烧结电除尘的论文.doc

附件：(第十四届中国电除尘学术会议论文 2011年10月 重庆)烧结烟气电除尘器的运行实例分析毕东风（河北鑫泰环保节能科技有限公司河北省泊头市廊泊路工业开发区062150）摘要本文通过对烧结机头电除尘器运行实例的分析，从除尘器本体结构的角度叙述了影响除尘器运行效果的主要原因，提供了分析和解决问题的思路，文中坦述的曾经走过的歧路，也可使同行引以为鉴。关键词烧结电除尘器实例分析尽管随着高温滤料的出现和袋式除尘器技术的不断发展，在某些原属电除尘器的应用领域已出现电、袋共存的局面，但电除尘器在某些特殊的工业场合仍在发挥着其它除尘方式不可替代的作用，钢铁企业的烧结机头电除尘器就是一例。对烧结电除尘器的运行效果及其原因的分析，是近年来业内人士的热点话题，大家分别从极间距、极配形式、供电技术的改进等方面均有较多论述，本文则试图通过对一些运行实例的描述、比较和分析，从电除尘器本体结构设计等方面叙述其对运行效果的影响。对烧结电除尘效果的分析，人们经常会提及烧结原料采用外矿时伴随的碱性氧化物粉尘如Na2O、K2O的影响等，这些絮状物粉尘也确实存在并难以清除，然而当相同工况而不同结构的电除尘器其运行效果却有很大差异的时候，我们就有必要探索为什么电除尘器结构不同会导致不同的结果。一、影响烧结电除尘器正常运行的几个因素烧结烟气的显著特点中对除尘器运行有较大影响的，一是高湿，二是高负压，再一个就是工业炉窑烟气普遍存在的高温，高湿伴随的高露点、高压引起的漏风率增加和高温造成的内部结构的变化均会对除尘器的运行效果造成较大的影响，本文将通过实例分析对以上几个方面进行表述。1、湿度的影响以往我们对烧结烟气湿度的理解往往较多地关注其对极板的腐蚀和灰斗内积灰的潮结，却容易忽略其对除尘效果有着较大的甚至是至关重要的影响。唐山地区某钢厂155烧结机配套315机头电除尘器，阴极吊挂采用大保温箱结构，阴极振打为侧部传动，投运一周内运行效果尚佳，随着天气气温的降低，除尘效果时好时坏，停机检修时，电场内部未见异常，极板、极线积灰也很少，恢复运行后，情况依旧，较好和较差两种状况跳跃变换，几无过渡阶段，笔者在现场观察数天，发现了排放浓度与烟气温度的对应关系：当烟气温度在130以上时，情况良好，电压电流有一个较好的比值，此时增加导通角，电压电流同步上升，电流的增加速率略滞后于电压的提高，给人的感觉是电压的升高拉动了电流的增加，显示了一个正常的伏安特性，此时烟囱无肉眼可见烟尘；而当烟气温度低于120时，二次电压略有下降，而二次电流却逆势增加，手动增加可控硅导通角，电压值几乎无变化，电流大幅上升，并无放电现象，伏安曲线明显疲软，观察烟囱，排出较大的浓烟。经分析，这种现象正是绝缘部件绝缘性能下降导致的结果，当烟气温度低于露点时，绝缘部件发生了结露爬电，尽管二次电压尚能维持一定的数值，但盘面仪表所显示的电流并非正常的电晕电流，而是爬电电流，电场已经基本上失去了收尘功能。客观上说，此种情况的发生肯定与烧结配料的湿度有关，当配料的湿度较大，而环境温度又较低时尤为明显，但生产工况不可能迁就除尘器的性能，若一味地诿过于生产工况的不稳定，显然是无助于问题的解决。2、高负压的影响高负压会造成烟气的绝缘性能降低，二次电压下降，此属无需正面应对的问题，且不讨论，除此之外，不容忽视的是高负压造成的卸灰系统漏风对除尘效果的影响，在设备的安装及焊接质量不佳的情况下，烧结机烟气的高负压将引起其漏风率明显增加，而高漏风率至少会导致以下几个方面的问题。1）绝缘部件的结露，该方面与烟气湿度的影响又是密切关联的。2）加剧灰斗内积灰的潮结，当环境温度降低且保温性能差时，这种现象尤为明显。3）灰斗内产生二次扬尘。理想的情况当然是灰斗内应存在一个“灰封”，而实际上由于漏风的原因，在灰斗的存灰中将出现一个“气柱”，对已落入灰斗中的灰进行搅动，造成所谓“二次扬尘”，恶化了收尘效果。笔者曾经做过一个简单的测试，在足够长的时间内，关闭一个灰斗不卸灰后，刮板机中仍有较强的被吸入的气流，说明想像中的灰封根本没有形成。4）还有一种较为少见的现象，在烧结生产工艺不稳定的情况下，进入除尘器的高温粉尘中可能含有未燃尽的燃料，如遇除尘器漏风，则极可能造成在除尘器内部的二次燃烧结块（不同于受潮板结），这种结块体积往往较大，笔者曾在除尘器灰斗内见过线径甚至达500mm的烧结块，当其充塞灰斗中时，将完全阻滞灰的流动，以致造成灰斗中的灰位抬高而引起电场短路。3、烟气温度的影响这是一个极为普通甚至被认为是不屑讨论的问题，表现在以下几个方面：1）温度的升高会引起钢结构部件的变形，这是没有异议的，如果使用了劣质冷轧板甚至热板（市场上有热板假冒冷板情况）做极板材料，此现象会变得尤为严重。2）极板热膨胀量超出正常值。当烟气温度到达一定数值时，电压有所下降，这不难理解，但有时出现电压下降较多甚至电场短路现象，就必须进行检查和分析了。一般来说，由于阳极排下端预留的膨胀空间不够将会导致阳极板的弯曲变形，而阳极板的热胀量和极板的弯曲挠度是可以通过理论计算的，也是容易实际测量出的：在高温和振打的共同作用下，阳极振打杆会在限位板槽内滑动并留下明显的痕迹，我们可据此判断阳板板在高温下的实际伸长量，但笔者在参与对上例中的电除尘器进行停机检修时，测量限位槽内的划痕竟达100以上，而极板总长度不到14,烟气温度最高也未到220。这种现象起初让人费解，经分析，这是由于尘中走道由于两端焊死，没有膨胀空间而造成限位板上拱所致。3）笔者认为阴极振打的侧部传动结构是不利于阴板系统的温度补偿的，实例有二：冷态启动阴极振打对二次电压的影响上例中电除尘器的阴极振打即属于侧部传动挠臂锤结构，对该除尘器进行冷态升压时，发现有如下现象：当设备处于完全静态的时候，二次电压达到较理想的数值，但当开启阴极振打时，电压下降约5KV；而开启阳极振打时，则几乎没有影响。在没有温度因素的前提下，这种现象至少说明阴极振打的安装精度不合要求。当除尘器处于运行状态时，由于添加了温度升高的因素，上述现象就变得尤为明显，启动阴极振打后，电压值下降更多。笔者曾在另外一个场合观察侧部传动阴极振打对电场电压的影响，对此有过更为直接的体会，那是氧化铝生产熟料窑窑尾电除尘器，由于其排烟机位于电除尘器的前部，除尘器在微负压状态下运行，当时热态和冷态的二次电压相差过大，在排除多种可能的影响因素无果后，无奈中采取特别措施：在运行状态中将侧部检查门打开进行观察，竟发现阴极系统随阴极振打轴的转动在做垂直于气流方向的摆动，其往复运动的周期恰好等于振打轴旋转一周的时间，并且阴极系统下部的摆动幅度较大，导致二次电压的明显波动，当时大为诧异，经检查分析，很快判断出是由于滑套与振打轴抱死所致。还有一个与此相关联的现象：四氟板的穿轴孔原设计为圆孔，经过一段时间的运行后，却在轴的挤压下变成了“长孔”，这不仅仅会造成局部漏风加大，重要的是，振打轴受到了不应有的外力，会改变阴阳极的间距。在阴极振打侧部传动结构中，人们经常会忽略滑套、万向节、四氟板对电场结构的影响，甚至现在还有人将滑套结构“改进”为螺栓销固接，将万向节用劣质廉价的所谓汽车配件来代替，殊不知这是极不明智的。二、针对以上分析，对于烧结烟气电除尘器本体设计来说，笔者提出以下建议：1、为了解决绝缘部件结露的问题，阴极吊挂室宜采用小室加热的结构；2、必须从设计和管理两个方面解决壳体的漏风问题：全部焊缝必须做渗漏试验；壳体必须做漏风试验；采用双层人孔门结构；灰斗下部采用高密封性的锁风装置。3、无论采用电加热或是蒸汽加热，灰斗伴热是必须的；4、为了抵御高温烟气下的电场变形问题，阳极板必须采用优质冷轧钢板；5、建议阴极振打尽量采用顶部传动结构；6、如阴极振打仍采用侧部传动结构，则补充建议：振打轴与瓷轴之间采用滑套联接，滑套与轴的配合间隙应稍大一些，并有足够的滑动行程以保证振打轴无论在何种工况下均可以在滑套内毫无卡涩地自由滑动而不产生轴向推力；电瓷转轴尽量选用较长一些的（如L=520），以提高绝缘距离和减少万向节夹角变化；四氟板的穿轴孔制成长孔，以适应振打轴的上下移动，避免出现四氟板“扛起”振打轴的现象；7、针对外矿造成的烧结烟尘中的“絮状物”难以振落的情况，建议在除尘器顶部增设声波清灰，做为振打清灰的辅助装置。三、不正确的判断导致不理想的结果尽管笔者对上述现象的分析和建议有较为自信的表述，但在对本例及同类电除尘器的运行和检修实践中，我们也曾做过一些不正确的判断，据此制订的方案实施后并没有达到所期待的结果，说明当时我们对该问题的认识是片面和肤浅的，在此一并列出，供各位同仁借鉴。1、由于二次电压偏低，曾怀疑是极间距（400）偏小，改造一个电场，将极距加大（450）后，问题依旧；2、曾怀疑是外矿导致的粉尘比电阻过大，分别采集三个电场的灰样送检的结果是比电阻值小于1011cm，处于电除尘器可有效捕集的范围之内，况且较大的烟气湿度所产生的调质效应对粉尘比电阻的降低是有利的；3、曾发现所谓“阳极放电”现象，并检测到二次电压的波形略有畸变，因怀疑是接地网的屏蔽效果差，重新做了接地网后，效果并无任何改善；4、发现二次电压过低，而电流甚至超过额定值，却不报警，因而怀疑到供电电源的质量，更换电源厂家的设备后，也没有出现期待的结果（后来分析出是绝缘部件的爬电导致的短路假象）。四、相邻两除尘器相同工况不同效果的比较在本例中的钢厂，尚有90烧结机数条，其烧结段原配套185电除尘器，较早的几条线运行效果均不理想，其现象与上面所述315电除尘器类似，后来该钢厂又在其中一条线近旁建设另一条新的烧结生产线，两条线的生产工艺条件相同，而电除尘器本体采用了不同的结构，结果收尘效果有明显的差别，现将部分指标列表比较如下：（表中以老线和新线予以区别）比较内容老线电除尘新线电除尘烧结原料相同，含一定比例的外矿本体结构单室三电场单室四电场电场断面积18521702收尘面积98002102002极间距450400电场长度1212极板型式C型480极线型式BRS整体芒刺线阴极振打侧部传动顶部传动阳极振打侧部振打侧部振打比较内容老线电除尘新线电除尘电源厂家同一电源设备厂家电源型号GGAJO21.5A/80kVGGAJO21.2A/72kV声波清灰无无阴极吊挂大梁加热小室加热卸灰设备星形卸料器星形卸料器二次电压40V左右45V左右二次电流600mA左右400mA排放效果烟尘较大烟尘几乎不可见季节差异夏季稍好差异很小从上表的数据比较中，我们至少可以获得以下信息：老线电除尘器尽管二次电流较大，却并未做功，至少未完全做功；而新线电除尘器的数据表明，外矿烧结烟尘的捕集难度并不是我们原来想象的那么大。五、结语1、烧结烟气电除尘器运行效果较差时，首先应该关注的是绝缘部件是否结露，这方面从其伏安特性上可见端倪，升压时若二次电流领先于二次电压是不正常的，如