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摘要：新的国家政策对火力发电厂烟尘排放有了更严格的控制要求。电除尘器三相电源改造技术，就是积极响应国家的减排政策，严格控制烟尘排放。三相高效电源技术原理简单，二次升压显著提高，而且有着改造总费用低，适应能力强，除尘效率提高明显等显著优势，更符合我国电厂实际运行的需求。配合同步的成套电除尘低压系统改造，使高压控制系统、低压控制系统整合为有机的统一控制系统。使电除尘更高效合理的运行，从而进一步提高除尘效率，达到降低烟尘浓度，减少烟尘排放的目的。有效改善了空气质量。
关键词：干式静电除尘器；三相电源；减排；改造
前言：
以大唐陕西发电有限公司灞桥热电厂（简称称大唐灞桥热电厂）电除尘电源改造为例进行说明。
电厂2008年投产2×300MW（1#、2#）火力发电机组。其除尘设备配置有4台干式电除尘器DESP，卧式结构，每台除尘器为双室4电场。随着国家《火电厂大气污染物排放标准》（GB13233-2011）的实施，对火电厂的烟尘排放指标要求更高。大唐灞桥热电厂2×300MW（1#、2#）火力发电机组原有除尘器使用年限较长，特别是电源部分运行状况日渐降低，导致除尘效率随之降低，已经很难达到国家的环保新标准。为了有效降低烟尘排放浓度，减少烟尘排放量，电厂决定实施现有机组除尘器改造工程。主要为电除尘器电源改造及电除尘低压控制系统改造。
改造工程于2014年9月开工，2014年10月改造完成，实际总投资2700万元。
改造后，电除尘器运行良好，除尘效率显著提高。经环保部门检测后，已完全达到新标准中市区烟尘排放不大于20mg的要求。
正文：
1.改造的目的：
旨在利用先进的电源技术在相同除尘器本体和燃煤条件下，使电除尘器除尘效率值最大化，从而进一步降低烟尘排放量。
而电除尘高效电源技术主要包括三大部分：主电路技术；高压电源控制技术；高低压集成技术。
这三大部分之间是一个系统集成关系，任何一部分若不能有效实现优化控制，否则电除尘器就无法实现尘的超低浓度排放要求。其中，高压电源控制技术又是关键核心。
2.改造的原因分析：
（1）改造前高压电源控制系统技术落后和电源和本体不配套
改造前电厂原有运行使用的高压电源技术是老旧的单相电源，且高压电源控制技术落后，不能根据锅炉的工况来实时优化调整电压电流参数，各电场的运行电压电流参数不适用于烟尘低排放目标值。
原有的控制系统采用火花跟踪控制，工作电流较大，会加重反电晕放电并降低除尘效率。
（2）本次改造所使用的电源在我国首创并率先采用电除尘指数选型理论和控制技术研制生产的高效电源，实现电除尘电源控制技术的突破，也是国内目前唯一的。电除尘指数与单位烟气在电除尘器中的电场能量密度成正比，指数越高除尘效果越好。其是利用电除尘指数设计和指导运行电除尘器，实现了电源根据电场的变化而进行主动控制。在国内的众多家电厂改造应用中已经表明该电源行动稳定、可靠性好、性价比高，改造后的除尘效果显著，实现稳定达标排放。
本次改造使用的电源技术是可自动根据锅炉的工况变化优化运行参数，从而保证低排放浓度目标的实现。
3.改造的技术优势对比分析：
（1）单相电源采用可控硅相控交流调压的结构。单片微机和计算机智能控制系统的使用和推广使得静电除尘器系统工作精确。操作和维护也变得十分简单。缺点：供电不平衡，功率因数低，不利于节能和环保；供电电压脉动大，平均值电压低，除尘效率低；输出高压波形单一，对高浓度粉尘，高比电阻粉尘等工况的适应性比较差。
（2）三相电源采用三相可控硅整流电路。其基本原理为三相电网交流电直接输入，经过三相可控硅全控移相调压，三相高压变压器升压和高压硅堆整流后得到静电除尘器所需的负高压。三相可控硅整流电路采用三相供电，系统供电平衡，功率因数高。
（3）对常规的单相电源因电源的电压纹波系数k在75%-250%之间（火花75%，限流、脉冲、间隙250%），运行的电压主要受峰值电压限制。对三相电源，因纹波系数都小于5%，电除尘的运行电压受变压器的电流限制，而不是受电压限制。
（4）因电除尘的火花放电，高压电源变压器的耦合系数都比较小，所以电除尘的电源都是设计为“电感性”输出。典型的单相电源和三相电源的功率系数比较而言，对单相电源如果输出在额定的50%左右，功率系数在0.6左右，如果输出在额定的80-90%左右，系数在80%左右。对三相电源如果输出在额定的50%左右，功率系数在0.85左右，如果输出在额定的90~95%左右，系数在92~95%左右，另外的特点是无论功率系数多大三相总是平衡。
二次输出功率是电除尘放电功率，事实上功率系数也是电源的电源效率。对高频电源来讲功率系数完全决定于电源中的整流电容，如果出现电容损坏或电容值偏小高频电源有可能出现三相不平衡现象。
4.电除尘电源改造方案与设备选型配置
通过以上分析及电场实际需求情况，确定需改造的内容有：
（1）高压整流变压器，（2）高低压控制系统，（3）上位机控制系统。
具体改造的设备清单如下，表-1所示。
表-1改造设备清单
注：本表为单台炉改造设备清单。
5.改造后运行参数
改造后，从实际的高压运行参数看，运行电流和电压比改造前高，并且实现了高压电源根据烟尘浓度高低实现自动参数调整，从而达到低排放要求。
在改造后，环保部门进行了专业的排放测试。
结论
经环保部门进行专业检测并出具报告，改造后1#、2#机组的平均除尘效率均达到了99.89%~99.90%，1#机组废气污染物烟尘最大排放浓度为16.9mg/m3，2#机组废气污染物烟尘最大排放浓度为15.6mg/m3，烟尘排放浓度满足《火电厂大气污染物排放标准》（GB13223-2011）表2（特别排放限值）中的标准限值要求。且原有设施利旧率高，施工周期短，技术成熟，总投资成本低。充分体现了改造的目的及价值。
论文作者:张磊磊
论文发表刊物:《基层建设》2018年第27期
论文发表时间:2018/10/16
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