工業電除塵器(ESP)種類和結構形式繁多,但是都基于相同的工作原理,主要包括電暈放電、粉塵荷電、荷電粉塵在電場中的遷移運動以及被捕集粉塵的清除。工業電除塵器通常采用負高壓直流電暈,即在放電陰極線與接地陽極板之間施加一負直流高壓,放電陰極線周圍形成大量的正電荷和負電荷,電荷在運動過程中被含塵氣流中的粉塵顆粒物捕獲,荷有負電荷的粉塵顆粒物在電場的作用下被捕集到接地陽極板,荷有正電荷的粉塵顆粒物則被捕集到放電陰極線。隨著電除塵器的運行,陽極板與陰極線上的粉塵顆粒物就會越來越多,形成粉塵層。
陽極板上的粉塵層積累到一定厚度,粉塵顆粒物捕獲的電荷很難釋放,于是在粉塵層之間形成較大的電勢差,當粉塵層之間的電場強度達到擊穿電場強度時,便會在粉塵層發生放電即反電暈,反電暈的發生會致使電除塵器電場參數和功率急劇下降,最終降低電除塵器收塵效率,提高電除塵器出口粉塵排放質量濃度。
陰極線“包灰”,即通常所說的陰極線“肥大”,會提高陰極線的起暈電壓,而降低電暈電流,導致粉塵顆粒物荷電不充分,進而降低電除塵器收塵效率;如果陰極線“包灰”嚴重,電暈放電形成的大部分電荷聚集在陰極線表面的粉塵層之內,粉塵層之間電場強度就非常容易達到擊穿電場強度,陰極線粉塵層發生反電暈,導致陰極線剛達到起暈放電便發生反電暈,致使電除塵器運行的二次電壓和二次電流均很低,此時電除塵器收塵效率顯著降低。
電極表面的清灰效果直接影響電除塵器電場運行參數,進而影響電除塵器收塵效率。因此,清灰過程不僅是電除塵器運行的一項基本過程,而且是電除塵器持續高效運行的重要保障。
本文實驗選取山西某臺有功功率為600MW的燃煤機組,該機組為超臨界參數變壓直流爐,一次再熱、墻式切圓燃燒、平衡通風、固態排渣、全懸吊結構II型鍋爐,鍋爐尾部配備了2臺雙室5電場電除塵器。入爐煤種不僅有當地貧煤,同時摻燒質量分數為75%的泥煤,燃煤灰分高,而且茹性大。
該廠對電除塵器的振打系統進行了改造,改造前采用的是頂部電磁振打系統,由于停爐檢修發現,電除塵器內部陰極線“包灰”嚴重,陽極板表面積灰現象明顯,清灰效果差,所以改造后采用側部機械振打系統。本文從振打清灰效果對電除塵器運行參數的影響這一角度,對振打系統改造前后的振打強度、電除塵器運行參數以及粉塵排放質量濃度進行了跟蹤研究。