孟祥英

(浙江臺(tái)州發(fā)電廠，臺(tái)州 318016)

電除塵器作為一種廣泛應(yīng)用于水泥、電力、冶金和建材等行業(yè)的環(huán)保裝置，投入工業(yè)以來為大氣污染的治理和生態(tài)環(huán)境的保護(hù)做出了重要的貢獻(xiàn)。高壓靜電除塵器是依靠電暈電流產(chǎn)生的離子使塵粒荷電，并利用電場(chǎng)力來捕集帶電塵粒的，為了形成電場(chǎng)和電暈電流，必須設(shè)置配套的高壓電源。電源裝置的容量、供電方式和供電特性將直接影響到靜電除塵器的除塵效率。王向紅［1］采用可控硅高壓電源和恒流高壓電源的電路原理對(duì)高壓供電電除塵效率進(jìn)行分析，得出高壓電壓的供電方式也是一個(gè)很重要的因素;張昌俊［2］等基于電暈放電除塵的原理控制可控硅導(dǎo)通角的大小，進(jìn)而對(duì)運(yùn)行電壓進(jìn)行控制;劉軍［3－4］等通過數(shù)學(xué)公式推導(dǎo)了電除塵器電壓的輸出特性，得到高壓靜電除塵電源在串聯(lián)諧振斷續(xù)電流模式下的調(diào)壓特性，來控制電除塵器的工作電壓。沈建勇采用間歇供電方式對(duì)靜電除塵器供電方式進(jìn)行改進(jìn)，也取得了良好的工程應(yīng)用效果。

1 電除塵效率影響因素

影響電效率的主要因素可分為外部參數(shù)(氣體溫度、氣體流速、氣體含塵濃度、粉塵比電阻等);產(chǎn)品結(jié)構(gòu)因素(電場(chǎng)陽極與陰極距離、殼體嚴(yán)密性、電暈線極配形式等);現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行因素(振打系統(tǒng)運(yùn)行狀況、供電狀況等);其中現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行因素是關(guān)鍵因素［7］。

根據(jù)電除塵器的多依奇－安德森公式即電除塵效率公式

式中:ω為粉塵驅(qū)進(jìn)速度;A為收塵面積;Q為煙氣流量;ω=βVP·VAV，β為常數(shù)，VP二次電壓峰值，VAV為二次電壓平均值，根據(jù)公式可以看出，提高二次電壓，有利于提高電除器的除塵效率。因此調(diào)整控制器的目標(biāo)位調(diào)整二次電壓。為提高整流變的直流輸出電壓，提高直流電源與交流電源的轉(zhuǎn)換效率，將原有的控制柜經(jīng)采樣分析更換為DHEP－1型三相式高壓供電裝置(包括整流變和高控柜)。DHEP－1型三相式高壓供電裝置的性能和技術(shù)特點(diǎn):

(1)三相平衡輸入，可以減少初級(jí)電流，減少電網(wǎng)缺相損耗;容量為1.0A/72KV的單相電源的輸入電流為271A。同樣輸出容量的三相電源的輸入電流為114A。由于三相輸入平衡，對(duì)電網(wǎng)無污染，無缺相損耗，屬于環(huán)保的綠色設(shè)備。

(2)單相電源的電源利用率一般小于0.7。在實(shí)際使用中，當(dāng)運(yùn)行參數(shù)小于額定輸出的條件下，單相電源的電源利用率會(huì)更低一些;而三相電源的電源利用率可達(dá)0.9以上，當(dāng)所帶負(fù)載較小時(shí)，在相同的輸出功率條件下，實(shí)際節(jié)能效果接近30%。

(3)單相電源的電壓紋波系數(shù)均在30～50%之間，而三相電源均在5%左右，且功率因素在0.9左右。在相同的擊穿電壓下，其二次輸出平均電壓可提高15%以上。

另外，DHEP控制器針對(duì)各種煙氣不同的溫度、灰塵成份和煙氣流量等，使火花率保持適中，同時(shí)跟蹤二次電壓和二次電流的變化，自動(dòng)控制最佳輸出點(diǎn)，達(dá)到使除塵器電氣系統(tǒng)運(yùn)行在最佳的狀態(tài)，從而提高電除塵器的除塵效果和降低電除塵器的電耗量。它控制整流器的方式是:隨火花條件變化而改變通過電除塵器的二次電流;通過變壓器實(shí)時(shí)運(yùn)行優(yōu)化軟件RCQ通過選擇變壓器的供電方式，優(yōu)化電除塵器的電氣運(yùn)行方式。

DHEP控制器還具有三種火花控制特性，即火花封鎖、火花不封鎖以及小火花不封鎖加大火花封鎖，火花水平的監(jiān)測(cè)采用跟蹤二次電壓突降或二次電流的畸變兩種方式進(jìn)行，調(diào)試、運(yùn)行人員根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)二次電流或電壓輸入信號(hào)的質(zhì)量，選取其中的一種火花跟蹤方式?；鸹ǖ目刂撇捎脙煞N斜率并直接控制SCR的觸發(fā)角來控制火花率，跟蹤更靈敏，從而提高電除塵器的除塵效果。能快速的運(yùn)用運(yùn)行數(shù)據(jù)判斷是否存在反電暈，且能精確的進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)控制，使設(shè)備運(yùn)行在反電暈工況特有的拐點(diǎn)以下，DHEP控制器自動(dòng)找出U－I最高點(diǎn)后，根據(jù)U－I曲線的積分斜率，按斜率等級(jí)運(yùn)行在最佳點(diǎn)，可以很好地克服低效電流的輸出，且斜率自動(dòng)調(diào)節(jié)，以避免無效電流的輸出，降低電除塵器的電耗量，使該控制裝置更加節(jié)能。

2 改造前后節(jié)能效果測(cè)試

圖1為改造前后電場(chǎng)主要參數(shù)的變化趨勢(shì)，從圖中可以看出，電壓值比改造前明顯提高而且各電場(chǎng)電壓比較穩(wěn)定，電流值較改造前更加穩(wěn)定。

圖1 改造前后電場(chǎng)參數(shù)對(duì)比

改造后對(duì)除塵器變電量積數(shù)進(jìn)行檢測(cè)，其測(cè)試結(jié)果見表1，通過表1可以看出，改造后除塵變相對(duì)于改造前除塵變耗電量減少27.2%。

表1 改造前后除塵器變電量積數(shù)對(duì)比

3 改造經(jīng)濟(jì)效益分析

在達(dá)到環(huán)保排放標(biāo)準(zhǔn)的前提和除塵效果基本接近的情況下，使用三相電源比使用單相電源節(jié)能27%以上。

三相電源與單相電源相比，其功率因數(shù)的提高對(duì)供電網(wǎng)的質(zhì)量帶來直接益處;三相電源的功率因數(shù)為0.95以上，而單相電源的功率因數(shù)小于0.7，對(duì)供電網(wǎng)質(zhì)量指標(biāo)提高顯著。

在節(jié)能的前提下，使用三相電源有很大的提高除塵效率的空間;電除塵器的擊穿電壓主要由施加到電除塵器的峰值電壓決定，單相電源輸出的電壓波動(dòng)大，其直流電壓與峰值電壓比較差值大，施加到電除塵器上的直流電壓比峰值電壓小得多;三相電源由于其輸出的二次電壓波形紋波系數(shù)小，假設(shè)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)恒定，其平均電壓可以高于單相電源的1.2～1.4倍運(yùn)行，二次有效電流明顯加強(qiáng)，為提高除塵效率提供了極大的空間。

三相電源對(duì)于各種復(fù)雜工況有更好的適應(yīng)能力，同時(shí)為已投產(chǎn)的性能低下的電除塵器提供了相對(duì)經(jīng)濟(jì)的提效途徑。

4 結(jié)束語

電除塵器高壓電源裝置改造前，高壓供電裝置采用DJ－96型二相式高壓供電裝置，將二相380V交流電壓輸入轉(zhuǎn)換成電壓大小可控制的交流電，送至高壓整流變，高壓整流變將交流電升壓、整流成負(fù)高壓脈動(dòng)直流電(單相全控整流)，經(jīng)高壓阻尼電阻及二點(diǎn)式高壓隔離開關(guān)，由高壓直流電纜送至陰極引入室內(nèi)，再經(jīng)高壓阻尼電阻引至電場(chǎng)陰極。提高靜電除塵器的運(yùn)行電壓可以使捕集效率增大，但是除塵器的的運(yùn)行電壓終將受到電暈電極和集塵電極間火花放電的影響。采用火花率為反饋信號(hào)的自動(dòng)調(diào)壓系統(tǒng)，可以讓靜電除塵器保持在最佳火花率下運(yùn)行，在這個(gè)火花率下，捕集效率可達(dá)最大值，這時(shí)，由于電壓提高所取得的效益，恰能抵償由于火花放電所造成的損失。在電除塵器捕集效率不降低的前提下，改進(jìn)電除塵器高壓電源裝置的供電方式，降低高壓電源裝置交流側(cè)的輸入電流，提高直流電源與交流電源的轉(zhuǎn)換效率，節(jié)省更多的廠用電量，是發(fā)電廠除塵系統(tǒng)節(jié)能降耗、提高廠綜合經(jīng)濟(jì)效益的有效途徑之一。

［1］王向紅.電除塵器的高壓供電技術(shù)［J］.寧夏電力，2002(3):24－26.

［2］張昌俊，彭黎輝，張寶芬.靜電除塵器高壓供電控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)［J］.高電壓技術(shù)，2003，29(12):38－39.

［3］劉軍，官威，石健將，等.高壓靜電除塵用電源調(diào)壓特性的分析［J］.高電壓技術(shù)，2009，35(2):344－349.

［4］劉軍，石健將.靜電除塵電源的發(fā)展［J］.環(huán)境工程，2008，26(5):44 －47.

［5］朝澤云，徐至新，鐘和清，等.靜電除塵用高壓供電電源特性淺析［J］.高電壓技術(shù)，2006，32(2):81－83.

［6］沈建勇.靜電除塵器供電控制方式探討［J］.電站輔機(jī)，2003(3):31－32.

［7］譚建榮，馮毅.設(shè)計(jì)知識(shí)建模、演化與應(yīng)用［M］.北京:國(guó)防工業(yè)出版社，2007:205－206.