浅析粉尘高比电阻对电除尘器的影响[1]

&% 由于环境温度会影响比电阻的大小，所以通过 采用喷水、 喷蒸汽 （ 费用较高） 和原料加湿等办法进 行调理。试验研究表明，增湿可以降低电除尘器中 烟气的温度，在一定条件下可使粉尘电阻处于较为 适宜收尘的范围，更重要的是可以降低粉尘的比电 阻， 从而提高除尘器的除尘效率。 尘粒吸附水分随着烟气含湿量的增加而增加， 随温度的上升而减少，加湿调理在低温时更加经 济。 ’( )( ! 化学调理 在影响比电阻性能的因素里曾经介绍了烟气 三氧化硫成分会对除尘器中的粉尘比电阻产生影 响，有利于降低粉尘比电阻。降低粉尘高比电阻可 以采用少量的化学调理剂进行必要的调剂就能达 到目的。而化学调试试剂的运用关键是寻找适当的 调理化学试剂。用得较为广泛的化学调理剂有三氧 化硫，这种方法的使用在冶金熔炼炉中运用较多。 其它化学调理试剂还有氯化物、 硫酸铵等。 水分与化学调理剂的作用有重要关系。一般气 体含湿量越大、烟气温度越低，化学调理剂的作用 越显著。 ’( )( & 其它调理 在调理方法中除了加湿和化学调理外，还有在 高比电阻粉尘中掺入导电粒子进行调理的办法。该 方法并不增加原有粒子的电导率，而是由掺入的导 电粒子构成电流流过粉尘层的低电阻并联通道。这 纯粹是物理性质的作用，通常需要加入相当数量的 导电粒子，并使其均匀混合才能起到较明显的作 用， 因此大大限制了它的实际应用。 ’( ! 对系统及原材料采取措施 对于静电除尘器，烟尘烟气温度介于 )*# + 内部导电）为主，介于 )*# + !##, 时以体积电导 （ )’#, 时以表面电导为主，在这 ! 个温度段间的某 个温度下， 粉尘比电阻到达最大值。当烟气很干时， 没有表面电导，比电阻随着温度的下降而上升。因 此可以对使用除尘器的系统采取措施，以调节电除 尘器中的烟气温度，从而降低粉尘比电阻。对于存 在高比电阻粉尘的电除尘器，应结合设计烟气温度 值调整相关系统，在不对设备造成损坏的情况下， 提高通过电除尘器内部的烟气温度，以减低粉尘比 电阻值，从而提高除尘效果。江西省火电厂烟气温 度通常在 )&# + )%#, ， 烟气温度处于粉尘比电阻在 烟气温度影响分布的高值温度段 （ 粉尘高比电阻 区） ，根据比电阻与烟气温度的变化关系以及烟气 生。
悉降低粉尘高比电阻的有效方法， 以提高电除尘器的除尘效果， 减少火电厂烟尘排放对环境的污染。 关键词： 火电厂； 烟尘； 粉尘； 高比电阻； 电除尘器； 影响 中图分类号： ’(!!&) !* 文献标识码： + !"#$%&’$( ,-./012345 .64 125. /7.4 /4585.7-34 675 .64 89:73. 0- 125. /490;7< /452<. 0= 4<43./837< :/438:8.7.0/ 7-1 94367> -859) ’0 4<43./837< :/438:8.7.0/ ?48-@ 125. 68@6 .67- ?4.A44- /4585.7-34 7-1 17-@4/ B 125. /490;7< 0= 4==8384-3CB 8. 85 /41234 125. .0 68@6 .67- 4==43.8;4 94.601 0= /4585.7-34 .0 =798<87/ A8.6B 8- 0/14/ .0 89:/0;4 .64 125. /490;7< /452<. 0= .64 4<43./837< :/438:8.7.0/B /41234 .64 590D4 7-1 125. 0= .64/97< :0A4/ :<7-. 7-1 185367/@4 .64 :0<<2.80- 0= .64 4-;8/0-94-.) )*+,-%.#( .64/97< :0A4/ :<7-.E =<24E 125.E 68@6 F 5:438=83 /4585.7-34E 4<43./837< :/438:8.7.0/ E 8-=<24-34
是因为电除尘器是利用强电场使气体电离，即产生 电晕放电， 进而使粉尘荷电， 并在电场力的作用下， 将粉尘从气体中分离出来的除尘装置，电除尘器较 其它除尘方式有很多优点：能处理大流量气体及高 温或腐蚀性气体；库仑力直接作用与浮游在气体中 的粒子， 并且设备机构简单、 气流速度低， 故除尘器 压力损失小，一般为 G%# H !IJ K7；除尘器效率高， 可达 II L 以上， 对于粒径小达 #) G !9 的粉尘仍有 较高的除尘效率；能耗较低，一般处理 G ### 9 烟 气约需 #) ! H #) % DM；同时耐高温 （ 可达 &J# N 左
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温度设计值要求，采取通过提高烟气温度方式来达 到降低粉尘比电阻的方法不可行；而应探讨降低烟 气温度来达到降低粉尘高比电阻的可行性。在采用 低温方式处理粉尘高比电阻问题时，应重视水分及 酸冷凝对设备造成腐蚀的可能性。 ’( & 适当供电方式 只要静电除尘器电压稍有上升，其除尘效果就 会有显著提高， 但是电压升高超过一定值时， 电除尘 器内会产生火花闪络频繁，甚至产生电弧放电现 象。这时电除尘器的有效电压会大大减低，沉积在 收尘电极上粉尘层就会松动， 使尘粒重返气流， 同时 会熔蚀放电极线。可见电除尘器有一个最佳工作电 压值，因此适当供电是解决高比电阻对除尘效率影 响的途径之一。 ’( $ 湿式除尘方式 湿式电除尘器可以捕集高比电阻粉尘。因为在 湿式电除尘器中 ，灰尘被水膜捕集，而水是比较好 的导电体，所以湿式除尘设备基本避免了粉尘高比 电阻的问题。但湿式电除尘器必须增设污水处理设 施， 以防止二次污染， 同时应注意除尘器设备的腐蚀 等技术问题。 ’( ’ 对收尘电极采取措施 在收尘电极上设置绝缘屏蔽，可以捕集较高比 电阻的粉尘， 但实际上， 不容易找到长期耐 )##, 以 上高温而不丧失其绝缘性能的经济的屏蔽材料。此 方法从技术上是可行的， 但对于大型、 高温除尘器来 说， 经济性成为问题。 通过移动收尘电极，使吸附在收尘电极上粉尘 层产生的电场强度减弱，从而逆止电离现象的发 控制收尘极的温度，以克服高比电阻。通过适 当提高烟气温度或者适当降低烟气温度都可以达到 降低粉尘高比电阻问题。由于电除尘器设备庞大、 结构复杂， 在实际生产中， 并不是在任何情况都可以 调整电除尘器内烟气温度。我们可以进行局部温度 的升高或降低， 因此通过加热或冷却收尘极板， 可以 控制吸附在收尘极板上粉尘层的温度，达到提高除 尘器除尘效果。 在运行中， 必须定期测试粉尘的比电阻， 从而提 供电气调整依据和进行燃煤配比的调整，以改善粉 尘比阻值。如果遇到高比阻时，必须对气体进行调 质。一是喷射水、 蒸汽以降低粉尘 !， 提高气体的介 质强度， 减少气体的粘度； 二是使用化学调理剂， 在 煤的含硫量低时， 下灰 ! 很高， 如果加些调理剂， 如
右） ；# "・39 范围内时最适宜于电气收尘，而在电力
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工业生产中，经常遇到比电阻高于 J O G# "・ 39 的粉尘即高比电阻粉尘，所以解决高比电阻的收尘
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问题是进一步研究电除尘器、提高电除尘器除尘效 率、扩大其运用范围的重要研究课题之一。针对高 比电阻粉尘对电除尘器除尘效率影响问题，应根据 生产的具体情况，寻求减低粉尘高比电阻对除尘器
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沉积在电除尘器收尘极表面上的粉尘应具有一 定的导电性，才能传导从电晕放电到大地的离子 流。 在通用的板式电除尘器中，电晕电流必须通过 极板上的粉尘层传导接地的收尘极板上。若粉尘的 比电阻超过 J O G#G# "・ 39 时，则电晕电流通过粉 尘层就会受到限制， 这将影响到粉尘粒子的荷电量、 荷电率及电场强度的变化， 如不采取必要措施， 将导 致除尘器除尘效率的下降。 同时由于粉尘的比电阻对粉尘的粘附性有很大 的影响， 高比电阻会导致粉尘的粘附性增大， 这样会
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文章编号： G##% F &$"U S !##$ T #% F &$ F #$
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浅析粉尘高比电阻对电除尘器的影响
殷星兰， 周金泉
（ 江西省电力试验研究院， 江西 南昌 &&###% ）
摘
要： 介绍粉尘比电阻对电除尘器除尘效果的影响及机理。针对电除尘器粉尘高比电阻对除尘效率的危害， 熟
收稿日期： !##$ F #J F !I 作者简介： 殷星兰 S GI*& — T ， 女， 江西人， 工程师， 主要从事火电厂环境监测及环保技术研究。
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&’ $ 影响粉尘比电阻的因素 粉尘比电阻除了与粉尘本身的物理、化学特性 有关外，环境的影响也可以改变粉尘比电阻性能。 掌握影响粉尘比电阻的外在因素，可以使我们采取 正确有效的方式去改变粉尘比电阻对电除尘器除尘 效果的影响。 $- ( 烟气温度影响 理论和实践研究表明，环境温度会对粉尘比电 阻产生影响。有关试验技术资料显示，粉尘比电阻 是随着环境温度的变化而变化的。温度超过 !##. 左右时， 粉尘比电阻随着温度的升高而降低， 与烟气 成分无关； 温度低于 (##. 时， 粉尘比电阻随着温度 的降低而降低；温度在 (’#. 左右时，比电阻值最 高。粉尘比电阻最高。粉尘比电阻与烟气温度关系 见图 (。
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比电阻过低或过高的粉尘，如果不采取预处理 措施，都不利于采用电除尘器进行粉尘捕集，或会 严重影响电除尘器的除尘效果，所以对于火电厂电 除尘器的运行中，应加强粉尘比电阻的试验工作， 掌握粉尘比电阻特性。 & 高比电阻粉尘对电除尘器除尘效果的影响 粉尘比电阻的过大过小都不利于电除尘器的 稳定正常运行，正确了解粉尘比电阻对除尘器性能 的影响，有助于在除尘工作中克服产生影响的因 素，避免因比电阻原因造成除尘效率下降的现象， 寻找解决比电阻降低除尘效果的技术对策及途 径。 粉尘的比电阻过低 （ ， 会形成粉 ! +(#$ !・)*） 尘在收尘极板上的跳跃现象，最后气流中粉尘可能 被气流带出电除尘器， 影响降尘的效果。 火电厂除尘工作中，在粉尘比电阻对电除尘器 除尘效果影响方面，高比电阻粉尘的影响更为普 遍、 突出。粉尘比电阻很高， 粘附在极板上的粉尘层 中的电压降会变得很大，当达到一定程度后，电除 尘器气流会开始发生异常现象，致使粉尘层局部被 击穿，并产生火花放电，既通常所说的反电晕现 象。所谓反电晕就是沉积在收尘极板表面上的高比 电阻粉尘层所产生局部放电的现象。 若沉积在收尘极板上的粉尘是良导体，就不会 干扰正常的电晕放电，但如果是高比电阻粉尘，则 电荷不容易释放。随着沉积在收尘极板上的粉尘层 厚度不断增加， 释放电荷更加困难。 当粉尘层比电阻超过临界比电阻值时，火花放 电电压下降，频繁地产生激烈的火花放电，这种现 象成为火花频发。电除尘器内适当的火花对除尘效 果是有利的，但火花频发则对除尘有很多不良影 响。为了避免火花频发， 就得降低外加电压， 这样虽 然能使粉尘层的绝缘不被破坏和反电晕现象的停 止， 但同时收尘空间的电场、 电流密度会显著下降， 这样还是不利于除尘器的稳定运行及除尘效果。
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概述 电除尘器在电力行业的应用越来越为广泛。这
影响的有效方法， 提高电除尘器除尘效率。 G 粉尘比电阻对电除尘器性能影响的机理 各种物质的电阻与其长度成正比，与其截面积 成反比， 并和温度有关。如果用 ! 表示一种材料在 某一温度下的电阻， 则有下列关系： ! P !"Q R #Q S " T 式中 !—— — 材料的比电阻 （ "・39） （ — —材料的长度 "Q —— 39） — —— — 材料的截面积 （ #Q —— 39!）
图(
粉尘比电阻和温度关系的典型曲线
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煤的含硫量影响 含有硫的煤燃烧会产生大量的二氧化硫，在正
常情况下， 大约 #- ’/ 0 (/ 的二氧化硫氧化形成三 氧化硫。如果温度足够低，三氧化硫吸附在飞灰上 就能大大降低飞灰的比电阻，所以含硫量高的煤质 所烧成的飞灰其比电阻值比含硫量低的煤要低。研 究解决高比电阻粉尘对电除尘器性能的影响一直是 国外、国内发展电除尘技术的重要课题。要从技术 上解决高比电阻粉尘被击穿， 要满足这一要求， 必须 降低粉尘层的电晕电流或粉尘的比电阻。 降低粉尘高比电阻的方法 调理） ’- ( 进行调质处理（ ’ 所谓进行调质处理就是向烟气中加入导电性能 好的物质，如 12& 、34& 等合适的化学调质剂，以及 向烟气中喷水或水蒸气等。 ’- (- ( 加湿调理
导致需要提高除尘器振打强度以清除电极上的粉 尘层，这也将造成正常情况下的二次飞扬加大，最 终降低了除尘器除尘效率。 ! 粉尘比电阻的分类 根据粉尘比电阻对电除尘器性能影响，大致可 分成以下三种： 低比电阻粉尘： ； !)(# （ !・ )*） $ (# （ ； 中比电阻粉尘： (# + ! +’ , (# !・)*） (# （ 高比电阻粉尘： 。 !&’ , (# !・)*）