谈电除尘器节能技术

摘要：本文从电除尘器基础理论出发，分析了影响电除尘器提效节能的主要因素，电除尘器高压供电设备与低压控制设备提效节能的技术措施，提出了节能减排技术方案，为火电厂电除尘器的设计、调试、运行和提效节能提供参考依据。

关键词：电除尘器节能；影响因素；节能技术

中图分类号：TE08文献标识码：A 文章编号：

引言：

随着我国电力工业的高速发展，电除尘器（EP）已成为燃煤电厂安全发电和环境保护必不可少的设备。EP 的电能消耗所占电厂厂用电的比例很小，但是电能消耗的绝对数值还是比较大的。经统计计算，在电除尘器的实际运行中，实际消耗的电能约为理论值的 1500 倍。由此可见，为了达到节能减排的目的，通过改进相关技术，来提高电除尘器有效电能所占的比例，降低无效电能成为必需。

1.影响电除尘器节能的因素

1.1 控制方式的影响

1.1.1 火花整定工作方式

对于 EP 常规高压供电装置, 为了使 EP 除尘效率尽量高, 烟尘排放浓度尽量低,往往工作在火花整定(火花自动跟踪) 工作方式下, 使其运行电压 U2尽量接近火花闪络电压, 二次电流尽量大，即“大功率高能耗”工作方式。不论各燃煤电厂的燃用煤种性质有多大不同, 也不论水泥行业、冶金等行业的工况有多大区别, EP 高压供电装置几乎均运行在火花整定工作方式之下。

1.1.2脉冲供电

脉冲供电工作方式，使火花击穿电压提高，运行电压峰值提高。大幅度减少了电除尘器运行过程中无效和反效电能的消耗，在提高或保证除尘效率的基础上实现电除尘器的节能运行，从而降低电除尘器的运行电耗。

1.1.3间歇供电

间歇供电就是利用常规电源的控制线路，对原有的全波整流输出进行调控，周期性地阻断某些供电波，调整好充电时间和放电时间的比例，在反电晕始发时间到达之前停止供电，并且在粉尘层电压下降至初始的低电压时再恢复供电，使电除尘器能在反电晕得到抑制的条件下运行。

1.2加热控制方式

对电除尘器的阴极支撑绝缘子和阴极振打瓷轴采取密封和加热保温措施，使该处的温度保持在烟气露点温度之上，可以避免灰尘的凝固，压缩或结块导致的堵塞。在加热的条件得以保证时，节能提效又显得非常重要。电除尘器的绝缘子加热控制方式有连续加热控制、恒温加热控制和区间加热控制。选择合适的加热控制方式，则就会对能源进行合理的利用，不会造成浪费。

1.3 二次电晕功率

电除尘器实际运行能耗的多少一般由运行功率来表示，即二次电晕功率。而影响电除尘器二次电晕功率的因素是二次电流的平均值和二次电压的平均值。因此，若想降低电除尘器的实际运行能耗，即降低二次电流与二次电压的平均值。

2.电除尘器节能技术

2.1火花控制技术

根据电除尘器工作原理,电晕极与集尘极之间的气体要产生击穿,两极间才有可能存在着大量的电离子,并有足够的时间与粉尘结合,使粉尘荷电。同时,两极间电压又不应太高,否则一旦电压达到火花放电,两极间气体全部被击穿,这样电离子由一极跃到另一极的时间极短,在两极间的停留时间不够,离子还没来得及与粉尘结合,就跑到另一极去了,粉尘就荷不上电。此时尽管消耗了巨大的能量,但并不能起除尘作用。除尘效率随输入功率的增加有一个极限值。

采用更为先进的火花控制技术后,可以检测非常微弱的火花前兆信号,在火花控制中实现无冲击不关断软控制,电流没有冲击波,电场电压恢复很快,损失极小。应用此项技术,设备即使在高火花频率为8.4 Hz的情况下也能平稳运行,保持稳定的电压电流输出特性,可较大幅度地提高平均电压和平均电流,从而稳定地提高除尘效率。同时,还可针对不同的工况采用不同的火花处理方式:不封锁晶闸管;封锁晶闸管几个半波等;双火花才封锁晶闸管几个半波等。采用火花/能级0跟踪控制,通过预设最大火花率、步长、上升时间及斜率等参数,按折线升压向电场提供最大的平均电压和平均电流,从而稳定提高除尘效率。

该项技术应用后,还可解决因电流变化大、火花发生频繁引起的阻尼电阻和高压隔离开关故障率高的问题,提高电除尘器的投用率。

2.2采用反电晕设备

反电晕就是沉积在收尘极表面上的尘粒层所产生的局部放电现象。若沉积在集尘极的粉尘比电阻不太高,则在集尘极粉尘层上形成的电压降对两极间电压的影响可以不考虑,将不会影响正常的电晕放电。如果粉尘比电阻较高,则电荷不容易释放。随着收尘极上粉尘层的增厚,释放电荷更加困难。此时一方面由于粉尘未能将电荷全部释放,其表面仍有电晕极相同的极性,便排斥后来的荷电粉尘;另一方面,由于粉尘层电荷释放缓慢,于是在粉尘间形成较大的电位差。当电位差大于其击穿电压时,就在粉尘层的孔隙间产生局部击穿,从而产生反电晕现象。电离的正离子在电场力的作用下向阴极运动,中和电晕区带负电的粒子,其结果是电流增大,电压降低,粉尘二次飞扬严重,导致除尘效果下降。在发生反电晕现象时,电流越大,除尘效率越低,能耗越大。

高比电阻粉尘容易出现反电晕,造成除尘效率下降。反电晕自动控制设备可以使供电设备根据工况的变化自动选择运行参数,,自动选择间歇脉冲供电占空比,既获得最佳除尘效率,又达到节能的目的。

2.3减功率振打

振打效果不佳会引起收尘极板严重积灰,造成二次电流严重变小,除尘效率下降。应用减功率振打技术,即当某电场振打时,电除尘器控制设备自动降低该电场的运行参数或改变运行方式,如降低二次电压和二次电流值,或从火花自动跟踪的运行方式变为间歇脉冲供电方式,使极板对粉尘的吸附力下降,确保振打效果,便于清灰。振打结束后又立即恢复到正常运行工况。减功率振打频率可灵活调整,既简便实用,也为解决极板积灰和控制反电晕提供了有效手段,也就提高了除尘效率。

2.4加热装置的改进

2.4.1阴极绝缘子的加热

为了防止电除尘器运行过程中绝缘部件表面积灰结露，在阴极绝缘子外部通常都设置保温箱。目前电除尘器中所用的阴极吊挂保温箱、阴极振打保温箱结构基本相同，即均是在绝缘子外部加一保温箱体，保温箱内安装有电加热器，保温箱侧部或底部设有防尘挡板或防尘罩。

将原有的封闭型的保温箱改为开放型，即使阴极绝缘子的内壁与外壁均与保温箱相通。使电除尘器中的烟气可以通入阴极绝缘子的内、外壁及保温箱内，利用烟气自身的热量通过热传导、对流、辐射等方式对阴极绝缘部件以及所在的保温箱进行加热与恒温，使其内外表面几乎无温差，故完全避免了结露的发生。由于保温箱壳体底部或侧部安装有防尘罩，故粉尘无法进入绝缘子部件内外表面，因而不会造成积灰。同时利用电除尘器内自身的烟气热量对阴极绝缘部分实施加热恒温，故简化了保温箱的结构，也避免了因保温箱电加热器故障所带来的隐患，同时还节省了电能消耗。而且其结构简单，安装与维护也更为

方便。

2.4.2灰斗的加热

灰斗加热系统可以防止粉尘凝固和结块的形成。加热保温方式一般有三种：一是蒸汽加热，即由汽轮机或其他蒸汽源引来蒸汽，通过紧贴灰斗外壁上的盘管进行局部加热；二是自加热，即将烟气在夹套内循环保温，且热灰经振打后，不断地落入灰斗，间接加热了灰斗；三是电加热保温。前两者温度波动较大，后者控制稳定但存在电能的消耗。本文建议由空气预热器出口引来热风进入灰斗夹套内循环保温，经计算表明是可行的。

3.结语：

随着国家环保政策的不断加强，节能减排政策的不断提倡，以及对环境保护重视度的不断提高，电除尘器提效节能的研究也一定会日渐成熟，完全有可能将电除尘器打造成低能耗、低排放、低污染的节能达标低碳型绿色环保设备。

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