潘德豪
（七冶安装工程有限责任公司，贵州，贵阳，550014）
【摘要】除尘器是火电厂控制污染物粉尘排放的重要设备。火电厂除尘设备主要常用的有电除尘器、袋式除尘器、电袋复合除尘器等，这几种设备具有不同的特点和适用范围。静电除尘器原理是通过施加直流高压电（一般20～80kV），利用强电场使气体电离，气体中的粉尘荷电，粉尘荷电后在电场力作用下被收尘极捕集，通过振打清灰集中到灰斗完成粉尘收集过程。本文主要分析和研究了静电除尘器的概念，其特点，其工作原理以及安装时的要求。
【关键词】静电除尘器；工艺；安装
我国大气污染主要来源于工业、生活和交通，其中，工业污染源占主导，包括火电厂、钢铁和有色金属冶炼等。2012年，工业烟(粉)尘排放量为9．574Mt，占全国烟(粉)尘排放量的77．5%，其中，电力行业烟(粉)尘排放量为2．228Mt，占工业排放量的23．3%，钢铁行业烟(粉)尘排放量为1．813Mt，占工业排放量的18．9%，电力行业和钢铁行业是烟(粉)尘减排的重点。
在除尘技术发展过程中，静电除尘器因良好的可操作性、可靠的除尘效果及稳定的运行得到推广。美国应用电除尘器比例约占80%，欧盟约占85%，我国广泛应用于电力、钢铁、有色和水泥等20多个行业。
一、静电除尘器的概念
静电除尘器的工作原理是利用高压电场使烟气发生电离，气流中的粉尘荷电在电场作用下与气流分离。负极由不同断面形状的金属导线制成，叫放电电极。正极由不同几何形状的金属板制成，叫集尘电极。静电除尘器的性能受粉尘性质、设备构造和烟气流速等三个因素的影响。粉尘的比电阻是评价导电性的指标，它对除尘效率有直接的影响。比电阻过低，尘粒难以保持在集尘电极上，致使其重返气流。比电阻过高，到达集尘电极的尘粒电荷不易放出，在尘层之间形成电压梯度会产生局部击穿和放电现象。这些情况都会造成除尘效率下降。
二、静电除尘器的特点
静电除尘器与其他除尘设备相比，耗能少，除尘效率高，适用于除去烟气中0．01—50μm的粉尘，而且可用于烟气温度高、压力大的场合。实践表明，处理的烟气量越大，使用静电除尘器的投资和运行费用越经济。
（一）宽间距卧式电除尘器技术
HHD型宽间距卧式电除尘器是该公司引进和借鉴国外先进技术，总结三十年来的设计、制造和应用经验，结合中国各行业工业窑炉废气工况的特点，为适应日趋严格的废气排放要求和WTO市场准则研究开发的科研成果。该成果已广泛应用在冶金、电力、水泥等行业。深得全国广大用户信赖，具有较强的市场竞争能力。
（二）最佳宽间距及极板特别配置
使得电场场强、板电流分布更加均匀，驱进速度可提高1.3倍，使捕集粉尘比电阻范围扩大到101-1014Ω-cm，特别适用于硫化床锅炉、新型水泥干法回转窑、篦冷机、烧结机等废气的高比电阻粉尘回收，减缓或消除反电晕现象。
（三）国内首创的整体新型RS电晕线
最高长度可达15米，具有起晕电压低，电晕电流密度大，钢性强，永不破损，具有抗高温、抗热变能力，结合顶部振打方式清灰效果极佳。根据粉尘浓度大小配置相应的电晕线密度，从而可适应高粉尘浓度的收尘，最高允许入口浓度可达1000g/Nm3。
电晕极顶部强力振打
根据清灰理论设计的顶部放电极强力振打，可采用机械和电磁两种任选方式。
（四）阴阳两极自由悬吊
HHD电收尘器收尘系统和电晕极系统均采用三维悬吊结构，当废气温度过高时，收尘极和电晕极将按三维方向任意膨胀伸展，收尘极系统还特别设计了抗热变钢带约束结构，使得HHD电收尘器具有较高的抗热变能力，经商业运行表明，HHD电收尘器最高耐温可达390℃。
（五）提高振打加速度
改善清灰效果：收尘极系统清灰好坏直接影响收尘效率，大部分电收器在经过一段时间运行后都表现出效率下降情况，究其根源主要是收尘极板清灰效果差所致，HHD电收尘器利用最新撞击理论和实践结果，改传统扁钢撞击杆结构为整体型钢结构，又将收尘极的侧部振打锤结构删繁就简，使掉锤环节减少2/3，实验表明收尘极板面最小加速度从220G提高到356G。
（六）占地面积小、重量轻
由于放电极系统采用顶部振打设计，且打破常规创造性地将每个电场采用非对称悬吊设计，并利用美国环境设备公司壳体计算机软件优化设计，使得在同样收尘总面积的情况，电收尘器总体长度减少3-5米，重量减轻15%。
（七）高保证绝缘系统
为防止电收尘器的高压绝缘材料结露爬电，壳体采用蓄热双层充气屋顶设计，电加热采用最新PTC、PTS材料，绝缘套管底部采用双曲线反吹清扫设计，彻底杜绝了瓷套管结露爬电的易发故障，且维护、保养、更换极为便利。
（八）匹配L-C高系统
高压控制可采用DSC系统控制，上位机操作，低压控制采用PLC控制，中文触摸屏操作。高压电源采用恒电流、高阻抗直流电源，匹配HHD电收尘器本体。可产生高除尘效率、克服高比电阻、处理高浓度的优越功能。
三、静电除尘器的工作原理
静电除尘器的作业原理是使用高压电场使烟气发作电离，气流中的粉尘荷电在电场作用下与气流别离。负极由不同断面形状的金属导线制成，叫放电电极。正极由不同几许形状的金属板制成，叫集尘电极。
（一）气体电离进程
在两个特定电极间通以高压直流电，树立电场，使电极体系的电压超越临界的电压，使气体电离，发生电晕放电。在放电极周围很小的范围内电场强度很强，足以使气体电离。呈现电晕后，放电极邻近的电晕区，该区在离放电极外表大概2~3mm的范围内。在这一区域内，因为放电极外表有足够高的电场强度,使气体电离，发生很多的正离子和电子。这时若放电极上施加的是负电压，则发生负电晕放电，电子移向正极而正离子移向放电极本身。
（二）尘粒荷电过程
静电布袋除尘器工作时，由于电晕区内产生的离子或电子进入电晕的外区，并与中性分子发生碰撞，使尘粒荷电。荷电量的大小与尘粒的粒径、电场的强度、离子的热能及停留时间等因素都有关。通常我们认为尘粒荷电有两种机理：即电场荷电和扩散荷电。前者是由于在电场作用下，离子与尘粒碰撞，粘附于尘粒上荷电。后者是由于离子的不规则热运动、气体扩散与尘粒碰撞、粘附，使尘粒荷电。
（三）收尘过程
粉尘荷电后，在电场作用下按照自载电荷的极性，向极性相反的电极运动，并沉积在该电极的表面上。通常将粉尘垂直于极板的运动速度称之为驱进速度。驱进速度的大小与粉尘的荷电量、电场速度、气体性质等因素有关系。带负电荷的粉尘与收尘极接触后，随即失去电荷，成为中性粒子粘附于电极的表面。然后借助振动装置使电极产生抖动，尘粒从电极的表面脱落，掉入静电布袋除尘器下部的集灰斗中不断地被清除。
四、安装要求
（一）对除尘器下部走台基础进行安装前的检查和确定验收按照《电除尘器安装说明书》和设计图纸的要求安装电除尘器各部件，根据确认验收的基础定出电除尘器的中心安装基准，并作为阴阳极系统的安装基准。
（二）检查基础上平面的平面度、柱距及对角线误差
（三）检查外壳部件，对于运输变形进行矫正，从下至上逐层进行安装，如支座组—底梁（检查合格后安装灰斗、电场内部走台）—立柱及侧壁板—顶梁—进出风口（包括分布板和槽形板）—阴阳极系统—顶部盖板—高压电源等设备。梯子、平台、栏杆可随安装顺序逐层安装，每层安装完毕都要按照《静电除尘器安装说明书》和设计图纸的要求进行检查和记录：如平面度、对角线、柱距、垂直度、极距等安装完毕，对设备进行气密性检查，对于漏焊部位进行补焊，检查，对于漏焊部位进行补焊。
结语
为控制大气污染，提高静电除尘器的运行效果，可考虑改进烟尘特性、本体结构、供电系统和清灰系统等因素以提高除尘效率。建议今后的研究内容包括以下方面:通过调整烟气温度、湿度或添加其他化学物质的方法调整粉尘比电阻;选择合适的电极形式并使用宽间距、合理设置导流装置和经常检查运行设备以补救漏风问题;根据运行的实际情况，选择合适的供电系统和清灰系统。
参考文献
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