火力發電廠電袋除塵技術的環保效益

火力發電廠電袋除塵技術的環保效益

何永裕

（廣東省環境監測中心廣東廣州510308）

電袋除塵技術是具有我國自主知識產權的高效除塵技術,目前在燃煤電廠取得了廣泛的應用。電袋除塵器由于其運行機理,需要消耗較大電能以滿足除塵工藝及達到除塵效果,隨著國家節能環保減排政策的大力實施,燃煤電廠電袋除塵器的節能環保改造勢在必行。本文從節能環保技術的角度考慮,針對燃煤電廠電袋除塵用電設備的能耗問題,對能耗特點和降低能耗的措施進行了分析,介紹了一系列電袋除塵技術提升的環保效益。

燃煤電廠;電袋除塵;環保效益

1 電袋除塵器能耗現狀

電袋除塵技術廣泛應用于電力、冶金、化工等領域,一方面是工業生產過程的需要,另一方面也是環境保護的要求。通過前級電場的預收塵、荷電作用和后級濾袋區過濾除塵的一種高效除塵器。除塵工藝過程涉及到固體顆粒的捕集、排放、回收等多個環節,均是以電能消耗為代價完成的,尤其當處理煙氣量和含塵濃度較大時,除塵系統的電能消耗是比較大的。過高的電能消耗直接造成廢物排放量的增加，導致環境受到破壞,但是國家大力推行節能環保減排政策及燃煤電廠對節能環保前所未有的重視,在保證除塵系統排放滿足環保要求的前提下,盡可能降低過高的能耗，提升環保效益是非常必要的。

2 電袋除塵器節能環保分析

電袋除塵器主要用電設備有高壓電源、絕緣子電加熱、灰斗電加熱、陰陽極振打等,對這些設備進行節能環保改造,提高設備綜合性能具有重要意義。高壓電源作為電袋除塵的主要用電設備,也是電能損耗最大的設備。目前電袋除塵高壓電源的工作方式有以下幾種:

2.1 火花跟蹤方式

火火跟蹤為常規控制方式,其原理為運行時當一次電流、二次電壓、二次電流未達到額定值,控制器使設備的輸出電壓工作在電場閃絡擊穿點附近,其每分鐘閃絡的次數一般小于10次。此方式輸出電壓波形比較平坦，電流波形接近橋式整流波形，不能提供足夠的電荷釋放間隙，導致陽極板上的粉塵表面電荷不斷積聚,使粉塵層擊穿產生反電暈。

2.2 間歇/脈沖供電方式

間歇/脈沖供電運行方式,其原理為改變供電波形的幅度比、占空比,周期性向電場供電,供電的占空比及幅度比可根據電場工況條件確定。適用于粉塵比電阻較高或易產生反電暈的場合。但在減少反電暈和電流的同時，輸出電壓也下降,不能提高甚至降低除塵效率。

2.3 臨界反電暈方式

臨界反電暈控制方式，控制器根據電場中電壓電流的變化，自動調整工作點，使設備提供的電壓維持在電場能接受的最高電壓附近，并有效地減少二次電流，防止反電暈的出現。優化高壓電源的供電方式,結合其他低壓用電設備的配套優化，發揮電袋除塵機電一體化優勢，提高設備綜合性能并有效降低能耗，是電袋除塵節能環保改造重要的切入點。

3 電袋除塵器節能環保改造方案

電袋除塵節能環保改造從應用高效電源及節能環保控制軟件、改進用電設備選型、優化設備運行方式等多方面入手,力爭在同等工況下實現電耗的較大幅度下降。

3.1 采用節能環保控制技術及信息化管理系統

采用以鍋爐負荷、濁度、煙氣溫度及煙氣量等多種信號為反饋控制的節能環保控制技術,能根據工況變化實時自動選擇高壓供電的運行參數,實現全閉環控制。通過互聯網傳輸結合現場通訊方式,采集近幾年眾多正在運行的電袋除塵器IPC系統數據庫,收集大量現場測試數據，為節約能源做好一定的數據分析工作。

3.2 采用新型高頻電源

目前國內電袋除塵廠家主要采用工頻電源，原理為通過改變可控硅導通角的方式控制電袋除塵器的輸出電壓,此種方式存在功率因數低,諧波分量大，三相不平衡,電源效率最高只有70%造成電能的浪費。新型高頻電源采用先進的三相整流及逆變技術，提供一個接近純直流到脈動幅度很大的各種電壓波形，使除塵器直流電壓輸出紋波降低至5%之內,遠小于工頻電源35%～45%的電壓紋波，其閃絡電壓高，運行平均電壓可達工頻電源的1.3倍，運行電流可達工頻電源的2倍，在同樣電場里，能夠輸入更多功率，有效提高收塵效率。高頻電源諧波分量小，功率因數和效率提高至90%以上,比工頻電源節能環保超過20%，節能環保效果顯著。此外，高頻電源采用間歇供電方式可有效抑制反電暈，實現保效節能環保，特別適用于高風速、高濃度及高比電阻粉塵的工況。

3.3 采用周期自動調整電振打

在改造前,電袋除塵器沿用同周期振打的方式,雖然振打清灰效果較好，但耗電量較高。因此，將振打控制信號通過無源干接點引入同一電場的高壓控制柜，實現在電場收塵率較高時振打周期短、振打次數多;在電場收塵率較低時振打周期長、振打次數少，這樣減少了振打設備的耗電量和設備損耗。

3.4 采用減功率電振打

通過在IPC系統上設置專門的算法和振打策略，配合斷電振打控制模塊，使振打設備按照指令進入或退出振打工作狀態，也使高壓電源同步進入或退出斷電狀態,提高除塵效率的同時降低電能損耗。

3.5 灰斗、絕緣子電加熱器功率配置

灰斗、絕緣子電加熱器數量多且電耗突出,通過對電加熱器一系列的試驗和分析，得出在除塵器運行狀態下，灰斗、絕緣子的溫度主要是受煙氣溫度的影響，電加熱器僅起到輔助加熱和保溫的功效。因此，根據不同工況下煙氣的（酸）露點溫度，對加熱器的功率配置進行合理劃分，修定電加熱器恒溫控制參數，依托設計選型優化，即可保證實際使用要求，又可降低能耗。

結語

綜上所述，本文以燃煤電廠的電袋除塵器節能環保效益為研究,在多項技術的改造中，使得火力發電廠的整體環保效益得到提升，為其他相關企業在確保電袋除塵器除塵效率達到國家要求的前提下,較大幅度降低電袋除塵器的用電量、減少發電成本提供了參考,具有一定的社會意義和經濟價值。

[1]張慧艷，田金玉.國內火力發電廠除塵器技術改造方案的選擇[J].河北科技師范學院學報，2009.

[2]曲增杰，趙麗妮.火電廠除塵技術的發展現狀與技術改造建議[J].應用技術，2012.