劉清元，王衛(wèi)德

窯頭電收塵器的改造

Improvement of Electric Precipitator of Kiln Fire Hood

劉清元1，王衛(wèi)德2

某公司5 000t/d水泥熟料生產(chǎn)線于2009年投產(chǎn)，窯頭電收塵器規(guī)格型號為33/12.5/3×11/0.45，設計出口含塵排放濃度50mg/m3。隨著使用時間的延長，收塵器的效果越來越差，實際排放濃度遠高于國家30mg/m3的新標準，迫切需要進行改造。經(jīng)過對比，該公司選用臨界脈沖軟穩(wěn)電源技術對電收塵器進行了改造，改造效果良好，具體方案介紹如下。

1 技術方案介紹

臨界脈沖軟穩(wěn)電源技術，不同于傳統(tǒng)“火花監(jiān)測”控制方式，是將輸出電壓始終控制在瞬時工況下的火花始發(fā)點以下臨界處，系統(tǒng)可以根據(jù)電場內(nèi)部工況而變化，自動調節(jié)、動態(tài)適應，實現(xiàn)了連續(xù)場強最高化。該電源特性如下：

（1）臨界脈沖電源具有硬件儲能與限能和微脈沖式供電特性，輸出的電壓隨工況（電場內(nèi)溫度、濕度、壓力、粉塵濃度、粒度、比電阻以及市電波動）的變化，能自動調節(jié)、動態(tài)適應，使輸出電壓值穩(wěn)定位于火花始發(fā)點以下臨界區(qū)。

（2）電壓無須大幅降低或關斷以熄滅火花，連續(xù)輸出臨界電壓，可實現(xiàn)最理想的，也是運行中最高的場強（荷電場強、驅進場強）。

（3）能使電場保持在“二次電子崩”與“流注初期”狀態(tài)，空間自由電荷最多，荷電效率最高。二次電子崩：當初始電子崩發(fā)展到陽極時，初始電子崩中的電子迅速跑到陽極上中和電量。留下來的正離子作為正空間電荷使后面的電場受到畸變和加強，同時向周圍放射出大量光子。這些光子在附近的氣體中導致光游離，在空間產(chǎn)生二次電子。它們在正空間電荷所畸變和加強了的電場的作用下，又形成新的電子崩，稱二次電子崩。

圖1 不均勻電場流注的發(fā)展

應用流注理論描述放電過程見圖1。在電場作用下，電子崩由陰極向陽極發(fā)展，由于氣體原子（或分子）的激勵、電離、復合等過程產(chǎn)生光電離，在電子崩附近由光電子引起新的子電子崩，電子崩接近陽極時，電離最強。光電子產(chǎn)生的子電子崩匯集到由陽極生長的放電通道，并幫助它的發(fā)展，形成由陽極向陰極前進的流注（正流注），流注的速度比碰撞電離快。同時，光輻射是指向各個方向的，光電子產(chǎn)生的地點也是隨機的，這說明放電通道可能是曲折進行的。正流注達到陰極時，正負電極之間形成一導電的通道，可以通過大的電流，使間隙擊穿。如果所加電壓超過臨界擊穿電壓（過電壓），電子崩電離加強，雖然電子崩還沒有發(fā)展到陽極附近，但在間隙中部就可能產(chǎn)生許多光電子及子電子崩，它們匯集到主電子崩，加速放電的發(fā)展，增加放電通道的電導率，形成由陰極發(fā)展的流注（負流注）。

（4）高電壓低電流。在使電壓保持在臨界區(qū)的同時，避免了大量的無效電耗，實現(xiàn)小電流供電。而且，采用高頻技術，功率因數(shù)高。

2 改造前后運行情況及改造內(nèi)容

2.1 改造前電收塵器運行情況

由于電收塵器運行時間較長，加之平時缺少必要的維護，電收塵器的運行狀況很不理想，運行參數(shù)偏離正常設計指標較遠，電場的電流、電壓均偏低，收塵效率大幅度下降。具體見表1。

表1 改造前運行情況

2.2 改造內(nèi)容

2015年1月，該公司利用大修機會對窯頭電收塵器的3個電場電源進行了更換，并對3個電場內(nèi)部進行檢查維護，主要進行了極板間距調整、振動裝置檢查調整、極絲檢查調整，更換了電場瓷瓶，在電收塵出風口加裝了橫向導風槽型板。電氣控制方面，增加和更換了PLC模塊，與DCS系統(tǒng)兼容并入中控操作系統(tǒng)。

2.3 改造后運行效果

2015年1月改造完成，經(jīng)過一周的調整，收塵器逐步運行正常之后該公司請專業(yè)檢測單位對收塵器運行效果進行了多次檢測，檢測結果表明收塵器平均排放濃度在20mg/m3左右。改造后各項運行參數(shù)見表2。

表2 改造后運行情況

從檢測數(shù)據(jù)分析可知，電收塵器技改后粉塵排放濃度優(yōu)于國家30mg/m3的新標準，達到了改造目標。

3 改造后遇到的問題

電收塵器改造后運行過程中主要存在的問題是余熱發(fā)電解列后粉塵排放超標。由于電收塵器對粉塵比電阻比較敏感，余熱發(fā)電解列后廢氣溫度由原來的110℃升高到280℃左右，電場的電壓、電流隨之波動較大，影響到收塵效果，造成排放濃度升高，該公司也對該工況條件下的運行情況進行了檢測。余熱發(fā)電解列后運行參數(shù)見表3。

表3 余熱發(fā)電解列后運行參數(shù)

為了解決余熱發(fā)電解列后排放超標的問題，該公司修復了篦冷機噴水系統(tǒng)，通過噴水等措施將煙氣溫度降到200℃以下，增加了煙氣濕度，有效降低了粉塵比電阻，提高了粉塵導電能力和荷電效率，很好地解決了余熱發(fā)電解列后排放超標的問題。

4 結語

該公司窯頭電收塵器電源改造實踐證明，利用新型電源技術對老式電收塵器改造是可行的，而且投資僅為袋收塵器改造的30%左右。

但是也應該注意，電收塵器本體完好程度是該技術能否改造成功的關鍵，改造企業(yè)首先應做好這方面的工作；另外由于電收塵器本身的特性，在遇到窯系統(tǒng)塌料等工況時，窯頭粉塵排放會短時超標?！?/p>

TQ172.688.1

A

1001-6171（2017）03-0093-02

通訊地址：1中材水泥有限責任公司技術中心，湖南株州412000；2中材節(jié)能股份有限公司，天津300400；

2016-09-22；編輯：趙蓮