火力發(fā)電廠電袋除塵技術(shù)的環(huán)保效益

何永裕

（廣東省環(huán)境監(jiān)測(cè)中心廣東廣州510308）

電袋除塵技術(shù)是具有我國(guó)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的高效除塵技術(shù),目前在燃煤電廠取得了廣泛的應(yīng)用。電袋除塵器由于其運(yùn)行機(jī)理,需要消耗較大電能以滿足除塵工藝及達(dá)到除塵效果,隨著國(guó)家節(jié)能環(huán)保減排政策的大力實(shí)施,燃煤電廠電袋除塵器的節(jié)能環(huán)保改造勢(shì)在必行。本文從節(jié)能環(huán)保技術(shù)的角度考慮,針對(duì)燃煤電廠電袋除塵用電設(shè)備的能耗問(wèn)題,對(duì)能耗特點(diǎn)和降低能耗的措施進(jìn)行了分析,介紹了一系列電袋除塵技術(shù)提升的環(huán)保效益。

燃煤電廠;電袋除塵;環(huán)保效益

1 電袋除塵器能耗現(xiàn)狀

電袋除塵技術(shù)廣泛應(yīng)用于電力、冶金、化工等領(lǐng)域,一方面是工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程的需要,另一方面也是環(huán)境保護(hù)的要求。通過(guò)前級(jí)電場(chǎng)的預(yù)收塵、荷電作用和后級(jí)濾袋區(qū)過(guò)濾除塵的一種高效除塵器。除塵工藝過(guò)程涉及到固體顆粒的捕集、排放、回收等多個(gè)環(huán)節(jié),均是以電能消耗為代價(jià)完成的,尤其當(dāng)處理煙氣量和含塵濃度較大時(shí),除塵系統(tǒng)的電能消耗是比較大的。過(guò)高的電能消耗直接造成廢物排放量的增加，導(dǎo)致環(huán)境受到破壞,但是國(guó)家大力推行節(jié)能環(huán)保減排政策及燃煤電廠對(duì)節(jié)能環(huán)保前所未有的重視,在保證除塵系統(tǒng)排放滿足環(huán)保要求的前提下,盡可能降低過(guò)高的能耗，提升環(huán)保效益是非常必要的。

2 電袋除塵器節(jié)能環(huán)保分析

電袋除塵器主要用電設(shè)備有高壓電源、絕緣子電加熱、灰斗電加熱、陰陽(yáng)極振打等,對(duì)這些設(shè)備進(jìn)行節(jié)能環(huán)保改造,提高設(shè)備綜合性能具有重要意義。高壓電源作為電袋除塵的主要用電設(shè)備,也是電能損耗最大的設(shè)備。目前電袋除塵高壓電源的工作方式有以下幾種:

2.1 火花跟蹤方式

火火跟蹤為常規(guī)控制方式,其原理為運(yùn)行時(shí)當(dāng)一次電流、二次電壓、二次電流未達(dá)到額定值,控制器使設(shè)備的輸出電壓工作在電場(chǎng)閃絡(luò)擊穿點(diǎn)附近,其每分鐘閃絡(luò)的次數(shù)一般小于10次。此方式輸出電壓波形比較平坦，電流波形接近橋式整流波形，不能提供足夠的電荷釋放間隙，導(dǎo)致陽(yáng)極板上的粉塵表面電荷不斷積聚,使粉塵層擊穿產(chǎn)生反電暈。

2.2 間歇/脈沖供電方式

間歇/脈沖供電運(yùn)行方式,其原理為改變供電波形的幅度比、占空比,周期性向電場(chǎng)供電,供電的占空比及幅度比可根據(jù)電場(chǎng)工況條件確定。適用于粉塵比電阻較高或易產(chǎn)生反電暈的場(chǎng)合。但在減少反電暈和電流的同時(shí)，輸出電壓也下降,不能提高甚至降低除塵效率。

2.3 臨界反電暈方式

臨界反電暈控制方式，控制器根據(jù)電場(chǎng)中電壓電流的變化，自動(dòng)調(diào)整工作點(diǎn)，使設(shè)備提供的電壓維持在電場(chǎng)能接受的最高電壓附近，并有效地減少二次電流，防止反電暈的出現(xiàn)。優(yōu)化高壓電源的供電方式,結(jié)合其他低壓用電設(shè)備的配套優(yōu)化，發(fā)揮電袋除塵機(jī)電一體化優(yōu)勢(shì)，提高設(shè)備綜合性能并有效降低能耗，是電袋除塵節(jié)能環(huán)保改造重要的切入點(diǎn)。

3 電袋除塵器節(jié)能環(huán)保改造方案

電袋除塵節(jié)能環(huán)保改造從應(yīng)用高效電源及節(jié)能環(huán)?？刂栖浖?、改進(jìn)用電設(shè)備選型、優(yōu)化設(shè)備運(yùn)行方式等多方面入手,力爭(zhēng)在同等工況下實(shí)現(xiàn)電耗的較大幅度下降。

3.1 采用節(jié)能環(huán)?？刂萍夹g(shù)及信息化管理系統(tǒng)

采用以鍋爐負(fù)荷、濁度、煙氣溫度及煙氣量等多種信號(hào)為反饋控制的節(jié)能環(huán)保控制技術(shù),能根據(jù)工況變化實(shí)時(shí)自動(dòng)選擇高壓供電的運(yùn)行參數(shù),實(shí)現(xiàn)全閉環(huán)控制。通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)傳輸結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)通訊方式,采集近幾年眾多正在運(yùn)行的電袋除塵器IPC系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù),收集大量現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試數(shù)據(jù)，為節(jié)約能源做好一定的數(shù)據(jù)分析工作。

3.2 采用新型高頻電源

目前國(guó)內(nèi)電袋除塵廠家主要采用工頻電源，原理為通過(guò)改變可控硅導(dǎo)通角的方式控制電袋除塵器的輸出電壓,此種方式存在功率因數(shù)低,諧波分量大，三相不平衡,電源效率最高只有70%造成電能的浪費(fèi)。新型高頻電源采用先進(jìn)的三相整流及逆變技術(shù)，提供一個(gè)接近純直流到脈動(dòng)幅度很大的各種電壓波形，使除塵器直流電壓輸出紋波降低至5%之內(nèi),遠(yuǎn)小于工頻電源35%～45%的電壓紋波，其閃絡(luò)電壓高，運(yùn)行平均電壓可達(dá)工頻電源的1.3倍，運(yùn)行電流可達(dá)工頻電源的2倍，在同樣電場(chǎng)里，能夠輸入更多功率，有效提高收塵效率。高頻電源諧波分量小，功率因數(shù)和效率提高至90%以上,比工頻電源節(jié)能環(huán)保超過(guò)20%，節(jié)能環(huán)保效果顯著。此外，高頻電源采用間歇供電方式可有效抑制反電暈，實(shí)現(xiàn)保效節(jié)能環(huán)保，特別適用于高風(fēng)速、高濃度及高比電阻粉塵的工況。

3.3 采用周期自動(dòng)調(diào)整電振打

在改造前,電袋除塵器沿用同周期振打的方式,雖然振打清灰效果較好，但耗電量較高。因此，將振打控制信號(hào)通過(guò)無(wú)源干接點(diǎn)引入同一電場(chǎng)的高壓控制柜，實(shí)現(xiàn)在電場(chǎng)收塵率較高時(shí)振打周期短、振打次數(shù)多;在電場(chǎng)收塵率較低時(shí)振打周期長(zhǎng)、振打次數(shù)少，這樣減少了振打設(shè)備的耗電量和設(shè)備損耗。

3.4 采用減功率電振打

通過(guò)在IPC系統(tǒng)上設(shè)置專門的算法和振打策略，配合斷電振打控制模塊，使振打設(shè)備按照指令進(jìn)入或退出振打工作狀態(tài)，也使高壓電源同步進(jìn)入或退出斷電狀態(tài),提高除塵效率的同時(shí)降低電能損耗。

3.5 灰斗、絕緣子電加熱器功率配置

灰斗、絕緣子電加熱器數(shù)量多且電耗突出,通過(guò)對(duì)電加熱器一系列的試驗(yàn)和分析，得出在除塵器運(yùn)行狀態(tài)下，灰斗、絕緣子的溫度主要是受煙氣溫度的影響，電加熱器僅起到輔助加熱和保溫的功效。因此，根據(jù)不同工況下煙氣的（酸）露點(diǎn)溫度，對(duì)加熱器的功率配置進(jìn)行合理劃分，修定電加熱器恒溫控制參數(shù)，依托設(shè)計(jì)選型優(yōu)化，即可保證實(shí)際使用要求，又可降低能耗。

結(jié)語(yǔ)

綜上所述，本文以燃煤電廠的電袋除塵器節(jié)能環(huán)保效益為研究,在多項(xiàng)技術(shù)的改造中，使得火力發(fā)電廠的整體環(huán)保效益得到提升，為其他相關(guān)企業(yè)在確保電袋除塵器除塵效率達(dá)到國(guó)家要求的前提下,較大幅度降低電袋除塵器的用電量、減少發(fā)電成本提供了參考,具有一定的社會(huì)意義和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

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[2]曲增杰，趙麗妮.火電廠除塵技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀與技術(shù)改造建議[J].應(yīng)用技術(shù)，2012.