子形成重离子， 另外，水分可以抓住电子形成重离子， 使电子的迁移速度迅速下降，从而提高间隙的击穿电压。 使电子的迁移速度迅速下降，从而提高间隙的击穿电压。 还有，水份高使荷电容易，使空间电荷的作用加大。 还有，水份高使荷电容易，使空间电荷的作用加大。总 之，水份高，则击穿电压高，粉尘比电阻下降，除尘效 水份高，则击穿电压高，粉尘比电阻下降， 率提高。 率提高。Har：Har高，则H2O高（2H2＋O2＝2H2O），H2和H2O是 1比9的关系。 的关系。 Aar：粉尘荷电后，使电场中的空间电荷增多，电晕电流 ：粉尘荷电后，使电场中的空间电荷增多， 受自身空间电荷的影响因此而加剧。 受自身空间电荷的影响因此而加剧。当电除尘器处理粉πd 2 6 = ， S 尘浓度高，或粉尘粒度细（比表面积大， 尘浓度高，或粉尘粒度细（比表面积大， = π 3 d6 dd越小，则s越大），空间电荷影响越大。电场电晕外区 越小， 越大） 空间电荷影响越大。的空间电荷由气体的负离子和粉尘的负粒子组成， 的空间电荷由气体的负离子和粉尘的负粒子组成，由于 负粒子的迁移速度比负离子小的多（近千倍） 负粒子的迁移速度比负离子小的多（近千倍），对其电 场的影响比负离子就大的多， 场的影响比负离子就大的多，它使电晕极附近的场强削 弱的更厉害，严重时会造成电晕封闭。对火电厂而言， 弱的更厉害，严重时会造成电晕封闭。对火电厂而言， 一般含尘浓度＞30g/m 或者粉尘比较细时（ 一般含尘浓度＞30g/m3 ，或者粉尘比较细时（如液态排 渣炉粉尘、 渣炉粉尘 、 循环流化床锅炉在高倍循环倍率运行的粉 尘），要考虑防止电晕封闭的发生。 要考虑防止电晕封闭的发生。ar 含尘浓度的经验公式： C = ( A + 0.1) × 21 g/Nm3 Qnet.arVdaf：挥发分高的煤易燃烧，反之，挥发分少的着火难， ：挥发分高的煤易燃烧，反之，挥发分少的着火难， 也不容易完全燃烧。 也不容易完全燃烧。挥发分含量是对煤进行分类的重要 依据。 一般 ， 依据 。 一般， Vdaf ＜8%的为无烟煤 ， Vdaf ＝8～15%为贫 的为无烟煤， 为贫 煤，Vdaf＝15～40%为烟煤，Vdaf＞40%为褐煤。 为烟煤， 为褐煤。 Qnet.ar：由于各种煤的发热量差别很大，对于一定额定出 net. ：由于各种煤的发热量差别很大， 力的锅炉而言，烧较低发热量的煤，就意味着要多烧煤。 力的锅炉而言，烧较低发热量的煤，就意味着要多烧煤。 这样，在额定出力情况下， 这样，在额定出力情况下，煤中各化学成分的实烧质量 百分数和煤元素分析中的质量百分数会不同。 百分数和煤元素分析中的质量百分数会不同。因此常把其含量与发热量联系起来，引出折算成分， 常把其含量与发热量联系起来，引出折算成分，以折算 成分来判断对电除尘器的影响更为实际。 成分来判断对电除尘器的影响更为实际。Mt Mar折 = Qnet.ar Aar Aar折 = Qnet.arSar Sar折 = Qnet.ar Har Har折 = Qnet.ar2、灰技术参数的影响 灰熔点：灰中SiO2、Al2O3含量越高，灰的熔点就越高。 灰熔点：灰中SiO 含量越高，灰的熔点就越高。 相反，有熔点低的CaO、 相反，有熔点低的CaO、MgO 、Fe2O3 、Na2O 、K2O等 氧化物存在时，灰的熔点就比较低。一般情况下， 氧化物存在时，灰的熔点就比较低。一般情况下，灰的 熔点高，粉尘的比电阻高。 熔点高，粉尘的比电阻高。 为防止结焦，有时会采用大风量运行， 为防止结焦，有时会采用大风量运行，这种运行方式虽可缓解炉子结焦， 这种运行方式虽可缓解炉子结焦，但却会加大电除尘器 的烟气量，造成除尘效率下降。 的烟气量，造成除尘效率下降。 ※ 灰粒径：电除尘器的驱进速度与粉尘粒径成正比。固 灰粒径：电除尘器的驱进速度与粉尘粒径成正比。 态排渣锅炉飞灰的中位径在20? 左右。 态排渣锅炉飞灰的中位径在20?m左右。除循环硫化床锅 炉在高倍循环倍率运行时飞灰较细外（中位径约10?m） 炉在高倍循环倍率运行时飞灰较细外（中位径约10?m）， 一般电厂飞灰的粒度不会给电除尘器造成困难。 一般电厂飞灰的粒度不会给电除尘器造成困难。但应注 意，若电除尘器前有多管除尘器时，飞灰的中位径则小 若电除尘器前有多管除尘器时， 到5?m左右，会发生电晕封闭，造成除尘效 ?m左右，会发生电晕封闭，率下降。 率下降。 灰的真密度与堆积密度：煤粉锅炉飞灰的真密度γ 灰的真密度与堆积密度：煤粉锅炉飞灰的真密度 γ ＝ 2.1g/cm3，堆积密度γ0 ＝0.7g/cm3 ， 堆积密度γγ 。一般粒 ≈3 γ0γ 度小，堆积密度也小。 度小，堆积密度也小。当 ＞10时，电除尘器二次 10时 γ0飞扬会增大，应给予注意。 飞扬会增大，应给予注意。 ※ 灰的粘附性：由于飞灰有粘附性 ， 可使细微粉尘 灰的粘附性：由于飞灰有粘附性， 凝聚成较大的粒子，这有利于除尘。 凝聚成较大的粒子，这有利于除尘。但粘附力强的飞灰，会造成振打清灰困难、电晕极肥大、电晕电流减小， 会造成振打清灰困难、电晕极肥大、电晕电流减小， 对除尘不利。一般，飞灰的粒径小，比表面积大， 对除尘不利。一般，飞灰的粒径小，比表面积大，飞灰 粘附性强。 粘附性强。 ※ 灰的化学成分： ※ Na2O：Na2O为1.5～2%时，飞灰的体积电导增加，使 飞灰的体积电导增加， 比电阻下降， 有利于除尘 。 有的低硫煤 ， 比电阻下降 ， 有利于除尘。 有的低硫煤， 若 Na2O 在 2% 以上时，不但不发生反电晕，除尘效率仍很高。 以上时，不但不发生反电晕，除尘效率仍很高。美国南 方研究所实测结果：当Na 方研究所实测结果：当Na2O＝1.1%时，ρ＝9.34×1010 34×?cm， ?cm ， 当 Na2O ＝ 2% 时 ， ρ ＝ 2.46×1010 ?cm ， 当 Na2O ＝ 46× ?cm， 3%时，ρ＝9.94×109 ?cm。 94× ?cm。 ※ K2O：它和Na2O作用一样，但要通过Fe2O3起作用， ：它和Na 作用一样，但要通过Fe 起作用， 所以它比Na 的作用小。 所以它比Na2O的作用小。 注意：Na 注意： Na2O、K2O含量高，将增加灰的粘性，不利于振 含量高，将增加灰的粘性， 打清灰。 打清灰。 灰的拈污性的经验公式： R＝(Na2O＋0.6589K2O)×Aar/100 6589KR ≤0.3 0.3～0.5 0.5～0.6 ≥0.6拈污类型 弱拈污 中等拈污 强拈污 严重SiO2：高熔点、导电性差，是飞灰高比电阻的主要因素。 ：高熔点、导电性差，是飞灰高比电阻的主要因素。 电厂锅炉飞灰中的SiO 含量占40～60% 以上， 电厂锅炉飞灰中的 SiO2 含量占 40～60% 以上 ， 它的含量 越高，飞灰比电阻越高，不利于除尘。 越高，飞灰比电阻越高，不利于除尘。Al2O3：同SiO2一样，它熔点高、导电性差，电厂锅炉飞 ：同SiO 一样，它熔点高、导电性差， 灰中Al 含量在20～50%以上，其含量越高， 灰中Al2O3含量在20～50%以上，其含量越高，飞灰比电 阻越高。 阻越高。 Fe2O3：它本身比电阻在1010 ?cm左右，不是太高，而且 ：它本身比电阻在10 ?cm左右，不是太高， 它可使灰熔点降低， 它可使灰熔点降低， K2O 通过它使飞灰体积电导增加 ， 通过它使飞灰体积电导增加， 这是有利的一面， 所以当除尘效率为98～99% 这是有利的一面， 所以当除尘效率为98～99%时，可视 为有利因素。但它本身粒径很细，大都在5 以下， 为有利因素。但它本身粒径很细，大都在5?以下，所以 当除尘效率要求为99. 以上， 当除尘效率要求为99.5%以上，或排放浓度小于100mg/Nm3时，应视为不利因素（Potter公式中就视为 100mg/Nm 应视为不利因素（Potter公式中就视为 不利因素） 不利因素）。 ※ 可利用一些经验公式来定性判断粉尘比电阻的高低。 澳大利亚Potter公式： 澳大利亚Potter公式： Al＋Si＋Fe＜82%，比电阻适中，除尘器工作好； Al＋Si＋Fe＜82%，比电阻适中，除尘器工作好； Al＋Si＋Fe＞82～93%，比电阻随该值增大而增大，除 Al＋Si＋Fe＞82～93%，比电阻随该值增大而增大，除 尘器工作随该值增大而越来越差； Al＋Si＋Fe＞93%，是发生反电晕的高比电阻，除尘器 Al＋Si＋Fe＞93%，是发生反电晕的高比电阻，除尘器工作很困难。 工作很困难。 丹麦：SiO 丹麦：SiO2＋Al2O3≥85%时属高比电阻，难除尘。 85%时属高比电阻，难除尘。(SiO2 + Al2O3) 前苏联： = ≥50%时属高比电阻，难除尘。 50%时属高比电阻，难除尘。 K y y y (W + 9H )SCaO和MgO：它们易和SO 反应生成CaSO CaO和MgO：它们易和SO3反应生成CaSO4、MgSO4，从 而削弱SO 的作用， 并导致飞灰变细 ， 所以是不利因素 。 而削弱 SO3 的作用 ， 并导致飞灰变细， 所以是不利因素。Cfh ：飞灰可燃物Cfh ＝ 1 ～ 10% 时， 可使飞灰比电阻下降， ：飞灰可燃物C 10% 可使飞灰比电阻下降， 可视为有利因素。 可视为有利因素。当Cfh＞10%后易造成飞灰的二次飞扬， 10%后易造成飞灰的二次飞扬， 为不利因素。 一般电厂都尽量将 C 控制在5 以下。 为不利因素 。 一般电厂都尽量将Cfh 控制在 5% 以下 。 但 对无烟煤， 常会大于10% 对无烟煤，Cfh常会大于10%，对此要注意防止低比电阻 引起的反弹和二次飞扬。 引起的反弹和二次飞扬。影响电除尘器性能的因素一览表：煤的成分Sar↑＋，Vdaf↑＋，Mt↑＋，Har↑＋，Aar↑－ ＋，V ＋，M ＋，H ＋，A Na2O↑＋，K2O↑＋，Fe2O3↑＋，SiO2↑－， ＋，K ＋，Fe ＋，SiO Al2O3↑－，CaO↑－，MgO↑－，Cfh＜10＋， CaO↑ MgO↑ 10＋， Cfh＞10－ 10－ H2O↑＋，SO3↑＋，CO2↑＋，O2↑－， ＋，SO ＋，CO ＋，O ↓＋，↑－ ＋，↑ ↓＋，↑－ ＋，↑灰的成分烟气分析 烟气温度 烟气量灰的现场比电阻 ≈108～10 ?cm＋，＜ 105 ?cm－，＞1011 ?cm－ ?cm＋，＜ ?cm－，＞10 ?cm－ 灰的粒度＜＜－六、V 六、V-I 特性曲线的运用 （故障诊断）1 、冷态空载V-I特性曲线是衡量电除尘器制造、 安 冷态空载V 特性曲线是衡量电除尘器制造、 装质量的依据，应在除尘器投运前作， 装质量的依据，应在除尘器投运前作，首次试验的曲线 要保存，以便和以后运行中停炉时再做的V 要保存，以便和以后运行中停炉时再做的V-I曲线进行比 较，判断除尘器内部结构是否变形，出现异常，使运行、 判断除尘器内部结构是否变形，出现异常，使运行、 检修人员能及时发现故障，并予以排除。 检修人员能及时发现故障，并予以排除。2、 热态V-I特性曲线是反映除尘器运行后特征的依 热态V 据。第一次投运后的V-I曲线应保存，以便和运行中因工 第一次投运后的V 曲线应保存， 况变化，或除尘器内部结构变化的V 曲线进行比较， 况变化，或除尘器内部结构变化的V-I曲线进行比较，并 据此分析诊断故障，指导运行、检修人员排除故障。 据此分析诊断故障，指导运行、检修人员排除故障。 电除尘器各电场第一次热态V 特性曲线如图（ 电除尘器各电场第一次热态V-I特性曲线如图（各电 场极配形式、极距一样） 其原因是前级电场粉尘量大， 场极配形式、极距一样）。其原因是前级电场粉尘量大， 电场粉尘粒子空间电荷多， 电场粉尘粒子空间电荷多，对电晕电流的抑制作用大，而随着粉尘粒子被除去，后级电场中粉尘粒子空间 而随着粉尘粒子被除去， 电荷少，对电晕电流的抑制也小的缘故。 电荷少，对电晕电流的抑制也小的缘故。I三电场 二电场 一电场0U0U3、用V-I特性曲线诊断故障 ※ 曲线平移：热态运行 V-I 特性曲线向右平移 。 即起晕 曲线平移：热态运行V 特性曲线向右平移。 电压升高。这是阴极线粘灰肥大所致。 电压升高。这是阴极线粘灰肥大所致。应检查阴极振打 系统是否故障，锅炉投油是否燃不尽，粘灰在极线上。 系统是否故障，锅炉投油是否燃不尽，粘灰在极线上。 热态运行V 特性曲线向左平移，是绝缘子泄漏所致。 热态运行V-I特性曲线向左平移，是绝缘子泄漏所致。I原 V-I 曲 线0U0U※ 曲线旋转：V-I特性曲线的起晕电压不变，而曲线向 曲线旋转：V 特性曲线的起晕电压不变， 右旋转。 这是粉尘浓度增加（或粉尘变细） 右旋转。 这是粉尘浓度增加（或粉尘变细），使得电晕 电流减小，若电晕电流降到不足于粉尘荷电， 电流减小，若电晕电流降到不足于粉尘荷电，因此而影 响除尘效率，可采用窄极距、放电特性好的电晕线。 响除尘效率，可采用窄极距、放电特性好的电晕线。I0U0U※ 曲线过原点：V-I特性曲线一开始升压就有电流（低 曲线过原点：V 特性曲线一开始升压就有电流（ 于起晕电压就有电流） 并有一直线段。 于起晕电压就有电流），并有一直线段。这是电场内灰 短路（灰斗中的灰已将阴、阳极短路） 短路（灰斗中的灰已将阴、阳极短路），或是阴极绝缘 子上粘灰、吸潮，有泄漏电流所致。 子上粘灰、吸潮，有泄漏电流所致。应设法排空灰斗中 的灰，检查灰斗保温、漏风、料位、 的灰，检查灰斗保温、漏风、料位、卸灰装置等处的故 障点，予以排除，另外，停电， 障点，予以排除，另外，停电，擦拭绝缘子上的粘灰和 水分。 水分。II0 绝缘子泄漏U0 灰短路U※ 灰短路的V-I曲线比绝缘子泄漏的V-I曲线陡得多。 灰短路的V 曲线比绝缘子泄漏的V 曲线陡得多。 ※ 灰短路时二次电压还会有2～6kV。而金属短路时，二 灰短路时二次电压还会有2 kV。而金属短路时， 次电压为零，一次电流和二次电流都达到额定值， 次电压为零，一次电流和二次电流都达到额定值，一次电压为阻抗电压。 电压为阻抗电压。 ※ 曲线变短：V-I特性曲线和正常曲线走向一致，但击 曲线变短：V 特性曲线和正常曲线走向一致， 穿电压比正常曲线低许多。这是极距变小所致， 穿电压比正常曲线低许多。这是极距变小所致，应停炉 时恢复正常极距。 时恢复正常极距。I0 U0U※ 曲线出现拐点： V-I特性曲线在拐点前由于粉尘比电 曲线出现拐点：V 阻增大，使粉尘层压降增大，同时， 阻增大，使粉尘层压降增大，同时，空间电荷对电力线 的屏蔽作用也增大， 特性曲线和原V 特性曲线比， 的屏蔽作用也增大 ， V-I 特性曲线和原 V-I 特性曲线比 ， 向右旋转，沿拐点下的曲线运行。 向右旋转，沿拐点下的曲线运行。当电压升至拐点处时 粉尘层的压降达到粉尘层内气隙I的击穿电压（一般10~20kV/cm） 的击穿电压（一般10~20kV/cm）， 发生反电晕。反电晕发生后， 发生反电晕。反电晕发生后，电 场内既有负离子流， 场内既有负离子流，又有反电晕拐点0U0U的正离子流， 的正离子流，正离子使原电场负空间电荷的影响大大降 低，使电晕区的游离又加强，因此电晕电流增大。更严 使电晕区的游离又加强，因此电晕电流增大。 重的是，由于电晕外区是低场强区，又是大批正、 重的是，由于电晕外区是低场强区，又是大批正、负离 子混合的地区，由于该区场强小，因此正、 子混合的地区，由于该区场强小，因此正、负离子相对 运动的速度也小，而该区的正、负离子浓度却高， 运动的速度也小，而该区的正、负离子浓度却高，这些 恰巧是正、负离子复合的条件， 恰巧是正、负离子复合的条件，正、负离子复合会放出 光子，从而导致放电过程由电子崩变为流注， 光子，从而导致放电过程由电子崩变为流注，流注形成 后，电晕电流则是正、负离子的等离子流动，故电流大 电晕电流则是正、负离子的等离子流动，大增加，而流注的形成将造成放电更快的发展， 大增加，而流注的形成将造成放电更快的发展，使电场 击穿电压大大降低。因此，出现拐点以上的V 特性曲线。 击穿电压大大降低。因此，出现拐点以上的V-I特性曲线。 电场中的电荷由两部分组成， 电场中的电荷由两部分组成，即气体离子和粉尘离 子，由于粉尘离子的大小和质量都比气体离子大的多， 由于粉尘离子的大小和质量都比气体离子大的多， 所以气体离子的运动速度为粉尘离子的数百倍（ 所以气体离子的运动速度为粉尘离子的数百倍（气体离 子的运动速度为60~100m/s， 子的运动速度为60~100m/s，而粉尘离子的运动速度小于 60cm/s），这样，电晕电流主要由气体离子形成。注意 60cm/s） 这样，电晕电流主要由气体离子形成。虽然粉尘离子形成的电晕电流可以忽略， 虽然粉尘离子形成的电晕电流可以忽略，但是由于粉尘 离子的空间电荷影响要比气体离子空间电荷大， 离子的空间电荷影响要比气体离子空间电荷大，它对电 晕区场强、游离、电晕电流的削弱比气体离子的影响大， 晕区场强、游离、电晕电流的削弱比气体离子的影响大， 因此，在考虑空间电荷对电场的影响时， 因此，在考虑空间电荷对电场的影响时，不能不考虑粉 尘离子的影响。 尘离子的影响。 由于电厂飞灰现场工况比电阻一般在10 ?cm以下 ， 由于电厂飞灰现场工况比电阻一般在 1011 ?cm 以下， 因此，用二次平均电压、平均电流值作的V 因此，用二次平均电压、平均电流值作的V-I特性曲线有 时反映不出反电晕的发生。近年来， 时反映不出反电晕的发生。近年来，用峰值二次电压、平均二次电压、谷值二次电压值共同来测量。由于 平均二次电压、谷值二次电压值共同来测量。 谷值电压更能灵敏反映反电晕的发生（从电压波形看， 谷值电压更能灵敏反映反电晕的发生（从电压波形看， 反电晕发生后，谷值电压已降低到起晕电压以下， 反电晕发生后，谷值电压已降低到起晕电压以下，谷值 V-I特性首先出现拐点），所以应该用此法来判断是否有 特性首先出现拐点） 反电晕发生。 反电晕发生。当V-I特性曲线出现拐点时，应降低电压， 特性曲线出现拐点时，应降低电压， 使电除尘器的运行电压在拐点以下。 使电除尘器的运行电压在拐点以下。七、电源选型和电气参数的影响：电除尘器投运后，要想高效运行， 电除尘器投运后，要想高效运行，必须靠调整电 气参数来实现。 气参数来实现。因此电源的选型和调整电气参数就显得 十分重要。 十分重要。 1、电场大小的影响： 电除尘器电场的电容，一般在20～40pf/m 电除尘器电场的电容，一般在20～40pf/m2（极距大 的电容小） 单电场越大（单供电区的面积大） 的电容小）。单电场越大（单供电区的面积大），则电1 容越大， 容越大，而电场的阻抗 就越小，它的V 就越小，它的V-I曲线就越 ωc陡。这是由于容性电流超前于电压，电流达到最大值时， 这是由于容性电流超前于电压，电流达到最大值时， 电压却达不到最大值，形成低电压、大电流的V 曲线， 电压却达不到最大值，形成低电压、大电流的V-I曲线， 这对电除尘器的效率不利。因此， 这对电除尘器的效率不利。因此，单电场不应设计得很 大。美国依巴司科设计规范评标部分有一项是单供电区 面积的大小， 它要求 ， 单供电区面积不大于 2 面积的大小 ， 它要求， 单供电区面积不大于2 万平方英 尺（1858m2）。 1858m2、T/R（整流变）和电场工况的匹配： T/R（整流变） ※ 电压匹配： 经可控硅移项调压、升压、 经可控硅移项调压、升压、整流后的二次电压波形 已不是正常的正弦波（电场负载是容性阻抗） 已不是正常的正弦波（电场负载是容性阻抗），它的峰 值电压和电场的击穿相关， 值电压和电场的击穿相关，而电除尘器的效率却主要决 定于二次电压的平均值（它是二次电压波形面积的积分， 定于二次电压的平均值（它是二次电压波形面积的积分， 即二次表表压） 即二次表表压 ） 。 当 T/R 的二次电压选得高， 而实际工 T/R的二次电压选得高 ， 况击穿电压低时，则可控硅的导通角小， 况击穿电压低时，则可控硅的导通角小，一次电压低 ， 二次电压也低。 由于η∝E2 ， 所以除尘效率也低。 二次电压也低 。 由于 η 所以除尘效率也低 。 应首选调幅的办法， T/R初级绕组的抽头 ， 应首选调幅的办法 ， 调 T/R 初级绕组的抽头， 降低二次 输出电压，使其增大一次电压的导通角来提高二次电压。 输出电压，使其增大一次电压的导通角来提高二次电压。 因此，在选型时，就应根据煤、灰参数， 因此，在选型时，就应根据煤、灰参数，烟气的负电性 气体大小来选T/R 的二次输出电压和合适的极距。 气体大小来选 T/R的二次输出电压和合适的极距 。 采用 宽极距，若二次电压达不到常规极距的倍数， 宽极距，若二次电压达不到常规极距的倍数，就相当于 比集尘面积的减少，除尘效率肯定低。 比集尘面积的减少，除尘效率肯定低。※ 当T/R的输出电压选得高，而电场击穿电压又较 T/R的输出电压选得高， 低时，则当可控硅的导通角很小时， 低时，则当可控硅的导通角很小时，输出电压就达到电 场击穿电压值，二次电压U 也小，如下页所示左图。 场击穿电压值，二次电压U平均也小，如下页所示左图。 此时要想提高二次电压，应当用调幅的办法， 此时要想提高二次电压，应当用调幅的办法，降低变压 器抽头，调整可控硅输出电压， 器抽头，调整可控硅输出电压，使输出电压和电场击穿 电压匹配，尽量使二次电压的峰值接近电场击穿电压， 电压匹配，尽量使二次电压的峰值接近电场击穿电压， 使导通角尽量加大，这样二次电压才能提高， 使导通角尽量加大，这样二次电压才能提高，如下页所 示右图。 示右图。U U击穿U U击穿U平均 U平均 0 导通角 t 0 导通角 t可控硅输入电压幅度与输出电压峰值、 平均值、导通角及电场击穿电压关系示意图※ 电除尘器的二次电压因受电场负载变化而引起电 压波形变化是不准的（二次电压表记录的是平均值） 压波形变化是不准的（二次电压表记录的是平均值）， 而一次电压是比较准的。 而一次电压是比较准的。因此用一次电压来反映可控硅 导通角的大小比较合适。根据运行经验， 导通角的大小比较合适。根据运行经验，当一次电压小 于260V时，导通角小，电除尘器运行差。当一次电压在 260V 导通角小，电除尘器运行差。 260～ 300V 260 ～ 300V 时 ， 电除尘器运行比较好。 当一次电压大于 电除尘器运行比较好 。 300V 300V时，电除尘器运行得很好。 电除尘器运行得很好。※ 电流匹配： T/R选型时容量选得大（电流选得大），而运行工况 T/R选型时容量选得大（电流选得大） 时若电流比额定电流小得多，就会造成T/R阻抗电压的降 时若电流比额定电流小得多，就会造成T/R阻抗电压的降 低，使输出电压波形变尖、变瘦（峰值电压高，而平均 使输出电压波形变尖、变瘦（峰值电压高， 电压低的波形） 电场频繁闪络，同样会导致导通角小， 电压低的波形），电场频繁闪络，同样会导致导通角小， 二次电压降低，除尘效率下降。 二次电压降低，除尘效率下降。 如图：T/R的一次电流和短路压降（T/R的阻抗） 如图：T/R的一次电流和短路压降 （T/R的阻抗） 近 似成线性关系。 似成线性关系。UK（V）171 （45%） 85.5 （22.5%） 42.75 （11.25%） I（A）67.75135.5271对于高阻抗变压器（例：1 A/72kV） 对于高阻抗变压器（例：1.0A/72kV），I1为额定值 271A 271A 时 ， 短路阻抗达45% 。 Uk ＝ 380×45% ＝ 171 （ V ） 。 短路阻抗达 45% 380×45% 171（ 此时T/R 阻抗高， 此时 T/R阻抗高 ， 能起到限制短路电流及电流的上升率 和平滑波形的作用。但当工况电流只有135. 和平滑波形的作用。但当工况电流只有135.5A时，其阻 抗值下降到22. 抗值下降到 22.5% ， 当电流只有67.75A 时 ， 其阻抗值下 当电流只有 67.75A 降到11.25% 阻抗电压的下降使输出电压波形变得尖、 降到11.25%。阻抗电压的下降使输出电压波形变得尖、 瘦，（峰值电压高，而平均电压低的波形），电场闪络 峰值电压高，而平均电压低的波形） 频繁，同样会导致导通角小，二次电压降低， 频繁，同样会导致导通角小，二次电压降低，除尘效率下降。因此，在一般常规供电方式情况下， 除尘效率下降。因此，在一般常规供电方式情况下，T/R 的一次电流的运行值应接近其额定值（ 的一次电流的运行值应接近其额定值（这时的阻抗电压 高，二次电压也高），而不应随意地将电流极限调小。 二次电压也高） 而不应随意地将电流极限调小。 3、高频电源的选用： ※ 高频电源的特点： 频率为25～50KHz、输出为纯直流。因此， 频率为25～50KHz、输出为纯直流。因此，输出电压 高（相当于常规的峰值），输出电流大（相当于常规 相当于常规的峰值） 输出电流大（ 二次电流实际运行值的2 次电流实际运行值的2倍）。原理：频率高，则 原理：频率高，du，所以电流大（ du 所以电流大（ 为电压的变化率，此时， 为电压的变化率，此时， I = C× dt dt电流的大小不服从欧姆定律） 电流的大小不服从欧姆定律）； 占空比调整容易（类似间隙供电） 占空比调整容易（类似间隙供电），对末电场反电晕 易控制； 三相，对电网三相平衡有利，变压器效率＞92% 三相，对电网三相平衡有利，变压器效率＞92%；du 大， dt体积小、重量轻，和控制柜一体， 体积小、重量轻，和控制柜一体，可布置在电除尘器 顶部； ※ 高频电源的选用： 一般用在一电场，增大荷电强度，减轻后电场的负荷， 一般用在一电场，增大荷电强度，减轻后电场的负荷， 能提高电除尘器的效率； 适用于高浓度， 适用于高浓度，可防止电晕封闭； 适用于1 m/s左右高风速； 适用于1.3m/s左右高风速；用于后级电场， 用于后级电场，调整占空比来控制反电晕的发生； 高频电源的电压选择可和常规一样，也可梢高于常规。 高频电源的电压选择可和常规一样，也可梢高于常规。 而电流要按该实际工况二次电流值的2倍来选。 而电流要按该实际工况二次电流值的2倍来选。 ※ 注意：选用高频电源，一定要和断电振打控制配套 注意：选用高频电源， 使用，否则，提效的效果会随着振打清灰差而失效。 使用，否则，提效的效果会随着振打清灰差而失效。八、振打清灰的影响：※ 按不同煤种飞灰的粘结性分 ， 烟煤―― 微粘结性， 按不同煤种飞灰的粘结性分， 烟煤 ――微粘结性 ， 褐煤――由于水分高，属中等粘结性，无烟煤――由 褐煤――由于水分高，属中等粘结性，无烟煤――由 于灰很细，属强粘结性。 于灰很细，属强粘结性。所以应视不同飞灰的粘结性 来选振打机构， 来选振打机构，以保证有足够的振打加速度值来保证 清灰。 清灰。※ 要有合理的振打制度、振打周期来保证电除尘器的高 要有合理的振打制度、 效运行。合理的振打制度、 效运行。合理的振打制度、振打周期一般在现场用正交 试验的方法获得，并以此来指导电除尘器的振打运行。 试验的方法获得，并以此来指导电除尘器的振打运行。 ※ 对难以清灰的高比电阻粉尘要实施断电振打，来防止 对难以清灰的高比电阻粉尘要实施断电振打， 反电晕的发生，保证电除尘器的正常运行。 反电晕的发生，保证电除尘器的正常运行。有好多电厂 的电除尘器的后级电场运行一段时间后出现低电压、 的电除尘器的后级电场运行一段时间后出现低电压、大 电流陡直的V 曲线， 其特点是：起晕电压高， 一般 U 电流陡直的 V-I 曲线 ， 其特点是：起晕电压高 ， 一般U0 ＝30～40kV，当I2升至30～50%额定值时，U2出现最大 30～40kV， 升至30～50%额定值时，值 ， 此后，电压不再上升， 而电流I2 却自动上升到最大 此后 ，电压不再上升， 而电流 I 值。V-I曲线未出现反电晕的拐点，波谷曲线也未低于起 曲线未出现反电晕的拐点， 晕电压U 对此现象的解释是：经过一段时间运行， 晕电压U0。对此现象的解释是：经过一段时间运行，由 于阴极振打清灰不力，使阴极线肥大，起晕电压高， 于阴极振打清灰不力，使阴极线肥大，起晕电压高，电 晕电流小，而且电流上升得很缓慢，电晕电流上升到30 晕电流小，而且电流上升得很缓慢，电晕电流上升到30 ～50%额定值时，阳极也因振打清灰不力，使阳极上的 50%额定值时，阳极也因振打清灰不力， 灰层不断增厚，灰层上的压降?U增高， 灰层不断增厚，灰层上的压降?U增高，当灰层上的压降 ?U在局部的灰层上超过灰层中气隙的绝缘强度时， ?U在局部的灰层上超过灰层中气隙的绝缘强度时，局部的反电晕就发生了，由于反电晕点是逐渐增多的， 局部的反电晕就发生了，由于反电晕点是逐渐增多的， 因此电流随着反电晕点的增多而自动上升。 因此电流随着反电晕点的增多而自动上升。此时虽有局 部的反电晕的发生，但由于电场还不具备正、 部的反电晕的发生，但由于电场还不具备正、负离子复 合的，形成流注的条件（流注是击穿的前兆） 合的，形成流注的条件（流注是击穿的前兆），所以也 不一定出现闪络，也不出现有拐点的V 曲线， 不一定出现闪络，也不出现有拐点的V-I曲线，它是弱的 反电晕的现象。发生这种现象后，应采用断电振打， 反电晕的现象。发生这种现象后，应采用断电振打，而 且时间要长（数天以上） 当阳极的灰被清下后， 且时间要长（数天以上），当阳极的灰被清下后，V-I曲 线变软， 也会有一定的升高。下图是断电振打前、 线变软，U2也会有一定的升高。下图是断电振打前、后V-I曲线的对比（示意图）。 曲线的对比（示意图）I2I2U2U2九、堵灰、输灰的影响：近年来电除尘器多次发生掉灰斗和电除尘器倒塌事 故，其主要原因都是灰斗堵灰，灰载大大超过设计灰载 其主要原因都是灰斗堵灰， 而致。但出现灰斗堵灰，灰大大超载的原因又是什么呢？ 而致。但出现灰斗堵灰，灰大大超载的原因又是什么呢？ 是由于输灰不畅所致。而输灰不畅的原因则是多方面的， 是由于输灰不畅所致。而输灰不畅的原因则是多方面的， 是综合因素导致灰斗和输灰系统处于恶性循环状态， 是综合因素导致灰斗和输灰系统处于恶性循环状态，不 能正常工作而形成的。 能正常工作而形成的。下面就综合因素造成输灰不畅作 一简要分析：1 、 煤种变化大， 灰分大大增加， Aar 达 50% 左右 ， 使输 煤种变化大 ， 灰分大大增加 ， 50% 左右， 灰灰量增大，超过输灰系统原设计能力，使输灰不畅。 灰灰量增大，超过输灰系统原设计能力，使输灰不畅。 2 、 电除尘器的前置烟道在回转式空预器出口的水平管 段较短，各烟道之间又无联通烟箱时， 段较短，各烟道之间又无联通烟箱时，造成电除尘器的 前置内、外烟道浓度场很不均匀， 前置内、外烟道浓度场很不均匀，使得各对应的仓泵所 接受的灰量相差很大，有的达一倍之多， 接受的灰量相差很大，有的达一倍之多，灰少的仓泵经 常排空，而灰多的则因来不及排灰，形成使输灰不畅。 常排空，而灰多的则因来不及排灰，形成使输灰不畅。3、干输灰系统设计不当直接造成输灰不畅。 干输灰系统设计不当直接造成输灰不畅。 ※ 干输灰系统设计出力裕度不够 ，当煤种变化大， 灰 干输灰系统设计出力裕度不够，当煤种变化大 ， 分大大增加，以及浓度场又不均匀时， 分大大增加，以及浓度场又不均匀时，部分仓泵不能满 足输灰要求，造成输灰不畅。 足输灰要求，造成输灰不畅。 ※ 仓泵的透气平衡管位置不当 ， 例如， 插入灰斗位置 仓泵的透气平衡管位置不当， 例如 ， 较低时，很容易让灰斗中上涨的灰堵死， 较低时，很容易让灰斗中上涨的灰堵死，使仓泵出力大 大下降直接造成输灰不畅。 大下降直接造成输灰不畅。其后果是灰斗中的灰很快上 涨至电场，使阴、阳极之间形成灰短路， 涨至电场，使阴、阳极之间形成灰短路，而灰短路又会造成两个使干输灰系统进入恶性循环状态。 造成两个使干输灰系统进入恶性循环状态。一是灰短路 会使灰融成焦块（ 小的焦块有拳头大 ， 大的焦块有 1 会使灰融成焦块 （ 小的焦块有拳头大， 大的焦块有1m3 以上） 这些焦块落到灰斗中，堵塞下灰口， 以上），这些焦块落到灰斗中，堵塞下灰口，使灰斗不 下灰；二是灰短路后，随之而来的是电场送不上电， 下灰；二是灰短路后，随之而来的是电场送不上电，在 这种情况下，电除尘器还有近20%的沉降效率， 这种情况下，电除尘器还有近20%的沉降效率，此时收 下来的灰为沉降灰。沉降灰是颗粒较大、 下来的灰为沉降灰。沉降灰是颗粒较大、且粒径较均匀 的灰， 的灰，而正常投运电场收下的灰的粒径是呈正态分布的 灰，即大、小颗粒都有的灰。目前大多数采用正压浓相 即大、小颗粒都有的灰。气力输送方式，它对呈正态分布的灰的输送是有效的， 气力输送方式，它对呈正态分布的灰的输送是有效的， 而对沉降灰的输送是很差的（ 而对沉降灰的输送是很差的 （ 沉降灰应以稀相方式输 送）。这样，由于灰短路形成了沉降灰，而沉降灰，对 这样，由于灰短路形成了沉降灰，而沉降灰， 正压浓相气力输送系统而言，出力将大大下降， 正压浓相气力输送系统而言，出力将大大下降，而且会 形成灰越来越输不走的恶性循环状态，造成输灰不畅。 形成灰越来越输不走的恶性循环状态，造成输灰不畅。 曾有三个电厂，在已出现这种灰短路时， 曾有三个电厂，在已出现这种灰短路时，因发电设备不 能停运（冬季供热、电负荷社会需求） 能停运（冬季供热、电负荷社会需求），无法进行人工 紧急处理，而使灰高到半个电场以上， 紧急处理，而使灰高到半个电场以上，最终导致电除尘器倒塌。 器倒塌。 ※ 排灰管设计 、 选型不当， 很容易造成排灰管堵塞。 排灰管设计、 选型不当 ， 很容易造成排灰管堵塞 。 而排灰管排堵所需时间又较长，使仓泵不能按程序排灰， 而排灰管排堵所需时间又较长，使仓泵不能按程序排灰， 造成输灰不畅。例如某电厂一、 造成输灰不畅。例如某电厂一、二电场仓泵共用一根排 灰母管和出料阀，一旦一电场仓泵出现故障， 灰母管和出料阀，一旦一电场仓泵出现故障，二电场的 仓泵也只能等到母管排堵后才能工作（ 排堵一般需 1 仓泵也只能等到母管排堵后才能工作 （ 排堵一般需1 小 时以上） 再加上排灰管直径选型偏小、 时以上），再加上排灰管直径选型偏小、变径段位置不 当时，输灰不畅就频频出现了。 当时，输灰不畅就频频出现了。4 、 灰斗料位计失灵， 使运行人员只有在灰位达到灰短 灰斗料位计失灵 ， 路、电场投不上时才发现灰位已很高，超过设计警戒线， 电场投不上时才发现灰位已很高，超过设计警戒线， 而这时机组却常常不能停， 而这时机组却常常不能停，加之灰斗的排灰口又多是法 兰堵头连接，很难实施人工紧急排灰， 兰堵头连接，很难实施人工紧急排灰，只能加大输灰次 数，但这时输灰系统已是恶性循环状态，就是加大输灰 但这时输灰系统已是恶性循环状态， 次数也不能奏效，造成输灰不畅。 次数也不能奏效，造成输灰不畅。 ※ 输灰不畅的危害 据调查，60～70% 据调查，60～70%的电厂的电除尘器发生过灰斗灰高过电场阴、阳极系统，形成灰短路。灰短路会使电场阴、 电场阴、阳极系统，形成灰短路。灰短路会使电场阴、 阳极发生变形，除尘效率下降，易造成引风机叶轮磨损， 阳极发生变形，除尘效率下降，易造成引风机叶轮磨损， 严重时会造成引风机飞车。 严重时会造成引风机飞车。更严重的是这种长期恶性循 环状态下的运行，会造成电场内大量积灰， 环状态下的运行，会造成电场内大量积灰，灰载严重超 过设计灰载，导致电除尘器倒塌、 过设计灰载，导致电除尘器倒塌、发电机组长期停运的 恶性事故。因此说，输灰不畅危急电除尘器、引风机、 恶性事故。因此说，输灰不畅危急电除尘器、引风机、 发电机组的安全运行。 一句话， 输灰不畅， 发电机组的安全运行 。 一句话 ， “ 输灰不畅 ， 厂无宁 日”。※ 措施 （ 1 ） 在目前煤种多变的国情下 ， 电厂应尽量选 Aar 、 在目前煤种多变的国情下， 电厂应尽量选A Qnet.ar在设计范围的煤，或者配混煤使其能控制在设计范 net. 在设计范围的煤， 围内。 围内。 （ 2 ） 设计部门对回转式空预器后的烟道设计， 应尽量 设计部门对回转式空预器后的烟道设计 ， 加长回转式空预器后水平段的长度，或者加导流板， 加长回转式空预器后水平段的长度，或者加导流板，也 可在各烟道间加联通烟箱， 可在各烟道间加联通烟箱，使各烟道的浓度场尽量均匀 （目前这种短水平段＋不对称裤衩烟道，在冷态时气流 目前这种短水平段＋不对称裤衩烟道，分布即速度场尚能做到均匀，但在热态时， 分布即速度场尚能做到均匀，但在热态时，浓度场却是 不均匀的， 不均匀的，内、外侧烟道的排烟温度相差20～30℃，灰 外侧烟道的排烟温度相差20～ 浓度相差一倍） 浓度相差一倍）。 （ 3 ） 仓泵的平衡排气管不能乱插（ 有的插在灰斗中部， 仓泵的平衡排气管不能乱插 （ 有的插在灰斗中部 ， 经常因它被堵而使输灰系统失灵。 经常因它被堵而使输灰系统失灵。有的插在进气烟箱的 大口处，造成电除尘器一侧的电压、电流大大降低， 大口处，造成电除尘器一侧的电压、电流大大降低，除 尘效率下降） 尘效率下降）。合理的设计应使各电场的平衡排气管汇 总到一个母管，而母管插到前置烟道中去， 总到一个母管，而母管插到前置烟道中去，管口背气流方向。另外， 背气流方向。另外，对目前平衡排气管插在灰斗位置较 低的，快捷的措施是将平衡排气管改到灰斗上部（ 低的，快捷的措施是将平衡排气管改到灰斗上部（末电 场的平衡排气管为防止排气会造成二次扬尘， 场的平衡排气管为防止排气会造成二次扬尘，应插到前 级电场灰斗上部） 级电场灰斗上部）。 （ 4 ） 电除尘器的灰斗是过灰的， 不能当作灰库来用。 电除尘器的灰斗是过灰的 ， 不能当作灰库来用 。 规范中要求存灰量8 小时， 规范中要求存灰量 8 小时 ， 是为了解决输灰系统故障时 有一个短时的存灰时间。 有一个短时的存灰时间。另外一电场的灰量占总灰量的 85%以上，因此一电场应有单独的排灰管路。 85%以上，因此一电场应有单独的排灰管路。（ 5 ） 灰斗的料位计在干输灰系统是灰位报警装置， 目 灰斗的料位计在干输灰系统是灰位报警装置 ， 前的问题是它该报不报，不该报又误报经常发生。 前的问题是它该报不报，不该报又误报经常发生。建议 在料位计上300mm处加半圆管， 在料位计上300mm处加半圆管，遮挡振打时下来大量的 灰。料位计安装位置应在灰斗上口下1m处，另外，为能 料位计安装位置应在灰斗上口下1 另外， 检修料位计，应有简易爬梯。 检修料位计，应有简易爬梯。 （6）紧急排灰应安全、可实施。建议在灰斗高1/3处开 紧急排灰应安全、可实施。建议在灰斗高1 一法兰口，接一电动（或气动、液压） 一法兰口，接一电动（或气动、液压）可远端操作的插 板门，其下接一排灰管， 板门，其下接一排灰管，用运灰车在此灰管下可控制的拉灰的办法来实施紧急排灰。当然， 拉灰的办法来实施紧急排灰。当然，有条件的也可在一 电场增加一路湿排作为紧急排灰的应急措施。 电场增加一路湿排作为紧急排灰的应急措施。
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