【文章內(nèi)容簡介】 ； 排出除塵器的煙氣量，g/；不計漏風(fēng)，令＝則： （225）除塵效率是衡量除塵器在各種具體情況下工作效果的重要指標(biāo)，除塵器的除塵效果在很大程度上取決于飛灰顆粒的大小和密度。因此對各種除塵器只有在相同的條件下才能用除塵效率來比較除塵效果。（3） 煙塵的危害火力發(fā)電廠煙氣中的污染物數(shù)量很多，對環(huán)境影響較大，不僅影響人體健康，而且會給農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來很大的經(jīng)濟(jì)損失。對人體健康的影響包括急性和慢性兩個方面。急性危害一般常出現(xiàn)在廠區(qū)及其附近地區(qū)。慢性危害是污染物直接或間接的長期使用下對人體健康機能造成的危害，這種危害短期表現(xiàn)不明顯，不易被察覺。另外有些電廠周圍的農(nóng)村在稻麥揚花、棉花吐絮、白菜包心的時節(jié)，電廠排放的煙塵飄落，會造成農(nóng)作物大幅度減產(chǎn)。對于電廠本身，除塵器出口排煙含塵濃度大，會加劇煙道和引風(fēng)機的磨損，影響機組安全穩(wěn)定運行，影響發(fā)電。（4） 火力發(fā)電廠鍋爐煙塵的特性除塵器是火力發(fā)電廠用于收集煙塵不可缺少的設(shè)備。隨著電力工業(yè)的不斷發(fā)展，機組的單機容量增大，除塵器的容量也在增大，且結(jié)構(gòu)形式越來越復(fù)雜。隨著國家環(huán)境保護(hù)的不斷加強，除塵器在火力發(fā)電廠建設(shè)投資中的比例也在不斷增加。影響除塵器性能的主要因素是煙塵特性，而煙塵又包括了粒度、密度、比表面積、粒子的凝集、比電阻、潤濕行和爆炸性等。1) 粒子和粒度粒子是指在所有的方向都具有明確的物理邊境的任何物質(zhì)，對其大小沒有任何限制。粒度是表明粒子大小的最佳代表性尺寸。對于球形粒子來說，粒度即其直徑。但是，通常人們也吧表明非球形粒子粒度的某個線性尺寸稱為“直徑”。而這些“直徑”有許多定義。根據(jù)不同的定義和測量方法，其數(shù)值也是不一樣的。粉塵的粒度分布是指粉塵中各種塵粒所占的百分?jǐn)?shù)，也稱顆粒的分散度。有按質(zhì)量計的質(zhì)量粒度分布；有按粒數(shù)計的顆粒粒徑分布；有用表面積表示的表面積粒度分布等多種表達(dá)方式。2) 密度單位體積粉塵具有的質(zhì)量稱為粉塵的密度，一般用kg/表示，具有真密度和容積密度之分。粉塵的真密度是指除掉粉塵中所含氣體和液體后的單位體積質(zhì)量數(shù)與粉塵沉降、輸送、凈化等特性相關(guān)。粉塵的容積密度是指在自然狀態(tài)下單位體積的質(zhì)量數(shù)。它是設(shè)計粉塵存儲設(shè)備和運輸設(shè)備的重要依據(jù)。3) 比表面積粉塵的比表面積為單位質(zhì)量或體積粉塵所具有的表面積。一般用來表示其大小表示顆粒群總體的細(xì)度。它與粉塵的潤濕性和粘附性相關(guān)。4) 凝集凝集是單個粒子之間相對運動和碰撞的結(jié)果，這種凝集對粒子質(zhì)量、粒度、形狀和結(jié)構(gòu)有顯著影響。5) 粘附塵粒粘附于固體表面或顆粒之間互相凝集的現(xiàn)象稱為粘附。隨著強度，也就是克服附著現(xiàn)象所需的力，稱為粘附力，附于固體表面的塵粒易使除塵設(shè)備和管道堵塞。顆粒之間相互凝集則有利于除塵器效率的提高。對于粒徑的塵粒，主要靠分子間的作用而產(chǎn)生粘附。含水率高的粉塵主要靠表面水分產(chǎn)生粘附；纖維粉塵的粘附則主要與壁內(nèi)狀態(tài)有關(guān)。6) 潤濕性塵粒和液體相互附著的性質(zhì)稱為粉塵的潤濕性。易于被水潤濕的粉塵稱為親水性粉塵；難于被水潤濕的粉塵稱為疏水性粉塵吸水后能形成不容于水的硬垢的粉塵稱為水硬性粉塵；粒徑的粉塵很難被水潤濕；水泥、熟石灰與白云石砂等均屬于水硬性粉塵。7) 含水率:8) 比電阻在立方體邊長各為一厘米的塵樣的相對兩側(cè)均勻地施加相當(dāng)于塵樣擊穿電壓90％地電壓時，對電流所產(chǎn)生地電阻稱為粉塵比電阻。它是除塵工程中表示粉塵導(dǎo)電性地一個參數(shù)。對電除塵器地工作有很大地影響，電除塵器最容易除掉地粉塵是比電阻在范圍內(nèi)的粉塵。（5）電除塵器電除塵器是借助于靜電力從氣流中分離懸浮粒子的一種裝置。與機械辦法分離粒子的其他裝置的根本差別在于分離力直接作用于各粒子上。靜電力被直接而高效的利用決定了電除塵器具有捕集效率高和能耗低這兩個重要特征。電氣除塵器的工作原理:電氣除塵器又稱靜電除塵器。它是利用高壓電場產(chǎn)生的靜電力，使塵粒從煙氣流中分離出來的。電氣除塵器除塵空間的中間是兩端固定的金屬導(dǎo)線，作為放電極（電暈極）。放電極接高壓直流電源的負(fù)極。兩邊的平板為集塵極，接電源正極。在電場的作用下，氣體中的自由離子要向兩極移動，且電壓愈高，電場強度愈大，離子運動的速度愈快。由于離子的運動，極間形成了電流。開始時，氣體中的自由離子少，電流較小。當(dāng)電壓升高到一定數(shù)值（幾萬伏或十幾萬伏）后電暈極附近的離子獲得了較高的能量和速度，去撞擊氣體中的中性原子，中性原子分解成正、負(fù)離子，這種現(xiàn)象稱為氣體電離。氣體電離后，由于連鎖反應(yīng)，極間運動的離子數(shù)大大增加，表現(xiàn)為極間電流（也稱電暈電流），急劇增加，氣體便成了導(dǎo)體。電暈極周圍的氣體全部電離后，在電暈極周圍可以看到一圈淡藍(lán)色的光環(huán)，這個光環(huán)稱為電暈。因此，這個放電的導(dǎo)線也被稱作電暈極。電暈極周圍（電暈區(qū)）的負(fù)離子和電子在電場力的作用下而向正極運動，途中和煙氣中的飛灰塵?；ハ嘧矒?，并黏附在飛灰塵粒上，飛灰塵粒帶電，這樣，帶負(fù)電荷的飛灰塵粒在靜電場力的作用下移向正極（集塵極），并在此放出電荷經(jīng)中和后沉積在上面。在放電極上也會集中少量獲得正電荷的灰粒，它會導(dǎo)致放電極線肥大而影響除塵效果，所以需要定期給以振打清除，當(dāng)集塵極上的灰粒堆積到一定程度時，振打集塵極，靠粉塵自重落入灰斗中。（6） 影響電除塵器性能的因素影響電除塵器性能的因素很多若結(jié)構(gòu)形式固定，主要為氣體流速分布、氣體含塵量、粉塵比電阻、煙氣速度、電暈極性、氣體溫度及氣體濕度等。1) 氣體速度分布電除塵器進(jìn)口處的氣體流速一般為1015m/s。若不采取必要的分布措施，氣體在除塵器內(nèi)會很不均勻，中心部分流速將大大超過設(shè)計指標(biāo)，氣體在除塵器內(nèi)的停留時間大大縮短，被捕集到的粉塵再飛揚被高速氣流所帶走。同時會使電暈極產(chǎn)生晃動，引起供點電壓的波動，從而使實際除塵效率降低。嚴(yán)重時會造成電氣除塵器不能正常操作。2) 體的含塵量的影響電氣除塵器中的電暈電流是由氣體電離離子的運動形成的電流和荷電塵粒運動的電流所組成，即因此，電場中的空間電荷也是氣體電離所形成的空間電荷和荷電塵粒所形成的空間電荷所組成，即 由于塵粒的大小、質(zhì)量和荷電量均比離子大得多，所以離子的移動速度要比荷電塵粒的移動速度大數(shù)百倍，因此，荷電塵粒所形成的電流只占電暈電流的很少一部分（約為12%）。但隨著氣體含塵量的增加，雖然荷電塵粒所形成的電暈電流不大，可是所形成的空間電荷卻很大，嚴(yán)重的抑制著電暈電流的產(chǎn)生，使塵粒不能獲得足夠的電荷。因此，電氣除塵器的除塵效率顯著降低，尤其是塵粒直徑在1μm左右的數(shù)量越多，這種現(xiàn)象越嚴(yán)重。當(dāng)含塵量達(dá)到某一數(shù)值時，會發(fā)生電暈閉塞，電暈電流幾乎減小到零，而失去除塵作用。因此，一般不希望除塵器入口含塵量大于50g/m3。3) 粉塵比電阻的影響粉塵比電阻值，標(biāo)志這粉塵的導(dǎo)電性，對電除塵器的性能影響極大。粉塵的比電阻值一般在范圍內(nèi)。過大或過小都對除塵不利。比電阻值小于的稱為低電阻或強導(dǎo)電粉塵，其吸釋電荷容易，但粉塵不易粘在收塵極板上，而且沿極板表面跳躍前進(jìn)，容易被氣流帶出除塵器，降低除塵效率。比電阻值大于的稱為高電阻粉塵。此時，近似絕緣體，粉塵荷電不易逸出，牢牢的吸在收塵極板上，容易形成電暈放電，即反電暈現(xiàn)象，也會降低除塵效率。所以比電阻值在的粉塵是普遍適用與電除塵器最理想的粉塵。導(dǎo)電性是粉塵的許多物理特性之一，導(dǎo)電性用其電阻率表示，與一般的材料不同，飛灰是一種松散顆粒的聚合體，因此，飛灰比電阻是指單位面積單位厚度的飛灰的電阻，其大小是影響電氣除塵器除塵效率的一個主要因素。粉塵是依靠塵粒之間、塵粒與沉塵極之間的表面附著力和電氣附著力，而堆積在沉塵極上。塵粒直徑越大，表面附著力越小，容易產(chǎn)生再飛散。電氣附著力由塵粒間及塵粒與沉塵極間的接觸帶電而產(chǎn)生的庫侖力所決定。電氣附著力近似為： (226)式中： 電氣附著力，N；d塵粒直徑，cm；實驗常數(shù)；E電場強度，kV/cm；i電暈電流，kA；ρ粉塵比電阻，Ωcm。式（226）中右邊第一項是庫侖力，第二項是排斥力。低比電阻的特點是因粉塵導(dǎo)電性好，當(dāng)荷電塵粒到達(dá)電極時，立即失去電荷，同時，失去塵粒中的半自由電子（同時圍繞兩個以上原子核轉(zhuǎn)動的電子），而獲得與沉塵極相同極性的電荷，此時，式（226）中庫侖力消失，塵粒被斥離沉塵極，重返氣流中，形成粉塵的再飛散。因此，低比電阻的粉塵，在普通電除塵器中，達(dá)不到除塵效果。高比電阻的特點是粉塵和電極接觸后，很難放出電荷。由于式（226）中庫侖力大，即電氣附著力大，使塵粒在沉塵極上堆積成粉塵層。此時，電暈電流通過這一高電阻粉塵層，在某些區(qū)域內(nèi)電流密度與電阻值的乘積，可能大大超過足以造成粉塵層擊穿的電1的離子運動。電阻和電位梯度隨粉塵層增加而增大，擊穿點的離子活動也隨之劇烈，以致與電暈極產(chǎn)生的離子極性不同的離子，噴射到有效除塵空間，即產(chǎn)生反電暈（逆電離）。在有效除塵空間內(nèi)同時存在正、負(fù)離子，正離子中和帶負(fù)電荷的塵粒，在粉塵層表面可看到火花頻放，使粉塵荷電大為惡化。同時在電暈極上的粉塵附著力特別強，很不容易振脫，形成電暈極肥大。因此，除塵效率大大降低。一般認(rèn)為比電阻為ρ5Ωcm是出現(xiàn)反電暈現(xiàn)象的臨界值.同一電除塵器在其他條件相同的情況下，比電阻值與除塵效率的大致關(guān)系如圖12。從圖12可以看出，比電阻在Ωcm的粉塵，是適應(yīng)于普通電除塵器最理想的粉塵，其特點是當(dāng)荷電塵粒到達(dá)電極時，電荷的中和進(jìn)行得當(dāng)，所產(chǎn)生的附著力既適當(dāng)又不會引起反電暈。其他文獻(xiàn)中，也給出了相似的比電阻與除塵效率關(guān)系圖13是利用實測數(shù)據(jù)通過理論計算得出的在Ωcm范圍內(nèi)，比電阻對除塵效率的影響。當(dāng)飛灰比電阻由Ωcm增大到5Ωcm時，%大幅度降至81% 同一電除塵器在其他條件相同情況下粉塵比電阻與除塵效率的關(guān)系 Ωcm范圍內(nèi)飛灰比電阻對總除塵效率的影響從以上分析及圖21我們得出如下結(jié)論，隨著比電阻由0增加到Ωcm，除塵效率迅速A增加；當(dāng)比電阻由Ωcm增加到Ωcm，除塵效率變化平穩(wěn)；當(dāng)比電阻從Ωcm繼續(xù)增加到5Ωcm，由于反電暈的產(chǎn)生，除塵效率急劇下降；當(dāng)比電阻增加至Ωcm時，除塵效率已降至很低的水平。多依奇效率公式是計算除塵器收塵效率的經(jīng)典公式： （229）式中： A電除塵 收塵極板面積，；ω塵粒在電場中驅(qū)進(jìn)速度，m/s；Q工況煙氣流量，/s。而比電阻對驅(qū)進(jìn)速度有著較大的影響，塵?，F(xiàn)場比電阻與驅(qū)進(jìn)速度的關(guān)系為： （230） （231） （232）式中： ―――收塵電場強度，V/m；―――塵粒荷電電場強度，V/m；A―――塵粒半徑，m；―――煙氣介質(zhì)絕對介電常數(shù)，F(xiàn)/m；ρ—塵?，F(xiàn)場工況條件下的比電阻，Ωcm；τ—等效特征時間常數(shù)，s；C—考慮到塵粒從較大粒徑到微小粒徑連續(xù)范圍而引入的滑動系數(shù)修正因數(shù)。T—絕對溫度，K；K—波爾曼常數(shù)，J/K。此經(jīng)驗公式基礎(chǔ)上得出燃煤電廠典型工況下工程近似計算的驅(qū)進(jìn)速度與比電阻的關(guān)系式為： （233）并應(yīng)用公式（233）：根據(jù)公式（233）。 電除塵器典型工況下驅(qū)進(jìn)速度隨比電阻的變化 相對驅(qū)進(jìn)速度與比電阻的關(guān)系曲線從公式（230）可以看出，當(dāng)比電阻非常小，即2ρ《τ時，ω≈K，此時塵粒速度基本取決于K而不受比電阻的影響，Ⅰ區(qū)所示；當(dāng)比電阻增大到2ρ與τ的差別不是很大時，比電阻對驅(qū)進(jìn)速度的影響較為明顯，如圖中Ⅱ所示；當(dāng)比電阻增大到2ρ》τ時，ω≈Kτ/（2ρ），比電阻使驅(qū)進(jìn)速度降低到最低限度，直至幾乎失去除塵作用，如圖中Ⅲ區(qū)所示。可見，當(dāng)比電阻大于Ωcm左右，除塵器工作效率將非常低下。4) 氣體溫度氣體溫度對電除塵器工作的影響很大，溫度高粉塵比電阻降低，而氣體粘度又隨溫度上升而減小，粘度減小，粉塵的驅(qū)進(jìn)速度增大，除塵效率降低。5) 氣體濕度氣體濕度對粉塵比電阻有直接影響，濕度大粉塵比電阻降低。氣體濕度對電除塵器的伏安特性也有影響，濕度增加，電離減弱，電暈電流減小，擊穿電壓升高，火花放電難以出現(xiàn)，電除塵器在較高電壓下穩(wěn)定運行，從而提高除塵效率。（7）煙氣溫度對飛灰比電阻的影響煙氣溫度t對粉塵比電阻ρ來說是最為敏感的因素之一，大量研究表明，粉塵比電阻是隨溫度連續(xù)變化的，不同溫度下比電阻的變化可相差幾個數(shù)量級，因此，研究煙氣溫度對飛灰比電阻的影響是研究煙氣溫度對電除塵效率影響的關(guān)鍵。 溫度比電阻特性曲線國內(nèi)外專家學(xué)者對溫度與飛灰比電阻的關(guān)系進(jìn)行了長期大量的實驗研究。認(rèn)為飛灰比電阻隨溫度的變化可由飛灰導(dǎo)電存在兩種機理加以解釋，及等效并聯(lián)電阻理論來解釋。飛灰的導(dǎo)電機理是電流沿塵粒內(nèi)部和塵粒表面兩條路徑經(jīng)過粉塵層，也就是粉塵層的比電阻是容積導(dǎo)電電阻Rv和表面導(dǎo)電電阻Rs組成的合成比電阻，： 飛灰導(dǎo)電機理圖因為粉塵層是由固體顆粒和孔隙間的氣體組成，事實上除固、氣兩相物質(zhì)外，一般在低溫下粉塵層不可避免地吸附一些水分，形成固、氣、液三相物質(zhì)聚合體。當(dāng)粉塵處于低溫時，粉塵層內(nèi)的水分子均勻分布于顆粒體內(nèi)部。當(dāng)對粉塵層加熱溫度上升時，顆粒體內(nèi)部的水分開始向外蒸發(fā)，在顆粒表面形成一層液膜，這時顆粒的表面比電阻大大下降，并使粉塵合成比電阻降低。當(dāng)溫度繼上升時，粉塵層