電袋復(fù)合除塵器電區(qū)與電除塵器差異分析

盧秀艷

（福建龍凈環(huán)保股份有限公司，福建 龍巖 364000）

電袋復(fù)合除塵器電區(qū)與電除塵器差異分析

盧秀艷

（福建龍凈環(huán)保股份有限公司，福建 龍巖 364000）

近年來電袋復(fù)合除塵器的應(yīng)用越來越廣泛，不少人認(rèn)為電袋復(fù)合除塵器的電區(qū)與電除塵器一樣，故完全套用電除塵器的標(biāo)準(zhǔn)。文章從設(shè)計參數(shù)、結(jié)構(gòu)和電氣配套方面詳細(xì)分析了電袋復(fù)合除塵器的電區(qū)與電除塵器之間存在的差異，為電袋復(fù)合除塵器的設(shè)計提供指導(dǎo)，以利于提升電袋復(fù)合除塵器的技術(shù)水平。

電袋復(fù)合除塵器；電區(qū)；電除塵器；差異

電袋復(fù)合除塵器是繼電除塵器、袋式除塵器后的又一種高效除塵設(shè)備，已廣泛應(yīng)用于電力、水泥、鋼鐵、化工等高污染行業(yè)。電袋復(fù)合除塵器于2004年開始應(yīng)用于我國燃煤電站50MW機組，2007年之前，該技術(shù)主要在50M～200MW中小型機組上運行，取得良好效果并受到行業(yè)的關(guān)注。2007年之后，該技術(shù)規(guī)格容量逐步升級，300MW、600MW、1000MW機組首臺電袋項目分別于2008、2009、2012年投運。根據(jù)中電聯(lián)2013年統(tǒng)計數(shù)據(jù)，已投運電袋復(fù)合除塵器機組容量超過0.9億千瓦，占全國燃煤機組容量的11.5% 。電袋復(fù)合除塵器在近十年發(fā)展以來，得到快速的推廣應(yīng)用，已經(jīng)成為我國燃煤電站除塵技術(shù)主流之一，并形成了良好的產(chǎn)業(yè)化規(guī)模。

電袋復(fù)合除塵器結(jié)合靜電除塵（如圖1）和過濾除塵（如圖2）兩種機理，利用電除塵器前級電場的除塵優(yōu)勢并與布袋除塵優(yōu)勢組合而成，其充分發(fā)揮了兩種除塵技術(shù)的各自優(yōu)勢，具有除塵效率高，設(shè)備能耗低的特點。

圖1 靜電除塵

圖2 過濾除塵

電區(qū)是構(gòu)成整臺電袋復(fù)合除塵器的核心系統(tǒng)之一，電區(qū)的運行要求可靠性高且低故障率，電區(qū)的除塵效率直接影響整臺電袋復(fù)合除塵器的作用，對電袋復(fù)合除塵器性能有著至關(guān)重要的影響。

雖然電袋復(fù)合除塵器的電區(qū)和電除塵器都是根據(jù)靜電除塵原理而設(shè)計的，但電袋復(fù)合除塵器是在同一箱體內(nèi)同時安裝電區(qū)和袋區(qū)，將靜電除塵和過濾除塵兩種除塵技術(shù)有機復(fù)合的除塵設(shè)備，其電區(qū)與電除塵器相比，在本體結(jié)構(gòu)、關(guān)鍵件的要求以及所實現(xiàn)的功能方面都存在差異。

電袋復(fù)合除塵器的電區(qū)主要由機械本體和電氣兩大部分組成。機械部分包括：陽極系統(tǒng)、陰極系統(tǒng)及其振打清灰裝置；電氣部分包括：高壓供電電源、電氣控制裝置。電區(qū)在電袋復(fù)合除塵器有多種配置形式：前級電區(qū)配置形式（圖3a）、混合區(qū)電區(qū)配置形式（圖3b）等。

圖3 電袋復(fù)合除塵器電區(qū)配置形式

1 設(shè)計參數(shù)

1.1 電場風(fēng)速

電場風(fēng)速即煙氣流經(jīng)電場的平均速度，是指除塵器單位時間內(nèi)處理的煙氣量和電場流通面積的比值，單位m/s。

在電除塵器設(shè)計中，若電場風(fēng)速過高，容易產(chǎn)生二次揚塵，減少煙塵在電場中的停留時間，從而影響收塵效率，而煙速過低，可能增大除塵器占地面積。電除塵器的電場風(fēng)速一般選用0.7～0.9m/s。由于電袋復(fù)合除塵器后端有濾袋區(qū)，所以電區(qū)的二次飛揚對整臺除塵器性能影響不大，因此電袋復(fù)合除塵器電區(qū)的電場風(fēng)速較高，可選用1.0～1.2m/s。

1.2 電區(qū)通道

電區(qū)通道是指相鄰兩排陽極板排所形成的通道。電袋復(fù)合除塵器電區(qū)一般只有1～2個電場，粉塵濃度高，通道寬度不能太寬，電區(qū)通道寬度宜為300～400mm。

1.3 振打加速度

電袋復(fù)合除塵器電區(qū)所收集的粉塵顆粒較粗易于清灰，且收集粉塵量大，因此，陽極板和陰極線的振打加速度值可低于電除塵器。比如，頂部電磁錘振打的電除塵器一般每個振打器最大配置振打3個陽極板排（每個陽極板排4塊15m陽極板），而電袋復(fù)合除塵器可每個振打器配置振打4個陽極板排（每個陽極板排4塊15m陽極板）。《頂部電磁錘振打電除塵器》（JB/T11267）規(guī)定陽極板最小振打加速度值應(yīng)不小于100g，陰極框架周邊上最小振打加速度值應(yīng)不小于50g。而對于電袋復(fù)合除塵器，陽極板最小振打加速度值應(yīng)不小于80g，陰極框架周邊上最小振打加速度值應(yīng)不小于40g；振打加速度均勻性指標(biāo)：相對均方根差系數(shù)σr的規(guī)定參考《燃煤電廠電除塵器運行維護導(dǎo)則》（DL/T 461）。目前應(yīng)用于電力、水泥行業(yè)的電袋復(fù)合除塵器均適用以上指標(biāo)。

電袋復(fù)合除塵器電區(qū)粉塵更易于振打清灰，陰極系統(tǒng)振打清灰不宜選用斷電振打。

1.4 驅(qū)進速度

荷電粉塵在電場力作用下向陽極板表面運動的速度。驅(qū)進速度與粉塵的成分、粒徑、電場強度和氣體黏度等因素有關(guān)。在除塵器中各個電場的驅(qū)進速度因粉塵的平均粒徑減小而逐級減小，電除塵器的驅(qū)進速度為所有電場驅(qū)進速度的平均值，而電袋復(fù)合除塵器電區(qū)僅設(shè)置1～2個電場，前級電場粉塵平均粒徑大所以驅(qū)進速度大，因此電袋復(fù)合除塵器的驅(qū)進速度一般都大于電除塵器的驅(qū)進速度。

2 結(jié)構(gòu)

2.1 陽極板

電袋復(fù)合除塵器的常用陽極板根據(jù)斷面形式可分為BE型、C型和W型（如圖4）。

陽極板根據(jù)平面形狀又可分為帶孔極板和不帶孔極板（如圖5），帶孔極板一般用于嵌入式電袋復(fù)合除塵器混合區(qū)中；嵌入式電袋復(fù)合除塵器混合區(qū)電場通道和濾袋排相鄰，并交錯排列，煙氣穿過極板流向相鄰的濾袋排，因此在陽極板上需要開孔，而電除塵器極板不需開孔；帶孔極板宜選BE型板和C型板，帶孔極板開孔的形狀宜選圓形，孔徑宜為Φ30～45mm，開孔率宜為35%～55%。

圖4 陽極板斷面形式

圖5 陽極板平面形狀示意圖

2.2 陰極線

電袋復(fù)合除塵器電區(qū)粉塵濃度高，陰極線應(yīng)選用芒刺線，加強電暈放電，能更有效提高“荷電粉塵過濾”機理的作用。目前國內(nèi)常用的幾種形式的芒刺線如圖6。

（1）管型芒刺線（RS線）

管型芒刺線主材一般采用冷軋薄板軋制點焊而成，先軋制兩個半圓管并點焊成圓管作為主干，再在圓管上焊上若干個芒刺，最后在主干兩端安裝連接管。

在相同條件下，起暈電壓越低就意味著單位時間內(nèi)的有效電暈功率越大，除塵效率越高。管型芒刺線的起暈電壓為15kV，是起暈電壓最低的陰極線之一，強度好，在熱態(tài)運行情況下不易變形，振打力傳遞及清灰效果好，不易斷線。對煙氣變化的適應(yīng)性強，在含塵濃度高時也不易發(fā)生電暈封閉。此外，該陰極線容易制造、重量輕，安裝也較方便。

圖6 常用的幾種芒刺線形式

（2）鋸齒芒刺線

鋸齒芒刺線是用厚度為2mm左右的普通碳素鋼板沖制而成的，主干與芒刺同時沖成一體，兩端焊上兩個螺栓作聯(lián)接。

鋸齒芒刺線的電氣特性較好，即起電暈電壓低、伏安特性好、制造容易、成本低、包裝運輸方便，對較高的煙氣流速適應(yīng)性強，對較高比電阻的粉塵適應(yīng)性也較好。但從國內(nèi)目前的應(yīng)用情況來看，斷線率較高，主要原因有國產(chǎn)鋸齒線寬度窄、強度小，在軋制過程中容易產(chǎn)生機械損傷，兩端的聯(lián)接方式也存在問題。

（3）角鋼芒刺線

角鋼芒刺線是用小角鋼作主干，直接在主干兩側(cè)按一定間距沖出10mm左右的芒刺，兩端焊上聯(lián)接螺栓制作而成。

角鋼芒刺線的剛度大，能產(chǎn)生強烈的電暈，對高濃度粉塵的適應(yīng)性強，電氣伏安特性曲線較理想，制造比管狀芒刺線容易，成本較低，起暈電壓與鋸齒線相近，但振打力傳遞性較差，目前國內(nèi)應(yīng)用較少。

（4）魚骨針刺線

魚骨針刺線是以一根圓鋼作為主干，在主干上穿入魚骨針后，在針的根部端點焊或擠壓，兩端可直接用焊接進行安裝或增加聯(lián)接板，是一種剛性陰極線。

魚骨針刺線起暈電壓低，強度高，在高溫下不變形，振打力傳遞及清灰效果好，對高的煙氣流速及高的粉塵濃度適應(yīng)性都較好。

3 電氣配套

電袋復(fù)合除塵器電區(qū)通常僅設(shè)置1～2個電場，為了降低電區(qū)故障率、保證電袋除塵器的整體性能和可靠性，其高壓電源與電除塵器相比，存在許多不同。

（1）電袋復(fù)合除塵器的電區(qū)需要較大的運行電流，其高壓電源的電流控制特性要更好，運行電壓要求平穩(wěn)，紋波系數(shù)小，高壓電源必須工作在直流供電的火花跟蹤控制方式下，因此高壓電源的電流控制特性、火花控制特性、必須更加優(yōu)秀，運行電壓要求平穩(wěn)。

（2）電除塵器的高壓電源，無論是單相高壓電源，還是高頻高壓電源，設(shè)計的許多功能，如間歇供電功能、脈沖供電功能、節(jié)能模式運行功能等等，對于電袋復(fù)合除塵器并非適用。因此，電袋復(fù)合除塵器高壓電源的控制功能必須做針對性優(yōu)化設(shè)計，推薦電袋復(fù)合除塵器高壓電源工作于全波直流供電工作方式、純直流供電工作方式和火花跟蹤控制方式。

（3）高效的電除塵器通常具有高的比集塵面積和多個電場，在除塵效率測試考核時常被要求停運一個電場且能達(dá)到設(shè)計除塵效率和出口排放濃度；而電袋復(fù)合除塵器的電場區(qū)一般是前電場，且只有一、二個電場，其高壓電源的性能與濾袋區(qū)的阻力和濾袋的壽命密切相關(guān)，特別要求其高壓電源對粉塵荷電性能強且穩(wěn)定可靠。因此，相對電除塵器來說，電袋復(fù)合除塵器高壓電源的可靠性必須更高。為滿足高可靠性需求，推薦采用較高的設(shè)備絕緣強度、耐候性能、耐沖擊性能等，嚴(yán)格要求設(shè)備采用高溫老化等技術(shù)手段。

4 結(jié)語

綜上，電袋復(fù)合除塵器的電區(qū)與電除塵器在設(shè)計參數(shù)、結(jié)構(gòu)、電氣配套方面都存在一定的差異，在電袋復(fù)合除塵器的設(shè)計過程中應(yīng)注意識別，以利于更好發(fā)揮電袋復(fù)合除塵器電區(qū)的除塵優(yōu)勢，提升電袋復(fù)合除塵器的整體技術(shù)水平，促進我國環(huán)保產(chǎn)業(yè)的健康快速發(fā)展。

[1] 黃煒.電袋復(fù)合除塵技術(shù)研究[J].電力科技與環(huán)保，2013（10）.

[2] 黃煒，等.電袋復(fù)合除塵技術(shù)的試驗研究[J].中國環(huán)保產(chǎn)業(yè)，2011（7）.

[3] 電袋復(fù)合除塵器（GB/T 27869）[S].

[4] 燃煤電廠電除塵器運行維護導(dǎo)則（DL/T 461）[S].

[5] 頂部電磁錘振打電除塵器（JB/T11267）[S].

[6] 電除塵器 陽極板（JB/T 5906）[S].

[7] 電除塵器 陰極線（JB/T 5913）[S].

Difference Analysis on ESP and Electric Zone of EFIP

LU Xiu-yan (Fujian Longking Co., Ltd, Longyan Fujian 364000, China)

In recent years, the Electrostatic-Fabric Integrated Precipitator (EFIP) has been widely used; many people thought that the electric zone of EFIP is identical with that of ESP. This paper aims to analyze the differences of electric zone between EFIP and ESP based on EFIP’s design data, structure and the corresponding electrical equipment, so as to provide the guidance for the EFIP design, and improve the technology level of EFIP, and promote the development of environmental industry in China.

EFIP; electric zone; ESP; variance

X701

A

1006-5377（2015）02-0027-04