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燃煤锅炉粉尘(飞灰flyash)和ESP特性

　燃煤锅炉粉尘（飞灰flyash）和ESP特性陈雁、王兆东、李轶1，吴刚2（1.鞍山机电环保集团有限公司，辽宁鞍山114033；。煤炭科学研究总院抚顺分院，辽宁抚顺113001）在燃煤锅炉中伴随燃料及其他物质的燃烧所产生的煤烟中，存在着离子状态的固体和液体物质。分离收集这些微粒子的装置就是除尘装置。

 

　　这些离子状态的固体就是锅炉飞灰，而收集这些微粒子的最有效的除尘装置是电除尘器（简称飞灰（flyash）的组成和物理特性，随煤的品种和燃烧条件的不同而不同；ESP的除尘性能，随飞灰的电阻率和粒径的不同而大幅度改变。所以当设计ESP时，认真了解这些特性是非常重要的。

 

　　1煤的性状和飞灰的成分对于电除尘器（ESP）的设计人员来讲，了解掌握国内各种煤的性状和飞灰的成分等尤为重要。表1、表2是国内部分煤矿及电厂的煤性状和飞灰成分，只有针对具体的煤性状和飞灰成分，才能设计出适合不同要求的ESP.表1国内部分煤矿煤的性状发热量全水份水分灰分全硫分挥发分灰熔点山西大同西黄陵西铜川山西平朔山东兖州山东枣庄青海大通表2国内部分电厂粉煤灰主要化学成分品种重庆珞璜I级灰安平圩I级灰武汉阳逻I级灰南京华能I级灰上海宝钢级灰2影响飞灰电阻率的因素ESP的除尘性能在很大程度上决定于飞灰的电阻率，其电阻率的差异决定于以下各因素：烟气温度。表示气体温度与粉尘电阻率之间的关系。从图中可以看出一般烟气温度在140 ~180°C时其电阻率为最高值。温度超过225°C后，电阻率随温度的升高而降低，与烟气的成分无关。温度低于140C时，电阻率随温度的降低而降低，并与烟气的湿度和其它成分有关。

 

　　烟气中水分和S3量。飞灰的一个导电机理是表面导电（沿粉尘粒子的表面导电）。表面导电需要在粉尘表面建立一个吸附层。如果烟气中含有冷凝物质（水或硫酸），若温度足够低，便能在粉尘表面形成吸附层，此时表面导电将是主要的。当温度低于150°C时，由吸收的水分或化学成分在低温下所形成的电阻通道就呈表面导电。

 

　　物理吸附以及冷凝可包括在表面导电中。当温度低于温度露点时，在粉尘表面的吸附速度加快。但是在多数情况下，即使温度高于温度露点很多，被吸附物质也会沉积在粉尘表面形成表面导电通道。另一种显示水分含量对电阻率影响的方式如所示。大约在230°C时，可明显看到电阻率随水分含量的增加而衰减，而且温度较低时更为显著，因为此时表面导电所需要的吸附机理已不存在了。

 

　　煤的含硫量对飞灰的电阻率有较大的影响，含硫煤燃烧时产生的二氧化硫（SO2）量取决于硫的含量，在正常情况下，大约有0.5%~1.0%的SO2氧化成SO3，如果温度足够低，SO3吸附在飞灰上就能大大降低飞灰的电阻率。所以，含硫量高的煤所烧成的飞灰其电阻率比含硫量低的煤要低。降低烟气温度会增加SO3的吸收，因此，改变烟气温度能控制飞灰的电阻率。表示SO3和温度对飞灰电阻率的影响。

 

　　体积导电可以是离子导电或电子导电。飞灰的体积导电是起因于碱金属的离子漂移过程，不管导电的发生是通过粒子内部还是沿粒子表面，重要的是体积导电或体积电阻与飞灰的特性和成分有关，而与烟气的成分无关。燃煤烟气净化所碰到的粉尘，其体积导电与温度有关。在离子导电的情况下，温度增高会将较大的热能传给粉尘的组织，使得载体离子在电场的影响下克服相邻地能量并漂移。因此体积导电当温度增高时使可供粒子层导电的离子载体数量增多，这就有利于增加粉尘的导电率，及降低飞灰的电阻率。

 

　　3降低飞灰电阻率提高ESP效率的措施（1）烟气的调质。由上可知，飞灰的电阻率随烟气中的水分、S3量、碱金属离子量的变化而变化，因此将烟气增湿（注入水、蒸汽）、喷入SO3、喷106三乙胺，都能有效地降低飞灰的电阻率，提高ESP净化效率。为S3添加量对收尘效率的影响。

 

　　（下转第27页）01%是两种计价方式的临界点。

 

　　3结论的验证为了证实结论，分别选取14组化验数据，分别按灰分和发热量计价，结果见表1，从表1中可表1按灰分和发热量计价结果按灰分计价/元按发热量计价/元以看出当灰分高于27%以后，以发热量计价的价格高于以灰分计价，由此我们得出结论是可靠的。

 

　　4确定临界点的意义伊敏露天矿煤质灰分在10% ~35%之间，并且为多个用户供应动力用煤，在两种计价方式并存的情况，根据计价的临界值，合理分配流向，对于不同煤质的煤炭按照不同计价方式售给不同的用户，这不失为一条提高经济效益的途径。

 

　　于黑龙江矿院选煤专业，现在伊敏煤电公司基建办从事选煤技术工作。

 

　　~380°C）时电阻率降低的特性，用ESP能将在正常情况下不被收集的粉尘收集起来。但使用时必须注意将增加为高温范围的处理气体量、构造要耐高温，要防止热损失等。

 

　　②低温ESP：是将烟气在低温下进行净化，由于温度低，处理气体量小，装置结构简单，造价低。

 

　　供电系统控制。燃煤烟气净化量大的课题是防止飞灰粉产生二次飞扬，降低飞灰表面电压，或是电流均匀化的（脉冲供电）等带电的控制，可以有效地防止锅炉飞灰产生二次飞扬。

 

　　脉冲供电的简单原理是使用ESP的电晕电流可以通过改变脉冲频率使其在很宽的范围内调节，而与ESP的电压无关。如果向放电极短时间加脉冲高电压，放电极的电晕电流就会均匀分布。进一步改变附加的脉冲波高的值（电压）、幅度和周期，就可以取得比直流带电时高的巅峰电压，达到提高ESP性能的目的。