摘要 本文就粉尘比电阻认识上的某些误区进行了分析，并阐述了粉尘比电阻的一些特征参数在工程应用中的意义。

关键词  粉尘比电阻参数电除尘应用

粉尘的比电阻是电除尘器选型设计、技术改造和运行维护中的一个重要参数。本人从事粉尘比电阻测试仪器设备研发和检测工作多年，在为全国各地燃煤电厂进行飞灰检测和技术咨询过程中发现了一些问题，这些问题反应了在粉尘比电阻的认识和应用上普遍存在着某些误区和盲区。下面将其中一些具有代表性的问题提出来，在阐述个人见解的同时，也欢迎与电除尘同仁一起讨论。

1 关于“实验室比电阻”和“现场比电阻”

“实验室比电阻”和“现场比电阻”是一种习惯性称谓，严格意义上的称谓应该是粉尘的“固有比电阻”和烟气“工况比电阻”，也有人称之为“体积比电阻”和“表面比电阻”。把粉尘的“固有比电阻”称为“体积比电阻”没有问题，但把“工况比电阻”称为“表面比电阻”就不太严谨了。因为在烟气工况条件下颗粒的表面导电和体积导电两种机制是共存的，只不过在大部分情况下以表面导电为主，体积导电位居次要地位。但也有时候由于颗粒的表面导电膜很脆弱（如烟气湿度很小、硫分很低的情况），加上飞灰颗粒自身导电性较好（如燃用无烟煤、飞灰的含碳量或四氧化三铁等物质含量很高、飞灰颗粒的亲水性极好等情况），体积导电和表面导电势均，在这种情况下，“工况比电阻”就不等同于“表面比电阻”了。

事实上实验室测量的比电阻也未必一定是体积比电阻，只有在灰样中的水分经过加热完全烘干后测量出来的才是体积比电阻。由于此时的比电阻完全取决于飞灰的固体成分，而与水分和气体无关，是该灰种的一种不变的物理属性，因此才称之为“固有”比电阻。

有人认为，由于固有比电阻不代表电除尘器实际工作状态下的比电阻，因此其只具有理论价值，而不具有工程价值。这一观点是片面的。的确，工况比电阻不仅直接反映了除尘器实际工作状态下飞灰的导电性质，还反映了同一工况下烟气的导电性质，（事实上工况飞灰比电阻是“烟气+飞灰”的比电阻），因此对于电除尘器的技术改造是至关重要的。但同时也应看到，正是由于工况比电阻与烟气的工况及烟气成分密切相关，因此容易受到工况变化的影响，因而使得不同燃煤电厂之间的飞灰比电阻失去了可比性。如果了解该煤种灰样的固有比电阻，有助于对工况比电阻变化规律的掌握和对比分析。此外，有些情况不是工况比电阻所能够反映的，比如要了解温度变化对飞灰比电阻的影响，只能借助于实验室方法。因此，不论对于电除尘器的设计选型还是技术改造，体积比电阻和工况比电阻需要同时掌握。

2 关于“高比电阻”的认定

聚集到收尘极板表面的粉尘需要具有“适度”的导电性，导电性太好和太差都不利于电除尘器的高效运行。根据电除尘基本理论和长期的运行实践得知，适宜于电除尘器运行的最小粉尘电导率为10^-10～10^-11(Ω×cm)^-1,亦即最高比电阻10¹⁰～10¹¹Ω×cm。超过10¹¹Ω×cm不利于对地释放离子流和抑制反电晕，故将比电阻高于10¹¹Ω×cm的粉尘定义为高比电阻粉尘。

高比电阻粉尘对电除尘运行的影响众所周知。在电除尘器的设计、选型、运行分析及技改方案的制定过程中首先考虑的就是粉尘比电阻的变化。不过在高比电阻值的认定和应用上存在一定误区。比如，有些电除尘器的设计或运行单位仅仅根据灰样送检报告来判定是否属于高比电阻粉尘，并据此制定电除尘器的设计或技改方案，这是片面的。如上节所述，送检报告是在实验室条件下得出的，因此只表明该灰样的实验室比电阻（体积比电阻）是否为高比电阻，并不表明电除尘器实际运行条件下粉尘的比电阻。拿到送检报告后如何正确分析和科学运用是问题的关键。以电除尘器技改项目为例，正确的运用方法是：

（1）与以往的送检报告比较，如果两次的实验室比电阻数据变化不大（或低于上一次），而且两次灰样的电除尘器主要烟气条件（如烟气湿度、硫分）变化也不大（或向有利于电除尘器运行的方向变化，比如烟气湿度明显增大、煤的含硫量提高），则在方案制定中对于比电阻的影响不必忧虑；

（2）如果本次的实验室比电阻数据明显增高，且本次的主要烟气条件向不利于电除尘器运行的方向变化，则需要在方案制定中充分考虑比电阻的影响；

（3）如果本次的实验室比电阻数据明显增高，且本次的主要烟气条件向有利于电除尘器运行的方向变化，则难以判定该灰样在实际运行条件下是否仍属于高比电阻，建议利用工况飞灰比电阻测定仪进行现场测量（国内主要电除尘器生产厂家和大多数电力科学研究院均具有这种测量手段）。

3 关于比电阻的“特征参数”

在长期的检测实践中，我们根据电除尘器技改工程需要，确定了几个比电阻特征参数。了解这些特征参数有助于帮助技改人员深入分析飞灰的比电阻特性，减少比电阻参数在工程运用中的失误或偏差。

粉尘比电阻的基本特征参数包括：“峰值比电阻（ρ_m）”、“烟温比电阻（ρ_s）”、“峰阻温度t_m”和飞灰“击穿电压V_b”等。

在实验室比电阻检测报告中会给出不同温度下的比电阻数据，根据这些数据可以近似地绘制出一条“温度~比电阻”特性曲线。矿物粉尘（煤粉、飞灰、水泥等）的“温度~比电阻”曲线的一个共同特征是呈“下凹型”，即随着温度的升高，比电阻先低后高，达到峰值后再逐渐降低。曲线的峰值点所对应的就是峰值比电阻。灰样不同，出现峰值比电阻的温度（峰阻温度）不尽相同。峰阻温度t_m通常出现在140℃~180℃之间。

“烟温比电阻”是指模拟电除尘器运行烟气温度下的比电阻，比如电除尘器烟气温度为135℃，则135℃下的比电阻即为“烟温比电阻”。

在许多情况下，人们所说的飞灰的比电阻往往是峰值比电阻，并以此来判定该灰样是否属于高比电阻。这是一种误解。

比如，灰样的峰阻温度为180℃，峰值比电阻为10¹²Ω×cm，而电除尘器正常的影响温度是135℃。若以峰值比电阻10¹²Ω×cm判定，该灰样无疑属于高比电阻。而135℃下的比电阻有可能并不很高，这就造成了误判。

模拟烟气温度应由送检者提供。如果烟气温度波动较大，送检者无法提供一个确定的烟气温度点，至少也应提供一个温度范围，在该温度范围内，建议检测者每隔5℃或10 ℃设置1个检测点。

之所以将“峰值比电阻”作为比电阻的特征参数是因为该参数具有较好的参比性和稳定性。

有一种失误来自检测者，再次有必要给出建议：在“峰值比电阻”和“烟温比电阻”的检测过程中必须保持足够的恒温时间，以便使灰样中的水分完全蒸发。这一点对于模拟烟气温度在120℃以下的情况和灰样较潮湿的情况时尤为重要。

灰样击穿电压反映灰样的耐击穿特性。通常比电阻越高，击穿电压也越高。但是有些特殊灰样并不遵循这一规律，这与灰样的矿物成分和化学成分有关。例如，有的灰样在较低的测量电压下具有典型的高比电阻特征，但只要稍微提高一点测量电压就会突然击穿。这种灰样虽然不多，但是对电除尘器的运行非常有害，既不利于粉尘荷电，又容易发生反电晕，燃煤飞灰中的Fe₃O₄含量过高时也会出现这种情况。最近我们在为南方某企业进行飞灰比电阻检测过程中遇到过这种情况：送检粉样为10¹⁰Ω×cm，击穿电压仅有500V。仅从比电阻数据来看该粉尘适宜采用电除尘方式，但是一旦运行起来就有可能产生意想不到的后果。

4 关于低温烟气的飞灰比电阻测量

我们也经常遇到这种情况，一些单位送来灰样要求我们测量100℃以下的比电阻。测量当然没有问题，问题在于实验室条件下所得到的测量数据有没有工程价值。100℃下粉尘中不同程度地含有水分。而含水量的环境（电极箱内气体）湿度却与烟道内气体完全不同。不仅湿度不同，水蒸气的物理状态也不同。比如在100℃下，环境气体的湿度接近零，可是在烟道内有可能达到饱和状态。因此，对于低温飞灰比电阻最好还是进行现场测量。

以上仅就粉尘比电阻参数在工程运用中易于引起误解的某些问题进行了初步阐述。事实上影响粉尘比电阻的因素还有很多，影响机理也很复杂。虽然国内外学者围绕粉尘比电阻的专题研究已经进行了近半个世纪，但仍然存有许多疑惑需要进一步去揭示。比如，在飞灰体积比电阻的分析中只关注化学成份的影响，不关注矿物成分的影响；在化学成分分析中，只关注氧化物的含量，不区分氧化物的具体形态；在分析飞灰成分对比电阻的影响时过分强调氧化锂、氧化钠等成分的电荷传导作用等等。一些看似已经取得“共识”的观点，实际上往往是相互转载的结果，较少有人对其寻根求源或进行科学验证。深入了解粉尘比电阻的内涵、特征及其影响机理，或许有助于将其更科学合理地运用于电除尘器的选型设计及技改工程，避免或减少决策失误。

  原永涛  潘小林   华北电力大学环境污染测控技术研究所