摘要：电除尘器因其具有净化效率高、烟气处理量大、运行费用低等优点，已成为目前发电厂中普遍使用的环保设备。对此，本文对电除尘器工作原理及应用进行探析，以期为相关业内同仁提供些许借鉴。
关键词：电除尘器；工作原理；应用
电除尘器是公认的高效除尘设备，在火力发电、冶金、化工、水泥、造纸、轻纺等领域都得到了广泛应用。但电除尘器运行时耗电较多，除下的粉尘排放不当还会污染环境。如何使电除尘器既有效除尘，又节约电能，减少排放，是一项值得深入研究和探讨的课题。
1电厂电除尘器工作原理
1.1工作原理
含有粉尘颗粒的气体，在接有高压直流电源的阴极线（又称电晕极）和接地的阳极板（见图1）之间所形成的高压电场通过时，由于阴极发生电晕放电，气体被电离。此时，带负电的气体离子在电场力的作用下向阳极板运动，在运动中与粉尘颗粒相碰，则使尘粒荷以负电。荷电后的尘粒在电场力的作用下向阳极运动，到达阳极后尘粒放出所带的电子并沉积于阳极板上，而得到净化的气体则排出除尘器外。
1一电晕极；2一电子；3一离子；4一尘粒，
5一集尘极；6一供电装置；7一电晕区。
图1工作原理图
1.2理论功耗
依据斯托克斯定律，球形尘粒在流体中运动所受到的阻力为：
F=6πηrv
式中：η为介质黏度，一般为1.8×10-5 Pa•s；r为尘粒半径，一般为10～25 μm，本文暂取r为10 μm；v为带电尘粒行进速度，一般为30 cm／s。
F=6×3.14×1.8×10-5×lO×10-5×30×10-2=1.02×10-9N
燃煤机组烟气含尘量c一般为10～40 g／m3，本文暂取为20 g／m3，尘粒密度ρ一般为1 g／cm3，则1 m3烟气中尘粒个数为：
T=c／（4／3πr 3ρ）=20／[4／3π（10×10-6）3×1×10-5]=4.78×109个／m3
电除尘器的功能就是要将全部粒子移到收尘极板，假设需移动尘粒的距离为d=10 cm，则需耗功为：
W=F•d•T=1.02×Lo-9×lO×10-2×4.78×109=4.86×10-1 J
600 MW燃煤机组的烟气量一般为700 m3／s，则分离烟气中全部粒子每秒所需的功率为：
P=700W=0.486×700=340.2 W
按每小时计，功耗则为1225kW。上述数值虽是很小的数值，但电除尘器实际运行时还受二次扬尘、气流分布不均、尘粒大小不一等因素影响，实际耗能将远远超过这一理论计算值，但也正是因为理论计算耗功极少，这就为电除尘器运行节能提供了一个极大的空间。
2电除尘器的使用
2.1正确操作电除尘器的引风机和开风门
电除尘器的烟气流速是由引风机前端的风门开口大小决定的，电除尘器的引风机开启后，如何操作风门对电除尘器的稳定运行和除尘效果有直接影响。经过长期的总结和实践验证，风机的风门要按照一定的“开机曲线”操作而不能随意开风门。这样有利于降低成本，提高设备寿命。
2.2吸尘点处的卫生垃圾应进行预处理
生产现场的垃圾原则上是不准放到吸尘点处而带入电场内部的，如将生产现场的灰尘直接放到吸尘点处随风进入除尘器内，会增加了除尘器的额外负担，造成了除尘器的不可控。因此，此处的生产灰尘如需随生产设备（如皮带）带到下道工序，那么就需要将此处的灰尘进行预处理（如：洒水等），或用车拉走。
2.3杜绝放灰过程的二次扬尘
电除尘器储灰仓内的灰是由电场除下的，如果在汽车运灰和放灰时出现二次扬尘则得不偿失，这就需要加强对放灰人员的管理，加强汽车受料间的密封等工作。
3电厂电除尘器常见故障分析及应对措施
3.1放电极系统故障及其解决措施
（1）放电极框架变形、位移
放电极框架一般是采用钢管焊接而成，运行时间过长，会导致其结构刚度较差，容易损坏。长期处于高温环境中，受到持续不断的振打力作用，很容易发生变形，导致移位。在电除尘器开、停机频发的情况下，由于热胀冷缩，会引起放电极和收电极产生严重变形，一定程度上会缩小极间距。维修人员在保证人身安全的情况下，可在电除尘器进口平台处直接观察电场送电和拉弧情况，结合维修经验准确查找故障所在位置，采取可行的解决方案，消除不良影响。
（2）极线松弛、断线和掉刺
极线会因受拉而产生大的拉伸应力，致使其在框架上伸长，变得松弛。当伸长量超过极线材料的屈服强度时，就会发生断线。为防止或减少这类故障的发生，可采取以下措施：①在检修时可将放电极在框架上的分段长度缩短，并将极线两端套扣后用螺母与框架拉紧固定。②尽量减少开停机次数。③提高壳体的密封盒保温性能，使烟气温度始终保持在露点 300C 以上。
3.2灰斗及卸灰系统故障及其解决措施
灰斗中的灰存放时间长，灰温度较低，造成灰结露受潮湿粘结，引起卸灰不畅，严重时甚至“起供”堵塞。灰斗应当采取良好的保温盒加热措施，不能向外漏灰、向内漏气；当发现卸灰不畅时，应首先检查加热设备的工作情况是否正常，电加热器是否正常，电加热器是否有因短路、过热烧坏而失效现象，蒸汽加热盘管有无泄漏或堵塞现象；灰斗是否有泄漏现象；气化装置的供气压力和流量是否足够，气化空气的加热温度是否适当，如有则应予以修复。对经常发生卸灰不畅甚至堵塞的现象，没有装设气化加热设施的，最好能匹配。
3.3二次表计指示失真问题
（1）在电除尘器运行和调试工作中经常遇到二次电压、二次电流指示异常，却又难以合理解释的情况。其实许多情况并不一定是设备运行出了问题，而是表计的指标不准（特别是二次电压指示极易出现偏差），造成运行数据假象，使得对问题或故障作出错误判断。这是属于调试环节中的问题。
（2）措施：①现场安装设备时，要将整流变压器与控制柜按出厂序号严格的一一对应进行就位连接；②二次表计校准后，指示调整电位器要用漆封固定，不得随意改变。③可根据一次表计的指示值进行推算，从而判断二次表计指示的准确性。④一旦发现二次表计指示失真，应立即查清原因，重新校验，不可拖误。
3.4检修结束无法开机
主要表现为电场检修结束后无法开机，主开关跳下。其原因时在投用前电场是停止的，极板、极线间没有电晕，没有瞬时电流，高压电压自动控制器没有电流反馈，而电压的瞬时值高出控制器的最大值，控制器认为电场处于故障状态，因此无法开机，故障电路图见图2。
图2故障电路图
处理措施：（1）调节控制器的有关参数，使其灵敏度降低（作好纪录，待正常后要恢复）。（2）尽可能地送电，在不给定设定值的情况下使电场自然起晕加热，随着时间的延长慢慢地增加给定值（绝对不能快速给定，以2％为适），待电场能够稳定在20％时，即可将给定值增加到理想的保守值。（3）用一个电流源充当起晕电流提供给高压电压自动控制器；停止电场的振打；启动引风机减少电场内的高比电阻成分；提供辅助热源给电场。
电除尘器设备结构复杂，其运行效率、稳定性及可靠性等直接关系到机组的排放指标。通过加强电除尘器运行监督和检修维护工作，认真分析故障现象、原因，并及时采取处理措施，可以提高电除尘器投入率和除尘效率，保障电除尘器设备的安全稳定运行，实现电厂经济效益与环境效益的最大化。
参考文献：
[1]张良刚，宋艳.火电厂电除尘器应用现状及新技术探讨[J].城市建设理论研究（电子版），2015（1）.
[2]陈定香.燃煤电厂采用湿式电除尘器深度除尘应用研究[J].科技风，2018（20）.
论文作者:赵春林1,谢应超2
论文发表刊物:《基层建设》2018年第29期
论文发表时间:2018/12/2
标签：电除尘器论文; 电场论文; 烟气论文; 风门论文; 电晕论文; 电极论文; 尘粒论文; 《基层建设》2018年第29期论文;