【文章內(nèi)容簡介】 電除塵器的優(yōu)點(diǎn)。旋轉(zhuǎn)電極式電除塵器由前級固定電極電場和后級旋轉(zhuǎn)電極電場組成，旋轉(zhuǎn)電極電場中陽極部分采用旋轉(zhuǎn)的陽極板和旋轉(zhuǎn)的清灰刷。附著于旋轉(zhuǎn)陽極板上的粉塵在尚未達(dá)到形成反電暈的厚度時(shí)，就被布置在非電場區(qū)的旋轉(zhuǎn)清灰刷較徹底地清除，因此不會(huì)產(chǎn)生反電暈現(xiàn)象且沒有二次揚(yáng)塵。 這種新技術(shù)的應(yīng)用不僅可以增加粉塵的有效驅(qū)進(jìn)速度，提高除塵效率，降低電除塵器出口煙塵濃度，減小煤種對除塵效率影響的敏感性，還可以使出口煙塵濃度保持穩(wěn)定。對于改造項(xiàng)目，一般只需將末電場改成旋轉(zhuǎn)電極電場，不需另占場地，無需更換引風(fēng)機(jī)及相關(guān)設(shè)備，經(jīng)濟(jì)、技術(shù)優(yōu)勢更為突出。 旋轉(zhuǎn)電極式電除塵器不僅具有明顯的技術(shù)優(yōu)勢，還具有較好的經(jīng)濟(jì)性。與常規(guī)電除塵器相比，使用旋轉(zhuǎn)電極式電除塵器電耗可節(jié)約 15％左右。與袋式除塵器相比，旋轉(zhuǎn)電極式電除塵器維護(hù)費(fèi)用低、性價(jià)比更高。旋轉(zhuǎn)電極式電除塵器具有上述優(yōu)點(diǎn)。 但是，旋轉(zhuǎn)電極式電除塵器存在著尚未得到有效克服的現(xiàn)實(shí)問題：有電除塵改造過程中，由于旋轉(zhuǎn)電極電除塵需要更多的安裝面積（是常規(guī)一個(gè)電場的 倍面積），可能影響除塵器出口與引風(fēng)機(jī)的煙道連接，間接影響后續(xù)煙氣的流動(dòng)，甚至反過來影響除塵效果。多的電機(jī)驅(qū)動(dòng)，任何安裝疏失或極板的變形都可能影響除塵器運(yùn)行（比如，極板的掉落可能卡死使得電除塵不得不退出運(yùn)行）。的運(yùn)行、檢修強(qiáng)度。 從目前在用機(jī)組的實(shí)際使用效果看，減排效果不理想，運(yùn)行不穩(wěn)定，多有發(fā)生機(jī)械故障停運(yùn)的現(xiàn)象。 ④. 徑流式電除塵器： 徑流式電除塵器，采用旋轉(zhuǎn)橫向電極電場結(jié)構(gòu)，移動(dòng)陽極板采用鎳基泡沫金屬材料，具有新穎性，對細(xì)顆粒物（）具有很好的捕集效果，可用于電除塵器末級粉塵的捕集。發(fā)電有限責(zé)任公司二期 2600MW機(jī)組電除塵器增效節(jié)能改造工程可行性研究報(bào)告 14 / 46 但是，從目前為止僅有的兩個(gè)比較小型的實(shí)驗(yàn)性工程實(shí)施情況看，效果不穩(wěn)定，而且，旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的故障以及陽極板的堵塞將是不可避免現(xiàn)實(shí)問題。 ⑤. 低低溫?zé)煔鈸Q熱器:低低溫省煤器技術(shù)是為了適應(yīng)電廠進(jìn)一步提高熱力系統(tǒng)循環(huán)效率而采取的一種在煙氣排放過程中進(jìn)一步吸收煙氣中含有的可以利用的潛在熱量的新的回?zé)峒訜嵝路椒?。由于在除塵器入口前安裝了低低溫省煤器，使得進(jìn)入除塵器的煙溫大幅度降低，可起到以下作用：①煙氣流量變小，流速變緩，改善了除塵器工作環(huán)境；②降低煙塵的比電阻；③講煙溫降到熱力學(xué)酸露點(diǎn)以下（工程學(xué)酸露點(diǎn)以上），SO 3形成適量酸汽，吸附與粉塵吸附在一起，起到與煙氣調(diào)質(zhì)或微顆粒凝聚異曲同工的作用，間接的提高了除塵效率，而且，能減輕后續(xù)脫硫負(fù)擔(dān)，還能減少對后面設(shè)備的酸腐蝕。本工程，溫度從 130℃降到 90℃左右，從經(jīng)驗(yàn)看，一般可以起到減排 20%的功效。⑥. 煙氣調(diào)質(zhì)或微顆粒凝聚:煙氣調(diào)質(zhì)技術(shù)利用煙氣成分特性，采用酸性介質(zhì)中和灰分中的堿性成分，降低影響煙氣除塵效率中的灰分成分；微顆粒凝聚技術(shù)是目前解決灰分中小顆?；曳值妮o助措施。該類技術(shù)主要為輔助除塵技術(shù)，能夠一定程度地改善除塵效果。但是，其運(yùn)營成本以及對環(huán)境的綜合負(fù)擔(dān)，成為長期使用的現(xiàn)實(shí)障礙。⑦. 本體擴(kuò)容：通過增加電場或加高加寬，增大集塵面積，以提高除塵效率。本工程除塵器區(qū)域設(shè)備連接緊湊，在現(xiàn)有場地條件下沒有除塵器增容空間，理由如下：a.除塵器尾部與引風(fēng)機(jī)連接緊湊，除塵器尾部煙道直接向下引入引風(fēng)機(jī)，除塵器尾部柱腳距引風(fēng)機(jī)室距離不足 3m，且引風(fēng)機(jī)室后方由于有脫硫煙道無法向后移動(dòng)，因而除塵器沒有向后增容的空間。b. 目前國內(nèi)陽極板高度設(shè)計(jì)最大為，因而陽極板高度增加對除塵器收塵面積增加的影響很小。 ⑧. 橫向陽極板：眾說周知，常規(guī)的集塵極板是順著氣流安裝的，而橫向集塵極板是橫過來逆著氣流安裝的。這樣可以把常規(guī)氣流帶著粉塵離開極板的趨勢，轉(zhuǎn)變?yōu)榇迪驑O板的趨勢，也可以說把氣流流向?qū)瘔m極板不利的因素轉(zhuǎn)化為有利因素。通發(fā)電有限責(zé)任公司二期 2600MW機(jī)組電除塵器增效節(jié)能改造工程可行性研究報(bào)告 15 / 46常電除塵設(shè)計(jì)是按照多依奇公式：η=1e Aω/Q ，把粉塵遷移速度 ω 看作常數(shù)，要提高除塵效率 η，在風(fēng)量 Q 一定的情況下，勢必要提高集塵面積 A，也就是說對原有排放不達(dá)標(biāo)的除塵器要改造成達(dá)標(biāo)，勢必要加寬或加長或加高，通常的做法是增加一級電除塵。但如果現(xiàn)場空間不夠的情況下，這種改造就顯得無能為力。研究表明，通常被看作常數(shù)的 ω，完全可以通過電極結(jié)構(gòu)和氣流方向的改變來最大限度提高，從而提高除塵效率，橫向極板就是極為有效的措施。研究結(jié)表明；縱向極板改造為橫向雙層極板，其 ω 可以提高 5 倍，其 1 個(gè)電場可以頂 3 縱向電場。這就是為原來排放不達(dá)標(biāo)的電除塵，在外形尺寸不變動(dòng)的情況下，只進(jìn)行內(nèi)部改造本體使除塵器排放達(dá)標(biāo)成為現(xiàn)實(shí)。電除塵器效率與粉塵驅(qū)進(jìn)速度、比集塵面積的大小有關(guān)。在電除塵器尺寸一定的前提下，比集塵面積愈大、驅(qū)進(jìn)速度愈大除塵效率愈高。因此，在煙氣量一定的條件下，要提高電除塵器的效率，必須增加收塵的面積（即比集塵面積）或粉塵驅(qū)進(jìn)速度。如果保證出口煙塵排放≤30 mg/Nm179。時(shí)，除塵效率需要達(dá)到理論上 %的除塵效率（入口濃度 60 g/Nm179。），因此至少要將原除塵器收塵板的面積或驅(qū)進(jìn)速度增加 1～2 倍，這樣才能在理論上滿足除塵器出口達(dá)到排放≤30 mg/Nm179。因此，雙層橫向極板電除塵器技術(shù),是一個(gè)雙層橫向極板電場可以達(dá)到常規(guī)電場 2～3 倍除塵效果的新型技術(shù)。綜上所述，某發(fā)電有限責(zé)任公司 2600MW 機(jī)組電除塵器本體改造可采用以下兩種有效且安全可靠的方式是低低溫省煤器和橫向雙層極板。從本體上確保提高除塵效率。 電控系統(tǒng)及其技術(shù)分析 靜電除塵原理及主要電源靜電除塵電源是靜電除塵裝置的核心部分，其性能直接影響除塵的效率。在追求不斷提高除塵效率的過程中，其結(jié)構(gòu)不斷改進(jìn)，性能不斷提升。目前，工頻電源的明顯有效的替代產(chǎn)品有：；；。發(fā)電有限責(zé)任公司二期 2600MW機(jī)組電除塵器增效節(jié)能改造工程可行性研究報(bào)告 16 / 46 電除塵器除塵主要依托的是電暈放電原理，如下圖 31 所示。通常電除塵器電暈線是細(xì)長的金屬線，上面布滿了芒刺線。當(dāng)電暈線與陽極板之間加高壓直流電時(shí)，兩極之間將形成不均勻電場，離電暈線越近，電場強(qiáng)度就越強(qiáng)；當(dāng)電暈線附近的一個(gè)很小區(qū)域內(nèi)(一般為 2～3mm)電場強(qiáng)度大至某一值時(shí)，在電暈線附近的少量游離子在電場力的作用下被加速至很高的速度，并在運(yùn)動(dòng)中與中性氣體相碰撞，使氣體分子電離為正離子和電子。自由電子獲得了足夠的能量，它和氣體分子碰撞產(chǎn)生正離子和新的電子，而新生的電子立刻又參與到碰撞電離中去，使得電離過程加強(qiáng)，生成更多的正離子和電子。這樣，由于在電子的行程上新生成電子不斷參加碰撞電離，結(jié)果氣體中的電子像雪崩似的增長，形成電子崩，遷移率較大的電子集中在“崩”的頭部迅速向陽極方向發(fā)展，而正離子則留在“崩”尾向陰極加速并撞擊陰極使其釋放出達(dá)到自持放電所必須的二次電子。因此，在電暈極附近的狹小區(qū)域就產(chǎn)生了放電條件，形成電暈，這就是電暈形成的機(jī)理。在強(qiáng)電場區(qū)以外(電暈外區(qū))，電子逐漸減慢到小于碰撞電離所必需的速度(多次碰撞后動(dòng)能減少)，并附著在氣體分子上形成負(fù)離子向陽極運(yùn)動(dòng)，其運(yùn)動(dòng)速度和它們的電荷及電場強(qiáng)度成比例。這些氣體離子構(gòu)成了電暈外區(qū)的電暈電流，這時(shí)如含塵的煙氣進(jìn)入電場，其中塵粒將被負(fù)離子碰撞而荷電，形成負(fù)粒子，而負(fù)粒子在電場力作用下向陽極(集塵極)運(yùn)動(dòng)，以達(dá)到收塵的目的。當(dāng)集塵極板上的粉塵達(dá)到一定厚度時(shí)，再通過振打裝置使粉塵落入下部灰斗，再把灰塵通過輸灰裝置輸送出去，即完成了整個(gè)除塵工作。反電暈是沉積在收塵極表面上高比電阻粉塵層產(chǎn)生的局部放電現(xiàn)象。靜電除塵器在處理高比電阻(510 10Ωcm)粉塵時(shí)，隨著沉積在極板上的粉塵層增厚，電荷釋放更加困難。此時(shí)，一方面由于粉塵層未能將電荷全部釋放，其表電除塵器工作原理發(fā)電有限責(zé)任公司二期 2600MW機(jī)組電除塵器增效節(jié)能改造工程可行性研究報(bào)告 17 / 46面仍有與電暈極相同的極性，便排斥后來的荷電粉塵；另一方面，由于荷電粉塵電荷釋放緩慢，于是在粉塵間形成較大的電位梯度。當(dāng)粉塵層中的電場強(qiáng)度大于其臨界值時(shí)，就在粉塵層的孔隙間產(chǎn)生局部擊穿，產(chǎn)生與電暈極極性相反的正離子，并向電暈極運(yùn)動(dòng)。高比電阻粉塵可能產(chǎn)生反電暈現(xiàn)象，致使收塵效率降低。電除塵器供電控制設(shè)備在適應(yīng)運(yùn)行工況的要求和提高電除塵器整體性能方面起著重要作用，因此，對電除塵器的運(yùn)行能耗進(jìn)行深入分析研究，開發(fā)新的電除塵器供電技術(shù)，通過電源供電技術(shù)的改進(jìn)，充分挖掘現(xiàn)有電除塵系統(tǒng)的潛力，實(shí)現(xiàn)電除塵器的節(jié)能、高效運(yùn)行，具有重大的技術(shù)意義和經(jīng)濟(jì)意義。當(dāng)煙氣量為 106m3/h 時(shí)，在理想狀況下電除塵器達(dá)到較高的除塵效率僅需要一千多瓦的電功率，雖然在實(shí)際狀況下由于二次揚(yáng)塵、氣流分布不均勻、電除塵器供電特性等因素的影響，電除塵運(yùn)行消耗的能量會(huì)高于理論值，但也會(huì)在合理的范圍內(nèi)。然而，在實(shí)際工程應(yīng)用中為了達(dá)到設(shè)計(jì)除塵效率，往往需要幾千千瓦的電功率，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于理論分析值。經(jīng)過分析研究發(fā)現(xiàn)，出現(xiàn)如此大的差距主要是因?yàn)槌Ｒ?guī)大功率大功耗工作方式下的電能利用率極低。電除塵器在實(shí)際運(yùn)行過程中，用于高壓收塵的電能消耗可分為四類：一是用于粉塵的荷電與捕集的電能，稱為“有效”電能；二是對粉塵的荷電與捕集起破壞作用的電能，稱“反效”電能，如反電暈、二次揚(yáng)塵等；三是介于上述兩者之間，既無利也無害的電能，稱為“無效”電能，如電暈放電過程中沒有用于粉塵的荷電與捕集的多余電荷等，這部分被浪費(fèi)的電能亦稱“浪費(fèi)”電能；四是從 380V 交流動(dòng)力電源轉(zhuǎn)換為脈動(dòng)直流負(fù)高壓輸出所消耗的電能稱為固有能耗（轉(zhuǎn)換效率）。在電除塵器實(shí)際運(yùn)行過程中，有效、反效、無效電能是交織在一起的；在總的電能消耗中，有效電能的比例很小，反效和無效電能占了絕大部分。因此，通過先進(jìn)的技術(shù)措施提高有效電能比例，降低反效與無效電能比例，可進(jìn)一步提高電除塵器的除塵效率、降低煙塵排放濃度并大幅降低電能消耗。 a. 高頻電源：發(fā)電有限責(zé)任公司二期 2600MW機(jī)組電除塵器增效節(jié)能改造工程可行性研究報(bào)告 18 / 46高頻靜電除塵電源采用了大功率高頻功率器件(如 IGBT)、高頻升壓變壓器以及高頻調(diào)制技術(shù)的新一代靜電除塵電源。三相交流電通過整流后在母線電容上得到直流電壓，然后通過高頻逆變、高頻升壓變壓器、高壓整流，最終在靜電除塵器上得到直流負(fù)高壓。但是，實(shí)際應(yīng)用中，高頻電源的減排效果并沒有廠家宣傳那么有效。國內(nèi)應(yīng)用高頻電源的用戶調(diào)查顯示，高頻電源和常規(guī)工頻電源相比，就連美國原裝進(jìn)口的產(chǎn)品，其減排增效也達(dá)不到 20%，國產(chǎn)的高頻電源減排效果只有 10%左右。另外，高頻電源對煤種的適應(yīng)性較差，尤其對高比電阻和細(xì)微粉塵處理效果不好。因此，從環(huán)保達(dá)標(biāo)角度看，其選擇意義不大。b. 脈沖電源：脈沖電源是混合供電模式，即是指在靜電除塵器直流供電的基礎(chǔ)上疊加高頻脈沖電壓。主要由基礎(chǔ)電壓調(diào)節(jié)電路、脈沖產(chǎn)生電路、保護(hù)電路、脈沖幅值調(diào)節(jié)電路等組成。直流疊加高頻脈沖電壓供電形式的優(yōu)點(diǎn)是：①脈沖電壓持續(xù)時(shí)間短，不易觸發(fā)閃絡(luò)；②脈沖電壓幅值高，可增加粉塵的荷電量，進(jìn)而增加粉塵驅(qū)進(jìn)速度提高除塵效率；③采用單獨(dú)的脈沖電壓源，高壓脈沖可以以較高的頻率產(chǎn)生；采用間歇脈沖供電技術(shù)來克服高比電阻粉塵引起的反電暈，根據(jù)工況條件變化自動(dòng)選擇工作方式（選擇間歇脈沖供電的占空比）、自動(dòng)選擇運(yùn)行參數(shù)，可以提高除塵效率而且還可以大量節(jié)約電能。但是,目前為止，脈沖電源的實(shí)際環(huán)保功效和和節(jié)能效果尚未在國內(nèi)火電機(jī)組上得到驗(yàn)證，還未取得在適應(yīng)不同煤種的情況下的充分的支持?jǐn)?shù)據(jù)。c. 軟穩(wěn)電源：所謂“軟穩(wěn)”,就是電源輸出的是瞬時(shí)工況下的火花始發(fā)點(diǎn)下的臨界電壓，其“穩(wěn)”特性，不受隨燃用煤質(zhì)、煙氣濕度、機(jī)組負(fù)荷以及電網(wǎng)周波的等因素的波動(dòng)的影響，除塵有效性是常規(guī)電源的 2 倍以上，同時(shí)節(jié)能 50%以上。半個(gè)多世紀(jì)以來，一直遵循世界電除塵權(quán)威美國學(xué)者懷特先生提出的理論：電除塵工作的最佳點(diǎn)是在火花始發(fā)點(diǎn)以上某一處“最佳火花率”地方，因此，現(xiàn)在大型或特大型的電除塵器,都是通過微電子技術(shù)，火花自動(dòng)跟蹤，自動(dòng)抑制把電源工作點(diǎn)調(diào)整在“最佳火花率”狀態(tài)下運(yùn)行。而“軟穩(wěn)電源”，則突破了發(fā)電有限責(zé)任公司二期 2600MW機(jī)組電除塵器增效節(jié)能改造工程可行性研究報(bào)告 19 / 46統(tǒng)治百年的懷特理論。在理論方面，該技術(shù)突破了常規(guī)的“最佳火花率”觀念，認(rèn)為火花放電對除塵不作貢獻(xiàn)，屬于“無效”和“反效”。因而，“軟穩(wěn)”電源最大的特點(diǎn)是避免火花放電，工作電壓一直穩(wěn)定在火花始發(fā)點(diǎn)以下的臨界處。在現(xiàn)有的所有電源中，最大限度地抑制“無效”和“反效”，最大幅度地提高了“有效”占比，獲得了最顯著的除塵和節(jié)電效果。當(dāng)前應(yīng)用于大型火電廠的軟穩(wěn)電源技術(shù)已經(jīng)是該系列的第三代產(chǎn)品，三代科研人員歷經(jīng)三十余年的不斷研發(fā)，不斷突破的成果。其第一代技術(shù)，早在1990 年就被國家科委（國家科學(xué)技術(shù)部的前身）列入全國第一批推廣項(xiàng)目（編號：I5131）,但由于其輸出功率較小，輸出高壓電流在 10mA 以內(nèi)，不能滿足電力行業(yè)的要求。2022 年開始，主振元件采用可控硅，功率較大，輸出高壓電流可達(dá) 1050mA。2022 年以后，主振元件采用 IGBT,功率可以做得很大，輸出功率可達(dá)到 10KW，電流可達(dá) 800MA 以上，能適應(yīng)大規(guī)模的電廠除塵。軟穩(wěn)電源技術(shù)已在國內(nèi)高比電阻燃煤大容量機(jī)組的電除塵上實(shí)施應(yīng)用，并通過了市、自治區(qū)、國家環(huán)科院等權(quán)威機(jī)構(gòu)的測試鑒定。 以上三種電源為當(dāng)今著力發(fā)展的可以提高電除塵能效，同時(shí)減少電耗的主要電源。 不同電源供電原理的比較分析