探讨电除尘性能优化和节能

探讨电除尘性能优化和节能

刘嘉仪

大唐国际发电股份有限公司陡河热电分公司

摘要：电除尘节能减排技术的改造，减少了电厂烟气污染物的排放，确保电厂达到排放标准，大幅减少电厂污染物排放，提高了电除尘环节的智能性，降低了人工成本。减少设施零件等损耗，可有效降低电厂检修维护成本。更重要的是，若电厂改造优化电除尘节能减排技术，达到国家排放标准，能获得电价补贴和地方政府的相关福利。总之，改进电除尘节能减排技术能降低电厂运营成本，获得国家补贴，创造长期经济效益。

本文对电除尘性能优化和节能进行了探讨。

        关键词：电除尘；性能优化；节能

1、电除尘概述

        电除尘一般指静电除尘，是气体除尘方法的一种。含尘气体经高压静电场时被电分离，尘粒与负离子结合带上负电后，趋向阳极表面放电而沉积。在冶金、化学等工业中用以净化气体或回收有用尘粒。利用静电场使气体电离，使尘粒带电吸附到电极上的收尘方法。在强电场中空气分子被电离为正离子和电子，电子奔向正极过程中遇到尘粒，使尘粒带负电吸附到正极被收集[1]。

2、电除尘器技术存在的问题分析

2.1烟尘排放标准不断严格

随着时代的进步，按照某一时代的排放标准设计的静电除尘器不能得到改善，电场数量少于集尘区域;此外，即使在静电除尘器的同一时期，随着运行时间的推移，设备的老化也会导致除尘效率显著下降。

2.2烟气工况变化

由于煤炭资源短缺或为了节省成本，电厂锅炉经常变化。或者使用循环流化床锅炉，由于实际煤类型与设计煤类型之间的较大偏差而导致烟气操作条件的变化。

2.3选型设计不合理

选择是确定静电除尘器是否符合设计规格的关键。静电除尘器的选择规格小，电场数少，集尘面积小是目前最突出的问题[2]。

2.4运行管理问题

    第一，对电除尘器“三分技术，七分管理”对概念认识不足，没有严格科学的操作，维护和管理程序;

    第二，技术实力不足。由于静电除尘器存在这些问题，特别是新排放标准的颁布和实施以及国家对PM2.5的逐步重视，ESP技术面临着“高效电阻除尘效率低”及“第二次灰尘增加了烟尘排放的浓度”两个技术瓶颈的挑战。因此，亟须创新性的除尘技术。

3、减排节能电除尘新技术的应用

3.1余热利用提效技术

    针对电力发电领域来说，因为煤粉变粗、煤的含水量相对较大等因素的影响，使得锅炉排放烟雾温度逐渐升高，在某种程度上将会给电除尘器整体运行带来不利影响。烟尘温度较高，对静电除尘器的影响主要体现在两个方面。导致电除尘器在进行烟尘处理的过程中，消耗的时间相对减少，影响除尘整体效果。其次，高温烟雾将会使得电场击穿电压逐渐减少，提升气体分子之间的间距，给电子和其碰撞提供了条件，以此加剧电离效益发生概率。鉴于这些问题，市场上已经引入了一种新型静电除尘器。这不仅可以有效提高静电除尘器的工作效率，还可以达到理想的除尘效果，具有节能的特点。

3.2高频供电技术

    在火力发电厂中，所使用的电源通常基于50Hz范围内的电源，而高频电源将需要受到诸如电子和微电子技术的影响。借助波形转换以及迎合电除尘电力需求，其具备的优势有两点，一个是高效率。假设给电除尘器应用的电源为高频电源，可以借助高频电源自身具备的电气特性和放电能力，把电除尘效率提升至多倍，以此减少烟气排放量。其次，节能。在同时应用高频电源的情况下，高频供电技能能够将电除尘效率因数提升到0.9左右，以此达到减少能源消耗的效果[3]。

  3.3三氧化硫调质技术
    三氧化硫是火电厂烟气中最重要的污染物。或者它可以减少排放的三氧化硫对周围环境的影响，以达到国家减排目标。三氧化硫烟气淬火技术可以通过一系列方式将一定比例的三氧化硫和烟气中的水分转化为酸性气溶胶。这种溶胶可以利用除尘器将其附着在粉尘表面，以此起到电除尘的目的。
3.4气流分布技术
    在改造火电厂电除尘技术的过程中，要抓好烟尘成分的探索，开发出迎合气流分布的新技术。该项技术需要在对大规模电除尘器中气流分布以及浓度分布给排放量造成影响加以思考，例如，在电除尘中阻流板、烟道设定不合理给气流分布造成不利影响，使得排放量严重超出对应标准。要想将气流分布不均衡给其造成的影响进行处理，气流分布技术需要从原始检查环节入手，通过一系列测试和实践，对静电除尘器内部框架和气道中的空气分配装置的安装进行了调查。确定了影响气流分布的主要因素，并采取相应措施。该项技术一般是借助较为烦琐的运算明确对应的修改方案，以此在确保气流室内气流分布均衡的基础上，极大限度的提升电除尘工作效率。
4、电除尘性能优化和节能改造的具体策略
    4.1元器件升级
    偏励磁故障高发的重要原因是控制系统造成的，在控制系统中，涉及两个重要模块，主控板与综合板。电除尘设备的控制系统，主控板的主要作用便是控制脉冲的发出与长度，通过内部电路将信号由综合板传递给触发极。作为电除尘设备的重要控制系统，需要采集设备运转过程中的信号，确保系统稳定可靠。

    作为主控板与综合板之间的接口，485接口采用平衡驱动器与差分接收器的组合方式，有效提高了控制电路的抗干扰能力。在设备运行过程中，高压柜的内干扰较强，影响到了系统的稳定，导致可控硅导通一个产生“偏励磁”故障。为解决这种故障，需要采取有效的元器件升级。在两模块之间强化抗干扰防护，解决此类故障。
    综合板与触发极之间的回路有两路，在设备运行过程中，主控板的指令需要通过电路的放大来达到输出的目的。两路电路之间相互独立，不过为了提高可靠性，在改造中需要将供电电源接入电路，有效解决电源不稳的问题，导致难以驱动可控硅，产生“偏励磁”故障。控制系统的脉冲在发出后，会通过继电器KM2的两个节点，然后到达触发极。如果出现中间继电器无法闭合等情况，会造成电路偏励磁现象。采用稳定性高的中间继电器，可以加强系统的稳定性，通过将欧姆龙MY2N-J型继电器焊接在板块上，有效提高设备的稳定性。
    4.2采取间歇供电
    在电除尘设备中，出现反电晕时候，电路会出现电流上升、电压下降的情况，这种缓慢下降会影响到电路的稳定。反电晕现象的出现，是由于粉尘浓度较大，会对整体电路造成一定负面影响，降低了静电除尘的效果。根据相关研究，需要采取一定的间歇供电的方式，来抑制反电晕现象。在电路中，使用闭锁脉冲中断供电，将粉尘的电压暂时下降，达到了一定可靠稳定的数值之后，再次恢复电路供电，如此反复来实现对反电晕现象的抑制，解决电晕粉封闭故障。电除尘在运行中，可控硅导通与闭合是控制电场的主要方式，通过设置闭锁时间之后，可以有效抑制反电晕现象，避免粉尘层被高压击穿，导致除尘效果减低，也不利于整体系统的稳定。采取双半波间歇供电方式，可以有效降低反电晕现象的发生频率，更重要的是节约了能源。在2：4的双半波供电方式整个，能够有效节约60%的电力。通过间歇供电，采取合适的电场占空比，能够有效提高粉尘的过滤效果。在测试中，对于首电场采取全波供电，对于中电场可以采用2：2的供电方式，后电场可以使用2：4的方式来实现供电系统的节能，并且提高了粉尘过滤效果。
5、结束语：
综上所述，电除尘作为电力系统的重要组成部分，需加大投入，不断改造电除尘设备，提高电除尘性能，降低企业能耗，提高电除尘设备的稳定性。当前节能减排电除尘技术在应用方面依旧含有较大的发展空间，并且各项新型技术的运用，需要结合电厂的实际状况，在对新技术应用的过程中，也需要结合工程真实状况对其加以适当改善，为了满足节能减排的要求，优化了效益。
参考文献：
[1]王建平.电除尘性能优化和节能[J].中国电业，2020(06):36-39.
[2]胡常春.电厂电除尘节能减排技术改造分析[J].发电设备,2019,30(04):254-256.
[3]高峰,赵曙伟.高频电源电除尘的节能减排效应[J].广东电力,2018,28(07):36-39.