帥 博

濟南鋼鐵集團有限公司煉鐵廠，山東濟南 250101

0 引言

電除塵器是利用直流負高壓使氣體電離，產生電暈放電，進而使粉塵荷電，并在強電場力的作用下，將粉塵從氣體中分離出來的除塵裝置，具有凈化效率高、阻力損失小、處理煙氣量大、自動化程度高等特點，在濟鋼球團豎爐煙塵處理中廣泛應用且發(fā)揮著重要作用。濟鋼煉鐵廠球團豎爐有電除塵器4臺套，分別擔負著2#、3#、4#豎爐及球團成品系統(tǒng)。電除塵設備大部分時間運行良好，但除塵效率降低的情況也時有出現，達不到環(huán)保標準，這不僅污染環(huán)境影響企業(yè)發(fā)展，還危害員工身體健康，因此確保電除塵器高效率運行十分重要。本文結合我廠實際對電除塵器運行效率降低的原因及對策進行探討。

濟鋼球團豎爐煙氣的工藝特點：煙塵主要來源于豎爐爐頂、豎爐下部排礦口、鏈板機機尾、帶冷機機頭及機尾、成品中間倉、排礦口等處；溫度波動大，各點合成后煙氣溫度為80℃～200℃，倉下露點60℃；粉塵濃度10g/m3～25g/m3；堆比重2.6g/cm3，真比3.8g/m3；粉塵比電阻偏高1010Ω·cm ～1012Ω·cm，易產生電暈。

1 電除塵器效率降低的原因分析

1.1 陰極線肥大和陽極板粉塵堆積

濟鋼煉鐵廠球團豎爐電除塵設備經過長期運行，存在陰極線肥大和陽極板粉塵堆積的問題，嚴重影響除塵效率的提高。濟鋼球團生產工藝中添加有粘結劑，粉塵的粘附性強，不易振落，陰極線的粉塵會越積越多，形成陰極線肥大現象，大大降低電暈放電的效果。粘附性強的粉塵還會在陽極板上堆積，使除塵效率明顯下降。其產生的原因主要有以下幾方面：

1）機械振打強度不夠或振打系統(tǒng)故障。不能有效振打清灰，造成陰極線肥大和陽極板粉塵堆積，使電壓電流無法升高；2）結露現象。電除塵器在停止運行或低負荷運行時電除塵內的溫度會低于露點，從冷卻成品球團除塵管道進入電除塵的大量水蒸氣凝結，使粉塵表面溶解，溶解物質凝固或結晶后，產生大附著力依附在極板極線上；3）漏風問題。除塵器都存在著不同程度的漏風，冷風從仁孔、粉塵料倉、管道、絕緣瓷瓶等處進入電場，不但會增加除塵的煙氣量，而且會因溫度下降出現結露，造成陰極線肥大、陽極板粉塵堆積、絕緣瓷瓶爬電和電場腐蝕；4）經過長期運行，部分陽極板、陰極線腐蝕嚴重，通過振打無法清除其表面上的粉塵。

1.2 反電暈

反電暈是電流感應現象，電除塵器最適合的粉塵比電阻范圍為104Ω·cm ～5×1010Ω·cm，若沉積在收塵極上的粉塵是良導體，則不會干擾正常電暈放電，如果是高比電阻粉塵，則電荷不易釋放。當粉塵比電阻超過5×1010Ω·cm以后，除塵效率隨著粉塵比電阻的升高而下降，荷電高比電阻粉塵到達陽極板后，電荷不易釋放，沉積在陽極板上的粉塵層逐漸增厚，在粉塵層間形成較大的電位梯度。當粉塵層的電場強度大于其擊穿強度時，在粉塵層的空隙間產生局部擊穿，發(fā)生反電暈現象，導致除塵效率急劇下降，嚴重時甚至能導致電除塵器無法工作，其產生的原因主要有以下幾方面：

1）濟鋼煉鐵廠球團豎爐的粉塵屬于高比電阻粉塵，隨著粉塵比電阻的升高，正電暈放電頻繁，電流增加。此時粉塵表面產生的大量正離子與集塵電極起收塵作用的負電荷中和，使除塵效率降低；2）因電場內易產生粉塵堆積，易造成粉塵層局部擊穿，在堆積粉塵層表面，產生正電暈放電，隨著電壓升高，會形成火花放電，火花放電使電壓顯著降低，進而引起火花頻發(fā)故障，造成集塵極的工作電流降低，除塵效率大幅降低。

1.3 電暈閉塞

濟鋼煉鐵廠豎爐正常運行時煙氣中含塵濃度大，粉塵離子數量多，粉塵離子形成的電暈電流雖不大，但形成的空間電荷卻很大，當其接近氣體離子形成的空間電荷時，會嚴重抑制電暈電流的產生。因粉塵離子的遷移率極小，所以電流下降，當含塵濃度太大時，則由電暈生成的離子都會吸附在粉塵上，此時離子遷移率達到極小值，最后電流可能趨近于零，使運行參數明顯下降、除塵效率明顯降低，稱為電暈閉塞現象。其產生的原因主要有以下幾方面：1）煙氣含塵濃度大。球團豎爐因爐況調整經常有粉塵濃度大幅增加的現象，電除塵的電流下降明顯，除塵效率低下；2）煙氣流速增加。電除塵器是負壓運行，當密封不嚴而漏風時，冷空氣就會從外部進人電場，使通過電除塵器的煙氣流速增大，則單位時間內停留在電場中的粉塵量增加，會出現電暈閉塞現象，還會增加風機負荷，使除塵效率低下。

1.4 煙氣溫度

煙氣的溫度和壓力影響電暈始發(fā)電壓、電暈極表面的電場強度、電暈極附近的空間電荷密度和分子離子的有效遷移率等，這體現在煙氣密度參數上，它隨溫度的升高而減小。另外煙氣的溫度越高，其粘滯性越大，驅進速度越低。當煙氣溫度過高時，電暈始發(fā)電壓、電暈極表面的電場強度和火花放電電壓都要降低，致使二次電壓升不起來。我廠各點合成后煙氣溫度為80℃～200℃，隨爐況調整經常大幅波動，在溫度高于150℃以上運行時將顯著影響電除塵器的二次電壓、電流的升高，且容易引起極線變形，對風機、電機的沖擊也很大，甚至引起風機葉輪變形。在溫度低于80℃以下運行時則易冷凝結露，使電除塵器不能正常運行。

1.5 供電裝置運行不良

電除塵器的供電裝置由升壓變壓器、高壓整流器、控制元件和控制系統(tǒng)的傳感元件等四部分組成。其中升壓變壓器和高壓整流器及一些附件組成主回路，其余部分組成控制回路。高壓供電及其控制裝置性能的優(yōu)劣是決定電除塵效率高低的重要因素。我廠電除塵器運行電壓為40kV～72kV，高壓短路及供電控制裝置運行不良是經常出現的現象，直接導致除塵效率降低。其產生的原因主要有以下幾方面：

1）高壓短路。高壓供電回路對地擊穿；電場內陽極板、陰極線完全短路或積灰短路；陰極線或陽極板斷裂或開焊，極板極線間距在煙氣流動條件下時大時小，甚至短路；電場或陰極絕緣瓷瓶嚴重受潮或進水絕緣降低甚至到零，進水使陰極絕緣吊桿在運行中放電而碳化完全失去絕緣作用，絕緣瓷瓶破裂；高壓微機控制器調整不當誤發(fā)信號、微機元件故障、取樣主回路斷線、損壞造成的假象；2）控制裝置運行不良。相對于高壓供電裝置，除塵器電場的阻抗是一個不斷變化的負載。當電場阻抗降低、電流變大時，要求設備能自動降壓，反之則能自動升壓。但由于個別控制器功能還不夠齊全，操作人員對設備認識存在一定局限，致使供電控制裝置運行不良，容易造成反電暈，使除塵效率降低。

2 提高電除塵器運行效率的對策

2.1 技術改進

1）陰極線更換為管剌線，管刺線鋼管截面粗大，強度高、鋼性好，在惡劣的煙氣條件下不變形、不斷線，徹底解決了除塵器常見的斷、掉線故障。針尖端的電暈會產生強烈的電風，使粉塵迅速向陽極移動，克服了因針尖附近聚集粉塵而產生的電暈閉塞現象，適用于濟鋼球團豎爐煙氣對除塵器的要求；2）在除塵器頂部每個電場安裝三臺聲波清灰器，每兩電場之間兩側各裝一臺聲波清灰器。補充了除塵器中上部振打力不足、振打分布不均的缺陷，對于抑制陰極線肥大和陽極板粉塵堆積、二次揚塵、電場反電暈和電暈封閉現象的發(fā)生起到了顯著作用；3）豎爐煙氣溫度變化較大，為防止電場內部結露腐蝕，必須保證除塵本體的氣密性，防止冷風進入，對4臺除塵器本體外殼全部加保溫層，降低除塵器內部的煙溫損失；4）在絕緣瓷瓶下部增加密封裝置，增加聚四氟乙烯絕緣板，阻斷粉塵到絕緣瓷瓶內部的通道，有效防止絕緣瓷瓶爬電，較好地解決了球團豎爐煙氣中水分大，電場內容易結露，瓷瓶內壁沾灰多引起爬電而被擊穿造成損壞的問題；5）除塵頂室采用集中式空氣加熱系統(tǒng)，實現閉環(huán)控制，絕緣子室內溫度始終高于露點溫度10℃～15℃，保證絕緣子不結露、不掛塵，延長絕緣子使用壽命。

2.2 加強維護管理

1）定期對電場檢查維護。對松動的或有磨損的固定件進行調整、緊固、更換；檢查陰極線、振打電機、加熱系統(tǒng)、陰極瓷瓶等易發(fā)生故障的部分并及時處理更換；擦拭干凈各絕緣瓷件積灰；檢查漏風情況，發(fā)現漏點及時密封。對陰極線肥大和陽極板粉塵堆積的異常情況查找原因并采取措施；2）定期對供電觸發(fā)裝置性能測試，對高低壓回路與儀表開關進行校檢，對各種保護進行整定試驗，并對整流變進行吊芯檢查；3）科學合理地調整電除塵器的運行工況，嚴格控制豎爐的操作工藝參數，穩(wěn)定煙氣溫度，杜絕偶發(fā)性大量煙塵，合理控制煙氣濕度。

3 結論

除塵效率的高低，意味著含塵氣體所能達到的凈化程度。影響電除塵器除塵效率的因素是多方面的，并隨生產變化和設備磨損老化不斷出現。因此，只有弄清影響電除塵器除塵效率的因素，才能提出相應的改進措施和較佳的治理方案，保證電除塵器高效、穩(wěn)定的運行。

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