淺析火力發(fā)電廠濕式除塵器電源發(fā)展方向

蘇正山

摘 要：節(jié)能環(huán)保是我國(guó)的現(xiàn)行主要政策，受到社會(huì)各界的重視。在燃煤電廠，降低廠內(nèi)生產(chǎn)用電率，就等于是降低了火力發(fā)電廠的生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)成本，能夠增強(qiáng)企業(yè)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。目前的濕式電除塵設(shè)備在保證除去煙氣中所含粉塵能力的同時(shí)可大大節(jié)約設(shè)備能量消耗，有廣闊的應(yīng)用前景。新型濕式電除塵器電源—脈沖電源技術(shù)已在較廣泛的地方有多個(gè)成功案例，且使用效果較顯著，它在確保除塵效率的條件下，最大節(jié)約電量可達(dá)75%以上，經(jīng)多個(gè)樣本測(cè)算，平均節(jié)約電量超過60%，達(dá)到了高效、節(jié)能的目的。

關(guān)鍵詞：節(jié)能；降耗；濕式靜電除塵器；脈沖電源

中圖分類號(hào)：TM621 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

隨著各界環(huán)保意識(shí)的持續(xù)提高，濕式電除塵漸漸成為一種控制工業(yè)排放粉塵的技術(shù)方案，是火力發(fā)電廠煙塵治理的第一選擇。根據(jù)最新的環(huán)境保護(hù)要求，西方各國(guó)工業(yè)粉塵排放值不大于30mg/Nm3，需我國(guó)目前的排放要求也與西方國(guó)家所差無幾，在重點(diǎn)區(qū)域甚至把排放值控制在5mg/Nm3以下；大家都在關(guān)注的PM10、PM2.5問題，環(huán)保聯(lián)合會(huì)已明確要求限制低于40μg/Nm3，我國(guó)目前還在起步階段。為應(yīng)對(duì)此問題，補(bǔ)齊行業(yè)短板，濕式靜電除塵器技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，在火力發(fā)電廠是一項(xiàng)很重要的防治污染技術(shù)，并已開始進(jìn)行廣泛的推廣。

一、簡(jiǎn)述工業(yè)除塵設(shè)備用電源的主要技術(shù)變革

隨著社會(huì)科技水平的不斷提高，自20世紀(jì)70、80年代起，智能型元器件開始慢慢取代單相晶閘管控制，隨著雙極性型晶體管、高功率管、絕緣柵型金閘管。同時(shí)，軟控逆升變技術(shù)、新控制理論技術(shù)方案不斷推廣和普及。

單相金閘管控制的高壓整硫設(shè)備：其一般設(shè)計(jì)的頻率范圍40Hz～50Hz，輸出側(cè)波形會(huì)因電源的制式影響而被制約，一些較常見的突發(fā)工況處理起來的顯的捉襟見肘。單個(gè)閃絡(luò)抑制時(shí)間會(huì)達(dá)10ms，這就造成除塵設(shè)備場(chǎng)強(qiáng)回復(fù)周期長(zhǎng)，斜率曲線低而平，輸出側(cè)效率不高，二次側(cè)輸出功率低；在一些存在高電阻比粉塵情況的除塵設(shè)備上，易發(fā)生電極肥大或反電暈現(xiàn)象，收塵效率急劇惡化。

高頻率軟控的新型脈沖式電源：與電網(wǎng)頻率無關(guān)，具備提供純直流、脈沖波形兩種輸出性能的能力，這樣就可以為除塵設(shè)備實(shí)工作條件選擇需要的電壓波形，從而能提高設(shè)備除塵能力，為濕式靜電除塵器在工業(yè)上的推廣及應(yīng)用創(chuàng)造了條件。濕式靜電除塵器用脈沖電源能有效的使用新材料和新型電子元器件，綜合應(yīng)用微電子集成相關(guān)技術(shù)，提高除塵設(shè)備轉(zhuǎn)換及控制等環(huán)節(jié)的效率，從而滿足濕式靜電除塵器對(duì)供電設(shè)備的要求。

二、脈沖電源與傳統(tǒng)電源對(duì)比（表1、表2）

脈沖電源與傳統(tǒng)的工頻電源相比設(shè)備指標(biāo)更加優(yōu)良，其輸出波形開關(guān)高窄、均功率更高、設(shè)備尺寸更加緊湊、重量輕等優(yōu)點(diǎn)，它對(duì)高比電阻微?？梢蕴峁└鼘挼倪m應(yīng)范圍，可較大程度提高除塵設(shè)備的設(shè)計(jì)能力。總體效率、功率因數(shù)基本可保持在0.8以上，而且脈沖電源采用三相形式電源，可以使系統(tǒng)負(fù)載更加平衡，提高了濕式靜電除塵器配套電源產(chǎn)品的整體技術(shù)水平，拓展了濕式靜電除塵器的工業(yè)適應(yīng)范圍及工況。

三、脈沖電源的技術(shù)特點(diǎn)

1.脈沖式電源采用混合性諧振逆式變壓器，主功率元件關(guān)斷能量損耗接近于零，能降低元器件的控制能耗，提高工業(yè)除塵設(shè)備的性能，減少對(duì)系統(tǒng)內(nèi)其他設(shè)備的干擾。在一些設(shè)計(jì)較先進(jìn)的脈沖電源里更是串聯(lián)了具備恒流功能的諧振逆式變壓器，當(dāng)電源輸出瞬時(shí)短路時(shí)有限流功能，設(shè)備進(jìn)行更加案例可靠，此類設(shè)備更加適宜于使用在濕式靜電除塵器電場(chǎng)內(nèi)部火花沖擊、頻繁短路的工況條件。

2.高頻率軟控技術(shù)的脈沖電源可實(shí)現(xiàn)不受電網(wǎng)頻率干擾的功能，其一般設(shè)計(jì)選用輸出頻次在20kHz～50kHz間調(diào)節(jié)，且是直流輸出。這就可以實(shí)現(xiàn)為工業(yè)除塵設(shè)備提供純直流、脈沖電壓波紋成為可能，用戶在現(xiàn)場(chǎng)工況限定的條件下，就能選擇最符合要求的輸出波紋，從而能確保除塵設(shè)備的工作能力。與傳統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)頻率單相高壓電源相比較，脈沖式電源二次側(cè)直流輸出波形一般能小于5%，與傳統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)頻率單相電源30%～60%的變幅相比，可以維持更高的電場(chǎng)閃絡(luò)電壓值，其場(chǎng)強(qiáng)均壓可達(dá)傳統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)頻率電源的1～1.2倍，輸出電流更是達(dá)于傳統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)頻率單相電源的1.7倍，在輸入側(cè)各項(xiàng)指標(biāo)近似的情況下，它可以輸出更高的電暈功率，大幅提高工業(yè)除塵設(shè)備的性能。

3.脈沖電源采用最新的單片機(jī)為主控的控制器。各類閃絡(luò)、儀控均采用硬件在線檢測(cè)，靈敏度高，準(zhǔn)確率高，對(duì)一些短閃也能在一定的程度上捕捉到。當(dāng)電場(chǎng)內(nèi)部發(fā)生閃絡(luò)，設(shè)備主電流對(duì)自身影響小，場(chǎng)強(qiáng)恢復(fù)周期短，無功功率可降低到最低等特點(diǎn)。它有純直流供電與脈沖形供電兩種工作方式，純直流供電時(shí)可采用波頂截波的方式進(jìn)行調(diào)整，根據(jù)設(shè)備的實(shí)際工作條件，輸出適應(yīng)的電壓波形，在用在工業(yè)除塵設(shè)備的前級(jí)電區(qū)或高阻粉塵區(qū)，能控制反電暈發(fā)生機(jī)率。脈沖式電源是解決工業(yè)除塵器前級(jí)電區(qū)電暈封閉較有效地手段。

4.脈沖電源體積小、重量輕，只有常規(guī)工頻電源的1/2。采用三相電源同步輸入，對(duì)系統(tǒng)無干擾，是一種新型環(huán)保電源。效率與功率因數(shù)也能可觀，一般不低于80%，較傳統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)頻率電源節(jié)能約35%以上。

結(jié)語(yǔ)

隨著濕式靜電除塵器脈沖式電源技術(shù)水平的日漸提高，可預(yù)見其有廣闊的應(yīng)用前景，如燃煤發(fā)電廠、冶金礦山、化工等行業(yè)的工業(yè)粉塵治理。脈沖式電源技術(shù)的出現(xiàn)和完善，讓我國(guó)相關(guān)設(shè)備的技術(shù)水平有了質(zhì)的飛躍，補(bǔ)齊了行業(yè)短板，也在一定程序上擴(kuò)大了濕式電除塵類設(shè)備的適用范圍，為我國(guó)環(huán)保行業(yè)的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和優(yōu)化貢獻(xiàn)出了一份力量。

參考文獻(xiàn)

[1]董力.高頻高壓電源在濕式電除塵器的應(yīng)用[J].中國(guó)環(huán)保產(chǎn)業(yè)，2016（8）：60-64.endprint