电除尘节能技术在发电厂的应用

电除尘节能技术在发电厂的应用

作者：许野

来源：《数字化用户》2013年第28期

【摘要】电除尘器是利用高压电源产生的强电场发生电晕放电，使悬浮尘粒在电场力的作用下，将悬浮尘粒从气体中分离出来的除尘装置，在火力电厂具中有广泛的应用。本文系统地分析了电除尘器的特点，并根据节能环保的理念，总结了电除尘器的工作原理，探讨了电除尘器的除尘效率与阴极线、阳极板、可控硅、整流变、控制器、脉冲供电方式的关系，也提出了相应的节能措施。

【关键词】电除尘节能能源

一、背景

能源是国民经济的基础资源，制约着我国国民经济建设的重要因素。随着国家节能减排力度的加强以及煤炭市场价格的高涨，火电企业面临着严峻的形势，需要自身的节能降耗成为发电企业降低生产成本增强赢利能力的重要手段。电除尘器是火力发电厂重要的环保设备，其工作状况的好坏对机组的稳定运行和经济性有着重要影响。因此，节能降耗，节约用电，提高企业的经济效益，具有十分重要的意义。电除尘器作为工业锅炉的除尘设备，应用广泛，但耗电较多。如何使其既有效除尘，又节约电能，以获得良好的社会经济效益，于是本文对电除尘节能技术在发电厂的应用做了研究。

二、电除尘器的工作原理

当含尘废气从锅炉中被吸引到电除尘器内部，在电除尘器阳极板和阴极线之间施加数万伏的直流高压，由于高压静电场的作用，使进入电除尘器空间的空气充分电离而使得其空间充满带正、负电荷的离子。随气流进入电除尘器内的粉尘粒子与这些正、负离子相碰撞而被荷电。带电尘粒由于受到高压静电场力的作用，分别向除尘器的阴、阳极运动，荷电尘粒到达两极后，分别将自己所带的电荷释放掉，尘粒本身则由于其固有的粘性而附着在极板、极线上，通过振打使其落入灰斗而被收集下来。

三、电除尘器实现提效节能的应用

在电除尘器运行过程中，除尘效率与电晕功率有着直接的关系。在一般情况下，电晕功率越高，除尘效率越高。但在燃用低硫煤、高比电阻粉尘条件下，由于存在反电晕现象，过分增加电除尘器高压供电功率，反而会加重反电晕、引起除尘效率降低。带电后的高比电阻粉尘到达收尘极后，电荷不易释放。另一方面，由于荷电粉尘电荷释放缓慢，于是在粉尘间形成较大的电位梯度。当粉尘层中的电场强度大于其临界值时，就在粉尘层的孔隙间产生局部击穿，产生与电晕极极性相反的正离子，所产生的正离子便向电晕极运动，中和电晕区带负电的粒子，

其结果是电流增大、电压降低，导致收尘性能显著恶化。由此可见，高比电阻粉尘可能产生反电晕现象，消耗更多电能的同时导致收尘效率降低。

四、改进电除尘器的措施

结合目前实际情况，通过推广自动化程度高，控制性能优越，综合性价比高的新一代电除尘系统电源及控制设备来提高电除尘系统运行的自动化水平，节约电除尘系统收尘能耗已是大势所趋。经过研究发现从如下方面改进后的电除尘系统，效果十分显著，具有很大的经济和环保意义。

（一）改进电除尘器的阴极线

经过长期运行后，阴极线由于粉尘冲刷、高温灼烧而发生磨损、氧化、诱她的现象比较严重。由此导致收尘效率下降，必然导致耗电量的增加。在机组A级计划检修时，锅炉检修人员都会进行阴极线的改进。此项工作工作量大，必须机组长期停运，耗时长，改进一次可以管很长的时间，可以在计划性检修的时候使用。

（二）改进电除尘器的阳极板

阳极板面积较大，如要改进，则必须将除尘器外壳解体。对于收尘极的处理，仅需要每次检修进行冲洗即可满足维护要求。工作量虽然大，但是改进收尘极后的具有相当的节能效果。

（三）改进电除尘器的可控硅

可控硅的作用相当于电子开关，其工作原理为通过改变施加于门极与阴极之间（控制回路）的控制电压，来控制阳极和阴极之间（主回路）的通断。通过改造降低自身的功耗，可以提高快速的通断性能就可以显著的提高整个电除尘系统的效率。

（四）改进电除尘器的整流变

整流变相当于一台普通的升变和-组全波整流桥的组合，其结构简单，制造技术相对成熟，更换也是简单方便，但是可以有效的提高节能效果。

（五）改进电除尘器的控制器

高压控制器负责通过调节可控硅触发角来调整整流变输入电压，低压控制器主要负责协调阴极/阳极振打电机、排灰电机、瓷套电加热器、灰斗电加热器、仓壁振动控制的启停和工作时序，通过改进可以有效的提高电除尘的效率。

（六）改进电除尘器的脉冲供电方式

脉冲供电方式充分利用了电感与电容的储能特性，最大限度地提高运行电压、降低运行电流。在维持或略有提高除尘效率的前提下，既避免了电除尘器运行过程中极易出现的反电晕现象，又可将以热能与光能的形式消耗掉的电能节省下来，从而实现大幅度节能。脉冲供电方式是电除尘器电源控制方式的突破，是目前最先进最节能的供电方式之一。

假设常规供电方式下高压控制部分收尘电功率为400kW，能供电方式下高压控制部分收尘电功率仅为90kW，高压控制部分节能幅度为80%左右。

节能计算方法为：节能幅度=[（常规供电模式下的高压输出功率-能供电模式下的高压输出功率）/常规供电模式下的高压输出功率]*100%。

除尘变的耗电率由改进后降低0.15%左右，除尘变的节电幅度达到62.5%。

五、电除尘技术的发展趋势

（一）进一步提高除尘效率，以满足更加严格的排放标准的要求。随着全球节能减排的发展，排放标准将会越来越严格。因此，电厂只能进一步提高除尘效率，同时在保证除尘效率的前提下，应尽可能地节约能源，如采取间歇性供电，以适应残酷的能源竞争。

（二）减少电除尘器基建投资和现有设备改造费用。国内外专家普遍认为：宽间距不但能改善电除尘器的性能，而且有明显的经济效益。对电除尘器进行优化设计，是减少基建投资的重要手段。

六、结论

电除尘器是国际上公认的高效率除尘设备，具有运行可靠，维护方便及电耗低等优点，在保证电除尘效率不降低的前提下，结合电厂的实际运行情况，实施有效的改造可以大幅度降低电除尘的能耗，有效降低了厂用电率延长了设备使用寿命，降低了维护费用为火电企业的节能降耗工作探索出了一条新路，随着节能环保和低碳经济的发展，电除尘技术必将迎来更为广阔的发展空间。