氣流分布對電除塵器除塵性能的影響
某水泥廠有一條1000t/d水泥干法生產線，窯尾采用電除塵器，該除塵器于2000年投入運行。除塵器運行后除塵效率不太理想，沒能達到國家規定的粉塵排放標準。經過幾年的運行，除塵器內部構件部分已有損壞，除塵器粉塵超標排放日益嚴重。隨著國家新的環保標準GB4915-2004《水泥工業污染物排放標準》的實施，水泥廠對除塵器進行了檢修，更換了內部損壞的構件，但除塵效率仍沒能得到徹底改觀。為了使除塵器能夠真正達標排放，我們對該除塵器進行了系統的分析研究，找到了問題的根源，并采取了一定的解決措施，也取得了理想的改造效果。筆者現將本次技術改造作一粗淺的分析和介紹，借此拋磚引玉。
一、電除塵器現狀
1、電除塵器相關設計參數
電除塵器規格： 22/10/3×9/0.4
電除塵器處理風量： 240000m3/h
電場數： 3
電除塵器總集塵面積： 5940m2
電場煙氣風速： 0.76m/s
陽極振打方式： 側部回轉撓臂振打
頂部振打方式： 頂部傳動側部回轉撓臂振打
陽極板型式： C480
陰極線型式： RS芒刺線
高壓硅整流器： GGJO2-1.0A/72KV
進口含塵濃度： 80g/ m3
出口排放濃度： 100mg/m3
2、現場實測數據
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二、除塵器存在問題及分析
從以上電除塵器的設計參數及現場實測數據進行分析排除：
1、電除塵器的實際處理風量231530 m3/h小于240000m3/h的除塵器理論設計風量。因此，電除塵器的實際使用沒有超出設計范圍。
2、電除塵器的風速、煙氣濕度、煙氣溫度、進口含塵濃度均在電除塵器的合理范圍之內，不會對電除塵器的使用性能產生影響。
3、電除塵器的總集塵面積為5940m2，完全能保證該除塵器在該場合的出口排放濃度控制在50mg/Nm3以內。因此，除塵器的選型也沒有問題。
4、電除塵器內部的陽極板、陰極線、陰陽極振打及振打傳動裝置從現場看在設計中也不存在不合理的地方，都是目前國內通常采用的結構設計。而且內部損壞的部件都在上一次檢修中得到了修復和更換，也不會出現因部件損壞而影響除塵器使用效果的情況。
5、高壓硅整流器的規格為GGJO2-1.0A/72KV，可以滿足該除塵器的運行需要。
6、從現場看，電除塵器的進口端設置了一層氣流分布板，分布板的開孔率為50%，孔徑為φ95mm。除塵器出口端未設氣流分布板。根據經驗，判斷電除塵器電場內的氣流分布不均勻。為了驗證這個判斷，我們進行了電場氣流分布的測定。具體測試方法：在一電場末、二電場前的空間，水平方向每隔1200mm布一個測點，共8個，在垂直方向每隔1.5米布一個測點，共7個，總計56個測點。這56個測點測得的數據見下表（一）：
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從上表可以看出：電除塵器電場內的氣體流速極不均勻，呈現中部流速快、四周流速低的特點。相對均方根差法計算σ=0.61，遠高于國家規定的＜0.25標準。
由于該除塵器的電場氣流分布裝置只有一層氣流分布多孔板，且分布多孔板的孔徑φ95mm明顯大于國內常用的氣流分布板的孔徑，造成電場內氣體阻流差、均風效果差的狀況，形成部分區域氣體流速快，部分區域氣流流速低，這樣就會出現一些不良后果。
（1）由于電場內出現了氣流高、低速度區，電場內的某些部位就存在渦流和死角，從而影響了煙氣中粉塵的荷電和收集。
（2）由于電場內有了氣流高、低速度區，造成各區域電場驅進速度不均勻。在氣體流速過慢或過快時，電場驅進速度都會降低，從而使電場內電場強度降低，除塵器的除塵效率下降。
（3）粉塵在電場內荷電后沉積到陽極板上，以及陽極板上收集的粉塵沉降到灰斗內都需要一定的時間，電場內局部的高速氣流會使氣體中荷電的粉塵來不及沉降就被帶出除塵器。
（4）電場內的高速氣流、渦流會對極板、極線、灰斗產生沖刷，使極板、極線表面收集的粉塵，灰斗內沉積的粉塵產生二次飛揚，被重新帶到后續電場或除塵器的出口，造成電除塵器的除塵效率大大降低。
因此可以判定，除塵器內部氣流分布的不均勻是造成該電除塵器除塵效率下降，不能達標排放的主要原因。
三、改造措施
針對電除塵器電場內氣流分布極不均勻的特點，我們將原電除塵器進口端的氣流多孔分布板拆除，在電除塵器進出口位置重新設置氣流分布裝置。具體采取措施如下：
1、電除塵器的進口前端增設兩塊流線型氣流導流板，在不影響氣體流動形狀的情況下將進入電除塵器的氣流均勻分成上、中、下三股，這樣可以確保氣流在電場內上、中、下基本相同。
2、電除塵器進口封頭內設置兩層氣流分布多孔板。通過增加阻力，把分布板前面大規模的紊流分割開來，在分布板后面形成小規模紊流，而且在短距離內使紊流的強度減弱。使原來方向不與氣流分布板垂直的氣流變為與板垂直。具體氣流分布板布置形式見圖1。
第一層氣流分布板的開孔率為50%，第二層氣流分布板的開孔率為45%，孔徑均為φ85mm。分布板上端用螺栓連接在進口封頭頂板上，下端與進口封頭底板留有150mm的間隙，便于粗顆粒粉塵從間隙處滑落。
3、電除塵器出口封頭內設置槽形板。在電除塵器出口處設置槽形板，不僅能使電場內的氣流分布更均勻，更能更好捕捉電場內逃逸的粉塵。具體布置形式見圖2。
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四、改造效果
1、氣流分布效果
電除塵器氣流均布技術改造后，我們對原56個氣流分布測試點進行了空載測試，測得氣體平均流速為0.733m/s，相對均方根差σ為0.1634。該值小于ZBJ88001.4-88《電除塵器氣流分布試驗》中規定的＜0.25的要求。可以說，本次電除塵器氣流均布技術改造是成功的。具體測試氣體流速數據見下表（二）：
電場氣體流速測試數據分布表（二） 單位：m/s
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2、電除塵器出口排放濃度
電除塵器投入運行后三天，我們對電除塵器的出口排放濃度進行了測試，測得電除塵器的出口排放濃度為46.37mg/Nm3，低于國家規定的50mg/Nm3標準。
五、結論
通過本次電除塵器的技術改造可以看出，氣流分布對電除塵器的除塵效率有著非常顯著的影響，一臺電除塵器如果沒有很好的氣流分布措施，就不可能有好的除塵效率和運行結果。也為我們今后電除塵器的設計和改造提供了很好的借鑒。
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