電除塵器波形陰極線的研究與應用

楊文貞

（福建龍凈環保股份有限公司，福建 龍巖 364000）

1 引言

在我國煙氣粉塵治理中，電除塵器一直發揮著重要的作用，近年來國家逐步提高了節能環保標準要求，這對電除塵器的排放提出了更高的要求，因而提高電除塵器除塵效率及增強后電場對細微粉塵的捕捉能力已非常重要。

2 電除塵器存在問題分析

目前電除塵器電場中，采用的電暈線大部分為芒刺類線型，屬強放電型電暈線，適宜配置在電除塵器的前電場，以加強粉塵荷電。這種線型由于工作電壓較低，并不適用于在后電場捕集細微粉塵，同時其電流密度較大，在后電場耗費了較多的電能。行業內曾經在除塵器的后電場使用過的麻花線、星型線、VO線、螺旋線等柱狀類陰極線，實際工況應用中，存在著易積灰、沒有固定放電點、放電不均勻、易斷線的缺點。

柱狀類陰極線的電除塵設備在實際使用中，麻花線、VO線、國產螺旋線均出現較多斷線問題，無法穩定工作。經過多年對斷線問題的跟蹤分析，發現導致此類陰極線斷線的主要原因是：1）柱狀類陰極線線體截面積偏小、自身強度不足，在長期的陰極振打中工作，出現疲勞斷裂；2）柱狀類陰極線在制造中，由于設備或材料原因，局部易出現缺陷，加速了陰極線的斷線，影響了此類線的穩定工作。

電除塵器的電暈功率與粉塵驅進速度成正比，提高工作電壓和電暈電流能有效提高電除塵器的除塵效率。實驗研究表明，電除塵器的前、后級電場由于粉塵濃度和粉塵粒徑的差異，表現出一定的差異性。前級電場，在正常的工作電壓下，為了保證粉塵荷電，需要較大的電流。而后級電場，在一定電流條件下，卻需要盡可能提高電壓。前、后電場陰極線的電氣性能應符合這些要求。末電場陰極線型應解決這些存在的問題。

3 波形線試驗研究

波形線（CW09A）采用小園弧端放電，針刺類陰極線采用的尖端放電。對波形線進行放電性能試驗，并與CS10A、CS15C陰極線放電性能進行比較（見圖1）。在與BE板匹配時CW09A、CS10A、CS15C陰極線的伏安特性進行試驗，試驗同極距為450mm，試驗數據見表1，其伏安特性試驗曲線見圖2。

圖1 波形線與陰極線比較

表1 CW09A、CS10A、CS15C陰極線與BE板伏安特性試驗數據

圖2 BE板區的試驗電場的伏安特性曲線（極距450mm）

從表1可看出，當二次電壓為73kV時，CS10A的二次電流為6.5mA，CW09A線的二次電流為3.75mA。與CS10A線相比，CW09A波形線的電流密度降低42%，在高電壓時呈現低電流值的特性。

圖2中可看出，CW09A波形線與CS10A針刺線相比，伏安特性曲線右移。

在與ZT24板匹配時，各線型采用垂直和平行兩種布置形式進行試驗，CW09A 、CS10A、CS15C陰極線與ZT24板的試驗數據見表2；極距450mm，其伏安特性試驗曲線見圖3。

表2 ZT24板伏安特性試驗數據

由表2可知，在極距450mm與ZT24板配對，二次電流為0.1mA時，幾種線形中CW09A波形線的起暈電壓最高。

從圖3中的CW09A 、CS10A、CS15C陰極線與ZT24板配對時的伏安特性可看出，不論CW09A陰極線平行還是垂直布置，其伏安特性曲線明顯右移。幾種線型配ZT24板時的起暈電壓、擊穿電壓和一定外加電壓下的二次電流見表3。

圖3 ZT24板與幾種陰極線的伏安特性曲線（極距450mm）

表3 幾種線型配ZT24板的二次電流

從表3 可知，在外加7 3 k V 電壓和同一極距下，CW09A線（平行）布置時二次電流最小，與CS10A相比，其降幅達43%，同時CW09A線的擊穿電壓最高，與CS10A針刺線相比在幾種情況下，提高值均超過2kV。

通過試驗可看出，CW09A線無論是與BE陽極板還是與ZT24陽極板匹配，其伏安特性曲線與CS10A針刺線相比明顯右移，工作電壓優于CS10A等線。這樣的電氣性能非常適宜電除塵器后電場的使用。

4 CW09A波形線的工程應用

目前，波形線已大量應用于發電廠電除塵器中，在已投運項目中，應用波形線的電場比其前一個（應用針刺線）電場電壓提高5kV以上，電流下降了20%。

（1）實例一：某電廠3#爐

某電廠3號爐B列1、2、3電場布置針刺線；4電場布置波形線；5、6電場布置雙區電極，2009年3月的運行數據（見表4）表明，4電場波形線二次電壓比3電場針刺線高出10kV。二次電流平均減小22%。

表4 某電廠3#爐B列電場運行數據

（2）實例二：某發電有限公司5#爐電除塵器改造項目的應用與試驗

某發電有限公司5#機組，2008年進行改造，第二電場采用CS10A針刺線，第三電場雙區中的荷電區電暈線為CW09A波形線；根據改造后熱態負載試驗報告，這兩種線型極配的二次電壓與板電流密度關系曲線見圖4。

從上述曲線對比可看出，CW09A波形線比CS10A針刺線的工作電壓更高，即在高于5kV的情況下，電流密度還降低了40%。

圖4 5#ESP第3電場荷電區與第2電場的二次電壓與板電流密度關系曲線圖

多個實際應用表明，同等情況下，CW09A波形線工作電壓比針刺線可提高5kV，而工作電流卻降低了20%以上。提高了電場強度，對捕集細微粉塵更為有效，對高風速適應性好，這種線型適合用于排放要求很嚴格的電除塵器后級電場，又可以起到節能作用并滿足除塵器后電場陰極的性能要求。

5 波形線的節能功效

近年來，經濟發展對能源的需求大增，節能減排已成為我國的發展國策。電除塵器的前級電場，在正常工作電壓下，為了保證粉塵荷電，需要較大的電流。而在后級電場，在一定電流條件下，需要盡可能提高電壓。CW09A波形線具有電場二次電壓高、二次電流低的特性，布置于除塵器的末電場，在電源選用時與針刺線相比，可減小規格、降低能耗。在電除塵器運行中，具有板電流密度均勻和節能的優點，對細微粉塵的收集和抑制反電暈效果明顯。

6 結語

波形線經過試驗研究和各種工況的實際應用，此陰極線具有工作電壓高、電流密度低、風速適應性好、節能、可靠性高的優點，同時該線特別適用于低粉塵濃度電場區的應用。

波形陰極線具有以下特性：1）剛度強，機械強度高，不易斷線；2）平面度好，不擺動；3）放電性能好，伏安特性優秀；4）傳遞振打力效果好，同時在高溫下不變形。

波形線電氣性能符合后級電場的使用要求，能提高除塵效率，目前在電除塵器后級電場已經得到大量應用。

（略）