机械论文发表之对低效的电除尘器技术改造途径的探讨

　　机械论文发表期刊推荐《中国机械》杂志始创于1982年北京，现由中国工业经济联合会、中国工业报社主管。2012年迎来创刊30年周年华诞，并开启了杂志专业、细分、国际化新征程这是一本中国的机械王国权威杂志，一本分享机械行业经验的杂志。
　　摘要:通过对电除尘器工作原理的分析，建立了电除尘器高压电源供电数学模型。以这些数学模型为基础，采用免疫遗传算法对电除尘器高压电源进行优化控制的仿真研究。仿真结果表明，只要合理调节各级电场的工作电压、尽量减少无效电流和低效电流的发生机会，可使电除尘器高压电源的控制性能达到最佳状态。保护和改善生活环境及生态环境，防治污染和自然环境破坏是我国社会主义现代化建设中的一项基本国策。随着电力工业的发展和国家对环境保护要求的日益提高，火力发电厂消烟除尘工作已逐步提到主要的地位。近年来许多电厂为减少锅炉的排放烟尘对环境的污染，陆续对各种效率低的除尘器进行技术改造更新。我厂安装电气除尘器是电力系统引进的最早的电厂之一，但由于设计、设备上的问题以及煤种的改变和过去维护管理跟不上，一号炉电除尘器的效率一直不能达到设计值，使号烟囱烟尘排放超标。近几年在烟尘治理上进行了一系列工作，并取得一定效果。如何在现有的条件下，对低效率除尘器进行合理的技术改进，以达到现行的国家烟尘排放标准，确保安全发电，已是大势所趋在必行。

　　关键词：低效的电除尘器技术,改造途径,实施方案

　　随着我国经济建设的快速发展和环境保护标准的提高，高压静电除尘器在得到快速发展的同时，也面临着性能指标提高（50mg/Nm3）和降低能量消耗的挑战。电除尘单相电源的理论计算转换效率70%，实际为65%左右，大致35%的能量在转换过程中损耗了。以发电厂为例，电除尘器的电耗占到整个发电机组发电量的4‰左右，其中采用单相电源的损耗为直接发电量1.4‰左右，是一笔比较大的生产成本。在电除尘器本体定型的条件下，如何使高压电源的供电控制达到最优状态，是决定除尘效率和能量消耗的关键因素。但由于对电除尘机理研究不透，再加上运行工况变化，很难保证高压电源持续运行高效节能的最优状态。

　　一、电除尘器存在的主要问题及原因分析

　　影响除尘器效率的因素很多，其中主要是除尘器的大小能否满足排放标准的要求，能否适应燃烧过程改变的能力，另外除尘器的构造特点，气流分布质量等因素，对除尘器的性能都有影响。根据二十多年对除尘器的运行管理经验，初步分析影响除尘器效率低的因素有以下几点：

　　1、原设计存在的问题原设计除尘效率肠其数值是偏高的，主要在结构设计上技术要求较低，裕量小，适应负荷变动的能力低,根据说明书提供的数据电场截面为55㎡，集尘总面积为3382㎡，烟气温度160℃。

　　2、锅炉运行工况改变的影响：锅炉运行工况和燃煤成份的变化，对电除尘器有直接影响当锅炉负荷变动调整风粉配比不当燃烧不完全，粉尘含碳量增大，对比电阻的数值有着相反的作用，含碳量增加时比电阻减少，反之增大。当燃煤成份变化，主要是灰份增加，烟气含尘浓度发生相应的变化，影响除尘效率比较明显。

　　3、漏风的影响：锅炉尾部烟道和除尘器本体、下灰斗、桶灰孔处等严重漏风是造成除尘器运行效率下降，由于严重漏风使电场烟速急剧增加，造成粉尘的二次飞扬，严重恶化了除尘器的工作条件。因此，将漏风减少到限制在规程规定的范围内是提高除尘器效率重要措施。

　　4、除尘器本体内部存在的主要问题：除尘器年久失修,主要部件严重变形和错位,造成放电极发生电晕不均和电晕封闭现象,经全部检查发现电场内部存在下列问题：同极、异极间距发生较大变化，同极最大间距为355㎜，最小间距为299㎜，异极最大间距为200㎜，最小间距为130㎜，与原设计值同极为325㎜，异极为162.5㎜，相差较大，直接影响电压的提高和电晕电流的增加。阳极振打效果差。由于设备老化磨损严重，极板发生倾斜，极板与限位装置失灵等，使振打装置长期处于不正常状况运行。气流分布均匀与否是影响除尘器性能好坏的重要因素之一。

　　5、除尘器电气设备存在的问题：除尘器配套的高压供电装置陈旧老化，技术比较落后，经调查发现设备损坏有的长期停用，设备保护动作不灵，仪表指示不准阻尼电阻老化，高压电缆达不到绝缘要求。除尘器石英套管无加热装置，加上供电系统严重积灰，经常造成供电系统多处放电控制室，室内工作条件恶劣。因通风不良，室内温度较高影响供电设备的稳定性和使用寿命，导致除尘器不能长期处于最佳状态运行维护管理问题多年来实践经验，过去对除尘器管理不够重视，运行维修岗位责任制和管理制度不健全，夜间电气无人值班，不能坚持正常调整，除灰和消缺不及时而影响高压供电设备的可靠性，经常发生供电系统短路掉闸，使高压供电机组经常处于较低电压运行，造成除尘器不能长期稳定运行。

　　二、改造方案及其实施

　　1、改造方案选定的原则是投资尽量少，保证除尘效率98％，工期短。提出四种方案进行比较决定采用文丘里麻石水膜除尘器。在电除尘器基础上进行全面技术改造原有通流截面艺远不能满足除尘要求，必须增加烟气流通截面。由于现场条件限制除尘器宽度及顺气流的长度方向均已不能增加尺寸，只能在原有壳体上进行加高，根据基础荷重允许，壳体立柱、梁钢度和结构稳定性计算，以加高3.9米为宜，即从原6.1增到10米，烟气通流截面从55㎡增为90㎡，相应更换全部内件，高压供电装置有关控制设备，增建除尘器控制楼等，除尘效率可达98％投资需120万元。

　　2、选择优质滤料：当今国际上普遍使用针呢(俗称工业针毡)作滤袋材料。我厂使用抚顺毛纺厂成批生产的ZLN系列针刺滤气呢，6年使用实践刹羽，与其它滤料相比，它能适应剧烈脉冲清灰，具有较高的抗拉强度，孔隙率高，透气性好，适应水泥磨除尘系统的高粉尘负荷，滤袋压损低，核个除尘系统的阻力小(针刺呢的孔隙率达70％为机织滤布的一倍，其阻力比其它涤纶织物的阻力要低1/3），其次滤气呢使用寿命长，因此可以减少换袋时间。故我们选用ZLN-O-02型针刺滤气呢作为滤料。

　　三、提商电除尘器的管理水平

　　1、各级领导应提高对环保工作的重要意义和深远意义认识，认真执行上级有关文件和政，确电除尘器是电厂主要环保设施之一，象重视机、电、炉主设备一样重视对电除尘器的管理需要。

　　2、在电厂开展环保指标考核，必须纳入生产管理轨道，与其它经济指标一同考核。

　　3、应加强除尘器的企业管理，建立岗位责任制，建立专业车间或班组，制订相应的规程制度，使除尘器的运行、维护管理水平能跟上现代化管理的要求。

　　4、严格控制(监督)烟囱排放浓度和粉尘超标，建立综合分析制和分析报告制。

　　5、加强对除尘器值班人员的培训工作，提高工作人员的技术水平和思想素质，熟练掌握电气、机械设备的维护和运行管理知识。

　　6、锅炉大修后要组织进行电除尘器效率的测定，并邀请市环保局派人参加，共同研究制订测试技术措施，监视和严格掌握测试指标，使除尘效率达到设计水平，改善环境，造于福人民。

　　参考文献:

　　[1]BrazilianJournalofChemicalEngineering，2001，18（3）：313-325.

　　[2]胡志光，李魁选，常爱玲.电除尘器节能与优化控制的仿真研究[J].华北电力大学学报，2005，32（4）：105-107.

　　[3]AnEstimationoftheWire-DuctElectrostaticEfficiency[J].JournalofElectrostatics，1991，26（2）：99-114.

　　[4]黎在时.电除尘器的选型安装与运行管理[M].北京：中国电力出版社，2005.