浅谈炼铁厂360m2烧结机头电除尘器节能提效改造

浅谈炼铁厂360m2烧结机头电除尘器节
能提效改造
摘要本文主要介绍了涟源钢铁炼铁厂360m2烧结机头电除尘器节能、提高除尘效率所进行的技术改造。

通过对除尘器电场内部阴阳极系统进行改造；对供电系统改造，第一、二、三电场采用三相电源，第四
电场采用三相电源叠加高压脉冲电源等措施,使除尘效率由原来的97%提高到98%以上，烟尘排放浓度由原来
的80mg/m3降低到50mg/m3以下，同时节电约60%，节能减排效果显著。

此外，延长了主排风机叶轮的检修
周期。

关键词电除尘器节能提效
0前言
湖南华菱涟源钢铁有限公司炼铁厂360m2烧结机于2009年建成投产，烧结机头配置两
台280m2双室四电场静电除尘器，原设计出口烟尘排放浓度80mg/m3排放标准。

随着环保形
势的日益严峻，涟钢将360m2烧结机机头电除尘器烟尘排放标准提高到≤50mg/m3,因此，通
过技术论证，制定详细的技术方案，对其进行技术改造，提高除尘效率，才能达到公司节能、减排目标。

1涟钢360m2烧结机机头电除尘排放超标原因分析
涟钢360m2烧结机机头电除尘器于2009年建成投产运行，是按80mg/m3的排放标准设计，无法满足目前的环保排放要求。

随着电除尘器运行时间的延长，极板、极线腐蚀变形，极板积灰，振打设备老化，极板
总收尘面积达不到，以及烧结烟气自身特性，造成除尘器除尘效率不高，影响排放。

烧结烟气对电除尘效率的影响:①涟钢烧结采用外矿，烧结机头烟气成分复杂，粉尘粒
径细，密度小，极易产生二次飞扬；②高比电阻粉尘含量多,黏度大，存在粉尘荷电困难及
带电粉尘释放电荷困难两问题。

荷电困难，导致粉尘很难带上电，就不能在电场中沉积下来。

释放电荷困难，意味着粉尘一旦带上电荷，很难被中和释放，易粘附在极板上而聚集成层，
导致反电晕发生，使除尘效率下降。

③采用抽风烧结，烟气负压大，易使设备漏风。

极板、极线振打强度不够，积灰严重，影响极线放电，同时因极板积灰厚产生“反电晕”现象，从而降低除尘器的除尘效率。

电气设备老化，能耗较高。

2电除尘提效改造及新技术综合应用
根据上述超标原因分析，考虑涟钢360m2烧结现场条件和工程要求，从消除高比电阻粉
尘“反电晕”现象，提高粉尘荷电率，解决极板、极线积灰，极板总收尘面积不够等方面对
机头电除尘器进行改造。

2.1单台电除尘器主要技术参数
表1 280m2机头电除尘器改造前后参数对比表
2.2本体改造
（1）重新设计阴极线与阴极框架并全部更换，一二电场2×24排，三四电场2×22排。

改造后框架结构、重量按机头设计标准设计，其框架保用10年不变形；阴极线材质：304不
锈钢、厚度1.5mm，型式：一体成型BS芒刺线，1、2、3、4电场芒刺的刺数分别为8、4、4、2，连接方式确保使用寿命周期内永不掉线。

（2）重新阳极系统设计并全部更换，一二电场2×25排，三四电场2×23排，材质SPCC，极板型式480C，厚度按原图制造,阳极板上、中、下固定连接方式优化设计，确保阳
极板不掉落、不弯曲变形、下端伸缩良好。

（3）重新设计阴阳极振打系统并全部更换，包括振打轴、尘中轴承、振打砧、阴阳极
传动（包括减速机座、联轴器、链轮、链条、防雨罩等），阴阳极振打与箱体间密封重新设
计制安，确保密封且便于更换，设有防止振打脱落的安全措施，且振打系统运行灵活，无卡
死现象，振打装置使电极整体产生足够强的法向加速度（阳极振打加速度120g-200g，阴极
振打加速度50g-80g），满足清灰需求，同时不引起极板的疲劳破坏。

（4）重新设计入口气流均布板，视情况调整并增设导流装置，烟气分布均匀性（均方
根值法）达到行业标准值。

（现有气流均布板为孔板，存在的问题是2#除尘器入口中间顶部
易穿孔）并做流场模似，并提供试验报告，且全部更换；出口迷宫式槽型板按原设计要求更换。

2.3电源改造
（1）第一、二、三电场采用三相电源，三相电源为分体式结构，一台控制柜，一台变
压器，控制柜和变压器采用一根三芯动力电缆连接。

（2）第四电场采用三相电源+脉冲电源，a、脉冲电源分为基础电源和叠加电源两部分：三相基础电源、叠加电源结构：变压器与控制柜分开设置；b、脉冲电源必须要有储能元件，所有控制柜放置于原360烧结机主控楼6楼360机头高压硅整流变压器控制柜处，变压器放
置于除尘器顶部。

3 电除尘节能提效分析
3.1电除尘提高效率分析
影响电除尘器性能的因素很多，大体归纳为以下三个方面：1）烟尘（气）性质；2）设
备状况：电除尘器的极配形式；电场划分情况；振打清灰方式及振打制度；气流分布均匀程度；电气控制特性等；3）操作条件。

包括操作电压、比电流、电极清灰效果、漏风及二次
扬尘等。

由于烟气性质、极配形式、电场划分、气流分配等因素各个除尘器生产厂家在设计
时都采集进行了优化设计，本文重点从提高供电效率、优化振打工作方式、改进放灰系统的
密封减少二次扬尘来提高除尘器效率。

1）电除尘器目前采用常规的两相供电装置，由控制系统、变压器、整流设备组成，工
作频率在50Hz，从实际使用的效果看，单相电源输出的电压脉动范围大，线性度差，容易出
现阻抗不匹配，极易触发火花放电，造成电晕电流低，难以提高除尘效率；
2）机头除尘器影响效率的另一个原因就是卸灰控制系统，进入电除尘器的粉尘被阴、
阳极捕获后由振打系统振落在灰斗中，灰料堆积严重时还会造成阴阳极之间的短路使电除尘
器无法正常运行，相反灰斗中没有储灰灰斗出口会出现漏风引起二次扬尘使除尘效率降低。

对电除尘器运行至少会产生多方面的不利影响:一是除尘器底部气流分布和温度降低；二是
由于温度降低使阴极线上的粉尘变湿变粘不易清除，使极线变粗、电阻增大、电流减小、甚
至使电晕封闭；这些最终都会极大地降低电除尘器的除尘效率；
3）振打控制系统：电极振打清灰是电除尘器的主要过程，其清灰效果不仅与施加在阴、阳极上的振打加速度有关而且振打周期对其影响也很大，电除尘器过度振打会造成电场内的
二次扬尘，尤其末级电场的二次扬尘将大大降低除尘效率，相反周期过长，阳极板上的粉尘
堆积过厚，会使阴、阳极之间的电压降低、二次电流降低、电晕功率降低、除尘效率降低，
严重的会造成反电晕，使已经收集到阳极板的粉尘再次进入到气流中，依据工况选择合理的
振打控制方式将有助于更好地清灰及提高除尘效率。

3.2 电除尘器节能效率分析
1）从电除尘工作原理上看，电除尘的效率主要依靠供电的有效作用，从表2也可以看
出电除尘的能耗主要在高压电源上，而普通高压整流设备对电网影响大、缺相损耗大、控制
方式对工况变化适应能力不强等原因，造成实际有效运行功率在60%，因此提高除尘器的供
电效率既能提高除尘器效率又起到节能效果；
表2机电参数表
6
3
3
1
8
4
4
2）从表2中反映出电除尘耗能其次是振打加热系统：电除尘的加热系统主要作用是使阴极支撑绝缘子、阴极振打瓷转轴保持在烟气露点温度之上来保证绝缘效果及电除尘器稳定运行。

目前电除尘器中所用的阴极吊挂保温箱、阴极振打保温箱结构基本相同即均是在绝缘
子外部加一保温箱体，保温箱内安装有电加热器，保温箱与电场接口处设有
聚四氟乙烯挡板，加热控制方式采用恒温控制、连续加热、间断加热方式。

因此减少加
热系统的设置与降低加热系统的运行时间即可降低能耗。

振打系统前大部分采用定时振打清
灰制度，如何依据工况选择合理的振打控制方式将有助于更好地清灰和做到节能减排。

4结语
涟钢360m2烧结机机头电除尘器采用新技术改造后，使机头烟尘排放达到国内领先水平，且获得显著的节能效果，具有良好的环境效益和社会效益，设备运行稳定可靠，为公司的节
能减排做出了贡献。

参考文献
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