锅炉烟气条件对除尘效果因素

锅炉烟气条件对除尘效果因素 影响电除尘器性能的因素很多，大体归纳为以下三个方面： (1) 烟尘（气）性质。烟尘（气）性质包括烟气种类、组成、温度、压力、湿度及流速等；粉尘的性质主要是粉尘的化学成分和物相结构，如粉尘的比电阻、粉尘浓度、分散度、粘度和密度等。 (2) 设备状况。电除尘器的极配形式；电场划分情况；振打清灰方式及振打时序；气流分布均匀程度；电气控制特性等。 (3) 操作条件。包括操作电压、比电流、电极清灰效果、漏风及二次扬尘等。 上述因素可以单独起作用，也可以互相影响（如图所示1）。下面侧重介绍烟尘条件对电除尘器性能的影响。 1. 粉尘比电阻 粉尘比电阻是衡量粉尘导电性能的一个指标。粉尘比电阻在数值上等于单位面积的粉尘在单位厚度时的电阻值。 沉积在电除尘器收尘极表面的粉尘，必须具有一定的导电性，才能传导从电晕放电到大地的离子流。粉尘比电阻决定了高比电阻粉尘层电击穿的电流极限。粉尘层的电场是电流密度和比电阻的乘积。 实测表明，最适于电除尘器工作的电阻值为 106~1011Ω˙cm。在这个数值范围以外，电除尘器的性能将下降。 图2表示粉尘比电阻与除尘效率的关系。从图中可看出，粉尘比电阻在106Ω˙cm以下时，除尘效率随着比电阻的降低而大幅度降低。这是因为尘粒导电性能较好，到达收尘极表面立即释放电荷，而且由于静电感应获得和收尘极同极性的正电荷，当正电荷形成的排斥力大于粉尘的粘附力时，沉积在极板上的粉尘脱离收尘极而重返气流；重返气流的粉尘在电场中再次荷电，又被收尘极捕集，形成在收尘极上跳跃的现象，最后可能被气流带出电除尘器。 图2 比电阻与除尘效率的关系 相反，当粉尘比电阻高于1011Ω˙cm时，电除尘器的性能却随着比电阻的增加而下降。这是由于荷电的高比电阻粉尘在收尘极板沉积后，电荷不容易释放造成的。因为它使粉尘层与极板之间出现一个新的电场，这个新电场一方面使粉尘牢牢地吸附在收尘极表面，不容易振落；另一方面伴随着带电粉尘的不断增加，粉尘层与极板之间存在着一个愈来愈强的电场，最后在这个区域内的粉尘层空隙中出现电离，产生电晕放电。电晕放电产生的电子和负离子被吸向收尘电极，正离子被收尘电极排斥跑到收尘空间。这种收尘极产生电晕放电的现象，称之为反电晕。反电晕是一种非常有害的现象，它会反过来由收尘极向收尘空间放出正电荷，这些倒流的电荷很快与迎面来的负电荷相遇而中和，破坏了正常的收尘作用。 冶金企业中的粉尘，就有些处于高比电阻范围。如烧结厂的烧结粉尘，其比电阻与其碱度（ ）有关，当烧结矿碱度为0.5时，除尘效率为95％，而碱度提高到1.3时，除尘效率则降到85%。图3为烧结矿粉尘比电阻随温度和碱度的变化规律。可见粉尘比电阻并不是一个恒定值。如果粉尘比电阻偏高，可在工艺设计时采取措施，使烟气温度能避开比电阻的峰值范围。 图３　烧结粉尘比电阻随温度和碱度的变化曲线 目前，对高比电阻粉尘的捕集，主要采取以下措施： 1) 对烟尘进行调质。如喷雾增湿或在烟气中加入化学添加剂，对烟气进行调质。 2) 改变对除尘器的供电方式。采用脉冲供电。 3) 改进除尘器本体结构。如适当加宽极间距、加辅助电极等。 2. 烟气温度 电除尘器都是在一定温度下工作的，对于同一种粉尘，即使在电除尘器的规格和技术性能均相同的情况下，仅烟气温度不同也可以使电除尘器的性能产生很大的差别。这主要是因烟气温度不同而改变了粉尘比电阻的结果。图４是温度与粉尘比电阻的关系曲线。 图４　温度与比电阻关系曲线 研究表明，粉尘比电阻是两种独立的导电机理的综合：一种是通过粉尘内部的体积导电，它与粉尘的化学成分有关，体积比电阻与工作温度成反比；另一种是沿着粒子表面进行的表面导电，它与粉尘及烟气成分都有关，表面比电阻与工作温度成正比。 哪一种导电机理占主导地位，主要取决烟气温度。因此，可将粉尘比电阻看作两个并联电阻组成：一个相当于体积比电阻，另一个相当于表面比电阻。两者均受温度的影响。在低温区，体积比电阻很高，而表面比电阻则随着温度的升高而增加。相反，高温时体积比电阻甚低，它不受并联的较高的表面比电阻的影响。温度介于两者之间，则表面比电阻和体积比电阻都起作用。图中虚线就是粉尘比电阻与温度的典型曲线，是上述两个分量的综合。根据这条曲线，可以确定最适合电除尘器工作的温度。 烟气温度对电除尘器性能的影响，还表现在温度对气体粘滞性的影响，气体粘滞性是随着温度的上升而增加的。在电除尘器电场中，带电粉尘向收尘极运动的驱进速度与含尘气体的粘度有一定关系：气体的温度愈高，烟气的粘滞性愈大，则驱进速度愈低。从气体电离的情况来看，击穿电压与气体密度成正比。因为随着气体密度的减小，气体分子的间隔加大，每个电子在两次碰撞之间所经过的距离也增加，所以电子获得较大的速度和动能，以致加强电离效应，使烟气在较低的电压下击穿。 气体密度在很大程度上取决于气体的温度。假定气体压力不变，则气体密度与气体的绝对温度成反比。因此，当气体温度降低时，气体的密度也就增加，从而使气体的击穿电压相应地提高。击穿电压提高，除尘器的操作电压也提高，因而也提高了除尘效率。温度对火花放电电压和伏安特性的影响如图 电流随温度上升而增加，火花放电电压则下降。伏安特性曲线随温度升高向左偏移并有更大的斜率，偏移是电晕始发电压降低的结果，斜率变大是由于离子的迁移率增大所致。 从温度影响电除尘器性能的几个方面来看，只要有可能，运行温度较低为好。但温度过低容易产生冷凝结露，造成清灰振打困难、电极腐蚀、绝缘体爬电等故障，结果使除尘器不能正常运行。因此，烟气温度必须高于露点温度。 3. 烟气湿度 烟气湿度能通过改变粉尘比电阻而影响电除尘器的性能。图为不同含水量烟气对比电阻的影响。 当烟气温度低于150℃左右时，其中的水分就被吸附到尘粒表面；如果烟气温度很低，而其中的水分含量又很高，则此水分能把粉尘比电阻降低到适宜于电除尘器工作的数值；当烟气温度较高时，水分的含量对比电阻的影响就不显著，因为表面导电所需要的条件已不存在。烟气湿度通常以烟气露点温度来衡量。露点温度越高，烟气中湿度越大，吸收或凝结在粉尘表面上的水分也越多，导电性能也越好。此外，烟气韩水量还影响击穿电压。因为水气分子是一种极性分子，介电常数比空气大得多(空气为1，水为80)，它在电场中能大量吸附电子，使分子带负电并成为运动迟缓的负离子，从而使空间自由电子的数目大大减少，电离强度减弱。由于水气分子大于空气分子，在气体游离发展过程中与自由电子碰撞的机会较多，这就使自由电子在电场中加速的平均自由程缩短。综上所述，水气分子使得烟气的电离减弱，电晕电流减小，空气间隙的耐压强度增加，击穿电压升高，火花放电较难出现。它使电除尘器在提高电压的情况下稳定运行，而电场电压的提高，不但电晕电流不会削弱，而且能增大电场强度，使收尘情况得到显著的改善。因此，增加烟气中的含水量，可以在很大程度上弥补电除尘器由于烟气温度高或者气压低所造成的气体密度减小，击穿电压下降、除尘效率不高的缺陷。湿度对电除尘器伏安特性的影响如图7。烟气含水量与击穿电压成正比；电压一定时，与电晕电流成反比。 4. 烟气成分 烟气成分对负电晕放电特性影响很大，烟气成分不同，在电晕放电中电荷载体的 有效迁移率也不同。二氧化硫等气体具有非常稳定的高阻抗电晕特性，形成负电晕的范围较宽。不同的气体对伏安特性及火花放电电压的影响甚大。如图 5. 烟气压力 烟气密度是烟气压力和温度的函数。而烟气密度影响着电晕电场的起晕电压、电晕极表面电场强度、空间电荷密度和离子迁移率的大小。从而影响电除尘器的放电特性和除尘性能。从理论上看，在给定气体中起晕电场强度必须提供产生电离碰撞所需的能量。这主要取决于该气体的电离电位和各次碰撞的平均自由程。如图烟气压力降低时，分子平均自由程长度增加，电子平均运动的时间减少，随着两次碰撞之间间隔增大，在较低场强下，就可使电子加速到可以产生电离的速度。外加电场一定时，放电极附近的空间电荷密度减小，在收尘极板上平均电流密度增大，导致放电极在较低的场强下获得较大的电晕电流。 烟气压力相同，增大极间距，可使V-I特性曲线斜率减小，如图表明在宽间距条件下，可以获得较大的稳定工作区。 我国西北、西南高原地区与沿海地区相比较，即使在相同工艺条件下工作的电除尘器，也将不同程度地存在运行电压较低，工作电流较大的特点。 6. 粉尘浓度 电除尘器对粉尘的浓度有一定的适应范围，超过这个范围，电流随着含尘量浓度的增加而逐渐减少。当含尘浓度达到某一极限值时，通过电场的电流趋近于零，这种现象称之为电晕闭塞。 粉尘浓度高何以会出现电晕闭塞现象？我们知道，电除尘器正常运行中的电晕电流，基本上是由于气体离子运动的结果。虽然气体离子与烟尘碰撞使烟尘变成为烟尘离子，也是形成电晕电流的一个因素，但它只占总的电晕电流的１％左右。烟尘颗粒的大小和质量均较气体离子大得多，离子流作用在烟尘颗粒上产生的运动速度，远不如气体离子高。气体离子的活动度约为烟尘离子驱进速度的数百倍。烟气中的粉尘浓度愈大，则烟尘离子数量也愈多，由于单位体积中总的空间电荷不变，那么，随着烟尘离子所形成的空间电荷相应减少，也就是使电流下降。当粉尘的计数浓度接近于甚至超过起始的离子浓度（每１ｃｍ３空间有近亿个离子）时，电晕闭塞的现象就非常明显，除尘效率也显著降低。 与粉尘浓度有关的空间电荷效应也影响荷电状态的稳定性。这是由于火花电压随浓度增大而降低，而维持一定的电流密度所需的电压随浓度增大而升高，当粉尘浓度较高时，这两个电压之间的节距缩短，粉尘浓度出现较大的波动，导致过度的火花放电，除尘器运行稳定性变差。当火花放电超过除尘器的整定火花频率时，供电自动切断，除尘终止。 7. 粉尘粒径 荷电粉尘的驱进速度随粉尘粒径不同而异。这是由于电荷与粉尘粒径的比值不同所致。试验 证明 住所证明下载场所使用证明下载诊断证明下载住所证明下载爱问住所证明下载爱问 ，带电粉尘向收尘极移动的速度与粉尘的半径成，对于1μm以上的粉尘，粒径越大，除尘效率越高；而粒径在0.2-0.5μm之间，驱进速度有最低值，在此范围之外，驱进速度均有所提高。驱进速度除受粒径影响外，还取决于场强、离子密度及停留时间。图12还表示驱进速度随粒径和电流而变化的情况。电流密度对尘粒荷电和电场强度都有影响。 粉尘粒径还影响电气条件、二次扬尘等。这是由于粉尘粒径影响尘粒空间电荷和荷电电场，进而影响粉尘荷电量和导致驱进速度的变化，荷电尘粒迁移率较低，能抑制电晕电流。当小颗粒粉尘较多时，由于其表面积大，荷质比较高，空间电荷影响增大，电流降低，第一电场尘粒荷电时间延长。空间电荷抑制效应导致伏安特性曲线偏移，对于给定的电流，伏安特性曲线偏向高电压区，这意味着维持相同的电流，必须输入更高的电压。如果粉尘浓度较高，细颗粒粉尘较多，还容易产生电晕闭塞。 8.粉尘密度 粉尘被振打而落入灰斗的过程中，受到重力、烟气流动的动力和静电力的作用，而粉尘的密度与烟气在电场内的最佳流速及二次扬尘有密切关系，因而也是影响电除尘器性能的因素之一。粉尘密度是指该粉尘单位体积的质量。与收尘性能有关的是粉尘的堆积密度，它是包括尘粒的空间在单位体积的密度。 9.粉尘粘附力 收尘极板捕集的粉尘，是借助于粒子与粒子之间和粒子与收尘极板之间的粘附力而堆积在极板上的。这些粉尘层通过振打而被清除下来。粉尘的粘附力过大，需要较大的振打力才能剥离下来；粉尘粘附力过小，则振打时聚结成块的粉尘容易分解成单个颗粒，而被气流再次带走，或者粘附在极板表面的粉尘易受气流作用再飞散。其结果，必然使除尘效率降低。 10.烟气流速 对于一定的收尘面积，增加烟气量(相当于提高电场风速)，则除尘效率下降。设计时通常对烟气的电场流速取低值，主要是考虑避免沉积在收尘极板上的粉尘再次被带走，引起粉尘的再飞散。另外，电场中的烟气流速对驱进速度影响很大，如图当流速较低时，驱进速度随着流速的增加而提高；但大于某一数值后，驱进速度却随着流速的增加而降低。某种粉尘在一定的工况条件下具有最大驱进速度的电场流速称为最佳流速。最佳流速与粉尘性质、电除尘器的结构等因素有关。所以应根据电除尘器和处理烟尘的性质不同，找出最佳的流速，以充分发挥电除尘器的潜力。 表    电场流速与除尘效率测定结果 电场流速，m/s 0.95 1.34 1.55 1.71 除尘效率，% 98.77 97.30 92.20 88.40 驱进速度，cm/s 10.5 12.3 10.0 9.3           11.清灰 试验证明，影响收尘效率的一个重要原因就是板、线积灰严重，造成电场电晕封闭，使高压电源长期工作在不合理的状态下。 机械振打就是采用重锤敲打阴阳极框架，使极板、极线产生加速运动，利用集结在板线上灰尘的惯性力来克服灰尘对板、线的附着力。尽量除去粘附在其上的粉尘层，防止粉尘堆积过厚和长时间停留在电极上。这意味着不仅要有足够大小的振打力，而且冲击力要分布均匀。即使如此，在振打过程中，一部分粉尘重返气流，总会形成振打清灰时的二次扬尘。二次扬尘的程度与电场风速、电场长度等因素有关。 合理的振打时序(振打时间和停止时间)也是提高电除尘器效率的 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 。由于各电场粉尘浓度和粒径不一样，在相同的时间内收尘极表面所堆积的粉尘厚度也不相同。理论上应该是粉尘堆积到适当厚度再进行振打，这样才能使粉尘层成块状或片状从收尘极板表面剥离下来。如果两次振打清灰的时间间隔太短，收尘极表面尚未形成适当厚度的粉尘层，振打时粉尘易被粉碎成小片，甚至被分解成单个粒子，沉降速度较低，被再次转入气流的几率较大。相反，两次振打的时间间隔时间太长，粉尘层在收尘极板上堆积太厚，将会使振打的惯性力减少，因而粉尘不易脱离极板。随着时间的增加，极板上的粉尘愈积愈厚，将导致电功率下降，除尘效率也降低。因此，每台电除尘器都存在一个最佳的振打清灰时序。 板线上积灰振打不掉的主要原因：一是附着力过大；二是振打加速度不够。这里分析一下烟尘在板线上的附着力。中性灰尘进入电场后，分别荷上正负电荷，在静电引力的作用下，被吸附在板线上。据有关资料介绍，灰尘与板、线间主要存在三种附着力：1.静电引力；2.烟尘中所含液体成分的表面张力；3.机械摩擦力。其中静电引力占的比重最大，一般可达到280牛顿／米2,而液体表面(10牛顿／米2)张力和机械摩擦力(30牛顿／米2)所起的作用是很小的。在静电力的作用下，灰尘长期集结在板、线上时，由于烟气中的液体成分会使集结在板、线上尘层中的某些成分溶解，从而产生再结晶，致使附着力大大增加，在极线上可达3500牛顿／米2。当灰尘吸附到板、线上，应尽快地使其荷带的电荷释放掉，以减小静电引力，这是使灰尘易于脱落的主要条件。而这又是机械振打所解决不了的问 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 。 通过观察发现，火花放电不是发生在极线间某个最小距离的固定击穿点，也不是局限在某一点或某一范围，而是随着电场中烟气条件的变化（如风量大小、含尘浓度、温度、湿度等）及电场状态的不同（如板、线积灰情况），在电场中的各个部位，即绝大多数板、线上都有火花放电发生。这就使利用火花放电清除板、线上的灰尘具有普遍的意义。频繁的火花放电可以使吸附在板、线上的粉尘所带的电荷强制释放，从而使静电引力大大减小，并且使板、线经常保持清洁状态，供电机组能向电场送出大的供电功率，提高收尘效率。可以尝试把阴极线的清灰方式改为以火花清灰为主，机械振打为辅，减少振打次数。 随着国民经济的快速发展，用电量的大幅度提升，电除尘器在火力燃煤发电厂得到了广泛应用。下面就影响电除尘器性能的因素作以下说明： 11.1煤的含硫量和其它元素 煤的含硫量对电除尘器效率的影响很大。煤的含硫量在1.5％以上时，烟气中含有200PPM以上的SO3,它能降低粉尘比电阻，提高电除尘器的除尘效率；当含硫量低于0.5％时，含硫量的多少对除尘器性能无显著影响。对于某一特定的烟气温度以及飞灰成分变化不大的煤种，不同的含硫量和收尘面积与除尘效率的关系如图15。 燃煤飞灰的比电阻除了与煤的含硫量有关外,还与飞灰的其它成份(主要是钠、锂、铁、钙)的含量有关。一般来说,飞灰中含钙多则比电阻高,而含钠、锂、铁和钾多则比电阻低。如图16:曲线的体积导电部分随飞灰中含钠量不同而变化,表面导电部分随含硫量高低而异。飞灰中所含钠和钾的原子百分数与比电阻成反比。 11.2飞灰中的含炭量 飞灰中的含炭量影响电除尘器的效率。资料表明,电除尘器的收尘效率与飞灰中未燃尽的炭有关,即飞灰中未完全燃烧的炭粒愈多,电除尘器的效率愈低,说明未完全燃烧的炭粒比飞灰更难捕集。未完全燃烧的炭粒百分数较大时,将影响电除尘器的性能。 11.3烟气的含水量 烟气的含水量主要影响飞灰的表面导电性,如图：烟气含水量是空气中的水分、煤的固有含水量和附着水在燃烧中产生的。含水量大,露点高,比电阻值降低。 试验表明,燃煤电厂除尘器效率的下降与除尘器内部板、线积灰严重,电场情况劣化有很大关系。这些积灰成分粘度大,附着力强,通常的振打时序很难清除板、线上的灰尘,适当的使用连续振打,对除尘效率的提高会有一定的帮助。