影响静电除尘器除尘效率的关键因素探究
摘 要：文章首先介绍了静电除尘器的基本除尘原理。其次，通过分步对除尘效率公式的推导，找到了影响除尘效率的几个重要参数，并指出了这些参数与除尘效率的紧密联系。然后，分别从反电晕现象、电晕极肥大、振打周期和高频电源供电方式等方面，阐述了其对除尘效率的影响，并说明了导致除尘效率低的主要原因。
关键词：静电除尘器；除尘效率；高频电源
引言
随着目前全球环境问题的日渐突出，我国正大力倡导节能减排，逐年加大对环保的考核力度，旨在最大程度地改善周围环境。静电除尘器是火力发电厂必备的环保配套设备，它的作用是将锅炉排放烟气中的大部分颗粒粉尘进行清除，使进入空气中的烟气含尘量降低，从而达到提高空气质量的目的。其中，除尘效率的高低能有效地反映出静电除尘器性能的好坏。所以如何提高除尘效率，是我们面临的最关键问题之一。对此，下文专门对影响静电除尘器除尘效率的因素进行了归纳，并展开了分析和论证。
1 静电除尘器的除尘原理
静电除尘器的除尘原理是在电晕极（一般为阴极）和收尘极（一般为阳极） 之间施加直流负高压，使阴极产生电晕放电，释放出大量的电子或负离子，电子或负离子在电场力的作用下向阳极移动，与粉尘相撞而让粉尘荷电，荷电粉尘在电场力的作用下向阳极运动，并附着在阳极板上，最后通过清灰系统把堆积的粉尘清除出去，从而达到除尘的效果。为静电除尘器的除尘原理图。
2 驱进速度与除尘效率
2.1 驱进速度
荷电粉尘在电场中运动时，要受到电场力和空气阻力的共同作用，当电场力等于空气阻力时，作用在荷电粉尘上的合力为0，在平行于电场力方向，作匀速运动。此时荷电粉尘的速度称之为驱进速度，驱进速度与除尘效率有着非常密切的关系。
3 影响除尘效率的几个重要参数分析
3.1 气体粘度
气体粘度的大小与温度有密切的关系，温度越高，粘度越大。随着气体粘度的增大，会使得尘粒的驱进速度减慢，从而导致除尘效率的降低。工程中，一般要求烟温控制在150℃范围之内为宜。
3.2 气体流量
静电除尘器正常运行中的电晕电流，主要是两种因素共同作用的结果，一种是由气体离子（气体电离产生的电子或负离子）运动而产生；一种是由荷电粉尘（带电子或负离子的粒子） 运动而产生。正常情况下，后者占总电晕电流的比例很小。当气体流速固定时，气体流量与烟气中的烟尘浓度成正比，即气体流量愈大，意味着在每一单位时间内烟尘中荷电粉尘数量也愈多。在不改变高频电源运行参数的情况下，电场内单位体积中的总电荷量不变，从而使得荷电粉尘所带电荷量增多，气体离子所带电荷量则相对减少。一方面低速的荷电粉尘，会在极板间形成与原电场方向相反的电场，使得电晕大大减弱。另一方面由于荷电粉尘的体积和密度均远大于气体离子，使得荷电粉尘在电场内的运动速度也远低于气体离子，从而导致荷电粉尘和气体离子两者的平均驱进速度有所降低。综合表现出来的现象，即为电流下降，除尘效率降低。当气体流量达到某临界值时，电流下降至很低水平，除尘效率也显著降低，工程上常称该现象为电晕闭塞。发生电晕闭塞时，可以通过减小气体流量，来提高除尘效率。
通常采取以下两种方法：
①降低烟气在电场中的流速；
②降低烟尘浓度，当烟尘浓度超过60g/m3时，可以在静电除尘器前设置净化装置，以降低进入静电除尘器的烟尘浓度。
3.3 高频电源二次电压
二次电压对除尘效率的影响是最为直观的。主要体现在以下两个方面：
①可以增强电晕放电作用，使电场内单位体积内的总电荷量增加；
②可以加快气体离子和荷电粉尘的驱进速度。总电荷量和驱进速度的增加，会提高除尘效率。因此，在允许的闪络值以下，可尽可能提高二次电压，使除尘效率得到最大限度的提高。
4 粉尘的比电阻对除尘效率的影响
当比电阻较低时，粉尘很难吸附于阳极板而被振打清除，会再次返回电场，造成除尘效率下降。当比电阻较高时，粉尘吸附于阳极板后，电荷不易被释放，且随着粉尘越积越多，形成大面积带有负电的电荷群（或称荷电粉尘层）。由于极性相同，该电荷群会对后来的荷电粉尘产生排斥作用，导致收尘效果降低。另外，由于电荷群的电荷不易被释放，在朝向收尘极的方向，电荷群会呈现出比较明显的电位梯度，当其内部电场强度高于一定值时，就会在电荷群的内部发生局部击穿和放电现象。以上这种现象称之为反电晕现象。当沉积在阳极板上的电荷群发生局部击穿和放电现象时，会产生大量的正离子，并向阴极运动，中和阴极产生的带负电的气体离子和荷电粉尘，呈现类似短路的现象，使瞬间的闪络值增大，其外部表现为电压降低，电流增大。同时，还伴有粉尘二次飞扬现象，导致收尘效率严重降低。相比较而言，高比电阻粉尘对除尘效率的影响更大。一般可通过对烟气进行调质处理（如加湿、加温等），使粉尘的比电阻降低，从而提高除尘效率。但这种方式受限比较大，得综合考虑其他系统的运行
情况。高频电源采取脉冲供电方式，是防止发生反电晕现象的最佳途径。其工作原理是高频电源在一次脉冲周期内，先输出一组高能脉冲，再接着输出一组低能脉冲。低能脉冲用于维持电晕极的起晕电压，高能脉冲用于短时间产生大量的电晕电流。该供电方式，不用降低电场电压，只用调整高能脉冲和低能脉冲的周期以及脉冲个数，便可控制电晕电流。使荷电粉尘层的电晕电流密度与比电阻的乘积，不超过荷电粉尘层的击穿电压，基本可以杜绝反电晕现象的发生。
5 电晕极肥大对除尘效率的影响
依据尖端放电原理，电晕极放电端曲率半径越小，电晕越强烈，所以除尘器电晕极通常采用芒刺线构造。但由于在电晕区，有少量的粉尘会获得正电荷，并向电晕极运动，最终沉积在电晕极上。如果粉尘的吸附性很强，不容易被振打去除，电晕极上的粉尘就会越积越多，导致电晕极变粗，从而使电晕放电现象减弱，除尘效率降低，这种现象俗称电晕极肥大。通过分析得知，产生电晕极肥大的原因主要有：
1）低负荷或停止运行时，静电除尘器内的温度较低，水汽或酸性气体等容易凝结成液态物质，并吸附在电晕极上，当除尘器内温度升高时，吸附的物质被凝固或结晶，产生较大的附着力。
2）受煤种熔融温度（又称灰熔点） 高低的影响，粉尘呈现出来的粘附性也会有所不同。煤种熔融温度越低，在燃烧时越容易结焦，同时在电除尘内部表现出来的结果，就是粉尘的粘附性增强。
3）极板在腐蚀现象，使得吸附在表面上的粉尘不容易被振打去除。
6 振打周期对除尘效率的影响
静电除尘器阴、阳两极均装设有振打电机，通过锤击振打方式对极板上的粉尘进行清除。若锤击振打力度及均衡性都满足要求时，振打周期设置得是否合理，对除尘效率的影响非常大。振打周期过长，会导致极板积灰过厚，从而降低除尘效率。振打周期过短，会使得粉尘过于散落，容易造成粉尘二次扬尘，同样也会降低除尘效率。
7 高频电源供电方式对除尘效率的影响
高频电源是静电除尘器的核心部件，其供电方式有手动连续、脉冲供电和自动连续三种方式。操作人员可根据电场实际运行工况和相关要求，选择合适的供电方式。一般来说，供电方式对除尘效率的影响主要体现在节能增效上。
7.1 手动连续
在该模式下，高频电源按照预先设置的固定周期（或频率）运行，输出到电场内部的能量基本不变，这时运行状态最为稳定，但无法保证除尘效率。通常在系统不太稳定的情况下，采用手动连续模式，可以使系统暂时维持在较为稳定的状态。
7.2 自动连续
根据电场实际允许工况，设定二次电压U2、二次电流I2整定值，高频电源自动根据电场内部情况，对输出的二次电压和二次电流进行调整，使得静电除尘器的除尘效率始终保持在较高的水平。
7.3 脉冲供电
该模式下，能耗最小，除尘效率最高，是最常用的一种供电方式。但不足之处是，高频电源一直在高能脉冲和低能脉冲之间不停地切换，其稳定性不如连续供电方式。特别是当电场内部闪络值较大时，容易造成驱动板、采样板等板件损坏，这种情况时，可变换供电方式为自动连续，并适当降低二次电压设定值，当闪络值下降至30次/min后，再变换供电方式为脉冲供电模式运行。
8 结束语
本文分别对影响除尘效率的几种关键因素进行了分析和论证，找到了导致除尘效率低的主要原因，为提高除尘效率、优化系统运行方式，提供了坚实的理论基础。同时，通过对除尘效率影响因素的分析，全面丰富了与静电除尘器有关的知识，给设备运行、维护和检修等工作，提供了参考和借鉴。
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摘 要：文章首先介绍了静电除尘器的基本除尘原理。其次，通过分步对除尘效率公式的推导，找到了影响除尘效率的几个重要参数，并指出了这些参数与除尘效率的紧密联系。然后，分别从反电晕现象、电晕极肥大、振打周期和高频电源供电方式等方面，阐述了其对除尘效率的影响，并说明了导致除尘效率低的主要原因。
关键词：静电除尘器；除尘效率；高频电源
引言
随着目前全球环境问题的日渐突出，我国正大力倡导节能减排，逐年加大对环保的考核力度，旨在最大程度地改善周围环境。静电除尘器是火力发电厂必备的环保配套设备，它的作用是将锅炉排放烟气中的大部分颗粒粉尘进行清除，使进入空气中的烟气含尘量降低，从而达到提高空气质量的目的。其中，除尘效率的高低能有效地反映出静电除尘器性能的好坏。所以如何提高除尘效率，是我们面临的最关键问题之一。对此，下文专门对影响静电除尘器除尘效率的因素进行了归纳，并展开了分析和论证。
1 静电除尘器的除尘原理
静电除尘器的除尘原理是在电晕极（一般为阴极）和收尘极（一般为阳极） 之间施加直流负高压，使阴极产生电晕放电，释放出大量的电子或负离子，电子或负离子在电场力的作用下向阳极移动，与粉尘相撞而让粉尘荷电，荷电粉尘在电场力的作用下向阳极运动，并附着在阳极板上，最后通过清灰系统把堆积的粉尘清除出去，从而达到除尘的效果。为静电除尘器的除尘原理图。
2 驱进速度与除尘效率
2.1 驱进速度
荷电粉尘在电场中运动时，要受到电场力和空气阻力的共同作用，当电场力等于空气阻力时，作用在荷电粉尘上的合力为0，在平行于电场力方向，作匀速运动。此时荷电粉尘的速度称之为驱进速度，驱进速度与除尘效率有着非常密切的关系。
3 影响除尘效率的几个重要参数分析
3.1 气体粘度
气体粘度的大小与温度有密切的关系，温度越高，粘度越大。随着气体粘度的增大，会使得尘粒的驱进速度减慢，从而导致除尘效率的降低。工程中，一般要求烟温控制在150℃范围之内为宜。
3.2 气体流量
静电除尘器正常运行中的电晕电流，主要是两种因素共同作用的结果，一种是由气体离子（气体电离产生的电子或负离子）运动而产生；一种是由荷电粉尘（带电子或负离子的粒子） 运动而产生。正常情况下，后者占总电晕电流的比例很小。当气体流速固定时，气体流量与烟气中的烟尘浓度成正比，即气体流量愈大，意味着在每一单位时间内烟尘中荷电粉尘数量也愈多。在不改变高频电源运行参数的情况下，电场内单位体积中的总电荷量不变，从而使得荷电粉尘所带电荷量增多，气体离子所带电荷量则相对减少。一方面低速的荷电粉尘，会在极板间形成与原电场方向相反的电场，使得电晕大大减弱。另一方面由于荷电粉尘的体积和密度均远大于气体离子，使得荷电粉尘在电场内的运动速度也远低于气体离子，从而导致荷电粉尘和气体离子两者的平均驱进速度有所降低。综合表现出来的现象，即为电流下降，除尘效率降低。当气体流量达到某临界值时，电流下降至很低水平，除尘效率也显著降低，工程上常称该现象为电晕闭塞。发生电晕闭塞时，可以通过减小气体流量，来提高除尘效率。
通常采取以下两种方法：
①降低烟气在电场中的流速；
②降低烟尘浓度，当烟尘浓度超过60g/m3时，可以在静电除尘器前设置净化装置，以降低进入静电除尘器的烟尘浓度。
3.3 高频电源二次电压
二次电压对除尘效率的影响是最为直观的。主要体现在以下两个方面：
①可以增强电晕放电作用，使电场内单位体积内的总电荷量增加；
②可以加快气体离子和荷电粉尘的驱进速度。总电荷量和驱进速度的增加，会提高除尘效率。因此，在允许的闪络值以下，可尽可能提高二次电压，使除尘效率得到最大限度的提高。
4 粉尘的比电阻对除尘效率的影响
当比电阻较低时，粉尘很难吸附于阳极板而被振打清除，会再次返回电场，造成除尘效率下降。当比电阻较高时，粉尘吸附于阳极板后，电荷不易被释放，且随着粉尘越积越多，形成大面积带有负电的电荷群（或称荷电粉尘层）。由于极性相同，该电荷群会对后来的荷电粉尘产生排斥作用，导致收尘效果降低。另外，由于电荷群的电荷不易被释放，在朝向收尘极的方向，电荷群会呈现出比较明显的电位梯度，当其内部电场强度高于一定值时，就会在电荷群的内部发生局部击穿和放电现象。以上这种现象称之为反电晕现象。当沉积在阳极板上的电荷群发生局部击穿和放电现象时，会产生大量的正离子，并向阴极运动，中和阴极产生的带负电的气体离子和荷电粉尘，呈现类似短路的现象，使瞬间的闪络值增大，其外部表现为电压降低，电流增大。同时，还伴有粉尘二次飞扬现象，导致收尘效率严重降低。相比较而言，高比电阻粉尘对除尘效率的影响更大。一般可通过对烟气进行调质处理（如加湿、加温等），使粉尘的比电阻降低，从而提高除尘效率。但这种方式受限比较大，得综合考虑其他系统的运行
情况。高频电源采取脉冲供电方式，是防止发生反电晕现象的最佳途径。其工作原理是高频电源在一次脉冲周期内，先输出一组高能脉冲，再接着输出一组低能脉冲。低能脉冲用于维持电晕极的起晕电压，高能脉冲用于短时间产生大量的电晕电流。该供电方式，不用降低电场电压，只用调整高能脉冲和低能脉冲的周期以及脉冲个数，便可控制电晕电流。使荷电粉尘层的电晕电流密度与比电阻的乘积，不超过荷电粉尘层的击穿电压，基本可以杜绝反电晕现象的发生。
5 电晕极肥大对除尘效率的影响
依据尖端放电原理，电晕极放电端曲率半径越小，电晕越强烈，所以除尘器电晕极通常采用芒刺线构造。但由于在电晕区，有少量的粉尘会获得正电荷，并向电晕极运动，最终沉积在电晕极上。如果粉尘的吸附性很强，不容易被振打去除，电晕极上的粉尘就会越积越多，导致电晕极变粗，从而使电晕放电现象减弱，除尘效率降低，这种现象俗称电晕极肥大。通过分析得知，产生电晕极肥大的原因主要有：
1）低负荷或停止运行时，静电除尘器内的温度较低，水汽或酸性气体等容易凝结成液态物质，并吸附在电晕极上，当除尘器内温度升高时，吸附的物质被凝固或结晶，产生较大的附着力。
2）受煤种熔融温度（又称灰熔点） 高低的影响，粉尘呈现出来的粘附性也会有所不同。煤种熔融温度越低，在燃烧时越容易结焦，同时在电除尘内部表现出来的结果，就是粉尘的粘附性增强。
3）极板在腐蚀现象，使得吸附在表面上的粉尘不容易被振打去除。
6 振打周期对除尘效率的影响
静电除尘器阴、阳两极均装设有振打电机，通过锤击振打方式对极板上的粉尘进行清除。若锤击振打力度及均衡性都满足要求时，振打周期设置得是否合理，对除尘效率的影响非常大。振打周期过长，会导致极板积灰过厚，从而降低除尘效率。振打周期过短，会使得粉尘过于散落，容易造成粉尘二次扬尘，同样也会降低除尘效率。
7 高频电源供电方式对除尘效率的影响
高频电源是静电除尘器的核心部件，其供电方式有手动连续、脉冲供电和自动连续三种方式。操作人员可根据电场实际运行工况和相关要求，选择合适的供电方式。一般来说，供电方式对除尘效率的影响主要体现在节能增效上。
7.1 手动连续
在该模式下，高频电源按照预先设置的固定周期（或频率）运行，输出到电场内部的能量基本不变，这时运行状态最为稳定，但无法保证除尘效率。通常在系统不太稳定的情况下，采用手动连续模式，可以使系统暂时维持在较为稳定的状态。
7.2 自动连续
根据电场实际允许工况，设定二次电压U2、二次电流I2整定值，高频电源自动根据电场内部情况，对输出的二次电压和二次电流进行调整，使得静电除尘器的除尘效率始终保持在较高的水平。
7.3 脉冲供电
该模式下，能耗最小，除尘效率最高，是最常用的一种供电方式。但不足之处是，高频电源一直在高能脉冲和低能脉冲之间不停地切换，其稳定性不如连续供电方式。特别是当电场内部闪络值较大时，容易造成驱动板、采样板等板件损坏，这种情况时，可变换供电方式为自动连续，并适当降低二次电压设定值，当闪络值下降至30次/min后，再变换供电方式为脉冲供电模式运行。
8 结束语
本文分别对影响除尘效率的几种关键因素进行了分析和论证，找到了导致除尘效率低的主要原因，为提高除尘效率、优化系统运行方式，提供了坚实的理论基础。同时，通过对除尘效率影响因素的分析，全面丰富了与静电除尘器有关的知识，给设备运行、维护和检修等工作，提供了参考和借鉴。
详细查询：http://www.gdbaoteng.com/ 广东宝腾环境科技有限公司
赵先生：13630127381
本公司根据不同行业，针对客户需求研发的智能油烟净化设备，工业废气净化处理系统，全自动消防，清洗等优势湿式静电设备、等离子设备、光电解设备、活性炭处理装置等成套系统。
常年现货供应，提供完善的服务体系；从您在选购时，工作人员会为您介绍合适的除尘设备；购买后，您在使用过程当中，如果遇到_问题，都可来电咨询；会及时为您处理解决，让您放心使用， 放心购买，只为让您体验满意的采购服务。
