影响电除尘器性能的主要因素

影响电除尘器性能的主要因素影响电除尘性能的因素很多，可以大致归纳为如下四大类：密度、粘附性和比电阻等。流速和含尘浓度等。3、构造因素：主要包括电晕线的几何外形、直径、数量和线间距，收尘极的形式、极板断面外形、极间距、极板面(周期)风装置等。二次飞扬和电晕线肥大等。收尘性能，但是由于外界条件的变化，也会使它达不到预期的效果。本章着重介绍各主要因素对电除尘器性能的影响、对管好、用好电除尘器是很有帮助的。粉尘特性的影响粉尘的粒径分布：是由于荷电粉尘的驱进速度随粉尘粒径的不同而变化。从(2—1)式可明显看出，驱进速度与粒径大小成正比。也就是粉尘粒径越大，收尘效率起高，从图3—1可以看到驱进速度，和收尘效率与粉尘粒径分布的函数关系。虽然粉尘粉径小于0．2μ细，其附着性越强，因此吸附在电极上的细粉尘不简洁振打下来，这样会使电除尘器的性能降低。粉尘的真密度和积存密度粉尘的真密度对电除尘的影响虽不象靠重力和离心力进展的机械除尘装置那样重要，但是已经分别出来的粉尘在落人灰斗时也要靠重力，所以粉尘的真密度对提高除尘器的性能也是有影响的。体空间在内的体积并取固体粒子的质量求得的密度，粒子间的空间体积与包括粒子群在内的全部体积之比，通常称为空隙率，用字母P表示。空隙率真密度Υ与积存Υa之间的关系用以下式表示：(1p)99.9121199.91211收尘效率〔%〕99.51099987695599.91粉尘粒径(10)有效驱进速度〔cm/s〕图3-1驱进速度和收尘效率与粉尘粒径分布的函数关系真密度Υ对确定的物质而言是—定的，而积存密度Υa，则与空隙率P有关，随着充填程度不同而有大幅度的变化，假设Υ与Υa响也就越大。各种粉尘Υ和Υa的比值列入表(3—1)。如Υ／Υa比值在10的影响会很大。所以在电收尘运行时应予以重视，即对Υ／Υa的比值列入表(3—1)。如Υ／Υa比值在10左右的粉尘。要留意防止漏风。主要工业窑炉粉尘的真密度与积存密度表3-1主要真密度积存密

r/ra 主要工真密堆积

r/ra工业r(g/cm3) 度

业窑炉度 密度窑炉 ra(g/cm3)粉尘

粉尘 r(g/cm3)g/cm2煤粉2.1锅炉

0.52

4 硅砂粉2.63 1.26(0.5 ～72μ)

2.1水泥1.0干燥窑重油1.98锅炉

0.60 5 电炉 4.5 0.6-1. 4.350.20 9.8 化铁炉2.0 0.8 2.5硫矿炉化熔4.170.537.9炼50.510氧化4.750.657.31.00.310炼钢精炼炉碳黑1.90.02576.0烟(0.756u)灰～2.21.072.1水泥2.760.299.6盐1.121.52.1生产水泥粉(0.7～91u)锡青5.210.1632.6用2.470.72-01.7钢炉粘土.8骨料2.91.062.71.8-41.5-2.2.0干燥粉.26炉黄铜5.40.3615.06.42.622.4电炉(0.9 ～42u)造纸1.110.12724.5烧结炉3-411.5墨液流炉滑石0.750.59～1.2转炉50.77.1粉0.71烟灰 2.151.21.8铜精炼4-50.222.3硅砂2.631.552石墨20.36.7粉(105μ)硅砂2.631.451.8铸造砂2.712.7(30μ)硅砂粉(8μ)2.631.152.3铅再精6 1.2 5炼粉尘的粘附性：对粉尘的捕集是有利的。但是粉尘粘附在收尘器壁上会积存起来，这是造成收尘器发生堵塞故障的主要缘由。在电除尘器中，假设粉尘的粘附性强，粉尘就会粘附在电极上，即使加强振打，也不简洁将粉尘振打下来，就会消灭电晕线肥大和收尘极板粉尘积存的状况，影响电晕电流与工作电压上升。致使除尘效率降低。所以粉尘的粘附性应予以重视，将粉尘层的粘附强度作为评定粉尘附性的指标。苏联依据粉尘的粘附强度将粉尘分为四类：如表3—2所示。粉尘粘附性的分类分类粉尘性粘附强度质 (Pa)第一类无粘附0-60性

(干砂)土其次类微粘附60-100含有很多未燃烧完全性质飞性灰，焦炭粉，页岩灰，干滑石粉、高炉灰、炉料粉。第三类中等附300-600完全燃尽的飞灰、泥煤粉、泥性煤灰、湿镁粉、金属粉、黄铁矿粉、氧化锌、氧化铝、氧化锡、干水泥、炭黑、干牛奶粉、面粉、锯末第四类强粘附＞600潮湿空气中的水泥、石膏粉、性雪花石膏粉、熟料灰、(石棉、棉纤维、毛纤维)粉尘的比电阻电阻对电除尘性能的影响，大致可分为三个范围：104(cm)，比电阻这一范围内的粉尘，称为低比电阻粉尘；尘；

10451010(cm)，比电阻在这范围内最适合于电除51010(cm)，比电阻在这一范围内的粉尘，称为高比电阻粉尘。1、低比电阻粉尘的影响：假设粉尘的比电104(cm)，则当它一到达收尘外表不仅马上释放电荷，而且因静电感应获得和收尘极同极性的正电荷，假设正电荷形成的排斥力大得足以抑制粉尘的粘附力，则已经沉积的粉尘将脱离收尘极而重返气流，重返气流的粉尘在空间又与离子相碰撞，会重获得和电晕极同极性的负电荷再次向收尘极运动。结果形成在收尘板上跳动的现象，最后可能被气流带出电除尘器。2、高比电阻粉尘的影响：当粉尘比电阻超过临界值51010(cm就随着比电阻的增高而下降，比电阻超过1011(cm)，承受常1012(cm)，承受常规电除尘器进展捕集，就更为困难，甚至发生通常所说的反电晕。3、反电晕所谓反电晕就是沉积在收尘极外表上高比电阻粉尘层产生的局部放电现象。荷电后的高比电阻粉尘到达收尘极后，电荷不易释放。随着沉积在极板上的粉尘层增厚，释放电荷更加困难。电晕极一样的极性，便排斥后来的荷电粉尘。另一方面，由于粉尘层电荷释放缓慢，于是在粉尘间形成较大的电位梯度。当粉尘层中的电场强度大于其临界值时，就在粉尘层的孔隙间产生局部击穿，产生与电晕极板性相反的正离子，所产生的正离子便向电晕极运动，中和电晕区带负电的粒子，其结果是电流增大、电压降低，粉尘二次飞扬严峻，导致收104(cm)＝由于尘粉的跳动现象，引起收尘效率的降低，高比电阻粉尘1011(cm))4、影响比电阻的因素某种意义上是随温度的变化而变化的，飞灰比电阻和温度关系，典型曲线如图3—2所示。温度超过225℃后，比电阻随温度的上升而降低，与烟气的成分无关。温度低于140℃，比电阻随温度的降低而降低，并与烟气湿度和其它成分有关。通过粉尘层内部(体积导电)；一种是沿粉尘粒子的外表(外表导电)，并与吸附在粉尘外表的气体和冷凝水有关。影响体积比电阻的因素。离子导电的状况下，温度增高会将较大的热能传给粉尘的组因此，体积导电当温度较高时使可供粒子层导电的离子载体数量增多，这就有利于增加粉尘层的导电率，即降低了比电阻。影响外表比电阻的因素有冷凝物质(水或硫酸)，假设温度足够低，便能在粉尘外表形成吸附层。当温度低于150℃时，由吸取的水分或化学成分在低温下所形成的低电阻通道就形成外表导电，即降低了比电阻。烟气性质的影响烟气的温度、压力、湿度、烟气流速和烟气含尘浓度对电除尘器性能的影响。烟气的温度和压力的电场温度，电晕极四周的空间电荷密度和分子、离子的有效迁移率等。温度和压力对电收尘性能的某些影响可以通过烟气密度δ的变化来进展分析。(3—1)式。To P (kg/m3)o T Po式中：o——烟气在To和Po时的密度To—标准温度273KT——烟气实际温度(K)

(kg/m3)Po——标准大气压(1.01325×105Pa或76cmHg)P——烟气的实际压力(Pa或cmHg)δδ始发电压，起晕时电晕极外表电场强度和火花放电电压等都要降低。图3—3和图3—4表示压力和温度对伏安特性和火花放电电压的影响。从图3—3和图3—4一安特性曲线会向左偏移并有更徒的斜率、偏移是由于电晕始发电压降低，斜率更陡是由于离子的有效迁移率增大所致，同时也可看出由于δ的减小，火花放电电压也降低。烟气的成分烟气的成分对电除尘器的伏一安特性和火花放电电压也有很大的影响，图3—5表示烟气成分对伏安一安特性和火花放电电压的影响。烟气的湿度：生成水蒸汽，参与燃烧的空气中也含有水分。因此，一般工业生产排出的烟气中都含有确定的水分。这对电除尘的运行是有利的。一般烟气中水分多，收尘效率要高。假设烟气中水分过大，虽然对电除尘的性能不会有不利的影响，但是如果电除尘器的保温不好，烟气湿度会到达露点，就会给电除SO2腐蚀程度更为严峻，所以含水分高的烟气承受电除尘器，腐蚀问题应予重视。烟气的含水量对电除尘伏一安特性的影响如图3—6。()从降低电除尘器的造价和占地面积少的观点动身应当尽量提高电场风速，以缩小电除尘器的体积。特别对旧企业的改造、削减电除尘器的占地面积尤其重要，但是电场风速不能过高，否则会给电除尘器运行带来不利的影响。由于粉尘在电场中荷电后沉积到收尘极上需要有确定的时间。假设电场风速过高，荷电粉尘来不及沉降就被气流带出。同时电场风速过高，也简洁使已沉积在收尘极的粉尘层产生二次飞扬，特别是在电极进展清灰振打时更简洁产生二次飞扬．确定电场风速的大小除了与粉尘性质有关外，还与收尘极板的构造形式，粉尘对极板的粘附力大小以及电晕极放电性能等因素有关．烟气的含尘浓度的游离子碰撞而荷电，于是在电除尘器内便消灭两种形式的电荷，离子电荷和粒子电荷。所以，电晕电流一方面是由于气体离子的运动而形成，另一方面是由粉尘子离子运动而形成。但是粉尘粒子大小和质量都比气体离子大得多，所以气体离子的运动速度为粉尘离子的数百倍(气体离子平均速度为60～100m／s，而粉尘离子速度小于60cm／s)，这样，由粉尘离子所形成的电晕电流仅占总电晕电流的1～2％。随着烟气中含尘浓度的增加，粉尘的离子的数量也增多，以致由于粉尘离子所形成的电晕电流虽然不大，但形成的空间电荷却很大，接近于气体离子所形成的空间电荷，严峻抑制电晕含尘浓度太大时，由电晕区生成的离子都会吸附在烟尘上，此时离子迁移率到达微小值，尤其是1μm于零，收尘效果明显恶化，这种现象称为电晕闭塞。烟气量增大，因而也在不同程度上会产生电晕闭塞现象，其结果是电流渐渐下降，收尘效率也渐渐降低。为了抑制这种现象，在进口承受芒刺电晕线能有效提高容许的含尘浓度，由40g/m3提高到100g/m3，甚至更高。除尘的伏一安特性的影响，图3—7和图3—8分别表示烟气含尘浓度对电晕电流和电场强度的影响。构造因素的影响(方)、气流分布流置、外表严密程度、灰斗形式和出灰口锁气装置等，本节着重谈电极几何因素和气流分布对电除尘性能的影响。电极几何因素线间距、电晕线的半径，电晕线的粗糙度和每台供电装置所担负的极板面积等，这些因素各自对电气性能产生不同的影响。板间距会影响电晕线接近区所产生离子电流的分布，以及增大外表积上的电位差，将导致电晕外区电密度，电场强度和空间电荷密度的降低。增大电晕线的间距所产生的影响是增大电晕电流密度和电场强度分布的不均匀性。但是，电晕线的间距有一个会产生最大电晕电流的最正确值。假设电晕线间距小于这一最正确值，会导致由于电晕线四周电场的相互屏蔽作用而使电晕电流削减。假设给定的电压超过电晕始发电压，则电晕电流会随电晕线半径的加大而削减。响是由于对电晕始发电压，电晕始发时电晕线外表的电场强度以及电晕线四周空间电荷密度有影响。极板面积是确定电收尘电气特性的又一重要因素，由于它影响火花放电电压。对n根电晕线的火花率与一根电晕线火花率是一样的，由于n根电晕线中的任何一根产生火花都将引起全部电晕线上的电压瞬时下降。每台供电装置担负的电晕线数量可由所担负的极板面积来确定，为了使电收尘获得最正确的性能，一台单独供电装置所担负的极板面积应足够小，即电场分组数增多以避开对最佳工作电压有较大的降低，电场数增多一般可使电除尘器的效率提高，电场数增多，对电除尘器还有两是有利的，一是当某一电场停顿运行，对电除尘器性能没有大的影响，二是由于火花和振打清灰引起粉尘二次飞扬了不严峻。气流分布电除尘器内气流分布不均对电除尘器总收尘效率的影响是比较明显的，主要有以下几方面缘由：l、在气流速度不同的区域内所捕集的粉尘是一样。即气流速度低的地方可能收尘效率高，收集的粉尘量也会多，气流速度高的地方，收尘效率低，可能捕集的粉尘量就少。但因风速低而增大粉尘捕集并不能弥补由于风速过高而削减的粉尘捕集量。2、局部气流速度高的地方会消灭冲刷现象，将已沉积在收尘极板上和灰斗内的粉尘再次大量扬起。3、除尘器进口的含尘浓度不均匀，导致除尘器内某些部位积存过多的粉尘，假设在管道，弯头、导向板和分布板等处存积大量粉尘，会进一步破坏气流的均匀性。布板的形式和安装位置，管道设计以及除尘器与风机的联接形式等因素有关。这些因素综合起来往往会使除尘器的效率降低20～30%，因此对气流分布要特别予以重视。操作因素的影响特性、漏风、气流短路，粉尘二次飞扬和电晕线肥大等方面对电除尘性能的影响作如下表达：伏一安特性电除尘器从气体中分别尘粒的效果如何。在抱负的状况下，伏一安特性曲线在电晕始发和最大有效电晕电流之间，其工作电压应有较大的范围，以便选择稳定的工作点，并应使工作电压和电晕电流到达高的有效值。低的工作电压或电晕电流会导致电除尘性能降低。伏一安特性曲线示意如图：3—9漏风严，就会从外部漏入冷空气，使通过电除尘的风速增大，烟气温度降低，这二者都会使烟气露点发生变化，其结果是粉尘比电阻增高，使收尘性能下降。尤其在入口管道的漏风，收尘效果更为恶化。电除尘捕集的粉尘一般都比较细，假设从灰斗或排灰装置漏入空气，将会造成收下的粉尘产生再飞扬，使收尘效率降低，还会使灰受潮、粘附灰斗造成卸灰不流畅，甚至产生堵灰。依据测定，通过灰斗漏入的风，相当于粉尘浓度达300400g/m3的含尘气体流人电场，那么只要漏人1／100300400g/m3。假设从检查门、烟道、伸缩节、烟道阀门、绝缘套管等处漏人冷空气，不仅会增加电除尘器的烟气处理量，而且会由于温度下降消灭冷凝水，引起电晕线肥大，绝缘套管爬电和腐蚀等后果，因此防止漏风至关重要。气流旁路收尘极板的顶部、底部和极板左右最外边与壳体壁形成的通道中通过。发生气流旁路的缘由主要是由于气流通过电除尘器时产生的压力降，气流分别在某些状况下则是由于抽吸作用所致。防止气流旁路的一般措施是承受常见的阻流板迫使旁路气流通过除尘区，将除尘区分成几个串联的电场，以及使进入电除尘器和从电除尘器出来的气流保持良好的状态等。假设不设置阻流板，即使全部其它因素都符合抱负，只要气流有5%的气体旁路，收尘效率就不能大于95%。对于要求高效率的电除尘器来说，气流旁路是一个特别严峻的问题，只要有1—2%的气体旁路，就达不到所要的除尘效率。装有阻流板，就能使旁路气流与局部主气流重混合。因此，由于气流旁路、对收尘效率的影响取决于设阻流板的区数和每个阻流的旁路气流量以及旁路气流重混合的程度，气流旁路会导致气流紊乱，并在灰斗内部和顶部产生涡流，其结果是使灰斗的大量集灰和振打时粉尘重返气流。因此，阻流板应予合理设计和布置。粉尘二次飞扬干式电除尘器中，沉积在除尘极上的粉尘假设粘附力不够，简洁被通过电除尘器的气流带走，这就是所谓的二次飞扬。由于粉尘二次飞扬所产生的损失有时高达已沉积粉尘的40％一50%，产生粉尘二次飞扬的缘由与以下因素有关：1、粉尘沉积在收尘极上时，假设粉尘的荷电是负电荷，就会由于感应作用而获得与收尘极板极性一样的正电荷，粉尘便受到离开收尘极的吸力作用，所以粉尘所受到净电力是吸力和斥力之差。假设离子流或粉尘比电阻较大，净电力可能是吸力，假设离子流或粉尘比电阻较小，净电力就可能是斥力，这种斥力就会使粉尘产生二次飞扬，当粉尘比电阻很高时，粉尘和收尘极之间的电压降使沉积粉尘层局部击穿而产生反电晕时，也会使粉尘产生二次飞扬。2、当气流沿收尘极板外表对前流淌的过程中，由于气流存在速度梯度，沉积在收尘板外表上的粉尘层将受到使其离开极板的升力。速度梯度愈大，升力愈大，为削减升力，必须减小速度梯度，削减速度梯度，降低主气流速度是主要措施之一。3、电除尘器中的气流速度分布以及气流的紊流和涡流都能影响粉尘二次飞扬。电除尘器中，假设局部气流很高，就有引起紊流和涡流的可能性，而且烟道中的