電除塵器在超低排放下的系統(tǒng)運行優(yōu)化研究

吳銳川

（福建龍凈環(huán)保股份有限公司，福建 龍巖 364000）

對超低溫電除塵器而言，它有著顯著的除塵效果，基于多種環(huán)境下，利用高頻電源、脈沖電源以及三相電源，可以看出，它們能夠?qū)﹄姵龎m器的運行產(chǎn)生不同的效果，有利于促進(jìn)電除塵器系統(tǒng)的進(jìn)一步優(yōu)化，并對其在各種條件下的運行進(jìn)行優(yōu)化，為其應(yīng)用選擇奠定了基礎(chǔ)。

1 超低排放工業(yè)運用狀況

我國積極鼓勵各個地區(qū)構(gòu)建燃煤發(fā)電機組，且明確指出，大氣污染物的排放質(zhì)量濃度應(yīng)符合燃?xì)廨啓C組的限值，具體而言，當(dāng)基準(zhǔn)氧體積分?jǐn)?shù)是6%時，那么煙氣中的煙塵排放量濃度應(yīng)在10mg/m3以下。

要想讓煙塵排放合格并達(dá)到“十二五”規(guī)劃中相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求，對燃煤電廠而言，需對鍋爐的除塵系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化，并制定完善的優(yōu)化方案。應(yīng)對高壓電源及低低溫電除塵器的運用等進(jìn)行評估。

2 低低溫電除塵器

在安裝電除塵器之前，應(yīng)先完成煙氣換熱器（如圖1）的安裝工作，同時，應(yīng)讓煙氣溫度在酸露點以下，這樣的運行方式叫作低低溫電除塵器。對這個電除塵器來說，能夠?qū)\行條件進(jìn)行優(yōu)化，從而增加其運行效率，并減少煙塵排放、煙氣溫度及煙氣量等；有助于增加電場擊穿電壓，提升運行時的電壓及場強；可以起到降溫的作用，在這一過程中會產(chǎn)生液滴SO3等，能夠?qū)ο嗨频臒煔膺M(jìn)行調(diào)質(zhì)，有著較好的效果。通過以上分析可知，收塵效率的增加有利于擴大比收塵面積、減小流速及粉塵比電阻，實現(xiàn)聯(lián)合作用效果。利用SO3對顆粒物表面進(jìn)行吸附，不但可以降低后續(xù)設(shè)備內(nèi)結(jié)露而導(dǎo)致的腐蝕問題，還可以進(jìn)一步減小粉塵比電阻，并對其調(diào)質(zhì)。

圖1 煙氣換熱器

3 電除塵器高壓電壓

3.1 高頻電源

對高頻電源來說，它能夠?qū)θ嘟涣麟娺M(jìn)行整流，還可以利用逆變電路將其轉(zhuǎn)變?yōu)楦哳l交流電源，且還大于10kHz，還能借助高頻變壓器進(jìn)行升壓，進(jìn)而為電除塵器（如圖2）提供電場。對高頻電源而言，若是其處于純直流供電的方式，會使電壓紋波系數(shù)在3%以下，從而進(jìn)行無波動的直流輸出，這樣在近擊穿電壓下，電除塵器可以更好地運行?；诖?，它的平均電壓同正常工頻電源進(jìn)行比較，會超出其25%～30%，且這時候電源電流應(yīng)超過1倍，有利于提高電暈功率。當(dāng)其處于間歇脈沖供電下，它的脈沖寬度通常在幾十μs到幾ms之間，利用窄脈沖作用可以極大地攻克反電暈現(xiàn)象。另外，通常情況下，高頻電源的重量都比較輕，而且體積也非常小，結(jié)構(gòu)還十分緊湊，其三相負(fù)載屬于對稱形式，功率因數(shù)還非常高。但是，為了讓高頻電源更好地運行，要求高頻電源的容量應(yīng)同電壓等級達(dá)成一致，若是容量較小時，其運行參數(shù)肯定無法達(dá)到除塵標(biāo)準(zhǔn)?，F(xiàn)階段，存在一些低低溫電除塵器，其燃煤及高頻電源的選型都很好，這時候煙塵的排放濃度會在20mg/m3上下。對此，現(xiàn)階段亟須解決的問題，就是高頻電源的選型。

圖2 電除塵器

3.2 三相電源

對三相電源而言，其每一相的電壓、磁通及電流的大小都是一樣的，每個相位之間的相差為120°。分別利用3路、6個可控硅，通過反并聯(lián)的方式對其進(jìn)行調(diào)壓，然后，利用三相變壓器（如圖3）完成升壓及整流，進(jìn)而為電除塵器提供電能。它的電網(wǎng)供電是相對均衡的，不會造成缺相損耗，其功率因數(shù)也比較高，能夠降低初級電流，同普通電源進(jìn)行對比，該設(shè)備的效率普遍偏高，且相電流比較小，極易進(jìn)行大功率輸出。從其輸出電壓來看，其紋波系數(shù)比較小，且二次平均電壓相對較高，與普通工頻電源相比，能夠增加20%還多，不但輸出電流很大，其三相供電還很均衡，針對那些想增加運行電流的，有著顯著的提效性能。針對不同的機組進(jìn)行測試，可以看出，選取的常規(guī)三相電源能夠在很大程度上增加其高壓運行參數(shù)，給予它較大的供電功率，有利于增加除塵效率，對于可控制電除塵器，其出口質(zhì)量濃度通常會在30mg/m3以下。當(dāng)電場出現(xiàn)閃絡(luò)現(xiàn)象時，會使其電源火花強度增大，且封鎖時間也很長，對此應(yīng)借助成熟的控制及抗干擾技術(shù)，對其進(jìn)行輔助。

圖3 三相變壓器

3.3 脈沖電源與別的電源

對脈沖電壓電源來說，它一般都是將直流電源同脈沖高電壓電源進(jìn)行疊加，且往往會借助窄脈沖電壓波形，其脈沖寬度一般在100μs以下，將其同基礎(chǔ)直流高壓進(jìn)行疊加，從而在短時間內(nèi)出現(xiàn)高壓脈沖，并為電除塵器提供電場，從其峰值電壓看，將其同普通電源產(chǎn)生的擊穿電壓進(jìn)行對比，它的電壓是很高的。它的顯著優(yōu)勢是有著較好的節(jié)能效果，根據(jù)脈沖部分來看，主要是對粉塵荷電進(jìn)行負(fù)責(zé)，而直流部分則是對起暈電壓進(jìn)行負(fù)責(zé)。因為其輸出均電流一般都很小，而且還可以降低粉塵層電荷激勵，降低反電暈現(xiàn)象的出現(xiàn)，所以脈沖電源對粉塵及煤種有著很好的適用性，能夠更好地獲取高比電阻粉塵?，F(xiàn)階段，我國開始對電除塵器運用地進(jìn)行了優(yōu)化，對其造成影響的因素及優(yōu)化效果都還要進(jìn)行深入研究。另外，針對280MW的機組，對其高壓電源開展智能變頻測試，可以得知，它的比收塵面積會達(dá)到85.03～88.08s/m，且入口粉塵濃度是24g/m3，而出口粉塵濃度會達(dá)到84.34mg/m3。通過以上分析可知，對電除塵器而言，若是想有效控制煙塵排放濃度，就應(yīng)結(jié)合各種煤種及負(fù)荷等的運行狀況，同時還應(yīng)選擇合適的高壓電源及運行參數(shù)。針對高粉塵的煙氣來說，若是使用三相電源，能夠有效增加電廠電壓、荷電電流；若是電源及電除塵器本體達(dá)到一致，那么高頻電源也能有效發(fā)揮提效作用。

4 電除塵器節(jié)能

對電除塵器而言，它主要是借助電能消耗的方式，讓顆粒物朝著極板方向運行，為了增加捕集效率，除了要增加配套電源效率，還應(yīng)對電源整體功率進(jìn)一步提升。現(xiàn)階段，在超低排放標(biāo)準(zhǔn)下，電除塵器的能耗逐漸增多，這同我國節(jié)能政策是存在一定沖突的。對此，應(yīng)對超低排放及節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行統(tǒng)籌規(guī)劃，不管是燃煤電廠還是電除塵行業(yè)，只有減少能耗，才能實現(xiàn)持續(xù)發(fā)展。要想實現(xiàn)電除塵器的節(jié)能效果，應(yīng)對系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化，確保超低排放標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，最大限度地減少運行能耗，從而實現(xiàn)節(jié)能效果。首先，需按照燃煤電廠的具體狀況，對多種影響因素進(jìn)行分析，如機組負(fù)荷及燃煤等運行情況，從而構(gòu)建科學(xué)合理的技術(shù)路線。對電耗及煙塵排放之間的聯(lián)系進(jìn)行了解，對其展開全面分析，并進(jìn)行優(yōu)化試驗。

5 結(jié)語

綜上所述，電除塵器的運用應(yīng)不斷適應(yīng)時代的發(fā)展，可借助新型電源及低低溫電除塵器，為其提供新技術(shù)及設(shè)備。基于超低排放的標(biāo)準(zhǔn)，對電除塵器來說，其除塵效果不但會受到自身設(shè)計及運行情況的影響，還會被燃煤及鍋爐等的運行所影響。對此，需對現(xiàn)階段電除塵器提效和其運用中存在的問題進(jìn)行深入研究，從而對設(shè)計及運行水平進(jìn)行優(yōu)化，在確保煙塵排放滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上減小運行能耗。