寇向上，黃新杰

(福建龍凈環(huán)保股份有限公司，福建龍巖364000)

低能耗陰極吊掛清掃裝置在電除塵器上的應(yīng)用

寇向上，黃新杰

(福建龍凈環(huán)保股份有限公司，福建龍巖364000)

陰極系統(tǒng)的絕緣性對電除塵器的運(yùn)行可靠性起著至關(guān)重要的作用，而陰極吊掛起著連接高壓進(jìn)線和陰極電場的作用，并絕緣隔離保溫箱等宏觀陽極。煙氣結(jié)露和積灰對絕緣系統(tǒng)的影響也一直困擾著電除塵器的穩(wěn)定運(yùn)行。從常規(guī)陰極吊掛系統(tǒng)展開，改進(jìn)陰極絕緣系統(tǒng)的熱風(fēng)吹掃方式，以期得到最佳解決方案。

電除塵器;陰極吊掛;短路;熱風(fēng)清掃裝置

0 引言

電除塵器是工業(yè)煙塵治理領(lǐng)域的主力軍，其具有處理煙氣量大、適應(yīng)溫度變化范圍廣、適應(yīng)粉塵性質(zhì)和煙氣成分復(fù)雜、安裝維護(hù)方便、運(yùn)行費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn)。陰極吊掛是陰極系統(tǒng)中的重要部件，上與高壓進(jìn)線的穿墻套管一端連接，下部通過吊桿與陰極系統(tǒng)(如陰極大框架)進(jìn)行連接，承受著陰極系統(tǒng)及其吸附粉塵的重量。陰極吊掛之絕緣瓷瓶與含塵煙氣直接接觸，而含塵煙氣的溫度和濕度隨主設(shè)備的工藝在時(shí)刻變化，當(dāng)含塵煙氣溫度低于煙氣露點(diǎn)溫度，水蒸氣在絕緣件表面結(jié)露，同時(shí)粉塵黏附在結(jié)露的水滴上，當(dāng)粉塵達(dá)到一定厚度后會造成絕緣件表面短路。即使煙氣溫度高于煙氣露點(diǎn)溫度以上，荷電的超細(xì)粉塵也會彌漫至瓷瓶內(nèi)部空間并吸附在內(nèi)壁。因此，解決煙氣結(jié)露問題和粉塵粘附于瓷瓶內(nèi)外壁的問題同等重要。

1 陰極吊掛及其作用

陰極吊掛的作用是支撐整個(gè)陰極系統(tǒng)的荷重并與宏觀陽極部件(如箱型梁保溫箱)絕緣。它是電除塵器的心臟部件——陰極系統(tǒng)的關(guān)鍵部件，其工作性能直接影響到電除塵器的除塵效率。隨著國家環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)的日益提高，工業(yè)電除塵器的發(fā)展應(yīng)更加適應(yīng)高溫、高濕，要求陰極另掛能高效，可靠地工作。陰極吊掛主要由高壓絕緣子(如瓷瓶)、支承絕緣子(如瓷支柱)、蓋板及密封裝置、吊掛梁、電加熱裝置等組成。

圖1 陰極吊掛裝置示意

陰極吊掛裝置安裝在小保溫箱或箱型保溫箱內(nèi)，其內(nèi)安裝有電加熱裝置及恒溫控制裝置，以保證其內(nèi)部溫度高于煙氣露點(diǎn)15℃以上。熱風(fēng)吹掃系統(tǒng)作為輔助系統(tǒng)，起作用是防止煙塵侵入絕緣子室或保溫箱內(nèi)，同時(shí)熱空氣送到絕緣子室，防止設(shè)備初運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的煙氣結(jié)露。

2 常規(guī)陰極吊掛清掃裝置

常規(guī)陰極吊掛的清掃裝置大多采用熱風(fēng)吹掃(見圖2)，其主要設(shè)備由過濾器、風(fēng)機(jī)、電加熱器及其配套管道系統(tǒng)組成。大氣中常溫的空氣經(jīng)過濾器、風(fēng)機(jī)、電加熱器，使溫度加熱到設(shè)計(jì)的溫度值，再通過熱風(fēng)管道引到絕緣子室。陰極吊掛頂蓋上開有小孔，熱風(fēng)在風(fēng)機(jī)推力和除塵器負(fù)壓的作用下，通過小孔吹掃絕緣子內(nèi)壁。缺點(diǎn):能耗大，控制精度低，操作、維護(hù)復(fù)雜，密封性差。

圖2 常規(guī)陰極吊掛清掃裝置

3 改進(jìn)型陰極吊掛清掃裝置

改進(jìn)型陰極吊掛清掃裝置示意如圖3所示。

圖3 改進(jìn)型陰極吊掛清掃裝置

改進(jìn)型陰極吊掛清掃裝置以壓縮空氣為氣源，也以其壓力作為吹掃的動力，通過放置在絕緣室內(nèi)的自動儲能包對壓縮空氣進(jìn)行加熱，使壓縮空氣的溫度保持與保溫箱內(nèi)的溫度一致，加熱后的壓縮空氣再由風(fēng)管引至絕緣子頂蓋上，通過復(fù)合頂蓋的內(nèi)置氣孔對瓷瓶內(nèi)表面進(jìn)行熱風(fēng)吹掃。通過設(shè)置在壓縮空氣進(jìn)口主管道上的電動閥門進(jìn)行吹掃控制，時(shí)間間隔自動可調(diào)。優(yōu)點(diǎn):介質(zhì)來源廣，配套設(shè)施能耗低，維護(hù)、操作方便，密封性好。

4 兩種熱風(fēng)系統(tǒng)比較

以100m2單室四電場電除塵器的配置為例，常規(guī)陰極吊掛清灰裝置，改進(jìn)后陰極吊掛裝置的一次性投資分別為6.25萬元、2.98萬元;年運(yùn)行成本分別為94.61萬能元和21.12萬元。其中常規(guī)陰極吊掛清灰裝置風(fēng)機(jī)系統(tǒng)電耗15kW，按0.8元/kW計(jì)，電費(fèi)10.512萬元;電加熱系統(tǒng)電耗120kW，按0.8元/kW計(jì)，電費(fèi)84.096萬元。改進(jìn)后陰極吊掛清灰裝置壓縮空氣耗量300m3/h，單價(jià)按0.08元/m3計(jì)，費(fèi)用21.024萬元;絕緣瓷套管0.1費(fèi)用萬元。從計(jì)算可知，改進(jìn)型的陰極吊掛清掃裝置年能耗比常規(guī)的節(jié)省約348%。此外從可靠性對比可知，改進(jìn)型的陰極吊掛清掃裝置隔絕了含塵煙氣進(jìn)入絕緣子室的可能性，避免了絕緣子破裂的現(xiàn)象，保證了設(shè)備長期、穩(wěn)定運(yùn)行。

5 結(jié)語

熱風(fēng)吹掃裝置是電除塵器的輔件，裝置設(shè)計(jì)的科學(xué)性和合理性關(guān)系到電除塵器是否能高效、可靠的運(yùn)行。改進(jìn)型的熱風(fēng)吹掃裝置與常規(guī)的熱風(fēng)吹掃裝置相比，無論是在初期的投資成本上還是在后期的運(yùn)行維護(hù)成本上都具有較大的優(yōu)勢，并且可靠性得到的大幅的提高。改進(jìn)型熱風(fēng)吹掃裝置應(yīng)用范圍廣，在結(jié)構(gòu)上進(jìn)行局部改進(jìn)，不僅能運(yùn)用在電除塵器的陰極吊掛上，也可適用在陰極瓷軸箱的電瓷轉(zhuǎn)軸的清掃等。

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Applications and research of low－energy and reliable Discharge Electrode hanging sweeping device on ESP

The insulation of Discharge Electrode(D.E)System plays a key role in ESP operation.D.E hanging connects HV leading and D.E field，the other hand separates D.E system from macro Collecting Electrode(C.E)system(such as insulator boxes).The problem may cause ESP operation failures is that gas condensation and ash deposit interfere with insulation system.It is aim to solve this problem by improving D.E hanging and purge air heater device in D.E system.

ESP;D.E hanging;short circuit;purge air heater device

X701.2

B

1674－8069(2015)05－043－02

2015-03-14;

:2015-06-10

寇向上(1964-)，男，河北省張家口人，副總工程師，高級工程師，主要從事大氣污染行業(yè)的粉塵治理和脫硫、脫銷治理。E－mail:18605970866@139.com