浅析宽间距电除尘器除尘效率的影响因素
0 引言
随着环保形势的日益严峻，国家对除尘设备的出口排放浓度要求已越来越严格。准确把握电除尘器除尘效率的影响因素，并在实际应用中加以重视和改进就显得尤为重要。笔者在此对影响电除尘器除尘效率的因素进行分析，与同行探讨。
1 设计选型的影响
由于对影响电除尘器效率的各种内在因素不能作出系统的数学描述，以至目前电除尘器的设计选型仍然是带有经验性的。国外在确立各种影响除尘因素和非理想情况的定量关系方面，已有所进展，从而为电除尘器的设计应用与分析建立一个精度较高的数学模型。就电除尘器的除尘效率要达到设计要求必须满足两个条件：一是合适的处理风量，即恰当的过滤风速，在水泥行业新型干法线窑头窑尾一般控制在0．7～1.0m／s。二是合适的比集尘面积或者集尘面积，一般来说，在同样条件下比集尘面积大则处理能力强，在选型时要综合考虑技术性能和经济指标，以选取相应规格的电除尘器。另外设计选型时要考虑工况波动，实际运行电压可能略低，为以后技改留有必要的富裕量。
具体选型要计算的参数有：
有效截面积：
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式中：S——根据烟气量计算电除尘器的有效截面积，m2；
Q——气体处理量，m3／h；
V——气体流速，即电场风速，m／s，对于新型干法水泥回转窑取0．7～1.0m／s。
有效集尘面积：
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式中：A——电除尘器需要的有效集尘面积，m2
Q——气体处理量，m3／h；
η——除尘效率；
ω——尘粒的有效驱进速度，cm／s，对于水泥取7～10cm／s；
K——设备储备系数，一般情况下取5％。
2 极板极线的影响
根据多依奇效率公式，除尘效率η与驱进速度ω成正比，只要增大驱进速度ω值，除尘效率自然会提高，德国洛奇公司发现当极板间距由250mm增大到375mm时，驱进速度增大，电压升高，电晕增强，并且宽间距特别适合于粉尘比电阻值在1011Ω／cm左右的粉尘(如图1所示)。现同性极距设计在400mm，起晕电压在72～100kV，起晕电流在0.7～1.2A，在水泥及其它行业应用使用效果基本达到设计要求。
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图1 极板间距对除尘效果的影响
极板目前使用最广泛的是480C型极板，480C型极板板面平整具有良好的电气性能；极板电流密度均匀，板面压有沟槽，使之易于吸附粉尘。其两边的折边不仅增加了极板的刚性，而且作为防风沟还可以防止粉尘的再次飞扬。
由于电除尘器处理的烟气通常温度较高，极板会发生热膨胀，极板的微小热变形可引起同极距较大的变化，使得粉尘驱进速度降低，导致电除尘器的除尘效率下降。因此，在设计中极板的悬挂需要采用上部悬吊，下部固定的方式，这样极板可以上下自由伸缩。如果在阳极排中部设置数道卡子将极板与极板限位固定，更能有效防止极板的热变形。
极线现在的型式较多，但使用效果好的还应是BS型新型芒刺线，该极线机械强度较高，起晕电压低，放电性能好，避免高浓度粉尘挂灰较多时造成电晕闭塞现象。
3 进出口烟箱与气流分布板的影响
进出口烟箱的主要目的是降低风速、均匀布风，并且沉降部分粗颗粒。其中进口烟箱通常设置两到三道均风板，均风板开孔率的合理性相当重要，必须确保电除尘进气烟箱两侧进气量相对偏差小于5％，气流均布的相对均方根σ≤0．18。在进口气流分布板上设置百叶窗式导流板二道，利用百叶窗式机械除尘器的原理，对入口高含尘烟气进行粗除尘，可明显减少进入第一电场的烟气含尘量。
为使出口烟箱的下部形成死区以提高收尘效率，需要出口喇叭大口端面积小于进口的面积，出口喇叭的中心线也要抬高一些，两者不在同一水平线上。
由于低比电阻粉尘的跳跃现象，部分重返电场的粉尘会被气流带出电场，同时，由于末电场在振打时的二次扬尘，来不及收集的尘粒会逸出电场，此时如在除尘器出口垂直气流方向竖置一层槽形板，可以有效捕集这些逸出的粉尘，除尘效率明显提高。
4 振打方式及清灰时间的影响
良好的振打强度和振打时间是除尘效率的保证，振打强度既要保证阳极系统和阴极系统的粉尘能及时清理下来，又不能强度过大，否则将会引起二次扬尘。试验表明，逃离电除尘器的粉尘约40％～60％是发生在极板振打时，合适的振打制度可使逃离的粉尘减少一半。阴阳极振打采用先进的侧向回转挠臂锤式振打相比顶部电磁锤振打，振打力更足、振打加速度大，最低振打加速度达120g，可以最大限度地降低二次扬尘，实际运行中清灰效果好。而且该振打机构工作可靠，易于维护。
5 阻流板及小电场电极除尘的影响
在正常情况下含尘烟气从进口端可以不经过电场而由灰斗内部窜至出口端，烟气形成短路，另外电除尘器最边上的极板正常距侧部壳体有l00mm左右的距离，含尘烟气也可以由这段空间直接从进口端窜至出口端形成短路，因此，在电除尘器收尘极四周和灰斗内设置的阻流板和挡灰板至关重要，这样能使含尘烟气全部进入电场，避免烟气短路造成粉尘逃逸；另外也在灰斗挡灰板处设辅助电极，吸附较轻的粉尘，防止较轻的粉尘随气流逃逸到烟气出口，除尘效果更好。
6 粉尘比电阻的影响
电除尘器的应用范围受粉尘比电阻的影响比较大，粉尘比电阻在106～1011Ω／cm范围以外，则除尘效率显著下降。因此粉尘比电阻过高或过低，采用电除尘器不仅不经济，有时甚至不可能。电除尘器的性能随着比电阻的增高而下降，有时会出现反电晕现象，导致除尘效率大幅下降；当粉尘比电阻低于l06Ω／cm时，尘粒因荷电放电迅速，很难被收尘极捕集，常沿收尘极表面作跳跃运动，最终随气流离开电场。
水泥回转窑窑尾烟气不仅温度较高，从五级悬浮预热器出来的烟气一般有320～350℃，而且比电阻也高，需要严格控制增湿器的喷水量，确保粉尘比电阻在合适的范围内，以提高粉尘驱进速度。
7 加强壳体的密封与保温
电除尘器本体都为焊接件，焊接粗糙将会导致除尘器大量漏进冷风，严重的漏风不但增加电除尘器的负荷，更为严重的情况是烟气结露，导致壳体和内部构件腐蚀。因此，电除尘器的外壳保温是防止气体结露的重要措施，保温材料厚度选择与工艺条件和环境温度有关，一般原则按烟气流经除尘器后温度下降不大于30℃考虑。
8 结束语
电除尘器除尘效率的影响因素多，机理复杂，忽视任何一个细节都有可能导致电除尘器不能正常运行，所以，我们在今后的设计与选型工作中需要慎重对待。
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