静电除尘器在钢厂中应用的现状及发展趋势
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摘要:要保持静电除尘器长期高效、稳定运行,静电除尘器从设计、制造、安装、调试到运行管理和日常维护都必须正确合理,其中任何一个或多个环节欠缺,都将对静电除尘器性能产生影响。现在正在运行中的静电除尘器只有少数是处于良好状态,而大多数都不同程度存在这样或那样的问题。今天我们有责任也有能力发现和修正静电除尘器运行中暴露出来的不足,使之长期高效率、低能耗运行。
关键词:静电除尘器;钢厂除尘;除尘效率;发展趋势
中图分类号:F014.2 文献标识码:B 文章编号:1009-9166(2010)008(C)-0089-02
静电除尘器是一种高效除尘器。静电除尘器在中国的应用始于20世纪30年代,随着工业化水平的提高和电除尘技术的发展,国内一些环保企业引进了具有国际先进水平的电收尘器技术和袋收尘器技术。静电除尘器在钢铁行业的广泛应用,使其除尘效率得到显著提高,烟尘排放浓度和排放量大大降低,这对保护环境和提高钢铁行业形象起了不可替代的作用。但要保持静电除尘器长期高效、稳定运行,静电除尘器从设计、制造、安装、调试到运行管理和日常维护都必须正确合理,其中任何一个或多个环节欠缺,都将对静电除尘器性能产生影响。现在正在运行中的静电除尘器只有少数是处于良好状态,而大多数都不同程度存在这样或那样的问题。今天我们有责任也有能力发现和修正静电除尘器运行中暴露出来的不足,使之长期高效率、低能耗运行。
一、静电除尘器在钢厂中的运行现状
静电除尘器在钢铁企业中主要用在热电厂、烧结等场所,静电除尘器运行工况差异很大。新抚钢烧结机静电除尘器经大修、改造和调整试验后,目前除尘效率高于99%,超过静电除尘器原设计指标。当然,国内目前还有很多静电除尘器除尘效率低于设计指标,有的甚至只略高于90%,这些都需要我们进一步查找原因,实施改造,来提高除尘效果。
二、钢厂中静电除尘器除尘效率下降因素
导致多数静电除尘器除尘效率不高的因素很多,而诸多因素又相互关联。
1、设备选型因素。现有的静电除尘器多在几年甚至十几年前建成投产,由于当时环境保护的投资大而经济效益低,对环境保护的投资是被动的等各种因素的影响和条件的限制,静电除尘器选型普遍比较偏小。
在此思想指导下,为尽量减少对静电除尘器的投资,静电除尘器通流面积选得小,集尘面积小,烟气在电场中的流速高,静电除尘器电场数少,加之原料变化大。这些都是造成除尘器效果不好的因素。
在钢铁企业中不同介质的除尘器的选用是不同的,其介质的温度、湿度、比电阻对除尘器除尘效率的影响很大,但在市场条件及前两种思想指导下,除尘器选型时也有偏小现象,导致除尘效率不高。
2、运行参数与设计值偏离。运行参数偏离设计值的原因是多方面的,如设计时资料提供不准,设备负荷变化,设备运行状况等。
2.1、设计基础资料不准。静电除尘器制造厂根据现场场地情况、设备烟气流量、烟气温度和压力、烟气含尘浓度、烟尘比电阻、烟气温度等参数,设计制作模拟静电除尘器,对气流分布进行模拟和调整。因而各钢厂向静电除尘器制造厂提供基本参数的准确度就尤显重要。某钢厂除尘器改造时提供给除尘器制造厂的最大烟气量为42万m3/h,而其实际烟气量在50万m3/h左右。这一偏差,就使静电除尘器在其它一切状况均正常时,除尘效率由设计值98%下降到96.3%,烟尘排放量增加约一倍。2.2、设备负荷变化因素。运行状态良好的设备在正常负荷下,烟气流量、排烟温度、烟气含尘浓度等参数值与静电除尘器设计的参数值相差不大,静电除尘器能很好地正常运行。当系统设备超额定负荷运行时,烟气流量增大,排烟温度升高或降低,烟气实际流量进一步增加,导致设备超负荷运行,烟气含尘浓度也增加。这些都使得静电除尘器运行工况恶化甚至使静电除尘器超载运行,除尘效率降低。有些钢厂一味追求产量,不顾附属设备的负荷能力, 使设备长时间超负荷运行,加之结露,久而久之, 静电除尘器极线和极板积灰严重,同时造成清灰困难,除尘效率显著降低,排放浓度严重超标。2.3、原料变化引起工况恶化。随计划经济向市场经济过渡,采购更具自主性,因此节约了采购成本,但也带来负面影响。钢厂原料矿石不同,产生的粉尘性质也不同, 从而使粒径、比电阻、浓度等发生变化,但原料的变化并不能引起运行岗位的高度重视,不能及时有效地调整除尘设备的运行参数,加剧除尘效果的下降。这不但使静电除尘器处理烟气含尘浓度超过设计值,甚至使原设计极配形式不适用。烟气含尘浓度增加,还加速设备磨损。2.4、一机多尘点因素。有的在系统设计时将处于系统诸多尘点汇集在同一除尘器系统中除尘,以节省投资。如果诸多尘点粉尘的比电阻、湿度、及温度相近时可以在设计选型时将其汇集在同一除尘器系统中除尘。但错误的把过多尘点汇集在一台除尘器中,如系统中有一尘点工况变化时,则对除尘器的影响就相当的大。对运行管网中的其他系统的不良影响也相当大。
3、安装调试欠佳。静电除尘器讲究“三分制作、七分安装”,静电除尘器安装调试是最重要的环节。只有具备相当经验的队伍才能承担静电除尘器的安装和调试,使极线平面和极板平面平整,极板与极板框架的连接可靠、振打力传递良好,同极距和异极距满足要求。静电除尘器的验收目前是薄弱环节。静电除尘器投产前,很少有厂家进行分布试验和振打试验,往往只进行了冷态伏安特性试验。
4、振打清灰制度不合理。静电除尘器普遍采用振打方式清灰。在振打力度和均匀性都满足要求时,振打制度是否合理,对静电除尘器除尘效率影响极大。振打过频,收集在阳极板上的粉尘不能成块状落入灰斗,二次飞扬严重,尤其末级电场的二次飞扬,将大大降低除尘效率。反之,振打间隔时间过长,阳极板上积灰太厚,使空间电场电压下降,二次电流降低,电晕功率减小,除尘效率下降;阳极板严重积灰甚至形成反电晕,使已经被收集在阳极板上的粉尘再次进入气流。大多数用户沿用静电除尘器制造厂所推荐的振打制度,个别静电除尘器作了小调整。而事实上建立正确的振打制度,要遵从现场的实际运行情况,采用恰当的试验方法才能完成。同时,设备在运行一段时间后,用户应根据系统物料等状况,静电除尘器实际运行情况,而相应调整运行参数。
5、运行监督不力、管理不够。各厂都有各自的静电除尘器运行监督制度,但监督仪表配备不完善,只有最基本的配置,一些仪表同时用于运行控制,因而降低了其适用性及可靠性。某钢厂的一台静电除尘器,运行中阳极振打锤完全脱落却浑然不觉,直到检修时方被发现。另一钢厂发生静电除尘器电场内积灰搭桥短路,高压供电保护动作,电场退出运行的故障频次高。静电除尘器运行状况良好,运行参数及振打制度等正常,有时从电晕功率看,除尘效果应很好,但观察烟囱出口烟色便可判断其除尘效率低。这些都没能引起运行人员的注意。没有及时分析原因。使设备运行效果越来越差。尽管静电除尘器作为辅机,已是主要设备之一,但由于静电除尘器性能、运行水平并不直接威胁系统运行,加之有些地方环保部门对环保设施的运行监督不力,静电除尘器在生产过程中往往被忽视。
三、静电除尘器的发展趋势
随着科技的进步及新技术、新产品的广泛应用,新型电除尘的开发与应用已从实验室走出来,并已投产应用取得较好的经济效益和社会效益。
1.纵横式超高压宽间距静电除尘器。纵横式超高压宽间距静电除尘器是由清华同方(鞍山)环保设备股份有限公司自主开发研制的一种最新型高效除尘器,该系列产品设计新颖、结构合理、紧凑,易于制造、维修,能够确保静电除尘器长期稳定运行,满足用户的使用要求。纵横式超高压宽间距静电除尘器除尘优点:纵横式超高压宽间距静电除尘器采用超高压电场可以增大静电除尘器所适应的粉尘比电阻范围,可以解决或改善以往工况条件恶劣情况下电除尘效率低的问题。基本结构特点:应用超高压横向电场和超高压纵向电场串联。采用超高压宽间距横向分布电场,电场分布符合粉尘分布规律。采用超高压宽间距纵向分布电场,G-OPZEL集尘极,它具有较大的阻流宽度及流线型 设计有效的防止了气流对集尘极上附着的粉尘以及振打过程中下落的粉尘冲刷,可高效捕集微细粉尘,抑制二次扬尘。另外,该除尘器采用优秀的顶部电磁振打技术,顶部振打清灰,力的传递符合积灰脱落规律――上大下小,清灰效果好,二次扬尘少,除尘效率高。振打装置移到电场外部顶部,电场内部只有极板极线,无运动部件,可实现电场内部8年免维护,节省维护费用,改善维修工人的工作环境。顶部电磁振打器,结构简单故障少,清灰效果好,在运行中可观察振打状况,并可调整振打强度和周期,可实现不停机维护。
2.电袋一体化除尘器。电袋一体化除尘器是将电除尘与布袋除尘结合使用,即在布袋前方加多级电场使粉尘荷电,大颗粒粉尘被电场吸符,未吸附的粉尘进入布袋除尘器。高比电阻粉尘及未被电场吸附的粉尘经高压电场改变粉尘特性后,更利于布袋的过滤及清灰。目前,在北京燕山石化电厂已投入使用,除尘效率高且运行良好,具有很广阔的市场。另外,电袋一体化除尘器配合脱硫使用可实现除尘脱硫一体化已成功应用,清华同方环境有限公司在齐鲁石化热电厂5#、6#脱硫工程中就是应用此技术,静电除尘器后接脱硫塔先对粉尘进入预除尘和脱硫,脱硫后的粉尘进入低压旋转脉冲布袋除尘器除尘实现除尘脱硫一体化,现已取得较好的经济效益和社会效益。
当然没有一种静电除尘器是完美的,但追求完美是每个环保工作者的责任,保护人类赖以生存的环境,是我们所有人的共同目标。
作者单位:清华同方(鞍山)环保设备股份有限公司,质量部
参考文献:
[1](美)S.小奥格尔斯比,G.B尼科尔斯著,潭天佑译,王励前校.《静电除尘器》.水利电力出版社.1983.8
[2]高香林等.静电除尘器阴极收尘潜力的研究.第10届全国电除尘学术会议论文集.2003.11
[3]《工业静电除尘器应用技术》唐国山主编
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