電除塵三相高壓脈沖電源在我廠的應(yīng)用及其性能優(yōu)勢(shì)

朱哿

摘 要：本文介紹了我廠為提高電除塵器的效率、降低煙氣粉塵的排放、減少除塵器能耗，將原有電除塵器單相高壓電源改造成三相高壓脈沖電源，并對(duì)幾種常見(jiàn)的靜電除塵器電源的原理和特點(diǎn)進(jìn)行了介紹。

關(guān)鍵詞：電除塵器；直流電源；高頻電源；脈沖電源

1 前言

隨著我國(guó)對(duì)環(huán)境保護(hù)的日益重視，國(guó)家及地方環(huán)保部門(mén)對(duì)火力電廠污染物的排放有了嚴(yán)格的控制，這迫使發(fā)電企業(yè)必須對(duì)現(xiàn)有的靜電除塵器設(shè)備進(jìn)行不斷的升級(jí)和改造，以達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。而在靜電除塵器的升級(jí)改造中，改變新型的高壓電源是提高電除塵器效率最有效的途徑。

2 三相脈沖電源的改造

2.1 改造背景

我廠10號(hào)機(jī)裝設(shè)國(guó)產(chǎn)350MW燃煤供熱機(jī)組，配備2臺(tái)雙室5電場(chǎng)除塵器。前兩級(jí)電場(chǎng)是由菲達(dá)環(huán)保公司承建，電除塵高低壓控制系統(tǒng)均為智能型ALSTOM第三代EPIC-III電除塵器控制器。后三級(jí)電場(chǎng)為韓國(guó)浦項(xiàng)公司生產(chǎn)的MPS高壓脈沖電源及配套低壓設(shè)備。為滿(mǎn)足國(guó)家的環(huán)保排放要求，在不改變除塵器本體的前提下，需將10號(hào)爐兩級(jí)電場(chǎng)的高壓電源及控制系統(tǒng)更換為德國(guó)Rico-Werk公司生產(chǎn)的三相脈沖電源，從而達(dá)到更低的出口粉塵排放要求。

2.2 改造內(nèi)容

（1）將原有10號(hào)爐除塵室A，B兩段的前兩級(jí)共8臺(tái)高壓電源控制柜及除塵器頂部變壓器拆除，更換為新三相高壓脈沖電源控制柜及整流變壓器，按原有動(dòng)力電纜路徑，在電源控制柜與變壓器之間重新鋪設(shè)新動(dòng)力電纜，并作絕緣耐壓試驗(yàn)。

（2）將原前兩級(jí)電場(chǎng)的操作員站拆除，重新鋪設(shè)通訊及控制電纜，將新電源控制柜的控制和監(jiān)控系統(tǒng)接入已有的后三級(jí)電場(chǎng)的操作員站內(nèi)，并重新編輯程序和畫(huà)面。

（3）由于原控制柜自帶低壓控制而新電源控制柜不含低壓控制，需要重新鋪設(shè)前兩級(jí)電場(chǎng)附屬的低壓設(shè)備控制及通訊電纜，至就地專(zhuān)用低壓控制柜。

（4）改造完成后進(jìn)行空載升壓實(shí)驗(yàn)及調(diào)試工作。

3 三相高壓脈沖電源

3.1 原理結(jié)構(gòu)

三相高壓脈沖電源的工作原理：三相交流電源，經(jīng)可控硅調(diào)壓，再與電容電感震蕩放電產(chǎn)生的脈沖電壓疊加，經(jīng)變壓器升壓整流后，加到除塵器上。它的工作原理和結(jié)構(gòu)與工頻電源相似，但在寬脈沖電源輸入下，卻能輸出類(lèi)似于高頻電源的低波紋電壓。Rico-Werk公司制造的不同于傳統(tǒng)電源的三相脈沖電源有以下優(yōu)點(diǎn)：

（1）三相脈沖電源輸出的電壓，在不需要考慮負(fù)載的情況下，可以被設(shè)定的更低。

（2）輸出電壓可被設(shè)置為一個(gè)連續(xù)或單脈沖的模式，以滿(mǎn)足不同工藝參數(shù)的要求。

3.2 電源特性

通常，電除塵器的工作環(huán)境是復(fù)雜多變的，比如煙氣溫度和流速、粉塵的濃度、粉塵的比電阻、粒子的極化率、煙氣與顆粒物的相容性等都無(wú)法控制。因此，高壓電源的電氣特性決定了靜電除塵器的除塵效率，也關(guān)系著除塵器在不同工況下的工作能力。

工頻電源與高頻電源屬于直流波形供電，特征是相同幅值直流電壓連續(xù)不斷的向除塵器充電加壓，使極板極線間的電壓始終維持在擊穿電壓點(diǎn)附近。在粉塵比電阻超過(guò)1011 ?·cm后，就會(huì)在氣體電離—粉塵荷電—移動(dòng)—捕集—脫塵的過(guò)程中出現(xiàn)問(wèn)題。當(dāng)高比電阻粉塵累積在陽(yáng)極板上后，由于連續(xù)加壓，會(huì)導(dǎo)致反電暈現(xiàn)象的發(fā)生，使除塵效率大幅下降。而在脈沖電源供電時(shí)，所產(chǎn)生的電暈具有非常均勻的分布和很強(qiáng)的放電能力，再疊加入脈沖電壓，使粉塵很容易在陽(yáng)極板上得到中和，最大程度的抑制了返電暈現(xiàn)象的發(fā)生。

而且脈沖波的瞬間高電壓更易使粉塵荷電，特別是使細(xì)小粉塵的荷電量成倍增加，比直流電源對(duì)于小粒徑粉塵的收集有著先天性的優(yōu)勢(shì)，除塵效率大大提高。脈沖電源還可在電壓基本不變的情況下，通過(guò)改變脈沖寬度，使除塵器對(duì)粉塵性質(zhì)的變化具有良好的適應(yīng)性，提高其在各種復(fù)雜多變環(huán)境中的工作效率，從而提高了效率也節(jié)約了能耗。

3.3 先進(jìn)的控制特點(diǎn)

3項(xiàng)高壓脈沖電源具備了先進(jìn)的獨(dú)特的反電暈自動(dòng)檢測(cè)和自動(dòng)控制技術(shù)，能夠準(zhǔn)確及時(shí)的檢測(cè)到除塵器內(nèi)部電暈和火花的情況，快速有效的自動(dòng)調(diào)節(jié)脈沖電壓的輸出，使除塵器始終處于最佳的工作狀態(tài)，達(dá)到最高的除塵效率和最低的粉塵排放量，大大減少了設(shè)備的能耗。

4 結(jié)論

我廠改造后，對(duì)除塵器進(jìn)行了性能測(cè)試，電除塵器出口折算煙塵排放濃度平均值為14.2mg/m3，電除塵器除塵效率達(dá)到99.95%。通過(guò)廠內(nèi)電量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)觀察對(duì)比，耗電量遠(yuǎn)小于未改造前的10號(hào)機(jī)組。設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定，日常運(yùn)行中，很少出現(xiàn)檢修和維護(hù)工作。

根據(jù)我廠現(xiàn)場(chǎng)使用情況而言，個(gè)人認(rèn)為還是有一些問(wèn)題存在的。裝置本身不自帶振打加熱等低壓控制部分，需和其他公司提供的系統(tǒng)裝置統(tǒng)一管理控制，這就無(wú)法單獨(dú)滿(mǎn)足各高壓電源對(duì)低壓設(shè)備的工作要求。當(dāng)?shù)蛪涸O(shè)備總控制裝置出現(xiàn)問(wèn)題而無(wú)法得到及時(shí)處理時(shí)，會(huì)使所在高壓設(shè)備的運(yùn)行受到影響，直接影響到了除塵器的工作效率。因此，在這方面本人覺(jué)得還應(yīng)優(yōu)化改善。

參考文獻(xiàn)

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（作者單位：大唐河北發(fā)電有限公司馬頭熱電分公司）