DR型高压粉尘比电阻试验台的研制与应用

中国环境科学1998,18(4):368~370 China Enviro nmental Science

DR型高压粉尘比电阻试验台的研制与应用

原永涛 雷应奇 吕建义 王丰春 (华北电力大学环境工程系,保定071003)

赵彤宇 (河南电力试验研究所,郑州450052)

李 庆 龚丽华 (华北电力科学研究院,北京100045)

文 摘 介绍了一种可在实验室测量工况下,对以燃煤飞灰为主的各种工业粉尘的比电阻特性进行测量分析的新型试验设备,由于该设备采用了升降式托盘电极和特殊的线路设计,从而提高了系统测量的可靠性。

关键词 粉尘 比电阻 电除尘器 测试技术

Research and application of DR type dust electrical resistivity testing instrument.Yuan Y ong tao,L ei Yingqi,L u Jianyi, Wang Feng chun(Department of Envir onment Eng ineering,North China Electr ic Pow er U niversity,Boding071003);Zhao T ong yu(Henan Electrical Pow er T est ing Research Institute,Zhenzhou450052);L i Q ing,Gong L ihua(N orth China Elec-tr ical Pow er Science Research Academy,Beijing100045).China Env ir onmental Science.1998,18(4):368~370 Abstract A new type of experimental equipment was dev eloped to deter mine the resistivity of various industrial dusts, specially the fly ash from coal fired boiler,under laboratory conditio ns.Since the lifting dish electrode and specific circuit design met hod has been ado pted,t he dependability of the exper imental system is enhanced.

Key words:dust electrical resistiv ity electr ical precipitator measurement technique

粉尘的比电阻特性是影响电除尘器运行工况的主要因素之一,是电除尘器研究、设计的重要依据。据有关科研机构对分布于全国各地30余家安装有电除尘器的燃煤电厂所进行的专题调查显示,燃煤飞灰的比电阻分布在106~1013 cm的宽广范围内,其中半数以上飞灰的比电阻处于高比电阻与中比电阻的临界点(1011 cm)附近。由于我国的燃煤电厂长期以来一直存在着煤种波动大、煤质低劣、燃烧工况多变等问题(这一现象短时期内不易改变),致使飞灰的比电阻经常处于变化之中,有时严重偏离电除尘器设计值,给电除尘器的运行控制管理增加了难度。而解决这一问题的最基础性工作就是对飞灰的比电阻测量技术的研究。

粉尘比电阻的测量分现场测量方法和实验室测量方法。现场测量方法是在烟道实际工况下实施测量 1 ,实验室测量方法是在实验室标准工况或人为设定工况下实施的测量。DR型高压粉尘比电阻试验台即属于后者,是一种专门用于实验室工况下对以燃煤飞灰为主的各种工业粉尘的比电阻特性进行测量分析的试验设备。

DR型高压粉尘比电阻试验台采用升降式托盘电极,该电极的结构形式不仅符合已被国际上广泛承认的 美国机械工程师协会(ASME)动力规范28标准 ,而且其上、下电极的同心度、平行度具有可调节功能。借助于灰盘升降装置,可将灰样表面的的压强精确地恒定于10g/ cm2的标准值,从而有效地提高了测量精度。

1 结构与原理

DR型高压粉尘比电阻试验台的硬件由主测控盘台、辅测控盘台、立式高温电极箱及直流高压电源设备4大部件组成;测量线路包括高电压调控、微电流检测和温度测控三大系统(如图1所示)。

1.1 主、辅测控盘台

收稿日期:1997-08-08

主测控台为一桌面屏式盘台。仪表屏上集

中安装了除高电(1kV 以上)测量仪表外的全部

测量、控制仪器仪表。本台可完成直流高压的调

控、1kV 以下电压信号的测量、10-10~10-3A 微电信号的检测及0~300 加热温度的测控。从安全考虑,辅测控盘台专门用于1kV 以上电

压信号的测量。图1 测量原理示意

Fig.1 Diagram of measuring system

1.温度传感器

2.高温电极箱

3.灰盘(电极)

4.高压电源设备

5.交流接触器

6.温控仪 1.2 高温高压电极箱电极箱为立式布置,上下双体结构。箱内安装有升降式高压托盘电极及加热组件(如图2所

示)。直流高压输电线(3)从电极箱顶端引入,经

高压绝缘瓷瓶(4)、中心吊管(10)、底部高压绝缘

子(11)与可旋式高压母盘(12)连接。母盘上对

称安放有4个兼作高压端电极的升降式灰盘

(9)。在悬吊管的中段安装有悬吊支架座。支架座伸出的4只悬臂分别吊起4组低压电极组件。电极组件的悬吊高度与悬吊角度均可调节。将装入灰样的灰盘安放在母盘的插孔上后,旋转母

盘使灰盘平稳、准确地平移至相应的电极组件垂

直下方,使两者保持同轴。然后调节母盘底部

的旋丝,使相对应的灰盘缓慢上升,直至盘内灰

样平面与上电极平行接触,进而将上电极轻轻托

起。此时电极组件的额定重量恰好全部施加在

灰样表面之上,使灰样表面的压强保持额定压

强。采用这种机械式电极定位方法可以消除因

安放过力,或因高低压电极平行度、同轴度偏差

而引起的人为测量误差,使测量重现性明显提高。 高温电极箱的加热电源有5种功率可供选择,可以根据需要调节电极柜的升温速度。同时设置了3条加热线路,以作备用,从而保证了在

正常加热功率下不会因加热丝熔断而中止试验,保持试验的连续性。

图2 高温电极箱结构示意Fig.2 Diagram of the high temperature electrode chamber

1.箱体

2.温度传感器

3.高压线

4.高压磁瓶

5.悬臂

6.主电极

7.接地极

8.灰样

9.灰盘 10.中心吊管

11.绝缘子 12.可旋式高压母盘 13.灰盘升降调节器

14.漏泄电流输出线2 主要技术特点2.1 耐压性由于我国燃煤电厂飞灰有半数以上属于高比电阻飞灰,灰层泄漏电流微弱。为了获得足够准确的数据,对于高比电阻或超高比电阻飞灰(1011~1014 cm)必须施加很高的测量电压。然而施加电压越高,则越易引起测量线路上的电流泄漏,甚至产生非正常性放电。即使有微弱电流信号损耗,也会导致测量数据严重失真。为此,本试验台在电流信号传输线路和电极结构设计上采用一系列有效技术措施,保证测量线路在上万伏高电压和数百度高温下无泄漏、无击穿,无串流现象发生。2.2 测量重现性高压粉尘比电阻试验台由于采用了升降式悬吊式托盘电极,有效地降低了传统平行圆盘电

3694期 原永涛等:DR 型高压粉尘比电阻试验台的研制与应用