2.3电晕闭塞对运行参数的影响:
当含尘气体通过电场空间时,粉尘粒子与其中的游离离子碰撞而荷电,于是在电除尘器内便出现两种形式的电荷——离子电荷和粒子电荷。故电晕电流一方面是由于气体离子的运动而形成,另一方面是由粉尘粒子运动而形成,但是粉尘粒子大小和质量都比气体离子大的多,所以气体离子的运动速度为粉尘离子的数百倍(气体离子的平均速度为60-100m/s,而粉尘离子的速度小于60m/s)这样,由粉尘离子所形成的电晕电流仅占总电晕电流的1-2%,随着烟气中含尘浓度的增加,粉尘离子的数量也增多,以致由于粉尘离子形成的电晕电流虽不大,但形成的空间电荷却很大,接近于气体离子所形成的空间电荷,严重抑制电晕电流的产生,使尘粒不能获得足够的电荷,以致二次电流大幅度的下降,若含尘浓度太大时,可能使电流趋于零,使运行参数明显下降、收尘效果明显恶化,这种现象称为电晕闭塞。其产生的原因主要有以下几方面:
1)烟气含尘浓度大。据我们多年的观察发现:三期电除尘有时由于煤质的不同含尘浓度大时,电除尘的电流电压都受到不同程度的影响,(特别是一、二次电流下降尤为明显)下灰斗量很大,收尘效果恶化;同样工况的电除尘器,不作高压微机电控系统和振打微机电控系统的任何调整,有时电流电压很高,下灰斗量正常,说明烟气含尘浓度对电除尘的运行参数影响很大。
2)烟气流速(电场风速)增加,也会在不同程度上产生电晕闭塞现象。三期电除尘器设计的烟气流速为1.159m/s,若烟气流速超过此参数,则必然会影响到运行中电流电压的升高。电除尘器是负压运行,当本体的联结处密封不严而漏风时,冷空气就会从外部进入电场,使通过电除尘器的烟气流速增大,则在每一单位时间内停留在电场中的烟尘量增大,因而会在不同程度上产生电晕闭塞现象,使运行参数恶化。
为减小烟气含尘浓度大的影响,前几年利用大修将三期电除尘的电晕线由锯齿线改为适于捕集高浓度粉尘的芒刺线,改造后电晕闭塞现象明显减少;但随着近年来除尘器本体的老化,除尘器到大修周期因其他原因而未能及时安排大修,漏风增多未能彻底治理,导致电晕闭塞现象又有所增加,运行中二次电流有时明显下降,甚至使电流趋于零。
2.4锅炉排烟温度和压力对运行参数的影响:
烟气的温度和压力影响电晕始发电压,起晕时电晕极表面的电场强度、电晕极附近的空间电荷密度和分子离子的有效迁移率等,温度和压力对电除尘器性能的某些影响可以通过烟气密度ò的变化来分析。
ò=ò0*T0/T*P/P0(kg/m3)[4]
ò0——烟气在T0和P0时的密度(kg/m3)
T0——标准状态的温度(273k)
P0——标准状态的大气压(101325pa)
T——烟气的实际温度(k)
P——烟气的实际压力(pa)
由上式可知:参数ò随温度的升高和压力的降低而减小,当ò降低时,电晕始发电压,起晕时电晕极表面的电场强度和火花放电电压等都要降低,致使二次电压升不起来。这是因为:当ò减小时离子的有效迁移率由于和中性分子碰撞次数减少而增大,因为在外加电压一定的情况下,这将导致电晕极附近的空间电荷密度减小和收尘极的平均电流增大。电晕极附近的空间电荷密度减小,导致在电晕极表面以较低的电场强度获得一定的电晕电流,于是当ò减小时,为了在阳极板上保持一定的平均电晕电流密度,则外加电压必须降低,致使运行参数降低。
神一三期锅炉排烟温度最高可达到180℃左右,而电除尘器的最佳运行温度是140℃—150℃,在这种高温下运行将直接影响电除尘的二次电压和二次电流的升高。而烟气压力经过以前的测试影响不大,所以降低锅炉排烟温度有利于提高电除尘的运行参数。
2.5.高压短路对运行参数的影响:
高压短路直接影响电除尘运行参数,发生高压完全短路后,二次电流I2上升,二次电压U2=0,相应的电场失去除尘作用,为防止短路电流烧毁电场或损坏整流变,必须紧停相应的控制柜,可见:高压短路对电除尘运行参数影响最大。高压短路时的现象和原因主要有以下几方面:
1)运行中的电除尘器当二次电流I2上升,二次电压U2下降(有时U2=0)就有高压短路的重大嫌疑;当I2.U2的变化值不大,则是由于烟气条件发生了变化,导致负荷加重,导致外部回路的压降降低,或是由于整变变二次输出抽头位置不合适以及电场绝缘降低的原因,此时应从电场本体上查出绝缘降低的原因,调整锅炉运行工况,或改变整流变的二次抽头位置。
2)当U2下降较大,二次电流表、二次电压表反向大幅度摆动时,即二次电压表瞬间下降至零值,而二次电流表瞬时大幅度上升时,此时多是由于电场本体内部阴极线或阳极板断裂或开焊,异极距在烟气流动条件下时大时小,甚至短路(此时I2至表头,U2=0)整流变噪声忽大忽小,温升较高,从设备安全角度应紧停高压柜运行,待停炉后处理电除尘本体。
3)I2较正常值偏大,U2=0表针无摆动,其原因大多是:
(1)电场内极板、极线完全短路或积灰短路、高压电缆对地击穿。
(2)电场或阴极绝缘瓷瓶严重受潮或进水绝缘降低甚至到0、进水使阴极绝吊杆在运行中放电而碳化完全失去绝缘作用,造成高压短路。高压瓷瓶破裂。
(3)变压器故障。
神一三期电除尘由于部分设备的老化,在运行中经常出现电场绝缘低、甚至为零或高压电缆老化对地击穿的现象,严重影响电除尘运行中的电流电压参数,急需利用大修进行部分设备的更换。
2.6微机控制柜的运行环境及电除尘器升压变容量不足对运行参数的影响:
微机控制柜的周围环境好坏直接影响到微机内部电控元件能否正确的执行和反馈控制,若电控元件集灰太多,势必会影响散热引起温度升高,从而误发信号、严重影响运行中的电流电压参数。三期电除尘由于投产安装时配电室密封不严,在电除尘运行时大量的灰尘进入配电室内,严重影响微机控制系统的正确动作,虽然加强了定期的清扫,但远远不能满足微机运行的需要。目前,除#5电除尘配电室经大修改造环境有明显改善外,#6、#7、#8电除尘配电室的环境在运行中仍很恶劣,急需彻底整改密封。
电除尘器的升压变对运行参数影响很大,由于神一电除尘器的机械部分由捷克制造,而电控柜和升压变由东德制造,设计时没有进行严密的配套计算,电除尘器的收尘面积太大,相当于国产30万机组电除尘器的收尘面积,升压变的容量较小。而升压变容量足够大时,负载变化对其输出电压影响很小,反之升压变容量不足则负载变化对其参数影响就大,由于设计时升压变与本体容量不配套,升压变的容量较小,所以,当电流上升时,变压器本身整流硅堆、阻尼电阻及高压电缆压降很大,从而降低了电场的电压,使电场电压和电流都不能升高,参数达不到额定的要求。
解决办法是:加宽极距,减少收尘面积,(#5、#8电除尘器以实施)但此方法同样受变压器最高允许电压的限制,电压达到额定的55KV时,变压器已经过流。故根本解决办法是更换大容量的升压变压器。
3.结论:通过以上分析可知影响当前神一三期电除尘运行参数的主要原因有:
尘比电阻大。排烟温度高。
部分极板、极丝腐蚀、变形、间距改变。
振大强度不够。
高压电缆老化;本体磨损漏风;部分保温箱漏风、漏雨、保温不足。
升压变容量不足,运行参数达不到额定值。
配电室密封不严,微机运行环境差。
4.措施与对策:针对目前的情况应采取的措施及长远对策为:
选择合适煤种并合理燃烧、降低排烟温度。
利用大修机会,更换腐蚀、变形的极板、极丝及不合格的高压电缆、彻底消除漏风、投入保温箱加热。彻底解决#6、#7、#8配电室密封不严问题。
全部采用宽间距、双侧振打改造(#5、#8已采用宽间距、#6已采用双侧振打)。
更换大容量的升压变压器或采用高压脉冲供电电源。