電除塵高壓電源控制系統應用實踐

趙 軍，許繼鋒，臧照華

（克拉瑪依石化有限責任公司，新疆克拉瑪依 834003）

0 引言

靜電除塵器工作原理是煙氣經過電除塵器主體結構前的煙道時，煙塵使其帶正電荷，隨后煙氣流進設置陽極板與陰極線的電除塵器通道內。帶負電荷的煙塵經過和陽極電板的互相吸附，將其中的煙塵顆粒吸附到陽極板上，通過智能控制器定時打擊陽極板，使煙塵在振動與自重的雙重作用下進入電除塵器下側的灰斗中，進而將煙氣中的煙塵排除。

1 電除塵器應用中的問題

電除塵器控制系統是一個繁雜的多變量過程掌控體系，應用中存在的主要問題：①如何有效提升電除塵器對高溫、高比電阻以及高濃度煙塵的除塵效果；②由于振打系統引起的二次揚塵問題；③優化計算機電源控制技術，研發間歇供電、計算機控制、脈沖供電、可變電壓供電裝備等；④適用于特殊環境下的電除塵研發工作；⑤開發配套的監測儀器和檢測裝置，以及電除塵器故障自檢系統；⑥降低主體重量。

隨著電除塵器領域向著專業化、綜合化、系統化、智能化的方向發展，對電除塵相應課題的探究提出了更高的要求。長期的實驗及現場應用表明，其他除塵技術相比于電除塵技術是落后的。電除塵技術具有操作方便、堅固耐用、能耗低、處理煙氣量大、阻力損失少、處理氣體溫度高，除塵效率高、運行維護簡單等優點。目前，對環保事業的要求日漸嚴格，穩定、安全的除塵技術顯示出更強的競爭力，并且伴隨科技創新成果與科技水平的逐漸提升，電除塵技術的應用空間仍很廣闊。

2 閃絡頻率對除塵效率的影響

最高除塵效率是在運行電壓接近臨近火花放電閃絡時得到，但發生閃絡會導致電廠內部出現擾動現象，提高粉塵的穿透率，降低除塵效率。控制好電壓的下滑率、升高率以及火花敏感度能保證電廠保持穩定的閃絡頻率。一旦電廠出現閃絡，平均電壓一般情況下不會改變，但二次電流的平均值會隨之降低，太高或者太低的閃絡頻率都會對除塵效率造成影響。因此，要讓電廠始終保持良好的火花率，保證輸出的是較高的平均電暈功率，提高除塵效率。大部分電廠使用的煤種并不固定，鍋爐運行工況各異，含硫量以及排煙溫度的改變都會造成電廠反電暈出現差異，會給電氣特性的轉變帶來一定影響。通常情況下，最好的火花閃絡頻率可在經過數次除塵效率的實驗對比后得到。

3 設備故障對除塵效率的影響

電除塵設備的工作環境復雜，本體設備在高溫環境中工作，一但出現故障，恢復設備運行十分困難。通過對電除塵設備投用后的長期觀察及分析，總結出電除塵器常見故障的原因及處理方法。針對常見故障，控制器采用不同的控制方式，可以達到更高的除塵效率。

（1）—次電壓低、一次電流大，二次電壓將近為零、二次電流較大。主要原因：①高壓隔離刀閘；②終端接頭絕緣被破壞或是接地高壓電纜擊穿導致的對地短路；③電廠灰斗積累大量灰塵導致集塵極和電暈極之間發生短路；④電暈極線斷線導致的短路；⑤電暈極振打裝備運轉瓷軸受損或者瓷軸箱里灰塵堆積過多導致對地短路；⑥電廠上方阻尼電阻掉落而接地；⑦異極間存在金屬雜物導致短路問題；⑧高壓絕緣子受損或者石英套管內壁積灰引發的對地短路；⑨卸灰機出現故障，灰斗積灰導致兩極間出現短路。

解決方法：①置于電廠位置；②完善終端接頭；③清理灰斗灰塵；④停止鍋爐運行解決斷線問題；⑤更換轉動瓷軸或清除積灰；⑥復原或者替換阻尼電阻；⑦終止鍋爐運作清理垃圾雜物；⑧更換受損的絕緣子，處理結灰，安裝加熱裝備或升高溫度；⑨定期修理卸灰機，把灰斗積灰徹底處理干凈。

（2）一次電壓很低、—次電流將近為零，二次電壓較高、二次電流歸零。主要原因：①高壓隔離刀閘未發揮出作用；②電廠上方阻尼電阻被燒斷；③高壓硅整流變壓器出口位置的限流電阻被燒斷。

解決方法：①把隔離刀閘放在電廠合理位置；②替換阻尼電阻；③替換限流電阻。

（3）—次電壓合理、一次電流很低，二次電壓較低、二次電流顯著降低。主要原因：①電暈極振打時間長導致極線積累大量灰塵，導致電暈封閉；②缺少電暈極振打力度；③電暈極振打裝備出現故障；④，電廠進口煙塵濃度偏高；⑤粉塵比電阻超過合理范圍，出現反電暈。

解決方法：①科學安排振打時間；②完善并優化振打體系；③解決故障問題或者終止鍋爐運作修理卡錘頭等；④加強和鍋爐的聯系，及時協調制粉和燃燒；⑤更換煤種。

（4）—次電壓過低、一次電流過低，二次電壓過低、二次電流過低都有振動，高壓硅整流變壓器存在異響且電流也隨之增加，吭聲嚴重，油溫驟升。主要原因：①可控硅觸發脈回路存在問題；②可控硅出現斷路，導致偏勵磁運轉。

解決方法：①完善觸發脈沖回路漏洞；②替換受損的可控硅。

（5）一次電流合理、一次電壓合理，二次電流過大而且不規律振動，二次電壓很低而且電廠出現閃絡。主要原因：①電暈極斷線，但還沒出現短路問題；②極間距過小；③電廠內極板極線之間存在雜物；④高壓隔離刀閘的絕緣子有爬電現象；⑤電暈極上方絕緣子室加熱裝備出現故障導致受潮；⑥電暈極振打瓷軸箱加熱裝備出現故障導致受潮；⑦高壓電纜絕緣效果差，有漏電情況。

解決辦法：①停爐解決斷線；②停爐協調極間距；③停爐徹底清除雜物；④對絕緣子進行清試；⑤完善加熱裝備；⑥修復加熱裝備；⑦替換電纜或者提高高壓電纜絕緣性。

（6）一次電壓較低、一次電流過大，二次電壓很低、二次電流過小，高壓硅整流變壓器油驟升。主要原因：①高壓硅整流變壓器內高壓硅堆受損；②部分高壓線圈出現短路。

解決措施：把高壓硅整流變壓器進行解體，檢查修復吊芯。

（7）一次電壓合理、一次電流合理，二次電壓合理、二次電流歸零。主要原因：①二次電流取樣屏蔽線是短路狀態；②二次電流表測定回路被短路；③電流表指針未正常擺動；④高壓硅整流變壓器連接到二次電流表的導線是接地狀態。

解決方法：①檢測并處置好屏蔽線；②檢測并處置好測定回路；③修理電流表；④處理連接導線。

（8）控制柜內開關合閘或者跳閘后再次跳閘。主要原因：①電廠內存在異物，導致兩極短路；②部件掉落或者電暈極線斷線，引發兩極短路；③料位計無法正常工作，卸灰機故障灰斗塵埃滿積，導致電暈極發生對地短路；④電暈極上方絕緣子灰塵較多，導致沿面放電；⑤電暈極上方絕緣子室加熱裝備出現故障或者保溫效果不佳導致絕緣子外表結露，絕緣性削弱而閃絡；⑥過壓、欠壓或是過流保護出現誤動。

解決方式：①停爐處理雜物；②停爐解決部件或者斷線問題；③修理料位計，處理卸灰機灰斗中的灰塵；④對絕緣子進行清試；⑤改進加熱或者保溫裝備；⑥分析誤動主因，調整相關電位器，失靈時解決誤動部分。

（9）運作電壓較低，電流過小或者電壓驟升隨即出現重大閃絡，高壓硅整流機組跳閘。主要原因：①煙溫未滿足露點要求，導致高壓部件絕緣性越來越低，低電壓情況下出現重大閃絡；②振打失效，極線極板灰塵滿布，擊穿電壓降低；③電暈極振打瓷軸箱聚四氟乙烯絕緣板嚴密性不高或者保溫效果不好積灰結露嚴重；④部分電廠異極間距縮短。

解決辦法：①調節鍋爐燃燒或者終止電廠運作；③修理有問題的振打裝備；③修理箱體保溫或是絕緣密封板；④檢查部分間距小的問題點。

此外，由于電除塵在高溫、高粉塵環境下工作，對電除塵的可靠性提出了更高的要求。無論對電除塵本體還是電源控制部分都要求較高，因此要求電源控制部分具備以下功能：①反應快，能迅速判斷出故障；②能快速切除故障；③運行可靠；④能根據內部環境進行相應調整，以達到最好的除塵效果。這就要求控制部分要有相應的保護。隨著電子技術與數字技術的飛速發展，尤其是計算機技術的不斷創新，電除塵器供電電源的功能也在逐步完善。