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粉尘比电阻测试技术及其新进展

文档作者：高维英卢泽锋傅启文文档来源： 1，华北电力大学 2．国电南京自动化股份有限公司，		点击数：	更新时间： 2022年10月18日
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第3O卷第5期
2008年5月
华电技术
Huadian Technology
Vo1．3O No．5
Mav．2008
· 技术开发·
粉尘比电阻测试技术及其新进展
The measure technique of dust resistivity and its new advance
高维英 ，卢泽锋 ，傅启文
GAO Wei—ying ，LU Ze—feng ，FU Qi—wen
(1，华北电力大学，河北保定071003；2．国电南京自动化股份有限公司，江苏南京211100)
(1．North China Electric Power University，Baoding 071003，China；2．Guodian Nanjing
Automation Corporation Limited，Nanjing 21 1 100，China)
摘要：粉尘比电阻的大小对电除尘器(EP)的性能影响很大。为了获得准确的结果，测定电除尘器粉尘比
电阻时应对除尘器内的烟气性质、粉尘沉积层、电气参数进行模拟。介绍了常见的实验室测定法和现场测定
法的原理，指出了这些方法在模拟除尘器内真实运行参数方面的不足之处及其对测量精度的影响。最后对
一种新的测定技术及其特点作了简要的介绍。
关键词：电除尘器；粉尘比电阻；测试；单电场
中图分类号：TK 223，27 文献标志码：A 文章编号：1674—1951(2008)05—0033—03
Abstract：The dust electric resistivity has a great impact on the performance of electric precipitator(EP)、To obtain
accurate results，the measurements of dust—resistivity require the measurement conditions simulate the actual flue gas
characteristics，dust sedimentary layer and electrical parameters inside the electric precipitator， The principles of
current laboratory measurement methods and site measurement methods were introduced，and their deficiency in sim—
ulating real operation parameters inside the electric precipitator and its influence on measurement accuracy were
pointed out，Finally，a new measurement technology and its features were introduced briefly，
Key words：electric precipitator(EP)；dust—resistivity；measurement；single—field
0 引言
电除尘器(EP)的运行性能与所处理烟气中粉
尘比电阻的数值大小关系很大，粉尘比电阻是EP
设计时需要知道的一个重要参数，粉尘比电阻的测
定亦成为电除尘界所关注的一项重要测试技术。常
规粉尘比电阻的测定分实验室测定法和现场测定法
2种 。在测试时，为了使测定结果尽量接近“真
实”数值，往往需要对测试环境进行3种模拟：烟气
性质，如温度、湿度、SO 含量等；粉尘沉积为粉尘
层，如粉尘粒径分布、粉尘层密实度等；电气参数，如
电压、电流、电场强度等。测试环境越接近真实的电
除尘环境，测量结果与真实值之问误差越小。粉尘
比电阻的各种测定方法各有其特点，有些测定结果
收稿日期：2008—04—14
误差较小，但由于测试环境的模拟与现场电除尘环
境存在某些差异，使测定值存在不同程度的误差。
有时对同一种粉尘采用不同方法测量，测定结果相
差较大，有时竞相差1～2个数量级。另外，粉尘样
品的采集需要在现场烟道中进行等速采样，既费时
又费力，采集与测试比较困难。同时，各项测试结果
的分散度较大，亦不能测定工况变化时粉尘比电阻
的当前数值。随着电除尘技术的发展，需要对粉尘
比电阻的测试技术进一步研究探讨，迫切需要可比
较精确测定又简单易行的粉尘比电阻测试技术，以
适应电除尘技术的发展需要。
1 粉尘有效比电阻
工业粉尘的比电阻值因其物理和化学属性不同
而差异很大，一般将比电阻值划分为3个范围：
(1)低比电阻粉尘：P<10 n ·cm，如石墨、碳
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· 34· 华电技术 第30卷
黑类粉尘；
(2)中等比电阻粉尘：l0 n ·Clll<5×10⋯>5×10⋯n ·cm，如燃煤
电厂飞灰、烧结烟尘、水泥窑灰、熟料粉以及生石灰、
硫磺类粉尘等。
高比电阻粉尘的反电晕危害是EP运行中一重
大故障，只有采取一些特殊措施才能使EP取得良
好运行效果。
所谓粉尘比电阻，不是指粉尘的实体电阻值，而
是悬浮于工业气体中的尘粒荷电后被捕集到收尘极
板上，呈堆积状态，在某一温度、湿度、成分的气体内
所具有的电阻值，因此，称之为粉尘有效比电阻或表
观(视在)比电阻 j，简称粉尘比电阻。通常测定粉
尘比电阻所用表达式为
U l US
P ～S ，
式中， 为粉尘层所施加电压，V；，为粉尘层通过的
电流，A；S为粉尘层单位面积，cm ；6为粉尘层厚
度，em。
2 粉尘比电阻常规测定方法
2．1 实验室测定法
(1)平板(圆盘)电极法。这种测定仪下部有一
金属盛灰圆盘，盛灰盘内盛被测粉尘，盛灰盘下接高
压电源负极，粉尘层的上表面设置可上下移动的圆
盘式电极，圆盘上有一导杆，使其可上下移动，导杆
上端接电流表(与地连接)，为消除边缘效应加装屏
蔽环。上述测定仪部件置于调节箱内，调节箱可以
调节温度和湿度。在测定粉尘比电阻前，将上圆盘
降落在粉尘层上，并将调节箱调整到所需温度和湿
度，测试时根据高压供电装置的电压和电流值以及
圆盘面积和粉尘层厚度等就可计算出粉尘比电阻。
(2)探针法。将测定装置安装在可调节温度的
电炉内(温度可达300℃ ～500℃)，针尖电极接高
压电源负极。粉尘从电炉上方装入，并在平板电极
上形成一定厚度的粉尘层，在粉尘层内设置一横向
探针，为消除边缘效应加装屏蔽环，平板电极(主电
极)下端通过毫安表接地，针尖电极与平板电极之
间产生电晕放电。测出探针与平板电极之间的电位
以及主电极通过的电流和粉尘层厚度及面积就可以
计算出粉尘比电阻。
(3)跑道式法。该装置为封闭循环系统，能使
气体和悬浮烟尘在系统中循环，其中的测试主件是
点一板式测定仪，通过电晕放电使粉尘沉积，再测出
粉尘比电阻。为了模拟电除尘现场条件，还设有翼
片形电热器和气体增湿水槽。如需进行化学调质，
可将所采用溶液或气体加入该系统。点一板电极置
于电热恒温箱内(温度300℃ ～700℃ 可调)构成比
电阻测定仪。施加高电压约20 kV，测定其电流就可
计算出粉尘比电阻值。
(4)同心圆筒电极法。这种测定仪由圆筒电极
和圆柱电极构成，粉尘充填在两电极之间，施加高电
压时测出电压值和电流值，然后计算出粉尘比电阻。
(5)梳式电极法。该仪器为实验室和现场两
用，该仪器是将电极做成梳(齿)状，固定在2根绝
缘套管的端部，在梳式电极上部装刀形电极，梳式电
极接高压电源负极，刀形电极接正极(接地)，整个
仪器置于加热测定箱内。梳式电极法是利用电除尘
原理捕集粉尘，使粉尘逐渐填满梳齿缝隙。断开高
压电源后，用高阻计(10 n)测定两梳齿电极之间
粉尘的电阻值，进一步得出测定时气体温度和湿度
下的粉尘比电阻。
2．2 现场测定法
(1)针尖平板电极法。测定原理与上述跑道式
法中的点一板电极测定装置相同，所不同的是它是
现场测定仪，直接测定工业粉尘的比电阻。这种测
定仪的优点是测定条件接近于电除尘器的工况，缺
点是粉尘层的厚度难以测定。
(2)旋风子法。测量时将小旋风子置于工业管
道内，烟气被吸入小旋风子内，由于离心力的作用，
粉尘沉积并落入下部同心圆筒电极的间隙内，用高
阻计测出粉尘的电阻值，再进一步计算出粉尘比电
阻。该测定仪系测定利用旋风子所收集的粉尘，尘
粒较粗，粉尘层较疏松，测定的数值与其他方法相比
往往大1～2个数量级。
(3)过滤式法。这种现场比电阻测定仪分为同
心圆环式和金属网格式2种，金属网格式系根据平
板电极法原理设计，即能高效地对粉尘采集，同时又
能进行测定。同心圆环式是用过滤方法在烟气中通
过等速采样所采集的粉尘呈圆环形，同心圆环的测
定电极与采样器构成一体，测量与采样同步进行。
圆环形粉尘层的电阻用高阻表测定，进一步可计算
出粉尘比电阻。
3 单电场粉尘比电阻测试技术及特点
经过几年的研究探索，在有关粉尘比电阻及其
影响的理论研究基础上，学习国内外有关粉尘比电
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第5期 高维英，等：粉尘比电阻测试技术及其新进展 ·35·
阻先进的测试技术，研究开发出了EP运行工况下
单电场粉尘比电阻自动测试技术。该测试结果同时
可为EP高压供电设备的提效节能和智能优化控制
提供依据。这种粉尘比电阻测试技术是利用EP运
行时供电控制设备本身所提供的电气参数，以及EP
本体结构参数，通过综合分析和数学模型确定EP
收尘极板上粉尘层的比电阻。用这种测试技术对一
些燃煤电厂进行了测试，将EP首、末电场的粉尘比
电阻平均值作为代表数值，其中，燃煤电厂A，B，c，
D，E的运行工况下粉尘比电阻分别为1．12×10
·Cill，4．72 ×10” ·cm
，
1．1×10’ ．cm
， 1．2 ×
10 ·CIll，5．86×10 ·cm，这5个电厂的EP
各个电场均有不同程度的反电晕发生，这在某种程
度上表明该测试技术测试的结果是比较精确和真实
的。这种EP运行工况下粉尘比电阻测试技术具有
多种特点。
(1)真实工况。该种粉尘比电阻的测定是在实
际工况下，即EP运行的真实的烟气和极板粉尘层
环境下对粉尘比电阻的测定，如烟气的实际温度、湿
度、压力、SO 含量等成分、粉尘层真实粒径分布、真
实密实度等。
(2)真实粉尘层。该测试技术系测定EP实际
运行过程中由电晕放电和高场强使烟气中的粉尘荷
电并沉积到收尘极板上形成粉尘层的比电阻，该粉
尘层的粒径分布与密实度是真实的。
(3)真实电气参数。常规测定时，不同的电气
参数导致的测定结果误差较大。而该种运行工况下
粉尘比电阻的测定是采用真实电除尘过程中由EP
高压供电设备供给EP本体阴阳极的真实电气参
数，测定快速准确，测定结果误差较小。
(4)不需单独测定设备。研制开发的EP供电
控制设备以及配套运行的EP本体系统均同时兼做
粉尘比电阻测定设备，不需要再设置单独的粉尘比
电阻测定仪器。
(5)不需要采集灰样。该种测定方法不需要采
集灰样，利用电除尘过程中在收尘极板上实际沉积
的粉尘层进行粉尘比电阻的测定，既省时又省力。
(6)各单电场粉尘比电阻均可测定。EP运行
时，由于各电场二次扬尘、火花率、反电晕、粉尘粒径
分布等的不同，使烟气及粉尘性质有些差异，导致各
电场反电晕严重程度不同，可见，测定各单电场的粉
尘比电阻是必要的，该测定技术能实现这种测量。
(7)实时测定与显示。由于烟气及粉尘性质随
燃煤煤种、锅炉运行及负荷的变化而变化，因此，粉
尘比电阻也是随工况变化而有所改变，该测定技术
能实时测定并显示粉尘比电阻的当前数值。
4 结论
(1)粉尘比电阻对EP运行性能影响较大，粉尘
比电阻的测定是国内外电除尘界关注的一项重要测
试技术。
(2)粉尘比电阻常规测定方法分实验室测定法
与现场测定法2种。由于对电除尘现场工况的模拟
存在某种差异，测定结果常存在不同程度的误差，有
时同一粉尘不同测量方法测定结果竞相差1～2个
数量级。
(3)经数年攻关，研究开发出了运行工况下EP
单电场粉尘比电阻自动检测创新技术。这一粉尘比
电阻测试技术利用EP本体和电气系统兼做粉尘比
电阻测定仪，具有测定时运行工况真实、粉尘层真
实、测量电气参数真实、测量误差较小、不需要采集
灰样、能测定各单电场粉尘比电阻、能随工况变化实
时测定、测定省时省力、快速准确等特点。
(4)运行工况下粉尘比电阻的测试技术为粉尘
比电阻的测定开辟了一条新路，拓宽了测定方法，为
EP优化运行提供了有利条件，对电除尘技术的发展
将起到积极推动作用。
参考文献：
[1](美)S．小奥格尔斯比，G．B．尼克尔斯．电除尘器[M]．谭
天佑，译．北京：水利电力出版社，1983．
[2]唐国山．水泥厂电除尘器应用技术[M]．北京：化学工业
出版社，2005．
[3](美)H．J怀特．工业电收尘[M]．王成汉，译．北京：冶金
工业出版社，1984．
(编辑：白银雷)
作者简介：
高维英(1968一)，女，河北顺平人，华北电力大学工程师，工学
硕士，从事自动控制研究开发及图文信息管理方面的工作。
卢泽锋(1976一)，男，黑龙江鸡西人，国电南京自动化股份有限
公司工程师，从事电除尘控制系统技术开发、设计及研究工作。
傅启文(1958一)，男，江苏洪泽人，国电南京自动化股份有限公
司工程师，从事电除尘系统技术开发、设计及研究工作。

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