电除尘器本体的设计优化及维护
摘 要： 由于电除尘器除尘效率高、运行管理方便和适应性强等优点，已在各工业领域含烟气治理中得到了广泛的应用。但是，
由于诸多因素的影响，目前电除尘器仍存在许多不足。本文主要讨论了电除尘器本体设计的优化策略和日常维护经验。
随着环境保护意识的增强，烟气治理技术的应用已越来越受到人们的重视。电除尘器以其除尘效率高、运行管理方便和适应性强等特点，已在各工业领域含烟气治理中得到了广泛的应用。作为电除尘器重要组成部分的本体，其设计的优化和日常维护对除尘效率起着举足轻重的作用。本文对此进行了讨论。
一、电除尘原理及本体结构概述
电除尘器是通过在除尘器本体的收尘极和放电极之间施加直流高压，产生强烈的电晕放电，在两极间形成大量正负离子，当工业烟气通入后，尘粒被荷电而成为带电粒子，受电场力作用，在收尘极被捕集，然后通过振打机构作用使被捕集的粉尘振落至灰斗收集输送，从而完成气体净化过程。电除尘器的本体结构主要由大梁、立柱、底梁、支撑梁、屋面板及侧墙组成。大梁、立柱、底梁由不同型号的型钢与板材组成, 支撑梁为横梁与拉杆焊接而成, 屋面板和侧墙由薄钢板拼接而成。
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二、优化措施
为了更加有效地除尘，笔者根据实际的工程经验，提出了如下几种优化措施：
1 、采用双层双室
在笔者负责的大武口发电厂3 # 炉改造工程中，电除尘器本体采用了双层双室设计，上、下两层均为双室，每室有27 个通道，每层为54 个通道，但下层每个室将5 个阳极板排通道作为上层电除尘器的落灰通道，落灰通道两头用钢板密封形成3.84 m × 0.35 m 的长方形落灰通道，与电场隔离。在双室中间为电除尘器本体圆形钢支柱，在支柱中间也有一个落灰通道约3.84 m × 0.9 m，这个通道下落的灰进入下层中间两个灰斗，这样上层电场共11 个灰斗进入下层4 个大灰斗。因此，上层每个电场双室能起到收尘作用的通道数为5 4 个，下层双室电场实际为(27-5)× 2= 44 个通道，经计算上层双室每电场收尘面积应为54 × 3.84× 9 × 2=3732.48 m2，下层为44 × 3.84× 9 × 2=3 041.28m2。电除尘器六电场布置，则每个电除尘器本体实际总收尘面积为(3732.48m2+3 041.28m2) ×6=40642.56m2。这样，既节约了钢材资金场地，又增大了总的收尘面积。阳极振打系统为旋转锤侧部切向振打，每台电除尘器有2 × 2 × 6= 24 套。阴极下层振打系统为链式蜗轮提升机构，其原理是将提升杆向上提升时大框架上水平振打轴转动一个角度，此时固定在轴上的所有锤头同时摆过一角度而得到提升，当蜗轮脱钩提升杆自由下落时，所有锤头在重力作用下振打阴极小框架的承击砧，使框架和阴极线产生振打，达到清灰目的。上层阴极振打为直接脱钩提升机构，原理基本与下层振打相同。
上层阴极振打每室有两个振打电机，一个振打电机带一个提升机构，下层阴极振打每室一个振打电机带两个提升机构，每台电除尘器上、下层阴极振打电机共3 6 套。
2 、采用脉冲供电方式
传统静电除尘采用直流高压供电方式。在这种供电方式下，由于粉尘层等效电容效应会造成反电晕现象，导致除尘率下降。当采用脉冲供电时，除尘器粉尘层的等效电容在脉冲施加期间只充上很少的电荷，在脉冲消失期间所充电荷基本放完，所以除尘器粉尘层上不会因积累电荷形成高电压而使粉尘造成反电晕。因此与常规直流电源供电的除尘器相比，脉冲供电电源除尘器的除尘效果更佳。此外，对于不同比电阻的粉尘，可通过调整直流基压、脉冲频率和占空比，使之达到最佳除尘效果。脉冲静电除尘是一种先进的空气净化技术，如果将之与脱硫脱氮技术相结合，采用微秒级或纳秒级的脉冲供电电源，可以实现脱硫脱氮技术与除尘技术一体化。
目前国内外电除尘脉冲供电电源大多采用在直流基础电压上迭加脉冲电压的设计方案。电除尘的本体，其吸尘极接地。电晕线为线柱，通过隔离二极管接电压可调的基础直流高压电源的负极，其电压值通常调到接近临界电晕电压。脉冲供电电源由可调直流电压源、滤波限流电感、谐振储能电容、快速晶闸管的反馈二极管、谐振电感组成的谐振电路构成。脉冲频率和占空比的调节可以
通过控制晶闸管的触发脉冲来实现，脉冲宽度则由谐振回路的参数决定。上述电源设计方案需要用两台变压器构成两套电源，分别用于产生直流基压和脉冲电压，因此电源的结构和控制系统都比较复杂， 价格昂贵。
3 、采用伞形罩
在某些工程上， 采用管式电除尘器，其结构简单，由一台高压电源，配上筒体电场(含电晕线) 清灰装置与集灰斗构成。在锅炉超高压管式电除尘器中，为了防止二次扬尘，在烟囱内部设置了“ 伞形罩”。“ 伞形罩” 由若干个圆锥筒叠加组成一个阳极管，圆锥与圆锥之间保留一定的间距，间距的大小依粉尘性质、使用条件灵活确定。圆锥的锥角约为7 5 °左右，大于粉尘的安息角，使沉积在每个圆锥壁上的粉尘在重力和冲击振动作用下落入下一圆锥的外壁上，通过外壁的锥度向筒体外排尘。结构示意图见图2 。
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图2 ：“伞形罩”结构示意图
“伞形罩”具有如下一些特点：⑴具有不积尘自动排灰功能。可根据烟尘的粘结性、烟气条件，设计不同的圆锥锥角与间距，在一定程度上可以解决高温、高湿、粘结性粉尘的清灰困难问题。
⑵集尘板的表面积大为增加，约比常规管式电除尘器增加3 0 % ，振打清灰周期延长，其使用寿命延长。⑶“伞形罩”结构采用后，管式电除尘器可以选用较高的电场风速，管式电除尘器的单筒处理负荷有所提高。管式电除尘器的电场风速可提高, 管
式电除尘器的处理能力相应增加。“伞形罩”结构的采用，使气流运动轨迹与除下的粉尘及集合体的运动轨迹分开，克服了紊流气流携带烟尘作用，从根本上解决了二次扬尘(返流) 问题，可在一定程度上提高管内气流速度，增加管式电除尘器的处理负荷。
三、日常维护根据笔者安装和维护电除尘器的经验而言，其日常维护对于整套设备的正常运行起着举足轻重的作用。在电除尘器日常维护的过程中，责任心和制度是重要保证。具体来说，要做到如下几点：⑴每周对保温箱进行一次清扫，在清扫过程中需同时检查电晕极支撑绝缘子及石英套管是否有破损、爬电等现象，如果有破损，则应及时更换。⑵每周应检查一次各振打转动装置及
卸灰输灰转动装置的减速机油位，并适当补充润滑油。⑶各减速机第一次加油运转一周后更换新油，并将内部油污冲净，以后每次
6 个月更换一次润滑油，润滑油可采用40号机械油，推荐采用工业齿轮油（9 0号）。
⑷每周清扫一次电晕极振打转动瓷联轴，在清扫过程中需同时检查是否有破坏，爬电等现象，如果有破坏，则应及时更换。
⑸每年检查一次电除尘器壳体、检查门等处与地线的连接情况，必须保证其电阻值小于4 Ω。
⑹根据极排的积灰情况，选择适宜的振打程序或另编程更改程序。
⑺每6 个月检查一次电除尘器保温层，如发现破损，应及时修理。
⑻每年测定一次电除尘器进出口处烟气量、含尘浓度和压力降，从而分析电收尘器性能的变化。
⑼电除尘器工作3 个月以上，则应利用工艺生产停车机会对电除尘器内部构件进行检查、维护。
⑽ 操作人员进入电场内前须作如下工作：a)确认电场已断电b)在高压控制柜上挂“ 正在检修设备，禁止合闸”的警告。 c)用放电线给电场放电。四、结束语生产实践证明，电除尘器本体经过优化后，工艺技术先进，布局合理，设备故障率大为降低，除尘效率显著提高，不仅减轻了职工的劳动强度，提高了劳动生产率，而且降低了粉尘排放浓度，净化了空气，保护了环境。因此，对电除尘器本体进行设计上的优化，并加强日常维护，是一件刻不容缓的事情。
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