静电除尘器的应用现状
在火电厂、冶金、化工等的应用[1]
1.1应用现状
当前,在我国火电厂中主要应用的除尘设备包括电除尘器及布袋除尘器两种,其有着各自不同的优点。其中,电除尘器的原理是通过高压静电来进行除尘,效果比较明显且操作简单,并且在科学技术不断发展的过程中,除尘技术得到了一定的改进,除尘质量和除尘效率也有了明显的改善。
1.2存在问题
(1)选型设计不合理。选型是决定电除尘器能够达到设计指标的关键环节,但是在实际的选型过程中,经常存在着选型设计难以适应实际运行中的工况变化、机电配合的不够合理、工作人员对电除尘器适应性的了解不够深入、技术性能及经济性能没有可比性等问题。
(2)制造和安装质量问题,其主要包括两点,一是安装施工队伍的素质水平参差不齐,并且在施工过程中,如果缺乏用户的监督,那么电除尘器的安装质量就无法得到保障;二是在制造方面存在着认识误区,认为电除尘器是技术含量不高、精密度要求不高的金属结构件产品,从而导致产品质量很难达到设计要求。
(3)运行管理问题,其包含:对电除尘器“三分技术,七分管理”的理念认识不足,未制订严格和科学的操作、维护、管理规程;技术力量不足,出现问题找不到能承担除尘设备改造或维修的单位,致使电除尘器长期带病运行。
1.3改进措施
(1)电矩粉尘收尘技术
电矩粉尘是指在外部电场作用之下,粒子内部的正负电荷离子经过物理作用,互相分离,从而形成感应电矩。电矩粉尘收尘技术具有价格便宜、方便维修、设备电压低、电流较小、收集粉尘时安全可靠、比一般线板式的电除尘器的重量偏低的特点。
(2)电袋除尘技术
电袋除尘技术是综合电除尘器和布袋除尘器两种成熟除尘理论而提出的,其是被认为最有希望取得细颗粒物高效脱除的技术。电袋除尘技术按照布袋区、电除尘器布置的相对位置可以分为分体式、整体式、嵌入式三种结构。,电袋复合除尘器无论是技术指标还是经济性都有着极大的优势,但其仍然存有不少关键技术问题尚未得到解决。
(3)湿式电除尘技术
湿式电除尘技术是利用普通湿法除尘和静电除尘机处理高含湿和含尘烟气,其除尘过程是直接将水雾喷向放电极和电晕区,水雾在电极形成的强大电晕场内荷电后分裂进一步雾化,使电场力、荷电水雾的碰撞拦截和吸附凝并,从而共同对粉尘粒子起捕集作用。同时,湿式电除尘器与传统电除尘器相比,其具有许多优势,比如取消了所有振打装置的运动部件、可靠性高、节约电耗、工作状态稳定、对酸雾、颗粒物及重金属有着良好的脱除效果。同时业存在着一定的局限性,比如,必须有足够强的冲洗水以冲下黏附在吸尘极和放电极上的粉尘、需设置废水处理设备并采取较好的防腐措施、使用高压电源等。
在生物质燃料锅炉系统中的应用[2]
2.1应用现状
生物质燃料,包含了植物材料和动物废料等有机质在内的燃料,诸如秸秆、锯末、甘蔗渣、稻糠以及棕榈等。,在生物质燃料锅炉行业中,除尘器的应用类型较多,如水膜麻石除尘器、袋式除尘器(或电袋除尘器)以及静电除尘器等。
2.2存在问题
电除尘器在生物质燃料锅炉系统中应用时,现有的厂家已经投运的除尘器或多或少地出现了一些问题,如阴阳极板的变形、灰斗堵灰,甚至是除尘器爆炸等严重问题。在蔗渣除尘器爆炸事故中,电除尘器爆炸的原因有CO浓度过高,含氧量过高,存在可能火源,比如电场内部闪络产生的火花,接触散热设备的表面、飘过的炽热微粒、经过的高温气流、静电,生物质锅炉烟气中飞灰可燃物含量高,未燃尽的飞灰中常还夹带着火苗。
2.3改进措施
(1)炉膛出口增设CO检测仪,并实现在线监测
一旦检测到除尘器内CO浓度在3%~8%之间时,电除尘器各电场都会设置成处于欠功率无火花运行状态;而当检测到CO浓度高于8%时,所有电场均应作断电处理。
(2)除尘器壳体设计改进
在电除尘器顶部补设防爆门或者防爆片,以释放内部压力。电除尘器壳体上的防爆门(片)的起爆压力只要略低于设计压力值即可。同时,建议业主在空预器出口至电除尘器入口的水平烟道上增设防爆门(片)。
(3)灰斗方面的设计改进
为防止灰斗自燃,灰斗温度控制增设℃超温报警,一旦发现超温报警,要求运行人员及时检查并作灭火处理。同时灰斗配置电动锁气器,可有效防止多余空气进入除尘器内部,稳定设备内部含氧量,避免引发二次燃烧。在灰斗振打清灰方面,增设仓壁振动器,尽量保证灰斗壁板上不积灰。另外,为防止落下来的灰分吸收水分板结成块,灰斗配置了加热器和气化板。
(4)振打器的优化改进
鉴于生物质燃料中碱金属含量较高,粉尘黏性较大,不易振打清灰。为了更加有效清除粉尘,采用振打力较强的顶部电磁锤振打器。其振打强度、振打频率和振打顺序可根据现场实际运行工况进行调节,适应性强,调整灵活、方便、简单。振打传力顺畅快速、传力效率高、清灰效果好,有效保证了除尘效率。
(5)严格把控保温安装质量
严格把控除尘器焊接质量,特别是保温棉及保温外护板的安装质量,控制好漏风率,避免生物质燃料落灰时因为含湿量太高导致落灰板结成块。同时也可有效控制设备内部含氧量,避免高含氧量的发生,消除爆炸隐患。
技术优化现状
3.1湿式静电除尘器
三种常用湿式静电除尘器技术分别是:柔性纤维织物阳极立式、导电玻璃钢阳极立式以及不锈钢阳极卧式,下图为三种技术的对比情况:
图1三种常用湿式静电除尘器的比较[3]
3.2静电除尘器电极技术发展[4]
三电极ESP是在两个相邻的放电极之间增加了一块或一组与之等电位的辅助电极。三电极ESP有以下作用:能产生一个较均匀且较高的收尘电场,有助于提高除尘效率;抑制放电极的电晕电流,减缓粉尘层的电荷积累,对高比电阻粉尘的反电晕有一定的抑制作用。
黄三明[5]提出结构更为合理的三电极ESP结构形式,即泛比电阻除尘器。其
创新点是阳极采用轻型极板且在垂直于气流方向上交错布置,板面平行于气流,形成可以调节的单双区复合式ESP。收尘极板相互错开布置减小了收尘区电晕极与收尘极的间距,在相同电压下,提高了收尘区的平均场强,从而提高了粉尘的有效驱进速度和收尘区的收尘效率。同时,交错布置的收尘极板有效地抑制了二次扬尘,提高了对低比电阻粉尘的适应性。高压辅助电极的存在提高了收尘区的场强,而且其自身也捕集带正电的粉尘,不仅增大了收尘面积,又减少了电晕极对带正电粉尘的吸附量,有效防止了电晕闭塞,使ESP更适应对高含尘浓度烟气的处理,而且有利于提高除尘效率。同时,辅助电极对电晕极的放电有抑制作用,使反电晕的产生得到了有效控制,提高了对高比电阻粉尘的适应性。
3.3高频谐振型静电除尘器[6]
除尘效率是衡量除尘器性能优劣的重要指标,在除尘的过程中需要尽量提高除尘器输出电压以保证高除尘率,因此两极问的闪络放电现象不可避免。但过于频繁的闪络发生不仅会降低除尘率和电效率,而且对除尘器本体也会造成严重损害。因此提高静电除尘器的供电电源特性和对负载闪络进行有效控制,对除尘效率的提高具有重要意义。中高频谐振型静电除尘器因其具有除尘效率高、能耗小、体积小、运行费用低等优点,在工业除尘领域得到越来越广泛的应用。
参考文献:
[1]兰雪峰.关于火电厂电除尘器应用现状及新技术的探讨[J].建筑工程技术与设计,(19):.
[2]高海欧.静电除尘器在生物质燃料锅炉系统中的应用及技术优化[J].机电信息,(17):45-46.DOI:10./j.issn.-..17..
[3]常黎明.烟气超低排放用湿式静电除尘器技术应用分析[J].应用能源技术,(3):23-26.DOI:10./j.issn.-..03..
[4]俞佰均.静电除尘器电极技术研究进展[J].商品与质量,(5):-.
[5]黄三明.电除尘技术的发展与展望[],7.
[6]曹玲玲,鲁建权,杨民生等.高频谐振型静电除尘器控制技术[J].湖南文理学院学报(自然科学版),,28(3):71-75.DOI:10./j.issn.-..03..
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