電除塵三相高壓脈沖電源在我廠的應用及其性能優勢

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，并對幾種常見的靜電除塵器電源的原理和特點進行了介紹。

關鍵詞：電除塵器；直流電源；高頻電源；脈沖電源

1 前言

隨著我國對環境保護的日益重視，國家及地方環保部門對火力電廠污染物的排放有了嚴格的控制，這迫使發電企業必須對現有的靜電除塵器設備進行不斷的升級和改造，以達到排放標準。而在靜電除塵器的升級改造中，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號機裝設國產350MW燃煤供熱機組，配備2臺雙室5電場除塵器。前兩級電場是由菲達環保公司承建，電除塵高低壓控制系統均為智能型ALSTOM第三代EPIC-III電除塵器控制器。后三級電場為韓國浦項公司生產的MPS高壓脈沖電源及配套低壓設備。為滿足國家的環保排放要求，在不改變除塵器本體的前提下，需將10號爐兩級電場的高壓電源及控制系統更換為德國Rico-Werk公司生產的三相脈沖電源，從而達到更低的出口粉塵排放要求。

2.2 改造內容

（1）將原有10號爐除塵室A，B兩段的前兩級共8臺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，按原有動力電纜路徑，在電源控制柜與變壓器之間重新鋪設新動力電纜，并作絕緣耐壓試驗。

（2）將原前兩級電場的操作員站拆除，重新鋪設通訊及控制電纜，將新電源控制柜的控制和監控系統接入已有的后三級電場的操作員站內，并重新編輯程序和畫面。

（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，需要重新鋪設前兩級電場附屬的低壓設備控制及通訊電纜，至就地專用低壓控制柜。

（4）改造完成后進行空載升壓實驗及調試工作。

3 三相高壓脈沖電源

3.1 原理結構

三相高壓脈沖電源的工作原理：三相交流電源，經可控硅調壓，再與電容電感震蕩放電產生的脈沖電壓疊加，經變壓器升壓整流后，加到除塵器上。它的工作原理和結構與工頻電源相似，但在寬脈沖電源輸入下，卻能輸出類似于高頻電源的低波紋電壓。Rico-Werk公司制造的不同于傳統電源的三相脈沖電源有以下優點：

（1）三相脈沖電源輸出的電壓，在不需要考慮負載的情況下，可以被設定的更低。

（2）輸出電壓可被設置為一個連續或單脈沖的模式，以滿足不同工藝參數的要求。

3.2 電源特性

通常，電除塵器的工作環境是復雜多變的，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附近。在粉塵比電阻超過1011 ?·cm后，就會在氣體電離—粉塵荷電—移動—捕集—脫塵的過程中出現問題。當高比電阻粉塵累積在陽極板上后，由于連續加壓，會導致反電暈現象的發生，使除塵效率大幅下降。而在脈沖電源供電時，所產生的電暈具有非常均勻的分布和很強的放電能力，再疊加入脈沖電壓，使粉塵很容易在陽極板上得到中和，最大程度的抑制了返電暈現象的發生。

而且脈沖波的瞬間高電壓更易使粉塵荷電，特別是使細小粉塵的荷電量成倍增加，比直流電源對于小粒徑粉塵的收集有著先天性的優勢，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，通過改變脈沖寬度，使除塵器對粉塵性質的變化具有良好的適應性，提高其在各種復雜多變環境中的工作效率，從而提高了效率也節約了能耗。

3.3 先進的控制特點

3項高壓脈沖電源具備了先進的獨特的反電暈自動檢測和自動控制技術，能夠準確及時的檢測到除塵器內部電暈和火花的情況，快速有效的自動調節脈沖電壓的輸出，使除塵器始終處于最佳的工作狀態，達到最高的除塵效率和最低的粉塵排放量，大大減少了設備的能耗。

4 結論

我廠改造后，對除塵器進行了性能測試，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到99.95%。通過廠內電量監測系統觀察對比，耗電量遠小于未改造前的10號機組。設備運行穩定，日常運行中，很少出現檢修和維護工作。

根據我廠現場使用情況而言，個人認為還是有一些問題存在的。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裝置統一管理控制，這就無法單獨滿足各高壓電源對低壓設備的工作要求。當低壓設備總控制裝置出現問題而無法得到及時處理時，會使所在高壓設備的運行受到影響，直接影響到了除塵器的工作效率。因此，在這方面本人覺得還應優化改善。

參考文獻

[1]中國環保產業協會電除塵委員會.瞄準節能減排，幾級推進電除塵電源技術創新[N].中國環境報，2010-12-20（005）.

[2]黎在時.電除塵選型安裝與運行管理[M].北京：中國電力出版社，2005：224-227.

（作者單位：大唐河北發電有限公司馬頭熱電分公司）