電除塵器在超低排放下的系統運行優化研究

吳銳川

（福建龍凈環保股份有限公司，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，它們能夠對電除塵器的運行產生不同的效果，有利于促進電除塵器系統的進一步優化，并對其在各種條件下的運行進行優化，為其應用選擇奠定了基礎。

1 超低排放工業運用狀況

我國積極鼓勵各個地區構建燃煤發電機組，且明確指出，大氣污染物的排放質量濃度應符合燃氣輪機組的限值，具體而言，當基準氧體積分數是6%時，那么煙氣中的煙塵排放量濃度應在10mg/m3以下。

要想讓煙塵排放合格并達到“十二五”規劃中相關標準要求，對燃煤電廠而言，需對鍋爐的除塵系統進行優化，并制定完善的優化方案。應對高壓電源及低低溫電除塵器的運用等進行評估。

2 低低溫電除塵器

在安裝電除塵器之前，應先完成煙氣換熱器（如圖1）的安裝工作，同時，應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，能夠對運行條件進行優化，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，在這一過程中會產生液滴SO3等，能夠對相似的煙氣進行調質，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，實現聯合作用效果。利用SO3對顆粒物表面進行吸附，不但可以降低后續設備內結露而導致的腐蝕問題，還可以進一步減小粉塵比電阻，并對其調質。

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，它能夠對三相交流電進行整流，還可以利用逆變電路將其轉變為高頻交流電源，且還大于10kHz，還能借助高頻變壓器進行升壓，進而為電除塵器（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，會使電壓紋波系數在3%以下，從而進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。基于此，它的平均電壓同正常工頻電源進行比較，會超出其25%～30%，且這時候電源電流應超過1倍，有利于提高電暈功率。當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，結構還十分緊湊，其三相負載屬于對稱形式，功率因數還非常高。但是，為了讓高頻電源更好地運行，要求高頻電源的容量應同電壓等級達成一致，若是容量較小時，其運行參數肯定無法達到除塵標準。現階段，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，通過反并聯的方式對其進行調壓，然后，利用三相變壓器（如圖3）完成升壓及整流，進而為電除塵器提供電能。它的電網供電是相對均衡的，不會造成缺相損耗，其功率因數也比較高，能夠降低初級電流，同普通電源進行對比，該設備的效率普遍偏高，且相電流比較小，極易進行大功率輸出。從其輸出電壓來看，其紋波系數比較小，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。針對不同的機組進行測試，可以看出，選取的常規三相電源能夠在很大程度上增加其高壓運行參數，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，其出口質量濃度通常會在30mg/m3以下。當電場出現閃絡現象時，會使其電源火花強度增大，且封鎖時間也很長，對此應借助成熟的控制及抗干擾技術，對其進行輔助。

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，將其同基礎直流高壓進行疊加，從而在短時間內出現高壓脈沖，并為電除塵器提供電場，從其峰值電壓看，將其同普通電源產生的擊穿電壓進行對比，它的電壓是很高的。它的顯著優勢是有著較好的節能效果，根據脈沖部分來看，主要是對粉塵荷電進行負責，而直流部分則是對起暈電壓進行負責。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，降低反電暈現象的出現，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。現階段，我國開始對電除塵器運用地進行了優化，對其造成影響的因素及優化效果都還要進行深入研究。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，就應結合各種煤種及負荷等的運行狀況，同時還應選擇合適的高壓電源及運行參數。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到一致，那么高頻電源也能有效發揮提效作用。

4 電除塵器節能

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，還應對電源整體功率進一步提升。現階段，在超低排放標準下，電除塵器的能耗逐漸增多，這同我國節能政策是存在一定沖突的。對此，應對超低排放及節能標準進行統籌規劃，不管是燃煤電廠還是電除塵行業，只有減少能耗，才能實現持續發展。要想實現電除塵器的節能效果，應對系統進行優化，確保超低排放標準的基礎上，最大限度地減少運行能耗，從而實現節能效果。首先，需按照燃煤電廠的具體狀況，對多種影響因素進行分析，如機組負荷及燃煤等運行情況，從而構建科學合理的技術路線。對電耗及煙塵排放之間的聯系進行了解，對其展開全面分析，并進行優化試驗。

5 結語

綜上所述，電除塵器的運用應不斷適應時代的發展，可借助新型電源及低低溫電除塵器，為其提供新技術及設備。基于超低排放的標準，對電除塵器來說，其除塵效果不但會受到自身設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，需對現階段電除塵器提效和其運用中存在的問題進行深入研究，從而對設計及運行水平進行優化，在確保煙塵排放滿足相關標準的基礎上減小運行能耗。