球团竖炉电除尘器效率降低的原因及对策

球团竖炉电除尘器效率降低的原因及对策
作者：帅博
来源：《科技传播》2012年第07期
摘要在实施可持续发展的进程中，环境保护已经成为企业生存发展的生命线，为了控制烟尘排放浓度，必须使除尘设备保持较高的除尘效率。

通过对济钢炼铁厂球团竖炉电除尘器效率降低的原因分析，指出了相应的对策，以提高除尘效率，达到环保的目的。

关键词电除尘器；除尘效率；电晕闭塞；反电晕；高压短路
中图分类号TF046 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2012）64-0028-02
0 引言
电除尘器是利用直流负高压使气体电离，产生电晕放电，进而使粉尘荷电，并在强电场力的作用下，将粉尘从气体中分离出来的除尘装置，具有净化效率高、阻力损失小、处理烟气量大、自动化程度高等特点，在济钢球团竖炉烟尘处理中广泛应用且发挥着重要作用。

济钢炼铁厂球团竖炉有电除尘器4台套，分别担负着2#、3#、4#竖炉及球团成品系统。

电除尘设备大部分时间运行良好，但除尘效率降低的情况也时有出现，达不到环保标准，这不仅污染环境影响企业发展，还危害员工身体健康，因此确保电除尘器高效率运行十分重要。

本文结合我厂实际对电除尘器运行效率降低的原因及对策进行探讨。

济钢球团竖炉烟气的工艺特点：烟尘主要来源于竖炉炉顶、竖炉下部排矿口、链板机机尾、带冷机机头及机尾、成品中间仓、排矿口等处；温度波动大，各点合成后烟气温度为80℃~200℃，仓下露点60℃；粉尘浓度10g/m3~25g/m3；堆比重2.6g/cm3，真比3.8g/m3；粉尘比电阻偏高1010Ω·cm ~1012Ω·cm，易产生电晕。

1 电除尘器效率降低的原因分析
1.1 阴极线肥大和阳极板粉尘堆积
济钢炼铁厂球团竖炉电除尘设备经过长期运行，存在阴极线肥大和阳极板粉尘堆积的问题，严重影响除尘效率的提高。

济钢球团生产工艺中添加有粘结剂，粉尘的粘附性强，不易振落，阴极线的粉尘会越积越多，形成阴极线肥大现象，大大降低电晕放电的效果。

粘附性强的粉尘还会在阳极板上堆积，使除尘效率明显下降。

其产生的原因主要有以下几方面：
1）机械振打强度不够或振打系统故障。

不能有效振打清灰，造成阴极线肥大和阳极板粉尘堆积，使电压电流无法升高；2）结露现象。

电除尘器在停止运行或低负荷运行时电除尘内的温度会低于露点，从冷却成品球团除尘管道进入电除尘的大量水蒸气凝结，使粉尘表面溶解，溶解物质凝固或结晶后，产生大附着力依附在极板极线上；3）漏风问题。

除尘器都存在
着不同程度的漏风，冷风从仁孔、粉尘料仓、管道、绝缘瓷瓶等处进入电场，不但会增加除尘的烟气量，而且会因温度下降出现结露，造成阴极线肥大、阳极板粉尘堆积、绝缘瓷瓶爬电和电场腐蚀；4）经过长期运行，部分阳极板、阴极线腐蚀严重，通过振打无法清除其表面上的粉尘。

1.2 反电晕
反电晕是电流感应现象，电除尘器最适合的粉尘比电阻范围为104Ω·cm ~5×1010Ω·cm，若沉积在收尘极上的粉尘是良导体，则不会干扰正常电晕放电，如果是高比电阻粉尘，则电荷不易释放。

当粉尘比电阻超过5×1010Ω·cm以后，除尘效率随着粉尘比电阻的升高而下降，荷电高比电阻粉尘到达阳极板后，电荷不易释放，沉积在阳极板上的粉尘层逐渐增厚，在粉尘层间形成较大的电位梯度。

当粉尘层的电场强度大于其击穿强度时，在粉尘层的空隙间产生局部击穿，发生反电晕现象，导致除尘效率急剧下降，严重时甚至能导致电除尘器无法工作，其产生的原因主要有以下几方面：
1）济钢炼铁厂球团竖炉的粉尘属于高比电阻粉尘，随着粉尘比电阻的升高，正电晕放电频繁，电流增加。

此时粉尘表面产生的大量正离子与集尘电极起收尘作用的负电荷中和，使除尘效率降低；2）因电场内易产生粉尘堆积，易造成粉尘层局部击穿，在堆积粉尘层表面，产生正电晕放电，随着电压升高，会形成火花放电，火花放电使电压显著降低，进而引起火花频发故障，造成集尘极的工作电流降低，除尘效率大幅降低。

1.3 电晕闭塞
济钢炼铁厂竖炉正常运行时烟气中含尘浓度大，粉尘离子数量多，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，当其接近气体离子形成的空间电荷时，会严重抑制电晕电流的产生。

因粉尘离子的迁移率极小，所以电流下降，当含尘浓度太大时，则由电晕生成的离子都会吸附在粉尘上，此时离子迁移率达到极小值，最后电流可能趋近于零，使运行参数明显下降、除尘效率明显降低，称为电晕闭塞现象。

其产生的原因主要有以下几方面：1）烟气含尘浓度大。

球团竖炉因炉况调整经常有粉尘浓度大幅增加的现象，电除尘的电流下降明显，除尘效率低下；2）烟气流速增加。

电除尘器是负压运行，当密封不严而漏风时，冷空气就会从外部进人电场，使通过电除尘器的烟气流速增大，则单位时间内停留在电场中的粉尘量增加，会出现电晕闭塞现象，还会增加风机负荷，使除尘效率低下。

1.4 烟气温度
烟气的温度和压力影响电晕始发电压、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，这体现在烟气密度参数上，它随温度的升高而减小。

另外烟气的温度越高，其粘滞性越大，驱进速度越低。

当烟气温度过高时，电晕始发电压、电晕极表面的电场强度和火花放电电压都要降低，致使二次电压升不起来。

我厂各点合成后烟气温度为80℃~200℃，随炉况调整经常大幅波动，在温度高于150℃以上运行时将显著影响电除尘器的
二次电压、电流的升高，且容易引起极线变形，对风机、电机的冲击也很大，甚至引起风机叶轮变形。

在温度低于80℃以下运行时则易冷凝结露，使电除尘器不能正常运行。

1.5 供电装置运行不良
电除尘器的供电装置由升压变压器、高压整流器、控制元件和控制系统的传感元件等四部分组成。

其中升压变压器和高压整流器及一些附件组成主回路，其余部分组成控制回路。

高压供电及其控制装置性能的优劣是决定电除尘效率高低的重要因素。

我厂电除尘器运行电压为40kV~72kV，高压短路及供电控制装置运行不良是经常出现的现象，直接导致除尘效率降低。

其产生的原因主要有以下几方面：
1）高压短路。

高压供电回路对地击穿；电场内阳极板、阴极线完全短路或积灰短路；阴极线或阳极板断裂或开焊，极板极线间距在烟气流动条件下时大时小，甚至短路；电场或阴极绝缘瓷瓶严重受潮或进水绝缘降低甚至到零，进水使阴极绝缘吊杆在运行中放电而碳化完全失去绝缘作用，绝缘瓷瓶破裂；高压微机控制器调整不当误发信号、微机元件故障、取样主回路断线、损坏造成的假象；2）控制装置运行不良。

相对于高压供电装置，除尘器电场的阻抗是一个不断变化的负载。

当电场阻抗降低、电流变大时，要求设备能自动降压，反之则能自动升压。

但由于个别控制器功能还不够齐全，操作人员对设备认识存在一定局限，致使供电控制装置运行不良，容易造成反电晕，使除尘效率降低。

2 提高电除尘器运行效率的对策
2.1 技术改进
1）阴极线更换为管剌线，管刺线钢管截面粗大，强度高、钢性好，在恶劣的烟气条件下不变形、不断线，彻底解决了除尘器常见的断、掉线故障。

针尖端的电晕会产生强烈的电风，使粉尘迅速向阳极移动，克服了因针尖附近聚集粉尘而产生的电晕闭塞现象，适用于济钢球团竖炉烟气对除尘器的要求；2）在除尘器顶部每个电场安装三台声波清灰器，每两电场之间两侧各装一台声波清灰器。

补充了除尘器中上部振打力不足、振打分布不均的缺陷，对于抑制阴极线肥大和阳极板粉尘堆积、二次扬尘、电场反电晕和电晕封闭现象的发生起到了显著作用；3）竖炉烟气温度变化较大，为防止电场内部结露腐蚀，必须保证除尘本体的气密性，防止冷风进入，对4台除尘器本体外壳全部加保温层，降低除尘器内部的烟温损失；4）在绝缘瓷瓶下部增加密封装置，增加聚四氟乙烯绝缘板，阻断粉尘到绝缘瓷瓶内部的通道，有效防止绝缘瓷瓶爬电，较好地解决了球团竖炉烟气中水分大，电场内容易结露，瓷瓶内壁沾灰多引起爬电而被击穿造成损坏的问题；5）除尘顶室采用集中式空气加热系统，实现闭环控制，绝缘子室内温度始终高于露点温度10℃~15℃，保证绝缘子不结露、不挂尘，延长绝缘子使用寿命。

2.2 加强维护管理
1）定期对电场检查维护。

对松动的或有磨损的固定件进行调整、紧固、更换；检查阴极线、振打电机、加热系统、阴极瓷瓶等易发生故障的部分并及时处理更换；擦拭干净各绝缘瓷件积灰；检查漏风情况，发现漏点及时密封。

对阴极线肥大和阳极板粉尘堆积的异常情况查找原因并采取措施；2）定期对供电触发装置性能测试，对高低压回路与仪表开关进行校检，对各种保护进行整定试验，并对整流变进行吊芯检查；3）科学合理地调整电除尘器的运行工况，严格控制竖炉的操作工艺参数，稳定烟气温度，杜绝偶发性大量烟尘，合理控制烟气湿度。

3 结论
除尘效率的高低，意味着含尘气体所能达到的净化程度。

影响电除尘器除尘效率的因素是多方面的，并随生产变化和设备磨损老化不断出现。

因此，只有弄清影响电除尘器除尘效率的因素，才能提出相应的改进措施和较佳的治理方案，保证电除尘器高效、稳定的运行。

参考文献
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[2]杨靖霞，史建福.环境工程[M].成都：成都科技大学出版社，1996.
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