粉煤灰电阻率与静电除尘性能：印度电厂煤种研究

印度理工学院德里分校能源研究中心（A. Chandra 等）基于 IEEE 标准的实验测量，揭示温度与钠调节对粉煤灰电阻率的影响

关键词
coal properties; fly ash resistivity; sodium conditioning; 静电除尘器; 烟气治理

在以煤为主的电厂烟气治理中，粉煤灰电阻率是决定静电除尘器（ESP）脱收性能的关键参数之一。本文基于印度理工学院德里分校（Centre for Energy Studies, IIT Delhi）A. Chandra、S. Kumar 与 Sanjeev Kumar 的实验研究，依据 IEEE Std. 548-1984 的实验准则建立了粉煤灰电阻率数据库，系统测量了不同煤种及钠调节（sodium conditioning）对粉煤灰电阻率的温度依赖性，从而为 ESP 设计与运行优化提供依据（见[4]）。

实验在恒温箱内采用四个并列电阻率测试单元完成，关键仪器包括 Keithley 电流/电压测量仪、Fluke 直流电源、Blue M 高温箱、精密温度传感与控温装置等。样品按 IEEE 要求制备并置于不锈钢平板电极之间，气相湿度通过恒温水浴吸收过气体控制，测量在 90–460°C 的升温与降温两种模式下进行，测试电流限定在 2×10^-5 A/cm^2 以避免样品自加热。电阻率按常用关系计算：ρ = (V/I)·(A/l)，其中 V 为施加电压，I 为测得电流，A 为电极面积，l 为灰层厚度。

结果显示，印度粉煤灰的电阻率显著高于美国样品（高约 40–80%），在约 158°C 附近出现峰值。具体峰值范围：印度样品约 6.09×10^11 至 1.41×10^12 Ω·cm，而美国产样品在 1.29×10^10 至 5.75×10^10 Ω·cm（图表见原文）。对煤进行钠调节后，粉煤灰电阻率显著下降（峰值由 9.13×10^12 降至 8.62×10^11 Ω·cm），表明添加碱金属可改变灰分化学组成，增强导电性并改善 ESP 性能。另一路径上，降温模式下整体电阻率略低，可能与未燃尽碳含量变化有关。

对中国工业场景而言（钢铁、建材（尤其水泥）、浆纸与化工等），该研究具有直接的工程意义：高电阻率粉煤灰会导致电场畸变、反击放电与颗粒再悬浮，降低脱收效率并增加振打与维护频次，进而推高运维成本与能耗；而适度的碱金属调节或结合工艺改进可改善电导率，从而降低工作电压或提高颗粒迁移速度，有利于达标排放与节能减排。在实际工程中，结合艾尼科（Enelco）在极板/极线设计、电场优化与在线电阻率监测方面的技术，可通过优化极距、极线张力、场强分布以及配套的添加剂在线投加控制，实现对高电阻灰的可靠治理。艾尼科的案例表明，通过电场数值模拟优化极板几何与高压供电策略，配合精准的药剂投加与实时监测，可在不大幅扩充设备体积的前提下，显著提升除尘效率并降低能耗。

未来趋势上，基于本文方法的电阻率数据库可与在线监测、AI 运行优化和混合治理（ESP+布袋）相结合，实现动态调节电场与药剂投加，满足更严格的排放标准并降低总体拥有成本（TCO）。对中国市场而言，推广此类标准化的电阻率测量与调节体系，可为火电及工业锅炉的烟气治理提供可靠的技术路径，尤其在使用高灰分燃料时更具价值。

本文作者与单位：A. Chandra（通讯作者，Chandra@ces.iitd.ernet.in）、S. Kumar、Sanjeev Kumar，Centre for Energy Studies, Indian Institute of Technology Delhi。原始实验与数据来源见下列文献（含国家统计与 IEEE 实验规范）。

参考文献
[1] Annual Report – 2003, Ministry of Power, Government of India, New Delhi.
[2] Shahi, R. V., Conference on “Coal and Electricity in India”, Ministry of Power, Government of India, New Delhi, (2003).
[3] Report on design and operating parameters of electrostatic precipitators, Programme Objective Series: Probes/45/1992, Central Pollution Control Board, Delhi (India), (1994).
[4] IEEE Standard Criteria and Guidelines for the Laboratory Measurement and Reporting of Fly Ash Resistivity, IEEE Std. 548-1984.

（原文数据与图表由 A. Chandra 等提供，IIT Delhi CES 实验室建立了相关测量装置并贡献样本。）