淺析火力發電廠濕式除塵器電源發展方向

蘇正山

摘 要：節能環保是我國的現行主要政策，受到社會各界的重視。在燃煤電廠，降低廠內生產用電率，就等于是降低了火力發電廠的生產經營成本，能夠增強企業市場競爭力。目前的濕式電除塵設備在保證除去煙氣中所含粉塵能力的同時可大大節約設備能量消耗，有廣闊的應用前景。新型濕式電除塵器電源—脈沖電源技術已在較廣泛的地方有多個成功案例，且使用效果較顯著，它在確保除塵效率的條件下，最大節約電量可達75%以上，經多個樣本測算，平均節約電量超過60%，達到了高效、節能的目的。

關鍵詞：節能；降耗；濕式靜電除塵器；脈沖電源

中圖分類號：TM621 文獻標識碼：A

隨著各界環保意識的持續提高，濕式電除塵漸漸成為一種控制工業排放粉塵的技術方案，是火力發電廠煙塵治理的第一選擇。根據最新的環境保護要求，西方各國工業粉塵排放值不大于30mg/Nm3，需我國目前的排放要求也與西方國家所差無幾，在重點區域甚至把排放值控制在5mg/Nm3以下；大家都在關注的PM10、PM2.5問題，環保聯合會已明確要求限制低于40μg/Nm3，我國目前還在起步階段。為應對此問題，補齊行業短板，濕式靜電除塵器技術應運而生，在火力發電廠是一項很重要的防治污染技術，并已開始進行廣泛的推廣。

一、簡述工業除塵設備用電源的主要技術變革

隨著社會科技水平的不斷提高，自20世紀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，軟控逆升變技術、新控制理論技術方案不斷推廣和普及。

單相金閘管控制的高壓整硫設備：其一般設計的頻率范圍40Hz～50Hz，輸出側波形會因電源的制式影響而被制約，一些較常見的突發工況處理起來的顯的捉襟見肘。單個閃絡抑制時間會達10ms，這就造成除塵設備場強回復周期長，斜率曲線低而平，輸出側效率不高，二次側輸出功率低；在一些存在高電阻比粉塵情況的除塵設備上，易發生電極肥大或反電暈現象，收塵效率急劇惡化。

高頻率軟控的新型脈沖式電源：與電網頻率無關，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備實工作條件選擇需要的電壓波形，從而能提高設備除塵能力，為濕式靜電除塵器在工業上的推廣及應用創造了條件。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，綜合應用微電子集成相關技術，提高除塵設備轉換及控制等環節的效率，從而滿足濕式靜電除塵器對供電設備的要求。

二、脈沖電源與傳統電源對比（表1、表2）

脈沖電源與傳統的工頻電源相比設備指標更加優良，其輸出波形開關高窄、均功率更高、設備尺寸更加緊湊、重量輕等優點，它對高比電阻微粒可以提供更寬的適應范圍，可較大程度提高除塵設備的設計能力。總體效率、功率因數基本可保持在0.8以上，而且脈沖電源采用三相形式電源，可以使系統負載更加平衡，提高了濕式靜電除塵器配套電源產品的整體技術水平，拓展了濕式靜電除塵器的工業適應范圍及工況。

三、脈沖電源的技術特點

1.脈沖式電源采用混合性諧振逆式變壓器，主功率元件關斷能量損耗接近于零，能降低元器件的控制能耗，提高工業除塵設備的性能，減少對系統內其他設備的干擾。在一些設計較先進的脈沖電源里更是串聯了具備恒流功能的諧振逆式變壓器，當電源輸出瞬時短路時有限流功能，設備進行更加案例可靠，此類設備更加適宜于使用在濕式靜電除塵器電場內部火花沖擊、頻繁短路的工況條件。

2.高頻率軟控技術的脈沖電源可實現不受電網頻率干擾的功能，其一般設計選用輸出頻次在20kHz～50kHz間調節，且是直流輸出。這就可以實現為工業除塵設備提供純直流、脈沖電壓波紋成為可能，用戶在現場工況限定的條件下，就能選擇最符合要求的輸出波紋，從而能確保除塵設備的工作能力。與傳統標準頻率單相高壓電源相比較，脈沖式電源二次側直流輸出波形一般能小于5%，與傳統標準頻率單相電源30%～60%的變幅相比，可以維持更高的電場閃絡電壓值，其場強均壓可達傳統標準頻率電源的1～1.2倍，輸出電流更是達于傳統標準頻率單相電源的1.7倍，在輸入側各項指標近似的情況下，它可以輸出更高的電暈功率，大幅提高工業除塵設備的性能。

3.脈沖電源采用最新的單片機為主控的控制器。各類閃絡、儀控均采用硬件在線檢測，靈敏度高，準確率高，對一些短閃也能在一定的程度上捕捉到。當電場內部發生閃絡，設備主電流對自身影響小，場強恢復周期短，無功功率可降低到最低等特點。它有純直流供電與脈沖形供電兩種工作方式，純直流供電時可采用波頂截波的方式進行調整，根據設備的實際工作條件，輸出適應的電壓波形，在用在工業除塵設備的前級電區或高阻粉塵區，能控制反電暈發生機率。脈沖式電源是解決工業除塵器前級電區電暈封閉較有效地手段。

4.脈沖電源體積小、重量輕，只有常規工頻電源的1/2。采用三相電源同步輸入，對系統無干擾，是一種新型環保電源。效率與功率因數也能可觀，一般不低于80%，較傳統標準頻率電源節能約35%以上。

結語

隨著濕式靜電除塵器脈沖式電源技術水平的日漸提高，可預見其有廣闊的應用前景，如燃煤發電廠、冶金礦山、化工等行業的工業粉塵治理。脈沖式電源技術的出現和完善，讓我國相關設備的技術水平有了質的飛躍，補齊了行業短板，也在一定程序上擴大了濕式電除塵類設備的適用范圍，為我國環保行業的產業結構調整和優化貢獻出了一份力量。

參考文獻

[1]董力.高頻高壓電源在濕式電除塵器的應用[J].中國環保產業，2016（8）：60-64.endprint