淺析寬間距電除塵器除塵效率的影響因素
0 引言
隨著環(huán)保形勢的日益嚴峻，國家對除塵設備的出口排放濃度要求已越來越嚴格。準確把握電除塵器除塵效率的影響因素，并在實際應用中加以重視和改進就顯得尤為重要。筆者在此對影響電除塵器除塵效率的因素進行分析，與同行探討。
1 設計選型的影響
由于對影響電除塵器效率的各種內在因素不能作出系統(tǒng)的數(shù)學描述，以至目前電除塵器的設計選型仍然是帶有經(jīng)驗性的。國外在確立各種影響除塵因素和非理想情況的定量關系方面，已有所進展，從而為電除塵器的設計應用與分析建立一個精度較高的數(shù)學模型。就電除塵器的除塵效率要達到設計要求必須滿足兩個條件：一是合適的處理風量，即恰當?shù)倪^濾風速，在水泥行業(yè)新型干法線窯頭窯尾一般控制在0．7～1.0m／s。二是合適的比集塵面積或者集塵面積，一般來說，在同樣條件下比集塵面積大則處理能力強，在選型時要綜合考慮技術性能和經(jīng)濟指標，以選取相應規(guī)格的電除塵器。另外設計選型時要考慮工況波動，實際運行電壓可能略低，為以后技改留有必要的富裕量。
具體選型要計算的參數(shù)有：
有效截面積：
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式中：S——根據(jù)煙氣量計算電除塵器的有效截面積，m2；
Q——氣體處理量，m3／h；
V——氣體流速，即電場風速，m／s，對于新型干法水泥回轉窯取0．7～1.0m／s。
有效集塵面積：
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式中：A——電除塵器需要的有效集塵面積，m2
Q——氣體處理量，m3／h；
η——除塵效率；
ω——塵粒的有效驅進速度，cm／s，對于水泥取7～10cm／s；
K——設備儲備系數(shù)，一般情況下取5％。
2 極板極線的影響
根據(jù)多依奇效率公式，除塵效率η與驅進速度ω成正比，只要增大驅進速度ω值，除塵效率自然會提高，德國洛奇公司發(fā)現(xiàn)當極板間距由250mm增大到375mm時，驅進速度增大，電壓升高，電暈增強，并且寬間距特別適合于粉塵比電阻值在1011Ω／cm左右的粉塵(如圖1所示)，F(xiàn)同性極距設計在400mm，起暈電壓在72～100kV，起暈電流在0.7～1.2A，在水泥及其它行業(yè)應用使用效果基本達到設計要求。
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圖1 極板間距對除塵效果的影響
極板目前使用最廣泛的是480C型極板，480C型極板板面平整具有良好的電氣性能；極板電流密度均勻，板面壓有溝槽，使之易于吸附粉塵。其兩邊的折邊不僅增加了極板的剛性，而且作為防風溝還可以防止粉塵的再次飛揚。
由于電除塵器處理的煙氣通常溫度較高，極板會發(fā)生熱膨脹，極板的微小熱變形可引起同極距較大的變化，使得粉塵驅進速度降低，導致電除塵器的除塵效率下降。因此，在設計中極板的懸掛需要采用上部懸吊，下部固定的方式，這樣極板可以上下自由伸縮。如果在陽極排中部設置數(shù)道卡子將極板與極板限位固定，更能有效防止極板的熱變形。
極線現(xiàn)在的型式較多，但使用效果好的還應是BS型新型芒刺線，該極線機械強度較高，起暈電壓低，放電性能好，避免高濃度粉塵掛灰較多時造成電暈閉塞現(xiàn)象。
3 進出口煙箱與氣流分布板的影響
進出口煙箱的主要目的是降低風速、均勻布風，并且沉降部分粗顆粒。其中進口煙箱通常設置兩到三道均風板，均風板開孔率的合理性相當重要，必須確保電除塵進氣煙箱兩側進氣量相對偏差小于5％，氣流均布的相對均方根σ≤0．18。在進口氣流分布板上設置百葉窗式導流板二道，利用百葉窗式機械除塵器的原理，對入口高含塵煙氣進行粗除塵，可明顯減少進入第一電場的煙氣含塵量。
為使出口煙箱的下部形成死區(qū)以提高收塵效率，需要出口喇叭大口端面積小于進口的面積，出口喇叭的中心線也要抬高一些，兩者不在同一水平線上。
由于低比電阻粉塵的跳躍現(xiàn)象，部分重返電場的粉塵會被氣流帶出電場，同時，由于末電場在振打時的二次揚塵，來不及收集的塵粒會逸出電場，此時如在除塵器出口垂直氣流方向豎置一層槽形板，可以有效捕集這些逸出的粉塵，除塵效率明顯提高。
4 振打方式及清灰時間的影響
良好的振打強度和振打時間是除塵效率的保證，振打強度既要保證陽極系統(tǒng)和陰極系統(tǒng)的粉塵能及時清理下來，又不能強度過大，否則將會引起二次揚塵。試驗表明，逃離電除塵器的粉塵約40％～60％是發(fā)生在極板振打時，合適的振打制度可使逃離的粉塵減少一半。陰陽極振打采用先進的側向回轉撓臂錘式振打相比頂部電磁錘振打，振打力更足、振打加速度大，最低振打加速度達120g，可以最大限度地降低二次揚塵，實際運行中清灰效果好。而且該振打機構工作可靠，易于維護。
5 阻流板及小電場電極除塵的影響
在正常情況下含塵煙氣從進口端可以不經(jīng)過電場而由灰斗內部竄至出口端，煙氣形成短路，另外電除塵器最邊上的極板正常距側部殼體有l(wèi)00mm左右的距離，含塵煙氣也可以由這段空間直接從進口端竄至出口端形成短路，因此，在電除塵器收塵極四周和灰斗內設置的阻流板和擋灰板至關重要，這樣能使含塵煙氣全部進入電場，避免煙氣短路造成粉塵逃逸；另外也在灰斗擋灰板處設輔助電極，吸附較輕的粉塵，防止較輕的粉塵隨氣流逃逸到煙氣出口，除塵效果更好。
6 粉塵比電阻的影響
電除塵器的應用范圍受粉塵比電阻的影響比較大，粉塵比電阻在106～1011Ω／cm范圍以外，則除塵效率顯著下降。因此粉塵比電阻過高或過低，采用電除塵器不僅不經(jīng)濟，有時甚至不可能。電除塵器的性能隨著比電阻的增高而下降，有時會出現(xiàn)反電暈現(xiàn)象，導致除塵效率大幅下降；當粉塵比電阻低于l06Ω／cm時，塵粒因荷電放電迅速，很難被收塵極捕集，常沿收塵極表面作跳躍運動，最終隨氣流離開電場。
水泥回轉窯窯尾煙氣不僅溫度較高，從五級懸浮預熱器出來的煙氣一般有320～350℃，而且比電阻也高，需要嚴格控制增濕器的噴水量，確保粉塵比電阻在合適的范圍內，以提高粉塵驅進速度。
7 加強殼體的密封與保溫
電除塵器本體都為焊接件，焊接粗糙將會導致除塵器大量漏進冷風，嚴重的漏風不但增加電除塵器的負荷，更為嚴重的情況是煙氣結露，導致殼體和內部構件腐蝕。因此，電除塵器的外殼保溫是防止氣體結露的重要措施，保溫材料厚度選擇與工藝條件和環(huán)境溫度有關，一般原則按煙氣流經(jīng)除塵器后溫度下降不大于30℃考慮。
8 結束語
電除塵器除塵效率的影響因素多，機理復雜，忽視任何一個細節(jié)都有可能導致電除塵器不能正常運行，所以，我們在今后的設計與選型工作中需要慎重對待。
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