1、前言

 機頭電除塵器作為除塵設備，起著處理廢棄粉塵，凈化空氣的作用，同時作為一種重要的工藝設備，對燒結生產和工藝起著重要的配套作用。宣化冶金環保設備制造（安裝）有限責任公司作為主要研究冶金系統除塵設備設計制造廠家，僅機頭電除塵器就設計和成功運行了上百臺，積累了豐富的設計和維護經驗。但隨著高堿度燒結工藝的廣泛應用，燒結機容量的加大，燒結料層的不斷加厚，機頭電除塵器的煙氣、煙塵成分、高負壓操作也變得更加復雜，對除塵器收塵非常不利，這給機頭電除塵器設計帶來許多困難。我們在第十一屆全國電除塵器學術會議上主要對燒結機機頭煙氣、煙塵特點和機頭電除塵器的造型特點進行了探討。本文對機頭電除塵器作了進一步的闡述，針對燒結工藝的變化及實際使用中的問題，作出了相應的改進和提高。

2、機頭電除塵器的基本原理、特點

2.1 基本原理

 利用負高壓尖端放電，釋放出電子，電子吸附在中性的粉塵上，使其帶負電荷，然后在電場力的作用下，帶負電荷的粉塵向正極移動并吸附，帶正電荷的粉塵向負極移動并吸附，從而完成收塵。通過振打，使灰落入下部的灰斗中并定期排出。

2.2 機頭電除塵器的特點

2.2.1 高負壓：16000Pa—23000Pa；

 常規電除塵器，如燒結機機尾、整粒、配料、熔劑以及電廠鍋爐等配置的電除塵器，煙氣負壓均為4000—7000Pa之間。機頭除塵器則不同，隨著高堿度燒結工藝的廣泛應用，燒結機容量的加大，燒結機的料層也在普遍加厚，而且采用國外進口大風量風機，高負壓操作，所以煙氣負壓相當高，一般均在 16000—23000Pa，這就對燒結機機頭除塵器的強度和剛度提出更高的要求。

 2.2.2 高比電阻：1011—1013Ω·Cm，不易收塵；

 實踐表明：煙氣中粉塵比電阻值維持在104～5×1010Ω·Cm時，最有得電除塵器對粉塵的捕食，并能取得理想的除塵效果。當比電阻小于1×104Ω·Cm時，除塵效率隨著比電阻的降低而大幅降低，造成二次飛揚；當比電阻大于5×1010Ω·Cm時，造成反電暈現象，電除塵器的性能卻隨著比電阻的增高而下降。

2.2.3 粉塵細：氧化鉀、氧化鈉含量高，且粒徑小，比重輕，易產生二次飛揚；

從表中可以看出：燒結機頭除塵中K2O、Na2O含量明顯高于其它各類除塵；且后置電場更高。

3 排放超標的原因分析

3.1 國內燒結用料分析

 3.1.1 國內各大鋼鐵公司燒結廠采用的燒結原料除部分采用國產礦外，大多數廠家不同程度地采用外礦，如：澳大利亞礦、巴西礦、南非礦、印度礦等。

 3.1.2 由于外礦從產地經過海上運輸到國內各碼頭，浸入了部分海水。因此，除了自身含的K2O、Na2O外，還增加了海水中的NaCL、MgCL2等成分。

 3.1.3 機頭電除塵器處理的燒結粉塵的成分、比電阻、堆積比重存在著很大的差異。即使相同規格的燒結機，也會因為燒結礦的產地、燒結工藝不同而采用不同截面、電場數不同的電除塵器。

 3.1.4 浸入部分海水的燒結礦在燒結過程中額外增加了K2O、Na2O的含量，而且在后面電場中的含量更高。粉塵的規程密度小于0.3t/m3；粉塵荷電困難；在極板上吸附后不易振打清灰，脫落后不易沉降，造成很大的二次飛揚，達不到設計的排放要求。

3.2 電場風速過高

計算公式為：V=Q/F

式中：Q—煙氣量；F－電除塵器斷面積。

 目前一般煙氣除塵器電場風速都在0.6-1.5m/s之間，從多依奇公式可以看到，電場風速與收塵效率無關，但對于確定的收塵板面積而言，過高的電場風速，不僅使電場長度增長，使電除塵器整體顯得細長，占地面積增大，而且會引起粉塵的二次飛揚，降低除塵效率；反之，在一定的處理煙氣量條件下，過低的電場風速必然需要大的電場斷面，這就使得電除塵器結構龐大，氣流沿斷面的分部不均勻。因此，應選取滿足除塵效率的最經濟的電場風速。同時電場風速還與煙氣特性、粉塵特性有關，當粉塵粒徑大、粉塵量大、粉塵比阻低的煙氣粉塵，電場風速可適當降低。

 因此針對機頭煙氣粉塵特點及近兩年機頭電除塵器運行的情況，電場風速V一般取0.8—1.0m/s之間。

3.3 漏風的影響

 機頭電除塵器為高負壓運行，本體構件連接處、人孔門處、陰陽極振打穿軸處、進出口法蘭、管道與膨脹節（補償器）的連接處的漏風，會造成煙氣量的增大和溫度的降低，嚴重時煙氣的結露，造成電暈極肥大，絕緣件的爬電和設備內部的腐蝕。

 灰斗儲灰及卸灰制度的影響，若采用手動定期卸灰，會造成卸空，一定時間內，卸灰閥處的漏風，使灰斗上部局部的煙氣溫度降低，陰陽極下部的粉塵潮濕，對振打清灰造成不良影響，同時灰斗受潮，造成蓬灰現象。實驗表明，當灰斗漏氣量為5%時，除塵效率下降50%；當灰斗漏氣量為15%時，除塵效率下降為零。

3.4 粉塵的回收工藝

 從表一可以看出：后置電場主要含的是輕質絮狀粉塵，這種粉塵比電阻值高，堆積比重小，不易捕集，而且其利用價值不高。返礦后，相當一部分又返回到煙氣中，其富集的結果造成除塵器的效果惡化。從表二、表三可以看出：堿金屬含量高，這樣會使高爐爐身部位結瘤，風口燒壞，焦炭粉化，經常懸料，焦化增高，產量降低。

4 經過對排行超標原因的分析，機頭除塵器需從設計和燒結工藝兩方面作出改進：

4.1機頭除塵器在設計中作出的改進

4.1.1機頭除塵器預荷電技術

 經驗得知，在第一電場每通道的第一塊極板附灰量很小。這是由于在粉塵進入除塵器后，當經過第一塊極板里根本沒來得及荷電就進入電場，所以第一塊極板沒有達到除塵作用。為改變這一缺陷，采取預荷電技術，在電除塵器第一電場前設置一排預荷電裝置，（供電裝置與一電場的供電裝置共用），以使進入電場的粉塵提前荷電，減少機頭除塵器在電場中需要荷電的數量和荷電時間，使粉塵更好的吸附在陽極板上，提高機頭除塵器的收塵效率。該項技術已成功應用于多臺冶金行業機頭電除塵器。

4.1.2 電暈線的選取

 機頭除塵器粉塵粒徑小、粘性大、比電阻高，因此電暈線的選取有四個要求：適應高比電阻粉塵、適應高含塵量、極線放電時電風強烈，放電點不粘灰、檢修的間隔周期長。

 前置電場采用BS管狀芒刺線，其特點是：起暈電壓低，電暈電流大，電流密度均勻，電風強，剛度大，使用壽命長，可使前幾個電場粉塵充分荷電后吸附在陽極板上。后置電場粉塵則由于前置電場陽極板的收集，比前置電場粉塵變細變輕，不易收集，需提高電場強度、提高電場運行電壓，因此后置電場采用防粘層 BS芒刺線。

4.1.3 增設陽極振打

 根據燒結機粉塵的性質，每個電場收塵極下部設有振打機構，采用側部撓臂錘振打。但對于機頭粉塵的特點且具有較高的極板時，則在頂部增加一套陽極振打裝置，即對每排陽極板的上下分別進行振打，使陽極板上部的粉塵獲得足夠的振打加速度，使陰極線振打力加速度值由大于50g增大80g，陽極板振打加速度值由大于150g增大到200g，此種技術已在唐鋼機頭280m2等多臺除塵器上使用，取得了很好的效果。

4.1.4 科學設置振打制度

 根據電除塵器振打理論和機頭電除塵器粉塵的特點，選擇科學合理的振打制度，保證陽極不同時振打，減小粉塵的二次飛揚。同時保證陰極小框架的有效振打，使放電尖端不結球，并避免電暈線肥大等不利現象，保證放電性能持續穩定，以確保除塵效率。

4.1.5 獨特的陰極振打傳動技術

 當煙氣由進口管道進入除塵器進口，流速很高，而且氣流不是均布通過，嚴重影響除塵器的收塵效果，因此在進風口內設計導流板和多氣流分布板，通過實驗確定分布板的導數和開孔率，均布氣流通過電場，使氣流分布的均方根差小于0.25。必要時在進口管道和進風口內設計導流板，控制大顆粒粉塵不均勻通過，使大顆粒粉塵在極板上的分布上移，進一步降低粉塵的二次飛揚。

4.1.6 進風口氣流均布設置技術

 對灰斗、進出口法蘭連接處，采用特殊密封材料密封，在人孔門處采用硅橡膠材料密封，對陰陽極振打穿軸處采用密封填料壓蓋裝置，并采用四氟板材料進行密封，從而減少轉運區域可能造成的漏風。現場安裝時對易漏風處采用密封焊接。

4.1.7 減少漏風點，降低漏風率

 對灰斗、進出口法蘭連接處，采用特殊密封材料密封，在人孔門處采用硅橡膠材料密封，對陰陽極振打穿軸處采用密封填料壓蓋裝置，并采用四氟板材料進行密封，從而養活轉運區域可能造成的漏風。現場安裝時對易漏風處采用密封焊接。

4.2 燒結工藝的改進

4.2.1 穩定電場內煙氣溫度，保證進入除塵器的溫度達到露點溫度以上為宜。

 4.2.2 表1表明：機頭電除塵器粉塵比電阻高，且后置電場更高；表2表明：燒結機頭除塵器收集的粉塵中K2O、Na2O的含量竟高達近20%，而且K2O、Na2O成分屬于堿性氧化物，而這樣的成分使灰的粘度增大，吸濕性強、粉塵粒徑細、比重輕，對于后置電場陽極板線來說，極易造成粘灰現象，造成振打清灰困難。灰斗內粉塵則處于溢塵狀態，容易隨氣流飛走，產生二次飛揚；表3表明：后置電場K2O、Na2O含量高而含Fe少內排出，不返燒循環，直接排掉，以保證進入電除塵器的粉塵不會有過多的輕細粉塵。

 4.2.3 嚴格控制料粒結構及料層的百度，即可保證系統風量、溫度和粉塵濃度的均勻和不出現較大波動，將有利于電除塵收塵效果的保持。

5 結論

 影響電除塵器除塵效果的因素是多方面的，而且也是隨著生產工藝的變化和設備的磨損老化不斷出現的；電除塵器的工作過程又是一個相互關聯的復雜過程。要使電除塵器長期處于最佳工作狀態，必須保持各相關因素都能處于可控并且合理的范圍之內。我們也會在初中中不斷積累經驗，不斷優化設計，從而使除塵器達到凈化煙氣的目的，滿足排放標準。

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