燃煤電廠電除塵器的節(jié)能改造與應(yīng)用

楊俊華

【摘 要】本文簡紹了燃煤電廠電除塵器節(jié)能改造的工作原理以及技術(shù)特點(diǎn)，對電除塵器節(jié)能改造的必要性進(jìn)行了分析，并給出了燃煤電廠電除塵節(jié)能改造的具體方案。

【關(guān)鍵詞】電除塵 ?提效節(jié)能 ?應(yīng)用 ?方案

1、前言

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，人民生活水平的日益提高，環(huán)境保護(hù)日益受到重視。節(jié)能減排已成為國家實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略和轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)增長方式的必然要求，國家不斷加大對企業(yè)節(jié)能減排的監(jiān)督檢查力度，鼓勵(lì)使用節(jié)能設(shè)備和采用節(jié)能模式，以提高資源的利用率。電除塵器是火力發(fā)電廠重要的環(huán)保設(shè)備，也是一個(gè)能耗很高的設(shè)備，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，目前電除塵器的耗電量約占整臺(tái)機(jī)組發(fā)電容量的0.3～0.6%。如果能夠在保證電除塵器正常運(yùn)行、除塵效率不降低或有提高的前提下，降低電除塵器的電耗，提高電除塵器的運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性，對于發(fā)電廠來說具有巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

2、電除塵器結(jié)構(gòu)原理

2.1電除塵器的工作原理

當(dāng)含塵煙氣從鍋爐中被吸引到電除塵器內(nèi)部，在電除塵器陽極板和陰極線之間施加數(shù)萬伏的直流高壓，由于高壓靜電場的作用，使進(jìn)入電除塵器空間的空氣充分電離而使得其空間充滿帶正、負(fù)電荷的離子。隨氣流進(jìn)入電除塵器內(nèi)的粉塵粒子與這些正、負(fù)離子相碰撞而被荷電。帶電塵粒由于受到高壓靜電場力的作用，分別向除塵器的陰、陽極運(yùn)動(dòng)，荷電塵粒到達(dá)兩極后，分別將自己所帶的電荷釋放掉，塵粒本身則由于其固有的粘性而附著在極板、極線上，通過振打使其落入灰斗而被收集下來。

2.2電除塵器節(jié)能原理

在電除塵器運(yùn)行過程中，除塵效率與電暈功率有著直接的關(guān)系。在一般情況下，電暈功率越高，除塵效率越高。但在燃煤品質(zhì)低下、灰分含量高的條件下，由于灰份比電阻值大，在電場內(nèi)部經(jīng)常性存在反電暈現(xiàn)象，這時(shí)若過分增加電除塵器高壓供電功率，反而會(huì)加重反電暈、引起除塵效率降低。所謂反電暈就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。荷電后的高比電阻粉塵到達(dá)收塵極后，電荷不易釋放。隨著沉積在極板上的粉塵層增厚，釋放電荷更加困難。此時(shí)一方面由于粉塵層未能將電荷全部釋放，其表面仍有電暈極相同的極性，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，所產(chǎn)生的正離子便向電暈極運(yùn)動(dòng)，中和電暈區(qū)帶負(fù)電的粒子，其結(jié)果是電流增大、電壓降低，導(dǎo)致收塵性能顯著惡化。由此可見，高比電阻粉塵可能產(chǎn)生反電暈現(xiàn)象，消耗更多電能的同時(shí)導(dǎo)致收塵效率降低。

理論分析和實(shí)踐證明，采用間歇脈沖供電技術(shù)可以克服高比電阻粉塵引起的反電暈，不但減少電除塵功率消耗，而且可以可以提高除塵效率。

另外，現(xiàn)階段國內(nèi)火電廠機(jī)組負(fù)荷經(jīng)常會(huì)在50%～100%區(qū)間波動(dòng)，可以說負(fù)荷變化比較大。當(dāng)機(jī)組負(fù)荷變化時(shí)，如果電除塵一直運(yùn)行在某一固定模式下，在保證電除塵排放達(dá)標(biāo)的前提下，將會(huì)白白浪費(fèi)大量電能。在這種條件下我們可以采取降低電除塵器電壓和電流極限，進(jìn)而降低運(yùn)行功率來實(shí)現(xiàn)保效節(jié)能。

3、電除塵器提效節(jié)能的必要性分析

隨著社會(huì)的不斷進(jìn)步與科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，人們越來越關(guān)心我們賴以生存的地球，世界上大多數(shù)國家也充分認(rèn)識(shí)到了環(huán)境對我們?nèi)祟惏l(fā)展的重要性。各國都在采取積極有效的措施改善環(huán)境，減少污染。這其中最為重要也是最為緊迫的問題就是能源問題，要從根本上解決能源問題，除了尋找新的能源，節(jié)能是關(guān)鍵的也是目前最直接有效的重要措施。

在當(dāng)前國家倡導(dǎo)節(jié)能減排的大背景下，既要實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放，又要確保設(shè)備運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性，是企業(yè)面臨的急迫問題。電除塵器是火電廠用電較大的主要設(shè)備之一，一般情況下電除塵器的耗電量約占機(jī)組容量的0.3～0.6%，如300MW機(jī)組配套的四電廠除塵器，其用電量高達(dá)1300KW.h左右。對原有電除塵器進(jìn)行節(jié)能改造，提高電除塵器電能的利用率，大幅度降低電除塵器的能耗，不僅對電力企業(yè)的節(jié)能、減少企業(yè)成本性支出有重要意義，而且也是電力企業(yè)綠色發(fā)展、環(huán)保發(fā)展、建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型企業(yè)的有效途徑。

4、電除塵器提效節(jié)能改造方案

電除塵器在運(yùn)行過程中，用于高壓收塵的電耗可分為3類：

（1）用于粉塵的荷電與捕集的電能，稱為“有效”電能;

（2）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;

（3）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，沒有用于粉電能亦稱“浪費(fèi)”電能。

電除塵過程中，有效、反效、無效電能是交織在一起的。實(shí)際上，在總的電能消耗中，有效電能很少，反效和無效電能占絕大部分。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，則可使電除塵器在原有基礎(chǔ)上達(dá)到進(jìn)一步提高除塵效率、降低煙塵排放濃度，并同時(shí)降低電能消耗的目的。

綜合以上電除塵器的耗電因素分析，提出以下改造方案：

4.1改進(jìn)電除塵器的陰極線

經(jīng)過長期運(yùn)行后，陰極線由于粉塵沖刷、高溫灼燒而發(fā)生磨損、氧化的現(xiàn)象比較嚴(yán)重。由此導(dǎo)致收塵效率下降，必然導(dǎo)致耗電量的增加。在機(jī)組A級計(jì)劃檢修時(shí)，檢修人員都會(huì)進(jìn)行陰極線的改進(jìn)。此項(xiàng)工作工作量大，必須機(jī)組長期停運(yùn)，耗時(shí)長，改進(jìn)一次可以管很長的時(shí)間，可以在計(jì)劃性檢修的時(shí)候使用。

4.2取消電除塵器的整流變

整流變相當(dāng)于一臺(tái)普通的升變和一組全波整流橋的組合，老式整流變電耗大且維護(hù)繁瑣，采用新型高頻電源其結(jié)構(gòu)簡單，制造技術(shù)相對成熟，可以有效提高節(jié)能效果。

4.3改進(jìn)電除塵高壓供電方式

常規(guī)情況下，電場供電一般采用持續(xù)直流供電方式，為了使電除塵器的除塵效率盡量高，煙塵排放濃度盡量低，電源往往工作在火花率整定方式下，電除塵器運(yùn)行中的二次電壓和二次電流很大，有時(shí)部分參數(shù)接近于額定值，能耗較大。近年來國內(nèi)電除塵控制系統(tǒng)廠家致力于研究電除塵系統(tǒng)的節(jié)能方法，間隙供電或簡易脈沖供電技術(shù)在電除塵器高壓供電方式上得到開發(fā)應(yīng)用，這兩種供電方式的運(yùn)用能夠大幅度減少電除塵器運(yùn)行中的無效和反效電能的消耗，提高有效電能的比例。

4.4采用斷電振打或降壓振打

通過對電除塵極板實(shí)施斷電振打，即某電場進(jìn)行振打時(shí)，對本區(qū)域高壓柜進(jìn)行斷電，降低粉塵粘附力，提高對極板和極線的振打效果，減少積灰，并以此維持電除塵長時(shí)間運(yùn)行在極板、極線比較干凈的狀態(tài)，為電除塵節(jié)能提供必要的條件。

降壓振打的目的是為了使陽極板有更好的清灰效果，具有靈活的控制功能，能實(shí)現(xiàn)高低壓設(shè)備協(xié)同工作方式，這種方式的高壓控制器需檢測陽極振打運(yùn)行信號(hào)，將低壓陽極振打運(yùn)行信號(hào)通過無源觸點(diǎn)引入同電場的高壓控制柜，這樣根據(jù)陽極振打次數(shù)合理地選擇降壓振打周期，可提高電除塵器的清灰效果，從而減少清灰時(shí)電量消耗。

4.5高低壓合一控制

“高低壓合一控制”是以單個(gè)電場為單元，將高壓供電與低壓設(shè)備控制功能集成在一臺(tái)控制裝置內(nèi)，電場高低壓系統(tǒng)協(xié)同工作在最佳工況下，可有效降低系統(tǒng)功耗。

5、結(jié)論

電除塵節(jié)能改造與應(yīng)用，充分挖掘了電除塵系統(tǒng)的潛力，在保證電除塵除塵效率不降低的前提下，大幅降低電除塵耗電量，有效降低了廠用電率，延長了設(shè)備使用壽命，降低了維護(hù)費(fèi)用，減少了企業(yè)發(fā)電成本。隨著節(jié)能環(huán)保和低碳經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，電除塵節(jié)能技術(shù)必將迎來更為廣闊的發(fā)展空間。

參考文獻(xiàn)

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