引言静电除尘器是火力发电厂重要的环保装置，其作用是脱除燃煤锅炉所排放尾气中的烟尘，保证烟尘排放浓度达到排放标准的要求。含尘烟气经过静电除尘器时，尘粒在电晕极荷电后向带有相反电荷的收尘极板移动，在收尘极板沉降进入灰斗实现烟尘的脱除。在静电除尘器运行过程中出现故障，会导致烟尘排放不达标，排除故障以保证除尘器的安全稳定运行尤为重要。1除尘效率降低的主要原因及相应解决措施1.1粉尘比电阻过高或过低粉尘比电阻是衡量粉尘导电性能的物理量。计算公式为：ρ=USIδ (1)式(1)中：U——粉尘层所施加的电压，V；I——粉尘层所通过的电流，A；S——粉尘层的面积，cm２；δ——粉尘层的厚度，cm。最适宜静电除尘器脱除的粉尘比电阻的大概范围是104 Ω·cm~5×1010 Ω·cm[1]。粉尘比电阻过低时，粉尘在到达收尘极板后会很容易失去电荷。失去电荷后，粉尘和极板之间吸引力减弱，导致粉尘在收尘极板脱落并在气流的夹带下重新进入烟气，导致二次扬尘的发生。粉尘比电阻过高时，粉尘运动至收尘极板后，电荷不容易释放，会在收尘极板上越积越厚。带有相同电荷的粉尘向收尘极板的定向移动会受到抑制。累积到一定厚度，粉尘间会形成较大的电位梯度。在粉尘层电场强度超过其临界值的情况下，粉尘层孔隙间发生局部击穿并且产生正离子，正离子向带负电的电晕极移动，中和电晕区带负电的粒子，带负电粒子被中和后会被带出除尘器，发生反电晕现象，导致无法有效脱除粉尘。蔺小力[2]研究表明：对电除尘器的收尘极板用水溶性的无机陶瓷硅酸锌来涂装，并且采用圆形的电晕线、合理控制电除尘器断面风速可以明显增加对低比电阻粉尘的脱除效率。唐敏康等[1]研究表明：为了有效脱除高比电阻粉尘，采取的措施主要包括烟气调质、选用非常规的电除尘器以及采用工艺控制措施等。（1）烟气调质。将调质剂注入烟气之中，实现粉尘比电阻的降低。烟气调质剂包括：硫酸(或三氧化硫)、氯化物、硫酸铵等化学调质剂以及添加少量润湿剂（如CHJ—1型和DUSTALLY型润湿剂）的水等。（2）选用非常规电除尘器。对于高比阻粉尘可以采用湿式电除尘器、脉冲供电电除尘器、泛比电阻电除尘器等非常规电除尘器。湿式电除尘器的阳极板有一层连续流动的水膜，高比电阻粉尘到阳极板后会吸收水分，含湿量增加后，高比电阻粉尘比电阻会显著降低；脉冲供电电除尘器电压的峰值是普通外加电压的数倍、脉冲宽度是微秒级，当高比电阻粉尘在高压期间刚要产生反电晕，脉冲供电使电压又降至粉尘无法产生反电晕的低压，可以很好地抑制反电晕现象；泛比电阻电除尘器通过在阴极系统上添加辅助电极等方式来提高对高比电阻粉尘的脱除能力。（3）工艺控制。在生产过程中，通过改变烟气的温度或者改变燃料等方法来改善粉尘物化性质，降低烟气中粉尘的比电阻。1.2电晕闭塞在烟气通过静电除尘器电场的过程中，粉尘粒子会与气体离子发生碰撞而荷电，所以在除尘器的电场中既有气体离子电荷又有粉尘粒子电荷，气体离子和荷电的粉尘粒子运动形成电晕电流。但是由于粉尘粒子的质量和大小都远远大于气体离子，所以气体离子的运动速度远大于荷电的粉尘粒子，气体离子的驱进速度大约是粉尘粒的数百倍，所以由荷电粉尘粒子运动所形成的电晕电流大约只占总的电晕电流的1%～2%。当烟气中的粉尘浓度增加时，粉尘粒子的数量增加，所形成的空间电荷也相应地增多，导致气体离子形成的空间电荷减少，电晕电流下降。烟气中的粉尘浓度较高时（一般认为含尘浓度在40 g/m3~60 g/m3以下不会造成电晕闭塞），电流甚至会趋近于零，这种现象就被称为电晕闭塞[3]，会使除尘器效率降低。为防止电晕闭塞，可以采取以下措施：（1）燃用灰分较低的煤种，降低除尘器入口粉尘浓度。（2）适当降低烟气的流速，实现粉尘粒子的有效捕获，以降低电场中粉尘离子的数量。（3）使用芒刺电极等放电强度较强的电极形式提高电晕放电强度。（4）适当增加静电除尘器的工作电压以提高电晕放电强度。（5）在静电除尘器的前端增设预除尘器，降低静电除尘器入口粉尘浓度。1.3电晕线肥大在电除尘器运行过程中，电晕线附近会有少量带有正电荷的粉尘粒子，带有正电荷的粉尘粒子在电荷力的作用下会向带有负电荷的电晕线移动，并在电晕线上逐渐积累。如果粉尘的黏附力很强，在电晕线上积累的粉尘会很难振打清除。粉尘在电晕线上越积越多，会导致电晕线变粗，严重影响电晕放电的效果，除尘器的除尘效率也受到影响。造成电晕线肥大的原因包括：（1）在机组低负荷运行或者停运期间，静电除尘器中烟气的温度低于露点，酸性气体或者水蒸气容易冷凝并吸附于电晕极表面，在机组负荷升高、烟气温度升高后，部分凝结于电晕极表面的物质会结晶，附着力增强，难于脱落；（2）带有正电荷的粉尘粒子由于静电荷作用产生的与电晕极之间的吸引力；（3）粉尘的性质影响，比如粉尘本身的黏结性较大或者水解导致的黏附；（4）电晕极表面有腐蚀的情况，导致表面粗糙，吸附在其表面的粉尘不容易通过振打而脱落下来。为消除电晕线肥大的现象，通常可采取的措施包括：（1）适当缩短阴极振打周期、增加阴极的振打力；（2）在停机检修期间及时地对电晕电极进行检查、清理，尽量保持电晕电极的洁净，对于已经腐蚀的电晕极进行更换处理；（3）保证机组运行期间静电除尘器内烟气温度控制在合理的范围内，防止烟气温度过低导致酸性气体和水蒸气凝结在电晕极上造成腐蚀。1.4烟气流场分布不均匀由于静电除尘器内部各个区域气流分布不均匀，导致脱除粉尘的效率存在差异，在气流速度过高的区域除尘效率较低，粉尘脱除量会减少。在气流速度低的区域除尘效率较高，粉尘脱除量增加。但是由于气流速度低而增加的粉尘脱除量不能弥补由于气流速度高而减少的粉尘脱除量（《除尘器手册（第二版）》）；同时静电除尘器内部气流分布不均匀，在气流速度过高的区域由于高速气流的冲刷，会导致已经被收集到收尘极板上或者灰斗内的粉尘被气流夹带重新回到烟气当中，导致二次扬尘现象的发生[4]，降低除尘效率。流场不均匀可分为除尘器各室流量分配不均匀，以及单个室内部的烟气速度分布不均匀。烟道的结构设计以及烟道内导流板的布置是影响烟气流场均匀性的重要因素。近些年来，数值模拟相关的技术日渐成熟[5]。数值模拟技术可以为除尘器的流场优化改造提供指导[6]。利用数值模拟技术进行建模，分析烟道结构改造、烟道内导流板以及气流分布板布置的最佳方案，并根据模拟得到的方案对除尘器烟道进行相应的优化改造，以提高烟气流场分布的均匀性。1.5漏风率过高电除尘器本体漏风率是衡量电除尘器漏风程度的指标，根据测定的进、出口断面烟气中含氧量，电除尘器本体漏风率可计算为：Δα=O2out-O2inK-O2out×100% (2)式(2)中：Δα——电除尘器本体漏风率，%；O2out——电除尘器出口断面烟气平均含氧量，%；O2in——电除尘器进口断面烟气平均含氧量，%；K——海拔高度对应空气含氧量。静电除尘器运行期间，内部为负压状态。如果除尘器的壳体密封不严密，外部的空气会在除尘器内外压差的作用下被吸入除尘器的烟气中，导致烟气流量、流速增加，烟气温度下降，使烟气流速局部过快，粉尘停留时间缩短，以至于粉尘脱除效率下降，同时可能造成二次扬尘。在除尘器的灰斗和输灰设备出现漏气的情况下，粉尘的二次飞扬现象会更加严重，除尘效率严重下降。由于除尘器外的空气温度较低，外部空气的混入会导致烟气温度下降，烟温降低导致冷凝水生成，导致绝缘套管的腐蚀、爬电、电晕线肥大，导致除尘器的除尘效率下降[7]。解决静电除尘器本体漏风率过高的问题，需要在停机检修期间对静电除尘器壳体，以及烟道的漏风部位，通过漏风试验进行仔细地排查并及时进行处理。运行期间一定要保证除尘器本体漏风率达到设计的标准，避免漏风率过高，导致静电除尘器的效率降低。1.6电除尘器振打装置参数设置不合理电除尘器振打装置参数设置不合理会影响振打效果，影响电除尘器高效、稳定运行。除尘器振打装置的振打周期设置过短，导致极板、极线上还未形成大小适合振打脱除的粉尘团块，在极板、极线上振打脱落后被气流夹带再次进入烟气中发生二次扬尘的现象。振打装置的振打周期设置过长，导致粉尘在极板和极线上积累过厚，以至于较难振打脱除，极板、极线积灰，降低除尘效率。此外，振打的力度过小，也会导致粉尘层在极板和极线上不容易被振打、脱除，导致极板、极线的积灰。所以要设置合适的振打周期以及振打的力度，以保证静电除尘器的高效稳定运行。1.7异极间距不符合设计标准在静电除尘器安装施工期间未把异极间距调整到设计标准范围内，或者在后期设备投入运行过程中，由于振打以及烟气冲刷等原因导致极线和极板发生严重的移位、变形，异极间距不符合设计标准，会对电晕外区的电密度、电场强度以及空间电荷密度产生影响，进而影响除尘效率。对于该问题需要在机组停机期间，对发生严重的移位或变形的极线、极板进行修护或者更换，并调整极板极线之间的距离，使所有的异极间距满足设计标准的要求。2结语在环保形势愈加严峻的情况下，必须保证静电除尘器的高效稳定运行以控制烟尘浓度的达标排放。但是在实际运行过程中，由于种种原因导致除尘器的除尘效率降低，总排口存在烟尘超排的风险。因此找到导致静电除尘器效率降低的主要原因，并且采取相应的解决措施尤为重要。