影响水泥窑头电除尘器收尘效率的因素

国家在严格控制水泥熟料生产粉尘污染的同时，对水泥窑废气中的余热通过低温余热发电技术加以利用，既实现了能量的合理利用，又能在某种程度上减少火电生产造成的污染。在政策扶持下，低温余热发电给水泥熟料生产企业带来很好的经济回报。始料所不及的是：在水泥窑废气余热得到有效利用之际，窑头、窑尾电除尘器的出口废气粉尘排放浓度大幅增加。其原因，是由于烟气温度以及烟气含水率的改变使得烟气中的粉尘导电性发生了改变(见图3)，粉尘在静电除尘器内捕集效率大幅下降。

从图3可以看出，对窑头电除尘器而言，当烟气温度在180～200℃以上时，粉尘的导电性尚可，按传统选型设计的电除尘器在设备状态完好情况下可获得预期的收尘效率;在环保标准提高的情况下，经过适当改进也能达到期望的效果。经过余热发电，虽然烟气温度降低使工况烟气量有所减少，含尘浓度也有一定程度的降低，但粉尘导电性的降低使实际收尘效率下降，粉尘逃逸量大幅增加。

正常情况下，水泥窑头废气的湿度都在2%以下，窑头电除尘器在余热发电不投入使用时，气体的温度都在200～250℃，此时的粉尘比电阻还是适合电除尘器收尘需要的。而当余热发电投入使用时，进电除尘器的烟气温度大部分都在100～120℃之间，此时的粉尘比电阻比较高，电除尘器很难有好的收尘效果。

然而，在实际的使用过程中，也有这样的现象。如在长江以南使用的窑头电除尘器，普遍比北方地区使用效果好。而在北方地区同一条生产线，雨天和晴天收尘效果就差别很大。是什么原因造成这样的差别呢?主要是环境空气湿度及原料中含的水分不一样造成的。在本体规格确定的条件下，窑头电除尘器的收尘效率在很大程度上取决于电收尘器的入口温度和湿度。余热利用后的温度降低使得熟料粉尘的比电阻大幅升高，不利于粉尘的有效捕集，主要表现在粉尘被收下之后，电荷难以释放。电荷在阳极板表面累积，形成反电晕，产生大量正离子，抵消电场的正常放电，阻碍后续粉尘的荷电与捕集。

水泥窑头废气在经过余热发电后，如果电除尘器使用效果恶化，首先要考虑降低粉尘比电阻。具体做法是可以从余热发电引一部分蒸汽进入进电除尘器的管道，来降低比电阻。适量添加蒸汽既可有效提高电除尘器收尘效率，又能避免对工艺系统的稳定运行产生大的干扰。

也有水泥公司在管道中喷入水，对进气烟道喷水增湿虽然对粉尘捕集有利，但事实证明：烟道和阀门不久将发生堵塞，系统无法正常运行。造成这样的原因是由于余热发电后进电除尘器的气体温度较低，喷入管道的水来不及汽化就和粉尘一起粘在管道上，形成尘垢堵塞管道，对系统的安全运行产生影响。

2.2电源的影响

目前水泥窑头电除尘器使用的电源大部分为普通工频可控硅电源，高低压合一、节能优化和远程控制方面存在一些技术不足和缺陷，对一些特殊工况特别是高比电阻粉尘就无能为力。众所周知，电场强度对驱进速度起主导作用，驱进速度与场强的平方成正比。电除尘器的电场强度取决于供电电源的特性，不同的供电电源产生不同的电场强度。故此，更换运行水平较低或产品品质较低的供电电源是电除尘器升级改造的重要方面，通常做法是以原理相同、配置较高的供电装置替换原供电装置，或以中频电源、三相电源、高频恒流电源等替换普通可控硅电源，都能够在一定程度上提高电源的工作性能，进而较大幅度地提高收尘效率。

2.3清灰控制的影响

阳极的有效清灰是电除尘器实现除尘功能不可或缺的关键环节，只有适时清灰，才有可能使除尘过程持续进行;阴极清灰是保持电晕放电持续进行的必要前提。电除尘器清灰程序的一般设置是：阳极清灰间歇进行，沿气流方向顺序间歇时间延长，阴极清灰间歇时间较短。为避免瞬时超标排放，清灰时序控制应避免阳极前后电场或整个电场同时振打。有些电除尘器的阴阳极积灰非常严重，造成这样的原因有两个：一是振打装置失效，从外面看振打机构在工作，实际没有振打力，造成出工不出力;二是清灰周期设计不合理，清灰周期过长。

清灰造成的二次扬尘也是影响超标排放的重要因素。而造成二次扬尘的原因是清灰机制设计的不合理，特别是最后一个电场，没有多少粉尘，频繁的清灰造成二次扬尘严重，进而排放超标。

因此，合理的清灰机制也是保证电除尘器达标排放的一个重要因素。当阳极板采用双边振打时，应注意调整到每一电场每一排阳极板的振打不能同时进行。对不是连续振打的电场，应调整到当一边振打结束后立即启动另一边的振打，并使电场进气端的振打装置优先启动。

对于阳极板的一个振打锤振打设置时间为n秒，第一电场振打的停止时间为2n秒，第二电场的振打停止时间为5n秒，第三电场的振打停止时间为9n秒，第四电场的振打停止时间为24n秒。以上设定仅是一个参考值，在实际运行中应根据工况进行适当的调整，以最大可能地提高清灰效果，减少二次扬尘，节省能源消耗和延长振打装置的使用寿命。

2.4内部件变形的影响

在高温时粉尘的比电阻是非常适合窑头电除尘器收尘的，但高温对除尘器的影响也是致命的。温度过高会造成电除尘器内部件变形，反而影响收尘效果，严重的时候整个电场短路，电除尘器停止工作。

在日常的电除尘器使用中，内部件最容易发生的故障如下：内部件受高温冲击发生变形、两侧边缘挡风板变形或脱落、灰斗阻流板损坏或脱落、绝缘部件损坏、阴极系统的故障、振打传动失效等。

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