(内蒙古自治区北方联合电力有限责任公司呼和浩特热电厂发电部 内蒙古 呼和浩特 010010)
摘要：随着时代的进步和社会经济的发展，电除尘已被广泛应用到发电厂中，但调查发现，电除尘的实际功率消耗比理论功率消耗要大得多，那么就需改造电除尘，提升电除尘的除尘效率，降低电能消耗。本文主要分析了国内外电厂电除尘的发展，以及燃煤发电厂中电除尘节能技术的应用。
关键词：电除尘；燃煤电厂；发展；应用
引言
随着市场经济体制的确立和完善，发电企业间的竞争日益激烈，要想在激烈的市场中站稳脚跟，获得持续发展，就需重视电除尘节能技术。科学分析电除尘器的能耗节能原理和特点，合理应用一系列的节能技术，提升静电除尘器的运行经济效果，使企业获得更好的发展。
正文
一、国外电厂气力除尘技术的发展
火电发电厂采用气力除尘起源于粉粒状物料的气力输送。1866年斯特蒂文特(sturtevant)研制了除尘器,标志着粉粒状物料气力输 送技术研究的开始。1886年阿林顿(Allington)对纤维的气力输送进行了研究。1906年米切尔(Mitchell)研制了谷物卸船机,在该卸 船机中采用了输料管逐段改变断面尺寸的技术。1919年昆尼翁(Kinyon)发明了用于压送粉末状物料的螺旋泵。1924年加斯特斯塔特 (Gasterstadt)对气力输送小麦进行了研究,并且提出了相应的压力损失计算公式。1958年尼特(Barth)进一步发展了加斯特斯塔特的研究 成果。20世纪70年代,由于世界上发生能源危机,许多发电厂由烧油改为烧煤,气力输送开始广泛应用于输送粉煤灰、石灰石等物料,且发展非常迅速。 1980年Hoegh Petersn在精辟地概括了当时电除尘技术的现状的基础上,提出了宽间距、予荷电、脉冲电源等电除尘技术发展的新趋势,得到了行业的认同。脉冲电源的研 制在20世纪80年代初已达到商业应用阶段,无火花放电的峰值电压,可提高粉尘粒子的荷电量,使粉尘粒子获得更大的运动速度,从而达到提高收尘效率的目 的。
二、国内电厂除尘技术的发展
20世纪30年代初期,燃煤发电厂已应用火力发电厂气力输送技术,主要是输送除尘器干灰和锅炉底渣。由于当时发电厂气力输送技术还不成熟, 火力发电厂气力除灰系统可靠性较差,因此在燃煤发电厂内一般均采用以水力除尘系统为主,火力发电厂气力除尘系统为辅,两套除尘系统并存的除尘方式。
20世纪五六十年代,我国电厂的除尘设备还比较落后。几乎全部是低浓度的水力除尘方式,即所谓的“3泵2管1条沟”的单一模式。为了满足环 保、节水、减少投资,以及提高灰渣综合利用等方面的要求,电厂除尘逐渐向多类型除尘模式探索,先后发展了高浓度水力除尘、气力除尘和机械除尘。尽管除尘技 术发展较快,但除尘环节仍然是电厂较薄弱的环节。
20世纪80年代及以后,伴随着改革开放,我国经济有了突飞猛进的增长,我国电力工业也呈现出高速发展的趋势,因此,电厂的排灰渣量大大增 加。但由于受人多地少的国情所限,电厂附近很难形成理想灰场,再加上当时经济不发达、科技水平不高、水资源匮乏等因素限制,电厂的除尘任务仍相当繁重。
随着节能减排理念的提出,节能减排已成为全球性的主题。在这样的背景和国际压力下,近几年我国电厂在除尘领域技术发展非常快,比较具有代表性的是间歇性供电技术和高频开关电源节能技术。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
三、节能技术在电除尘方面的应用
1、反电晕工况下的节能控制
电除尘的除尘性能不理想,主要是由于其采用常规直流电供电,电气控制特性差。该供电方式易产生反电晕现象,除尘率低,不能适应各种工况的要求。在正常工况条件下,二次电流越大,携带粉尘的电子或离子越多,收尘效果越好。要减少反电晕对电除尘器的影响,主要是降低运行参数,或利用最高平均电源供电方式,避免出现二次电压下降,二次电流增大。其中间歇性供电技术主要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, 达到间歇性输出的目的。
间歇性供电在使电流大幅度下降的同时,还可以保留较高的电压,这对电除尘器性能的改善是非常明显的,主要体现在以下几方面。
(1)具有脉冲供电的特征,减少充电时间,减小平均电流,破坏了反电晕的产生的条件,抑制了电晕发生。
(2)形成有脉冲形状的电压波,提高了花击穿电压和运行电源峰值。
(3)收尘板反电晕正离子的产生受到抑制,提高粒子的荷电比,提高了收尘效率。
(4)大幅度节省能耗。在维持同样除尘效果的前提下,间歇供电的节能效率可稳定达到60%以上。
2、高频开关电源的节能技术
电除尘主要电能消耗是高压电源。从20世纪80年代至今,环保领域电除尘器所使用的高压供电电源基本上都是采用输入为两相的晶闸管工频相控电源,这样就消耗了巨大的电能。随着高频电源技术的不断成熟,高频电源在电除尘中的应用越来越广泛。
高频电源是一个与线路频率无关的可变脉动电源,它能提供给除尘器一个接近纯直流电压波形或脉动幅度很大的各种电压波形,同时可以根据需要调 整电压波形,从而提高除尘效率。由于高频电源采用了串并联混合谐振拓扑结构的逆变器,功率器件关断损耗为零,降低了器件的关断应力,提高了效率,减少电磁 干扰。同时有恒流特性,在输出短路时有很好的限流能力,提高了系统可靠性,适合火花冲击、短路频繁的现场工况条件。
高频电源同时具有体积小,重量轻的优点。通常只有常规工频电源的几分之一,而且占地空间小,便于安装。由于高频电源采用三相电源平衡输入, 对电网无污染,无缺相损耗,属于绿色电源,而且效率与功率因数高,效率通常大于93%,功率因数也大于93%,比工频电源节能20%以上。节电收益相当可 观。
四、电除尘技术的发展趋势
(1)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。
(2)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。
结束语
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,过去、现在和将来在火力发电厂、钢铁、冶金、造纸、水泥、轻纺、化工等领域都是除尘的主要手段。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。
参考文献
[1]张介轩.高压静电除尘器供电技术的探讨[J].城市管理与科技，2003，2（2）：121-123.
[2]陈善继.电除尘器在黄磷装置中的应用综述[J].硫磷设计与粉体工程，2010，2（1）：55-57.
[3]孙广鹏.电除尘节能技术的探讨与研究[J].通用机械,2009.(5):77-79.
论文作者:吴慧军,贾小蕊
论文发表刊物:《电力设备》2015年第10期供稿
论文发表时间:2016/4/21
标签：电除尘器论文; 电厂论文; 气力论文; 电源论文; 电除尘论文; 电晕论文; 效率论文; 《电力设备》2015年第10期供稿论文;