电除尘器讲义

电除尘器讲义

电除尘器的基本过程和基本原理简言之，电除尘器的基本过程是：1，建立电场，产生电晕，使尘粒荷电。2，在电场力作用下，荷电尘粒向收尘极运动，收尘。3，振打清灰和排灰。1、尘粒荷电电除尘器是通过电晕放电，使其电晕极附近的气体电离，产生大量的正、负离子，并使其附着在尘粒上来实现尘粒荷电的目的。（1）、电晕的机理通常由于自然界的放射性、宇宙线、紫外线的作用，气体中常会含一些被电离的分子和自由电子，在一个极不均匀的电场（如针对板）施加一定电压时，靠近曲率大的电极附近强电场区（称为电晕区），自由电子获得足够的能量，它和气体分子碰撞而产生新的正离子和电子，而新生的电子立刻又参与到碰撞游离中去，使得游离过程加强，生成更多的正离子和电子，这样，由于电子行程上新生成的电子不断参加碰撞游离，结果气体中的电子像雪崩似的增长，形成电子崩，迁移率大的电子集中在电子崩的头部迅速向阳极方向发展，而正离子则留在电子崩尾部加速撞击阴极使其释放出达到自持放电所必需的二次电子，这样，在电晕极附近的狭小区域就产生了放电条件，形成电晕，这就是电晕形成的机理。电晕的定义：集中在曲率很大的尖电极附近产生的自持放电称为电晕。在强电场区以外（电晕外区），电子逐渐减慢到小于碰撞游离所必需的速度，附着在气体分子上形成负离子向阳极运动，其运动速度和它们的电荷及电场强度成比例，形成了电晕外区的电晕电流。这时，若含尘烟气进入电场，烟气中的尘粒将被负离子碰撞而荷电，形成负粒子，而负粒子在电场力作用下向阳极运动，以达到收尘的目的。（2）、电晕空间电荷对电场的影响电除尘器阴阳极之间在外施电压下产生电晕后，在电晕区（电晕线附近的高场强区）和电晕外区（电晕区以外的低场强区）都有空间电荷的存在（电子、负离子、正离子、负粒子），这些空间电荷使得电场分布畸变，导致负极性击穿电压高于正击穿电压，使电晕电流受到自身空间电荷的影响，并使电场、外区空间电荷、电晕电流三者互相处于平衡状态。因此，对于不同性质的烟气和粉尘，由于各种空间电荷对电场影响的程度不同，所以电晕发生后所产生的效果亦不同。A、电晕正空间电荷对电场的影响

从图一看，不管尖电极的极性如何，它们的起晕电压基本相 同，但它们的击穿电压却差别很大，尖电极为负的击穿电压要比尖电极为正的击穿电压高2-3倍。这是为什么呢？这是因为电晕正空间电荷在不同极性下分布状况很不相同，并使电场畸变的结果。如图二所示，当电晕产生后，由于电子运动十分迅速，很快都离开尖电极而散去，在尖电极附近留下正离子空间电荷，这些正空间电荷对不同极性的尖电极附近的电场影响是不同的。对于负尖电极，极尖附近的正空间电荷减弱了向极板方向的电场强度，而加强了朝向极尖的电场强度，因此负电晕被压缩在尖电极附近，使放电不易向前发展。对于正尖电极，极尖附近的正空间电荷加强了朝向极板的电场强度，使高场强区移向间隙深处，而朝向尖电极的电场强度则减弱了。对于放电而言，重要的正是朝向极板方向的电场区域场强的大小，这样，正尖电极在间隙深处造成场强高而易于引起游离而使得正极性击穿电压比负极性击穿电压低的多，我们把这种由于极性不同而造成击穿电压不同的现象称之为极性效应。大家知道，工业用的电除尘器一般都是采用负电晕的，那么讨论极性效应的实际意义何在呢？请看图三，当尖电极为正极时，击穿时放电通道沿直线路径从尖电极向园盘中心进行。当尖电极为负时，虽游离开始于负极，但击穿时放电通道拉长了，并且放电是从园盘边缘向尖电极进行的，这说明从正园盘的边缘开始的放电通道的发展条件要比负尖电极开始更有利（正园盘边缘电力线较密，电场强度比园盘其余地方要高，这在电学中称为边缘效应）。这样，由于边缘效应和极性效应很可能形成我们工业除尘器中不希望的放电，而这种正极性的放电由于击穿电压低而影响整个电除尘器的工作电压的升高，因此，设计、施工中要注意集去掉正极部分的毛刺，防止极性效应发生。B、电晕外区空间电荷对电场的影响电晕外区的负空间电荷对电场的影响是非常大的。由于电晕外区的空间电荷总是要屏蔽一部分通向电晕极的电力线而减弱电晕极附近的场强，而收尘极附近的场强稍有加强，从而空间的游离将减少，因此，当某一电压下产生电晕后，即是电路中电阻很小，电晕电流是停留在某一值的，不会不断增长（气体放电理论在不考虑空间电荷影响时，虽外施电压不变，而电流是按指数规律不断增长的），这就是由于电晕电流受到自身空间电荷影响的缘故。当在外施电压不变而由于某种原因电晕电流增长了（如由于自然界的放射性、紫外线等作用在尖电极附近的自由电子多了，使电晕电流增加），则电晕外区的空间电荷亦多了，它的屏蔽作用也强了，因此就有削弱游离的趋势，使电晕电流恢复到原值。反之，若电晕电流减少了，则外区负空间电荷也减少，屏蔽作用亦减少，游离就有加强的趋势，使电晕电流恢复原值。这样，电晕电流的稳定值正是相应于该电压下，电场、外区空间电荷、电晕电流三者互相平衡的结果。当电压升高后，原来的平衡被打破，游离区扩大，电晕电流亦增大，但它不会无限增长，此时的外区负空间电荷仍然限制着它，使电场、外区空间电荷、电晕电流三者又处于一个新的平衡状态。由此可见，电晕电流的变化主要是受自身负空间电荷的限制。了解了空间电荷对电场的影响，就抓住了电除尘器运行机理的主要矛盾，从而可以从机理上解释电除尘器运行中常发生的“电晕封闭”、“反电晕”等现象，并在设计中针对不同煤种、不同工况加以限制和防止。另外，了解空间电荷对电场的的影响，也可以从理论上指导设计出新型电除尘器如“宽极距”电除尘器、“鱼骨针加辅助电极型”电除尘器等。还有，了解了空间电荷对电场的影响，对电除尘器的安装和运行也有很大指导意义。（3）、电晕封闭工业用的电除尘器中，电晕外区不仅有气体负离子形成的空间电荷，还有许多已荷电的粉尘粒子，由于粒子空间电荷的加入，电晕电流的变化受自身空间电荷影响的情况就要加剧。当电除尘器处理含尘浓度高、粉尘粒度细（比表面积大）的烟气时，电晕外区的空间电荷就由气体的负离子和粉尘的负粒子组成，其总量比纯气体负离子大的多，而主要成分是负粒子。由于负粒子的迁移速度比负离子小的多，所以，对其电场的影响就比纯负离子的影响大的多，它使得电晕极附近的场强削弱的更厉害。当烟气中的含尘浓度高到一定程度时（或者粉尘粒度非常细），甚至能把电晕极附近的场强减少到电晕的始发值，电晕电流大大降低，甚至会趋于零，这种现象称之为“电晕封闭”。由于电除尘器沿电场长度方向（烟气流向）负粒子浓度是逐渐减少的，所以，在第一电场主要以负粒子空间电荷影响电场，而末电场则因随着尘粒被除去而主要以负离子影响电场，又由于负粒子的迁移速度比负离子小的多，所以一电场整个负空间电荷（包括负粒子和负离子）对电场的影响要比末电场大的多，这就是电除尘器运行时一般一电场电晕电流小，而末电场电晕电流大的原因。对含尘浓度大，易发生“电晕封闭”的电除尘器，在设计上应采取较窄的极间距，采用放电强的芒刺线、鱼骨线等，使放电较集中，增加电风影响。多串联几个电场也是种消极的办法。运行中要保证振打机构完好，使电晕线处于清洁状态，减少或防止“电晕封闭”的发生。(4)、流注的形成是电除尘器件电场击穿的充分条件从气体放电理论可知，对极不均匀电场的击穿（如电除尘器电场的击穿）都是由于流注的形成和延伸所至。 流注的定义：气体中某些部分形成具有高电导通道的正、负离子混合区称为流注。它是极不均匀电场的两种气体放电形式之一（电晕放电和流注放电）。流注的成因是：正常的负电晕是在电晕区内电子崩式的游离，而当电除尘器电场的外施电压不断升高时，在电子崩头部，由于正、负离子的复合或者被激发的原子又回到正常状态时都会放出光子，被光子游离而生成的电子称为光电子，它在电晕外区形成更强游离的电子崩（已不靠尖电极附近高场强的游离，而是靠光游离），并和主电子崩的崩头汇合，在电晕外区气体的某些部分形成高电导的正、负离子的混合区，此混合区称之为流注。流注形成后，在基本电场的作用下，流注区中的电荷要向两端分离，从而削弱流注内部的电场。这样，流注虽然从电晕区边缘发生，但由于流注内部的电场强度又很小，所以流注对对面电极的电位和尖电极的电位差不多相等（即流注有传送电位的能力），相当于尖电极向前延伸，使游离在电场间隙深处（指电晕外区）得以发展而导致击穿（火花）。这样，电除尘器电场的击穿过程就由三个环节完成：即，电晕区的电子崩（电晕）—电晕外区的流注—电场的击穿。因此说，流注的形成是电场击穿的前兆，亦可以说，流注的形成是电场击穿的充分条件

对常规单区负极性电晕的电除尘器来说，这种击穿前的流注是不利的，因为流注的出现会加速放电的发展，使击穿电压降低。更重要的是流注的形成使电晕外区有了正离子和正离子荷电形成的正粒子的粉尘，（流注中的，正离子在电晕外区的加入将加强阴极的电离，使电晕电流增大，使流注易于发展导致击穿电压下降。同时，正离子的存在对粉尘而言，它使已荷负电的粉尘荷电量减少，甚至荷上极性相反的正电荷，使电场电晕外区形成正粒子和负粒子），而单区负极性电晕结构的电除尘器无法收到流注中的正离子荷电形成的正粒子的粉尘，因此会造成漏尘率的增加。亦会造成电晕线肥大，使电除尘器运行恶化。 在常规电除尘器实际运行中经常看到的由于流注形成后对电除尘器运行的影响。电除尘器常见故障之一是电晕线肥大，有的电晕线肥大成50~80mm粗的灰棒，这是电晕线收正粒子粉尘的结果。但是，常规单区电除尘器的电晕区（电离区）只是电晕线附近几毫米大的区域，再此电晕区内才有正离子及被其荷电的正粒子粉尘，而广大的电晕外区只有负离子及被其荷电的负粒子粉尘。因此，电晕外区肯定有正离子的新来源，否则，极小的电晕区就不可能形成电晕线肥大现象。那么，电晕外区的正离子是在何种情况下形成的呢？这还需从电晕放电的机理来分析。负极性电晕发展到击穿前，出现流注。由于流注发生时，在电晕外区（即电场间隙深处）就不光有电晕形成的负离子，而且有流注形成的正、负离子混合区，它是广大电晕外区新生正离子的来源，是电晕极肥大的内因，（而阴极振打故障只是加重电晕极肥大的外因）。这就提供了使电晕极肥大的几率（当然，反电晕产生的正离子也会使电晕极肥大）。 辅助电极和阳极一样收尘已是事实，但它收的正粒子粉尘又是哪里来的呢？（这里不讨论高比电阻粉尘发生反电离所形成的正离子、正粒子）笔者认为，正是由于流注的形成，出现了正、负离子的混合区，提供了正离子，粉尘正粒子的来源。部分电除尘器运行中出现的二次电压闪络频繁，火花电压偏低。当火花频繁发生时，由于每次火花之前都有流注的形成，流注的正、负离子混合质区频繁出现使电场中正离子增多，而单区负极性电晕结构的电除尘器由于结构设计没有考虑收正离子荷电的粉尘，因此会造成漏尘率的增加。亦会造成电晕线肥大，使电除尘器运行恶化。能对付频繁出现的流注、能收正粒子粉尘的结构型式是双区电除尘器或有辅助电极的电除尘器。当然，降低运行电压，使不发生流注，也是消极的措施。（5）稳定的负电晕是单区电除尘器高效运行的首要条件（即尽可能高的电压而无火花发生的负电晕）。而保持稳定的负电晕必要条件是：（a）.电晕极附近要有丰富的电子源，即该处的场强要高，电离要强。（b）.电晕外区要有有效的空间电荷（如负电性气体 、 、 、 等形成的负离子及被其荷电粉尘的负粒子），若没有足够的起限制作用的负空间电荷，则流注、火花很快发生，使击穿电压低，电晕不稳定。对条件（a），是靠电除尘器本体结构设计来满足的。对条件（b），主要决定于烟气和粉尘的性质。从电晕机理可知，负电性越强，负电性气体浓度越大，电晕外区扑获电子的概率就越高，负离子就越多（负粒子亦越多）。在电晕外区，全部电晕电流是由负离子传递的。电晕外区的空间电荷（负离子、负粒子）总与电晕极同符号，它们屏蔽一部分通向电晕极的电力线，削弱电晕极附近的场强，使放电的发展受到抑制，电场的击穿推迟。因此，电晕电流的增大和放电的发展主要受放电本身的空间电荷的限制，并使电场、电晕外区空间电荷、电晕电流三者互相处于平衡状态。对于不同性质的烟气和粉尘，由于能形成有效空间电荷的负电性气体（主要是 和 ）含量不同，则电晕发生后产生的效果亦不同，负电性气体含量高的，( 在10ppm， 在9%以上)能满足条件（b）形成无火花或少火花稳定的负电晕，除尘效率高。而负电性气体含量低的则火花频繁、击穿电压低，不能满足条件（b）形成稳定的负电晕，除尘效率低。 * 的影响：一般烟气中的 约有1%会转换为 ，而烟气中只要有8-10 ， ，在粉尘的表面形成酸膜，增加粉尘的表面电导，使粉尘的比电阻降到 ，电除尘器性能就会好。经验公式： 式中 ---烟气中 的浓度。 ---煤的硫收到基成分。 ---煤的低位发热值。 浓度的换算：

1 2.857* 烟气中 （水蒸气，用 表示）的影响：烟气中 由三部分组成：煤中的水分；过剩空气带入的水分；氢燃烧生成的水分。除褐煤外，氢燃烧生成的水分要占烟煤、无烟煤燃烧后总水分的60-70%。因此要特别观注 的多少。一般 在9%以上时，粉尘的比电阻一般在 ，除尘性能好。 计算公式 ： ---理论空气量（每公斤煤生成的烟气容积） ---（每公斤煤燃烧生成的水蒸气体积）

---炉膛出口过剩空气系数，一般取1.2。 ---干烟气容积（每公斤煤燃烧生成） 因为每公斤煤燃烧生成的烟气量为： 所以水蒸气 占烟气的百分比为

从而我们说，所谓稳定的负电晕是指即将发生而未发生流注段的负电晕。从电厂电除尘器运行的统计情况看，凡一次电压在300V以上，或二次电压在60-65KV(400mm极距)，电除尘器都可高效运行。而低于此值者电除尘器运行不佳，或新投运尚可，经十天、半月、一月运行后恶化，这说明前者负电晕稳定保持的好，后者负电晕不稳定，在较低电压下闪络频繁。究其原因，是由于烟气中缺乏负电性气体、或本体和电源不匹配，使负电晕不稳定，部分区域很快出现流注现象，发生火花，继而使单区电除尘器中出现大量正粒子粉尘，使电晕极肥大、漏尘率增加。常规电除尘器的电晕外区也存在正离子及被其荷电的正粒子粉尘，其来源之一是电场击穿前气体放电形成流注，而流注是高电导的正、负离子混合区。其来源之二是反电晕形成的正离子。其来源之三是 高的粉尘中的碳也易造成反弹而荷正电形成正离子。既然在电晕外区有正离子及被其荷电的正粒子粉尘的存在，则一定要给正离子及被其荷电的正粒子粉尘一出路，使有能收集正离子及被其荷电的正粒子粉尘的结构设计。

a，对于有高负电性气体的烟气，由于负电性气体高（ >10ppm, >9%）,对放电的发展抑制强，因此烟气的击穿电压高，能够形成稳定的负电晕，使运行电压能稳定运行在流注形成之前，故用常规（单区）电除尘器即可保证稳定高效运行。

b，对低负电性气体的烟气（ <8ppm, <8%）及飞灰可燃物 >10%的无烟煤，由于负电性气体少，对放电的发展抑制差，因此一般烟气的击穿电压低，（一般在50kv以下）不能形成稳定的负电晕，换言之，此工况下在电晕外区会出现正离子及被其荷电的正粒子粉尘，因此要给正离子及被其荷电的正粒子粉尘一出路，从击穿理论看，为了解决流注段的正、负粒子收尘问题，可采用双区电除尘器、辅助电极型电除尘器。当然，采用烟气调质的办法来形成稳定的负电晕也是一种办法。c，对部分已在运行的电除尘器，若出现的二次电压闪络频繁者（二次电压一般<50kv），除调整变压器抽头，增大一次电压（增加导通角），提高二次电压外，还应将火花率调至少火花或无火花运行（不发生流注）。d，在目前环保要求电除尘器的排放小于50mg/ 的情况下，对过去有些概念如最佳火花率、恒定火花率应该重新认识。如果说过去认为最佳火花率、恒定火花率是提高运行电压、提高除尘效率的方法的话，那么在今天排放小于50mg/ 的情况下，由于流注的形成是电场击穿的充分条件。它可能成为排放超标的重要原因之一。因此需要对它重新认识，而无火花或少火花的运行方式才能保证电除尘器的排放不超标。2、荷电尘粒在电场力作用下向阳极运动、收尘（1）、荷电尘粒在电场中的运动——驱进速度已荷电的尘粒在电场中主要受二种力作用，F1(电场力)=qE,式中q-尘粒所带荷电量，E-尘粒所在处电场强度，F2=6πaμ ,式中a-尘粒半径，μ-粘滞系数，-趋进速度，通过公式推导（推导略），从上式看出： ， 大则 大。(2)、多依奇公式（除尘效率公式）

式中： ， ， 通道数， 极板高， 电场长度， 异极距, 风速 ， 收尘板面积， 风量， ，多依奇公式它把 与 和 用数学表达式反映了出来，当一定时 和 成反比，其乘积不变，从式中看出， ， ， 反比 和 。(3)、0.5次方公式0.5次方公式：

将上式变化得： ------《1》式式中 为已知，可以是实测数据，也可以是由类比法得来的数据。

------《2》式 为欲求新的效率

------《3》式 式中f为任意的比集尘面积应用： 已知实测某煤种的 ，用《1》式求得 ，已知实测某煤种的 ，用《2》式求得新的效率下的f。 用《3》式可求得任意f时的效率。如停一个供电区时的f下的效率。应用时注意事项：0.5是经验数据，有条件时最好用两组测试数据求出 和k。如 ：一组数据是全部电场投运的 ，另一组数据是停一个电场的 （最好停末电场，沉降效率可以忽略）。用下式求出 。

以上式求得的 代入0.5次方公式更为准确。（4）、反电晕对于工业中的高比电阻粉尘（ρ>1011Ω-cm）,当它们到达阳极成粉尘层时，所带电荷不易释放，这样在阳极极板上形成一个残余的负粒子层，从空间电荷对电场的影响可知，它屏蔽部分通向电晕极的电力线，将削弱电晕极附近的场强而提高阳极板面处的场强，造成电晕区游离减弱，电晕电流下降，击穿电压下降。随着阳极表面积灰厚度增加，由于残余电荷分布的不均匀性，就会使阳极局部的粉尘层的电流密度与比电阻的乘积超过粉尘层的绝缘强度而局部击穿，发生局部游离（反电晕条件：粉尘层击穿场强E=U尘层电压/δ尘层厚度<ρ*j）。（5）、宽极距除尘器的特点A、极距加宽， ，电晕区增大，有利于粉尘荷电，使总的空间电荷增加，收尘板面场强提高， 。B、宽极距电流密度趋于均匀并降低，从 j得出，有利于推迟反电晕的发生。C、宽极距极板少，极板附近涡流也少，极间粉尘浓度小，所以涡流返回的二次飞扬也小。（6）、辅助电极型除尘器的特点常规除尘器是荷电和收尘在同一区进行，荷电需要大电晕电流，收尘却不宜大电晕电流而需要高电场强度，这是一个矛盾，有辅助电极后则将荷电和收尘合理的分开并予以强化，从而提高除尘效率。A、辅助电极电场均匀，场强高，从 看，有利于收尘（极不均匀电场场强 ，而均匀电场场强 ）。B、辅助电极使正离子参与收尘，提高收尘作用。C、辅助电极区电晕电流小，减缓了反电晕的发生。

(7)、煤、灰性质和烟气特性对除尘器性能的影响电除尘器对不同煤、灰性质和烟气特性表现的很敏感，同一容量机组的除尘器，由于煤种不同，工况不同，除尘的难易程度差别很大。(a)、煤技术参数的影响对电除尘器影响较大的有 , , , 以及煤工业分析中的挥发份 和低位发热值 等： ：煤含碳量越高，发热量就高，燃尽也较困难，飞灰中含碳量也较高。应注意无烟煤的飞灰可燃物导致粉尘低比电阻而 造成除尘效率的下降。另外，从 的计算公式可知，煤含碳量越高，烟气中 就越低。

： >3%为高硫煤， =1-2%为中硫煤， <1%为低硫煤。煤的含硫量对飞灰比电阻有较大的影响。煤中硫在燃烧时产生 ，一般情况下，大约 有0.5-1%氧化成 ，它增强飞灰的表面电导，使飞灰比电阻下降。 <1%的低硫煤，因 少，所以飞灰比电阻高，易发生反电晕。

:水份有利于飞灰吸附而降低粉尘表面电阻（ ）。另外，水分可以抓住电子形成重离子，使电子的迁移速度迅速下降，从而提高间隙的击穿电压。还有，水份高使荷电容易，使空间电荷的作用加大。总之，水份高，则击穿电压高，粉尘比电阻下降，除尘效率提高。 ： 高，则 高（ ）， 和 是1比9的关系。

：粉尘荷电后，使电场中的空间电荷增多，电晕电流受自身空间电荷的影响因此而加剧。当电除尘器处理灰尘浓度高，或粉尘粒度细（比表面积大， ，d越小，则s越大），空间电荷影响越大。

电场电晕外区的空间电荷由气体的负离子和粉尘的负粒子组成，由于负粒子的迁移速度比负离子小的多（近千倍），对其电场的影响比负离子就大的多，它使电晕极附近的场强削弱的更厉害，严重时会造成电晕封闭。对火电厂而言，一般含尘浓度> ，或者粉尘比较细时（如液态排渣炉粉尘、循环硫化床锅炉在高倍循环倍率运行的粉尘），要考虑防止电晕封闭的发生。

含尘浓度的经验公式 ：挥发分高的煤易燃烧，反之，挥发分少的着火难，也不容易完全燃烧。挥发分含量是对煤进行分类的重要依据。一般， 的为无烟煤， 为贫煤， 为烟煤， 为褐煤。

：由于各种煤的发热量差别很大，对于一定额定出力的锅炉而言，烧较低发热量的煤，就意味着要多烧煤。这样，在额定出力情况下，煤中各化学成分的实烧质量百分数和煤元素分析中的质量百分数会不同。因此，常把其含量与发热量联系起来，引出折算成分，以折算成分来判断对电除尘器的影响更为实际。

(b)、灰技术参数的影响灰熔点：灰中 含量越高，灰的熔点就越高。相反，有熔点低的 等氧化物存在时，灰的熔点就比较低。一般情况下，灰的熔点高，粉尘的比电阻高。锅炉运行中常把 =0.8~4作为灰熔点和结焦的判断参数，比值越大，灰熔点就越低，易结焦。为防止结焦，有时会采用大风量运行，这种运行方式虽可缓解炉子结焦，但却会加大电除尘器的烟气量，造成除尘效率的下降。灰粒径：电除尘器的驱进速度与粉尘粒径成正比。固态排渣锅炉飞灰的中位径在20 左右。除循环硫化床锅炉在高倍循环倍率运行时飞灰较细外（中位径约 ），一般电厂飞灰的粒度不会给电除尘器造成困难。但应注意，若电除尘器前有多管除尘器时，飞灰的中位径则小到5 左右，会发生电晕封闭，造成除尘效率下降。灰的真密度与堆积密度：煤粉锅炉飞灰的真密度为 ，堆积密度

一般粒度小，堆积密度也小。当 >10时，电除尘器二次飞扬会增大，应给予注意。* 灰的粘附性：由于飞灰有粘附性，可使细微粉尘凝聚成较大的粒子，这有利于除尘。但粘附力强的飞灰，会造成振打清灰困难、电晕极肥大，电晕电流减小，对除尘不利。一般，飞灰的粒径小，比表面积大，飞灰粘附性强。 灰的化学成分：

为1.5~2%时，飞灰的体积电导增加，使比电阻下降，有利于除尘。有的低硫煤，若 在2%以上时，不但不发生反电晕，除尘效率仍很高。美国南方研究所实测结果：当 时， = ，当 时， = ，当 时 = 。 ：它和 作用一样，但要通过 起作用，所以它比氧化钠的作用小。注意： 、 含量高，将增加灰的粘性，不利于振打清灰。灰的拈污性的经验公式：

R 拈污类型 ≦0.3 弱拈污0.3~0.5

中等拈污

0.5~0.6 强拈污 ≧0.6 严重

：高熔点、导电性差，是飞灰高比电阻的主要因素。电厂锅炉飞灰中的 含量占40~60%以上，它的含量越高，飞灰比电阻越高，不利于除尘。

：同 一样，它熔点高、导电性差，电厂锅炉飞灰中 含量在20~50%以上，其含量越高，飞灰比电阻越高。 ：它本身比电阻在 左右，不是太高，而且它可使灰熔点降低， 通过它使飞灰体积电导增加，这是有利的一面，所以当除尘效率为98~99%时，可视为有利因素。但它本身粒径很细，大都在5 以下，所以当除尘效率要求为99.5%以上，或排放浓度小于 时，应视为不利因素。（Potter公式中就视为不利因素） * 可利用一些经验公式来定性判断粉尘比电阻的高低。澳大利亚Potter公式：Al+Si+Fe<82%,比电阻适中，除尘器工作好。Al+Si+Fe>82~93%,比电阻随该值增大而增大，除尘器工作随该值增大而越来越差。Al+Si+Fe>93%,是发生反电晕的高比电阻，除尘器工作很困难。丹麦： 时属高比电阻，难除尘。前苏联： 时属高比电阻，难除尘。CaO和MgO: 它们易和 反应生成 、 ，从而削弱 的作用，并导致飞灰变细，所以是不利因素。：飞灰可燃物 时，可使飞灰比电阻下降，可视为有利因素。当 后易造成飞灰的二次飞扬，为不利因素。一般电厂都尽量将 控制在5%以下。但对无烟煤， 常会大于10%，对此要注意防止低比电阻引起的反弹和二次飞扬。影响电除尘器性能的因素一览表 ： 煤的成分

灰的成分 烟气分析 烟气温度 烟气量 灰的现场比电阻 灰的粒度 (8)、V-I特性曲线的运用（故障诊断）a、冷态空载V-I特性曲线是衡量电除尘器制造、安装质量的依据，应在除尘器投运前作，首次试验的曲线要保存，以便和以后运行中停炉时再做的V-I曲线进行比较，判断除尘器内部结构是否变形，出现异常，使运行、检修人员能及时发现故障，并予以排除。b、热态V-I特性曲线是反映除尘器运行后特征的依据。第一次投运后的V-I曲线应保存，以便和运行中因工况变化，或除尘器内部结构变化的V-I曲线进行比较，并据此分析诊断故障，指导运行、检修人员排除故障。电除尘器各电场第一次热态V-I特性曲线如图（各电场极配形式，极距一样）。其原因是前级电场粉尘量大，电场尘粒子空间电荷多，对电晕电流的抑制作用大，而随着尘粒子被除去，后级电场中尘粒子空间电荷少，对电晕电流的抑制也小的原故。

I

V

0

c、用V-I特性曲线诊断故障* 曲线平移:热态运行V-I特性曲线向右平移。即起晕电压升高。

这是阴极线粘灰肥大所致。应检查阴极振打系统是否故障，锅炉 投油是否燃不尽，粘灰在极线上。

V0I* 曲线旋转：V-I特性曲线的起晕电压不变，而曲线向右旋转。这是粉尘浓度增加（或粉尘变细），使得电晕电流减小，若电晕电流降到不足于粉尘荷电，因此而影响除尘效率，可采用窄极距、放电特性好的电晕线。0

V

I* 曲线过原点：V-I特性曲线一开始升压就有电流（低于起晕电压就有电流）,并有一直线段。这是电场内灰短路（灰斗中的灰已将阴、阳极短路），或是阴极绝缘子上粘灰、吸潮，有泄漏电流所致。应设法排空灰斗中的灰。检查灰斗保温、漏风、料位、卸灰装置等处的故障点，予以排除。另外，停电，擦拭绝缘子上的粘灰和水分。 *灰短路的V-I曲线比绝缘子泄漏的 V-I曲线陡的多。

*灰短路时二次电压还会有2-6kv。而金属短路时，二次电压为零，一次电流和二次电流都达到额定值，一次电压为阻抗电压。

* 曲线变短：V-I特性曲线和正常曲线走向一致，但击穿电压

比正常曲线低许多。这是极距变小所致，应停炉时恢复正常极距。

V0

I* 曲线出现拐点：V-I特性曲线在拐点前由于粉尘比电阻增大，使粉尘层压降增大，同时，空间电荷对电力线的屏蔽作用也增大，V-I特性曲线和原V-I特性曲线比，向右旋转，沿拐点下的曲线运行。当电压升至拐点处时粉尘层的压降达到粉尘层内气隙的击穿电压（一般10~20kv/cm）,发生反电晕。反电晕发生后，电场内既有负离子流，又有反电晕的正离子流，正离子使原电场负空间电荷的影响大大降低，使电晕区的游离又加强，因此电晕电流增大。更严重的是，由于电晕外区是低场强区，又是大批正、负离子混合的地区，由于该区场强小，因此正、负离子相对运动的速度也小，而该区的正、负离子浓度却高，这些恰巧是正、负离子复合的条件，正、负离子复合会放出光子，从而导致放电过程由电子崩变为流注，流注形成后，电晕电流则是正、负离子的等离子流动，故电流大大增加，而流注的形成将造成放电更快的发展，使电场击穿电压大大降低。因此，出现拐点以上的V-I特性曲线。

0

V

I电场中的电荷由两部分组成，即气体离子和粉尘离子，由于粉尘离子的大小和质量都比气体离子大的多，所以气体离子的运动速度为粉尘离子的数百倍（气体离子的运动速度为60~100m/s，而粉尘离子的运动速度小于60cm/s），这样，电晕电流主要由气体离子形成。注意，虽然粉尘离子形成的电晕电流可以忽略，但是，由于粉尘离子的空间电荷影响要比气体离子空间电荷大，它对电晕区场强、游离、电晕电流的削弱比气体离子的影响大，因此，在考虑空间电荷对电场的影响时，不能不考虑粉尘离子的影响。由于电厂飞灰现场工况比电阻一般在 以下，因此，用二次平均电压、平均电流值作的V-I特性曲线有时反映不出反电晕的发生。近年来，用峰值二次电压、平均二次电压、谷值二次电压值共同来测量。由于谷值电压更能灵敏反映反电晕的发生（从电压波形看，反电晕发生后，谷值电压已降低到起晕电压以下，谷值V-I特性首先出现拐点），所以应该用此法来判断是否有反电晕发生。当V-I特性曲线出现拐点时，应降低电压，使电除尘器的运行电压在拐点以下。(9)、电源选型和电气参数的影响： 电除尘器投运后，要想高效运行，必须靠调整电气参数来实现。因此电源的选型和调整电气参数就显的十分重要。a、电场大小的影响： 电除尘器电场的电容，一般在20~40 （极距大的电容小）。单电场越大（单供电区的面积大），则电容越大，而电场的阻抗 就越小，它的曲线就越陡。这是由于容性电流超前于电压，电流达到最大值时，电压却达不到最大值，形成低电压、大电流的曲线，这对电除尘器的效率不利。因此，单电场不应作的很大。美国依巴司科设计规范评标部分有一项是单供电区面积的大小，它要求，单供电区面积不大于2万英尺（1858m）。b、（整流变）和电场工况的匹配：* 电压匹配： 经可控硅移项调压、升压、整流后的二次电压波形已不是正常的正弦波（电场负载是容性阻抗），它的峰值电压和电场的击穿相关，而电除尘器的效率却主要决定于二次电压的平均值（它是二次电压波形面积的积分，即二次表表压）。当 的二次电压选的高，而实际工况击穿电压低时，可控硅的导通角小，一次电压低，二次电压也低。由于 ，所以除尘效率也低。应首选调幅的办法，调 初级绕组的抽头，降低二次输出电压，使其增大一次电压的导通角来提高二次电压。因此，在选型时，就应根据煤、灰参数，烟气的负电性气体大小来选 的二次输出电压和合适的极距。采用宽极距，若二次电压达不到常规极距的倍数，就相当于比积尘面积的减少，除尘效率肯定低。* 当 的输出电压选的高，而电场击穿电压又较低时，则可控硅的导通角很小时，输出电压就达到电场击穿电压值，二次电压U平均也小，如左图。此时要想提高二次电压，应当用调幅的办法，降低变压器抽头，调整可控硅输出电压，使输出电压和电场击穿电压匹配，尽量使二次电压的峰值接近电场击穿电压，使导通角尽量加大，这样二次电压才能提高，如右图。电除尘器的二次电压因受电场负载变化而引起电压波形变化是不准的（二次电压表记录的是平均值），而一次电压是比较准的。因此用一次电压来反映可控硅导通角的大小比较合适。根据运行经验，当一次电压小于260V时，导通角小，电除尘器运行差。当一次电压在260～300V时，电除尘器运行比较好。当一次电压大于300V时，电除尘器运行的很好。* 电流匹配： 选型时容量选的大（电流选的大），而运行工况时若电流比额定电流小的多，就会造成阻抗电压的降低，使输出电压波形变尖、变瘦（峰值电压高，而平均电压低的波形），电场频繁闪烙，同样会导致导通角小，二次电压降低，除尘效率下降。如图：的一次电流和短路压降近似成线性关系。

对于高阻抗变压器（例： ），为额定值271A时，短路阻抗达45%。 =38045%=171（V）。此时 阻抗高，能起到限制短路电流及电流的上升率和平滑波形的作用。但当工况电流只有135.5A时，其阻抗值下降到22.5%，当电流只有67.75A时，其阻抗值下降到11.25%。阻抗电压的下降使输出电压波形变的尖、瘦，（峰值电压高，而平均电压低的波形），电场闪烙频繁，同样会导致导通角小，二次电压降低，除尘效率下降。因此，在一般常规供电方式情况下， 的一次电流的运行值应接近其额定值（这时的阻抗电压高，二次电压也高），而不应随意的将电流极限调小。（10）、高频电源的特点：

* 频率为25~50Hz、输出为纯直流。因此，输出电压高（相当于常规的峰值），输出电流大（相当于常规二次电流实际运行值的2倍）。 原理：频率高，则 大， ，所以电流大（ 为电压的变化率，此时，电流的大小不服从欧姆定律）。* 高频电源的选用：* 一般用在一电场，增大荷电强度，减轻后电场的负荷，能提高电除尘器的效率。* 适用于高浓度，可防止电晕封闭。* 适用于1.3m/s左右高风速。* 用于后级电场，调整占空比来控制反电晕的发生。* 高频电源的电压选择可和常规一样，也可梢高于常规。而电流要按该实际工况二次电流值的2倍来选。 注意：选用高频电源，一定要和断电振打控制配套使用，否则，提效的效果会随着振打清灰差而失效。3、振打清灰的影响：* （1）、按不同煤种飞灰的粘结性分，烟煤---微粘结性，褐煤---由于水分高，属中等粘结性，无烟煤---由于灰很细，属强粘结性。所以应视不同飞灰的粘结性来选振打机构，以保证有足够的振打加速度值来保证清灰。*（2）、要有合理的振打制度、振打周期来保证电除尘器的高效运行。合理的振打制度、振打周期一般在现场用正交试验的方法获得，并以此来指导电除尘器的振打运行。* （3）、对难以清灰的高比电阻粉尘要实施断电振打，来防止反电晕的发生，保证电除尘器的正常运行。有好多电厂的电除尘器的后级电场运行一段时间后出现低电压、大电流陡直的V-A曲线，其特点是：起晕电压高，一般 =30~40KV，当 升至30~50%额定值时，出现最大值，此后，电压不再上升，而电流却自动上升到最大值。V-A曲线未出现反电晕的拐点，波谷曲线也未低于起晕电压 。对此现象的解释是：经过一段时间运行，由于阴极振打清灰不力，使阴极线肥大，起晕电压高，电晕电流小，而且电流上升的很缓慢，电晕电流上升到30~50%额定值时，阳极也因振打清灰不力，使阳极上的灰层不断增厚，灰层上的压降 增高，当灰层上的压降 在局部的灰层上超过灰层中气隙的绝缘强度时，局部的反电晕就发生了，由于反电晕点是逐渐增多的，因此电流随着反电晕点的增多而自动上升。此时虽有局部的反电晕的发生，但由于电场还不具备正、负离子复合的，形成流注的条件（流注是击穿的前兆），所以也不一定出现闪络，也不出现有拐点的V-A曲线，它是弱的反电晕的现象。发生这种现象后，应采用断电振打，而且时间要长（数天以上），当阳极的灰被清下后，V-A曲线变软， 也会有一定的升高。下图是断电振打前、后V-A曲线的对比。（示意图）(4)、堵灰、输灰的影响：近年来电除尘器多次发生掉灰斗和电除尘器倒塌事故，其主要原因都是灰斗堵灰，灰载大大超过设计灰载而致。但出现灰斗堵灰，灰大大超载的原因又是什么呢？是由于输灰不畅所致。而输灰不畅的原因则是多方面的，是综合因素导致灰斗和输灰系统处于恶性循环状态，不能正常工作而形成的。下面就综合因素造成输灰不畅作一简要分析：a、煤种变化大，灰分大大增加， 达50%左右，使输灰灰量增大，超过输灰系统原设计能力，使输灰不畅。

b、电除尘器的前置烟道在回转式空预器出口的水平管段较短，各烟道之间又无联通烟箱时，空预器出口的冷、热风不能很好混合，造成电除尘器的前置内、外烟道浓度场很不均匀，使得各对应的仓泵所接受的灰量相差很大，有的达一倍之多，灰少的仓泵经常排空，而灰多的则因来不及排灰，形成使输灰不畅。

c、干输灰系统设计不当直接造成输灰不畅。d、干输灰系统设计出力裕度不够，当煤种变化大，灰分大大增加，以及浓度场又不均匀时部分仓泵不能满足输灰要求，造成输灰不畅。e、仓泵的透气平衡管位置不当，例如