摘要：本文針對天津石油化工公司熱電廠電除塵器在運行中出現的一些問題，主要從運行及維護的角度來分析其產生的原因。結合可操作的方法，從運行調整、檢修及調試上分析原因，并提出相應的改進措施，以提高除塵效率，達到環境保護的要求。

關鍵詞：電除塵器,除塵效率,環境保護

前言

國家推出了新的《火電廠污染物排放標準》，要求燃煤電廠煙塵最高允許排放濃度第一時段為350mg/Nm3，第二時段為150mg/Nm3，第三時段為50mg/Nm3。2003年10月1日實施的天津市地方標準《鍋爐大氣污染物排放標準》（DB12/151—2003）要求，2006年1月1日后煙塵排放極限值為30mg/Nm3。

隨著國家對環境保護的進一步重視，對電除塵器的要求越來越高，電除塵器已被稱為電廠的“第四主機”。天津石油化工公司（以下簡稱天津石化）熱電廠自投產以來，對鍋爐煙氣的處理全部采用電除塵器，到目前為止，先后共采用了6臺電除塵器，自電除塵器投入運行以來，除塵效果總是不令人十分滿意，煙囪煙色情況不是很理想，鍋爐煙塵排放始終達不到環境保護的要求。

1設備運行的現狀及分析

1．1設備概況

天津石化熱電廠一、二期工程均采用臥式干式電除塵器，具體有關參數如下：

1．2設備運行中存在的問題

設備在運行中存在以下問題：

（1）一、二次電壓正常，一、二次電流偏小。
（2）一、二次電壓和電流變化均無規律，閃絡不規范，指針有時劇烈擺動。
（3）放電頻繁，嚴重時造成擊穿現象，二次電流幾乎為零。
（4）一、二次電壓和電流均正常，但除塵效率不高，煙囪煙色偏濃。
（5）電場突然跳閘。
（6）振打裝置時有失靈，振打周期跟不上實際運行情況的變化，有待調整到最佳方式下運行。
以上所述現象都不同程度地在6臺電除塵器的各個電場中出現過，有的現象時有時無地出現，但始終沒有根治，需要從根本上找原因，加以消除。

1．3原因分析

1.3.1煙氣及粉塵性質的影響

煙氣性質主要取決于燃煤的成分，也和鍋爐燃燒方式、制粉系統型式及其運行操作條件有關。粉塵的性質主要取決于粉塵的化學成分、物相結構、理化特性和粉塵濃度、粒徑分布及形狀、大小、密度、粘附力等。

從運行角度來看，使用的煤種的類型對電除塵的影響很大，特別因煤種不同出現比電阻較高，粉塵濃度增大的時候，天津石化熱電廠所燃燒的煤種變化較大，煤種對除塵效率的影響不可忽略。在粉塵的特性中，比電阻是電除塵技術中一個重要概念，也是影響除塵性能的一個極其重要的參數（當荷電粉塵達到電極后，會因其自身導電性能的好壞、粒徑的大小、粘附性的高低等對電場工作特性產生不同的影響，其中衡量粉塵導電性能好壞的參數稱為粉塵的比電阻）。一般來說，對比電阻＜104Ω·cm或比電阻＞1012Ω·cm的粉塵，除塵效率較低。當比電阻＞1011Ω·cm時，粉塵達到集塵極后，會積聚一層帶負電荷的粉塵層，由于同性相斥，使隨后到達的粉塵驅進速度不斷下降，當比電阻過大，還會造成反電暈，產生電性中和，導致除塵效率大幅下降；當比電阻＜104Ω·cm時，荷電粉塵到達極板后，迅速釋放電荷，依附不住，容易引起二次飛揚，降低除塵效率且增大電耗。

燃燒不同煤種，將會出現粉塵直徑大小及濃度分布不同，粉塵直徑能通過影響其驅進速度來影響除塵效果。一般而言，驅進速度大時，除塵效果較好。

1.3.2煙氣溫度和濕度的影響

鍋爐排煙溫度對除塵效率的影響通過比電阻來表現，粉塵的比電阻可看成由兩個并聯的電阻組成，其中一個為體積比電阻，即通過粉塵內部導電呈現的電阻，一個為表面比電阻，即通過粉塵表面導電呈現的電阻，組成粉塵的各種成分的導電性能決定了粉塵體積比電阻大小，組成粉塵的各種物質的導電性能受溫度影響顯著，當溫度較高時，粉塵內傳導電流的離子與電子將獲得更大的能量使粉塵層的導電能力升高，體積比電阻下降。運行中變化的煙氣溫度對比電阻的影響較大，圖1為粉塵比電阻與溫度的關系，是比較典型的燃煤鍋爐粉塵比電阻隨溫度變化的曲線。

由圖1可以看出，粉塵比電阻最高對應的溫度，與鍋爐設計的排煙溫度比較接近（正常情況下排煙溫度為130～150℃，天津石化熱電廠一期鍋爐設計排煙溫度為150℃，二期鍋爐設計排煙溫度為133℃），這也說明了電廠中粉塵比電阻的重要性。

表面導電則是決定于氣體成分中的濕度與導電物質。其導電機理是煙氣中的冷凝物質（在相對較低溫度下會凝結成露），在粉塵表面形成了導電層。所以適當的濕度會降低粉塵比電阻，有利于提高除塵效率。

溫度和濕度除了影響比電阻，還會通過影響電場V－I特性來影響電除塵器的運行效果，當氣體的溫度上升時，氣體分子密度下降，負離子向電極驅進速度就會因與中性分子碰撞機會的減少而增加，使放電極的負離子密度降低，負離子對放電極附近電場的作用削弱。在同樣電壓下，其電暈電流就要增加，對除塵有利。當煙氣中水分子較多時，因為水氣分子產生一種負離子，大于空氣分子，與電子碰撞的機會較多，使電子在電場中加速的平均自由行程縮短，即電離不易發展。水氣負離子因質量大，其驅進速度小于氣體負離子，使得電場空間中負電荷分布密度增加，電場更趨均勻，擊穿電壓升高，這樣，在同樣電壓下，電場的最大工作電流就會得到提高，對提高除塵效率是很重要的。

1.3.3振打裝置的問題

荷電粉塵到達電極后，在靜電力與粘附力的作用下在電極上形成一定厚度的粉塵層，通過振打裝置給電極一個足夠大的加速度，在已捕獲的粉塵中產生慣性力，用來克服粉塵在電極上的附著力，使粉塵脫離極板掉到灰斗。振打裝置有兩個指標——振打周期和振打強度，這兩個參數的設置和配合，對于除塵器極板和極線的清灰效果非常重要。沉積于收塵極上的粉塵要通過振打才能落入灰斗，因而要求在較小的振打力下使板面各點都能獲得足夠大的振打強度，而且盡可能均勻，評定振打強度的唯一標準是振打加速度。根據粉塵性質的不同，在收塵極板面上最小加速度值不得低于50～200g（g＝9.8m/s2），對于放電極框架振打加速度不得小于400～500g（g＝9.8m/s2）。顯然必須的振打加速度與粉塵的性質和煙氣的條件有關，對于粘性大、潮濕、易結露的粉塵應采取較大的加速度值。

天津石化熱電廠除塵振打裝置由微機程控運行，由于大部分程控程序不能正常運行，從每次電除塵器大、小修時進入內部仔細檢查來看，極板和極線都有不同程度的積灰現象，特別是二期兩臺電除塵器在2003年鍋爐摻燒瓦斯氣后，極板極線的積灰尤為嚴重。而且由于振打裝置的振打周期及振打強度較小變動與煙塵的多變性不符，同時維護保養跟不上，設備的機械缺陷也影響振打效果。以上因素都會不同程度地影響電除塵器的除塵效率。

1.3.4電除塵器自身及輸灰系統的影響

電除塵器內部結構因素往往與煙塵性質、操作因素一起對除塵效率產生影響。電除塵器工作條件比較惡劣，受到熱脹冷縮、煙氣沖刷、生銹腐蝕等不利影響，有的電除塵器異極間距大小已經發生變化，不在放電極距之內，這一點在電除塵器大、小修后進行空載升壓試驗時可以反映出來，閃絡電壓經常有達不到規定電壓的現象，有的甚至電壓升不起來。電除塵器經過長時間的運行，部分放電極變形，由于投油槍燒油導致極板、極線上油污、粘灰嚴重，使除塵效果嚴重下降。

除塵器本體外殼對除塵效率的影響主要表現在漏風上，有可能漏風的地方包括：人孔門、灰斗、振打裝置處。漏風對電除塵的影響是全方位的，如容易引起二次飛揚、低溫結露、發生電極腐蝕、絕緣部件爬電、造成冷熱不均使物件變形、局部積灰、煙氣流速不均等，其最直接的影響是增加了煙氣的處理量。從除塵效率公式（式中：η—除塵效率，A—極板面積，ω—有效驅進速度，Q—煙氣量），可知當Q增大時，η下降。

另外，當輸灰系統出灰不暢，進料閥故障，可引起灰斗滿灰，最終使電場短路跳閘。常發生短路還會使極板、極線使用壽命下降。還有因電除塵器灰斗加熱不夠引起結露腐蝕、變形、積灰的情況也不少。

1.3.5運行調整的影響

電除塵器的運行監視和調整，相對較少，因為大多數參數只是除塵器性能的反映，不能調整。但是可以通過一些參數來反映除塵效率，及時發現存在的問題。最重要的參數是電場V－I特性，通過V－I特性一般可以看出該電除塵器的運行狀況。一臺多電場的運行良好的電除塵器，其一般具有以下規律：

（1）從前電場到后電場，火花率逐步下降，如一電場火花率為100次/min，則末級電場為10～20次/min，或者更少。

（2）電暈電流逐步上升，至末級電場電流能夠接近或達到額定電流，但一電場電流至少達到額定值的35％左右（0.5A），電壓高低則要視煙氣及粉塵情況而定，但末級電場電壓一般最低，因為效率高的電除塵器，其末級電場的V－I特性已接近熱態下的空載狀態。

但從天津石化熱電廠電除塵器來看，上述兩點都不是很理想，尤其是末級電場的電流經常偏小，而前級電場的火花率也無明顯的規律性，這說明已存在制約效率進一步提高的因素。可能以下幾點不正常：

（1）電極上積灰嚴重，四電場灰細、粘附力強，積灰普遍較前級電場嚴重。

（2）是否存在漏爬電現象，后級電場灰斗比較容易堵塞，當局部積灰在電場未出現低阻性導通前，會出現以上情況。

（3）供電裝置是否存在“假閃”現象，“假閃”可能由本機靈敏過高引起，也可能因接地、屏蔽沒做好等。

運行調整還包括對倉泵輸灰系統的監視調整，鍋爐有關運行參數、飛灰可燃物和振打效果等的綜合調整。

1.3.6其它因素的影響

影響電除塵器的其它因素還有電除塵器的元件特性、抗干擾性能等。若元件發生熱擊穿或特性改變，會使裝置中各種控制信號發生改變，邏輯關系混亂，很容易引起頻繁跳機，在天津石化熱電廠實際運行中，經常需要更換高壓控制柜相關的電路板。

2在運行中的合理調整

在影響電除塵器除塵效率的上述因素中，有的可從整個鍋爐機組的合理調整中減少不利因素，創造有利條件來提高除塵效率。主要從以下幾點著手：

2．1調整燃燒

當司爐在對鍋爐進行燃燒調整時，不僅要考慮機組的安全性、經濟性，也要考慮對除塵的影響，而實際上這兩者是一致的，在調整上要做到：

（1）進行合理的配風，針對負荷和煤種的變化，及時調整風量和各一、二次風的分配，保證總風量適中，以煙氣氧量控制在4.5％～5.5％為原則。煙氣氧量過高將導致排煙量過多，會降低除塵效率。在實際運行中，因有負荷調峰的情況，當負荷變動時，如不相應調整，就有可能使煙量不合理地變化。在2006年3月份天津市電力監督檢測中心對天津石化熱電廠＃4、7鍋爐分別進行了大修前熱力檢測，檢測結果為：＃4鍋爐的排煙氧量為7.54％，＃7鍋爐的排煙氧量為4.79％。

（2）通過調整使飛灰含碳量控制在10％以內（當飛灰含碳量＞10％時，粉塵的比電阻將會小于104Ω·cm，會導致除塵效率急劇下降，二次飛揚比較嚴重），這是最基本的要求，在煤種變動不大的情況下，可以通過調整燃燒火焰中心，減少煤粉細度等方法來實現。天津石化熱電廠鍋爐飛灰含碳量一般在10％左右。

以上兩點不僅對穩定燃燒有利，可降低飛灰、提高熱效率，而且對除塵效果也有利。因此鍋爐運行時，進行合理的燃燒調整有利于各方面的要求。

2．2對運行工況勤于監視調整

督促電除塵值班人員對運行工況勤于調整監視，對設備狀況勤于檢查，做到及時發現故障，及時消除。對一些特殊工況，如粉塵比電阻太高（現象為二次電壓高，一、二次電流偏小），可在不影響環保的情況下，將該電場暫時退出運行進行停電振打（振打3min左右，如條件允許也可更長時間），也會收到較好的效果。

2．3加強對倉泵輸灰系統的監視

當發現倉泵升壓時間過長或不升壓時，應迅速判明原因，防止倉泵漏氣進電除塵器，引起二次飛揚。同時，對倉泵的出灰情況應時刻掌握，防止倉泵出灰不暢而導致灰斗積灰，這種現象在各電除塵運行中都經常出現，應吸取經驗。必要時，可采用手動運行，加強出灰。當倉泵故障不能出灰時，要根據實際情況，適當降低對應電場的除塵出力，同時，應盡快恢復該倉泵的正常運行。

2．4制粉系統的調整

由于天津石化熱電廠的輸煤系統不能對各種煤進行配煤，有時煤種不合適時，可使飛灰含碳量上升到百分之十幾，出現這種情況時，可及時調整制粉系統，關小粗粉分離器擋板，減小煤粉細度，降低飛灰含碳量，提高除塵效率。煤的干濕，同樣對電除塵效率有影響，當煤太干時，會使粉塵比電阻太高，影響電除塵效率，所以當煤太干時要合理供煤，并及時將信息反饋給有關部門。

3測試和檢修

電除塵器工作環境惡劣，長期受到沖刷，熱脹冷縮。有時用水沖洗，加劇低溫腐蝕生銹和灰斗積灰等，各部件的狀況與剛安裝時的狀況變化很大，因此進行檢修、測試并加以校正修復大有必要，這也是解決電除塵問題的根本方法。

3．1振打裝置的維護與檢修

良好的振打清灰效果不僅取決于粉塵的性質、振打周期、電場極板、極線的結構和固定方式，而且和后期的維護、檢修質量密切相關。振打機構是電除塵器內部唯一影響除塵效率的活動部件。如果某一振打錘頭或某一振打系統發生故障，則該系統的陽極板排或電暈極框架就無法清灰或者局部清灰不徹底，進而造成整個電場的電壓值下降，影響除塵效率。

在日常運行巡檢中檢查陰、陽極振打裝置是否運行正常，陰極振打保溫箱是否密封完好。減速機是否漏油，油位是否正常。并及時補充、更換減速機潤滑油。

振打裝置經過檢修后，振打裝置應固定牢靠，不得有晃動。每個振打錘頭應轉動靈活，無卡死、碰撞現象。振打錘與臂應轉動靈活，無卡澀現象。陽極振打裝置提升自如，脫鉤靈活。側部振打軸中心線水平極限偏差為±1.5mm，其同軸度在相鄰兩軸承座之間不大于1mm，在軸全長上偏差不大于3mm。振打錘應打在錘座中心，允許誤差為±3mm。

3．2電除塵器異極距的控制

電除塵器陰極線和陽極板的安裝直接影響除塵效率，天津石化熱電廠電除塵器運行多年，各通道異極距均有改變，應對極距不合格通道進行調整，直到合格為之。測異極距實質就是測放電極極距。

測量放電極距時，要先將陰極大框架固定，避免測量過程中出現晃動，影響測量精度。另外應注意陰極大框架與側墻板、陰極瓷支柱與大梁內壁的距離。隔離開關柜內陰極引線與地之間的距離不能超過放電極距。

3．3空載升壓試驗

要注意在大小修后，對電除塵器進行的空載升壓試驗嚴格把關，這也是對電除塵器檢修質量的最重要的考核指標。

3．4漏風率的控制

電力行業標準規定，電除塵器漏風率不大于3％，從實際運行情況來看，有時一、二次電流、電壓均正常，但煙色仍不理想。這種現象一般是由二次飛揚所引起，而漏風率是引起二次飛揚的原因之一，因此，在日常運行和停運檢修時，都要注意查找電除塵器本體焊口、人孔門、穿墻套管底部螺栓、灰斗等處的氣密性，盡量減小漏風率，同時，對鍋爐漏風點也應控制，減小進電除塵器的總煙氣量。

3．5其它缺陷的消除

利用檢修機會，對電除塵器內部的陰極線斷線、掉刺變形現象予以消除，對各種設備，如高壓控制柜，電加熱裝置、高壓隔離開關與高壓電纜、阻尼電阻等的異常，應及時發現并處理。對各種高壓設備防潮、防塵方面要加以注意。如果條件許可，可以對電除塵器進行入口氣流分布試驗，并加以校正，使進入電除塵器的煙氣均勻分布，避免氣流長期偏斜。從電除塵器生產廠家的經驗表明：當氣流分布不均時，對電除塵器除塵效率的影響后果不亞于電場力對粉塵的影響。

提高電除塵器的輔助設施與配套設備的可靠性，這些盡管技術要求不高，但如果輕視的話，帶來的后果卻很嚴重，尤其需要注意的是輸灰系統的可靠性，從實際運行情況來看，在影響電除塵器投運率的各項因素中，輸灰系統的故障占了30％左右。盡管天津石化熱電廠的輸灰系統工作狀況較好，但也存在一些問題，常見的有氣力輸灰不暢、灰斗堵塞以及進出料閥故障和灰斗灰位信號不準引起電場滿灰短路等。

4結束語

電除塵器除塵效率的高低直接影響到電廠的社會效益和經濟效益。從實際情況來看，上述措施不難操作，只要有針對性的加以實施，必將使天津石化熱電廠電除塵器的除塵效率得到提高，達到環境保護的要求。

參考文獻

［1］黎在時，電除塵器的選型安裝與運行管理［M］．北京：中國電力出版社，2005，53，376。

［2］毛健雄、毛健全、趙樹民，煤的清潔燃燒［M］．北京：科學出版社，1988。

［3］石油化工設備維護檢修規程．第8冊，電站設備/中國石油化工集團公司，中國石油化工股份有限公司修訂．—2版．北京：中國石化出版社，2004，749～752。

個人簡介：王建1976年10月9日出生工程師畢業于華北電力大學

辦公室電話：022-63803925手機：13207500336

  使用微信“掃一掃”功能添加“谷騰環保網”

相關文章