张世巍
（中国能建集团装备有限公司北京技术中心 北京 100044）
摘要：目前在火电厂燃煤锅炉排烟温度等工况条件超出设计工艺要求以及除尘设备比收尘面积偏低等情况仍较为普遍,导致新建和现役的许多电除尘器均面临着降低烟尘排放的压力。本文主要阐述了电除尘器几种先进的节能减排新技术,探讨了在新排放标准下,如何结合各电厂的实际情况,合理运用先进的电除尘组合技术,以取得最大化的节能减排效益。
关键词：电厂；电除尘新技术；提效；节能
作为火电厂，为减少损失，急需简洁实用的提效补丁技术，即在原电除尘器的基础上，采取合理的改造方案，使其工期短、工程量小、投资小，但又能符合新标准下达标排放的要求。我国电除尘器产业通过引进技术消化吸收以及再创新，已掌握了许多先进的技术，如余热利用提效节能技术、高频电源供电技术、气流分布与低二次扬尘技术以及湿法电收尘技术等，这些技术已成为提高电除尘性能的重要补丁手段。
一、余热利用电除尘提效节能技术
1.1 高烟温对电除尘器的不利影响
当前，众多燃煤火电厂的锅炉排烟温度往往偏高，造成排烟温度升高的因素有煤粉变粗、煤的挥发分变低、煤的水分增大、炉结渣、一/二次风配风不当使火焰中心上移、对流受热面堵灰、换热器减少。上述因素均会导致锅炉排烟温度升高，通过改进可以部分解决烟温高的问题，但受工艺条件等限制，通常实际排烟温度仍然偏高。
（1）排烟温度升高，一方面使烟气量增大，电场风速提高，烟尘经电场处理时间变短，同时加剧二次扬尘，除尘效率将呈指数关系下降；另一方面排烟温度升高，使电场击穿电压下降，除尘效率下降。相反，排烟温度降低，除尘效率提高。
（2）烟温高，一方面会使粉尘比电阻增大，易形成反电晕，造成除尘效率下降。当排烟温度在150℃左右时，粉尘的比电阻最高，电除尘器更易出现低电压、大电流的反电晕现象，造成除尘效率下降。反之，降低温度，可降低烟尘比电阻，具体情况见图1。另外，还会使气体的黏滞性变大，导致烟尘颗粒在烟气中的驱进速度减缓，造成电除尘效率下降。
1.2余热利用提效节能电除尘技术
针对上述不利因素，研发了一种集烟气降温、双区收尘、高频供电及节能控制技术为一体的新型电除尘器产品，其最大特点就是高效、节能，还可去除SO3。该产品主要采用部分汽机冷凝水与热烟气通过换热器进行热交换，使得汽机冷凝水得到额外的热量，减小汽机冷凝水低加回路系统中低压加热器的抽汽量，并使得进入电除尘器的运行温度由通常的低温状态（130~170℃）下降到低低温状态（90~100℃），实现余热利用和提高除尘效率的双重目的。
二、高频电源供电技术
高频电源频率可达40kHZ，相当于常规工频电源（50HZ）的800倍。通过综合应用电力电子、微电子等技术，实现对电能的高效能变换和控制，包括电压、电流、频率和波形的变换，满足电除尘供电特性和要求。
（1）高效节能。效率与功率因数高，高频电源效率大于0.9，功率因数大于0.9，比工频电源节能20%以上。
（2）可以较大幅度地提高除尘效率。配套高频电源可以有效提高电除尘器效率，按照国内外应用高频电源经验，由于其卓越的电气和放电性能，通常能降低排放30%左右。
（3）体积小、质量轻。高频电源变压器与控制柜集成一体化，可以安装在电除尘器顶部，电缆用量少，不占用控制室空间，可节省一定的土建成本。
（4）绿色电源。采用三相电源，对电网影响小，无缺相损耗，无电网污染。
三、气流分布与低二次扬尘技术
3.1气流分布技术
在现今大型化电除尘装备中，必须高度重视气流分布和浓度分布技术，不正确的分布将直接导致排放超标。这种影响包括：烟气未经电除尘处理，即气流旁路，为电除尘内部阻流板设置不到位所致；多室电除尘器各室的烟气流量不均衡，与电除尘器连接的烟道结构及导流引流设计相关；多室电除尘器各室的烟尘浓度不均衡，与电除尘器连接的烟道结构、空预器等相关；多室电除尘器各室的烟气温度不均衡，与电除尘器连接的烟道结构、空预器、烟尘浓度分布等相关。
可从检测分析着手，通过现场检查电除尘器内部阻流结构及连接烟道的内部气流分布装置的安装情况，结合电除尘性能测试结果加以评估，找到症结所在，对症下药。对于大型电除尘器，还可利用计算机开展CFD气流分布数字模拟计算各室气流分布情况，找到问题症结，并设计修正方案。
3.2低二次扬尘技术
二次扬尘主要受振打和高气流速度影响，在高电风下也会造成不必要的二次扬尘，使得除尘效率下降。
3.2.1克服振打带来扬尘的措施
①合理配置振打机构的振打强度，避免过大的振打力。②优化振打程序，避免过于频繁振打，对于大型化设备，可采用正交试验法结合烟尘浓度排放变化情况通过试验确定最佳振打制度。③采用断电振打控制模式，使得聚集在极板上的粉尘层更多地呈块状脱落，清灰更加彻底。④采用关断气流断电振打或移动电极技术，可有效解决二次扬尘问题。
3.2.2克服高烟气流速下扬尘的措施
①高风速意味着高浓度，可换用高频电源，以减少电晕闭塞，提高电场工作效率，减轻二次扬尘损失。②在电场下部高粉尘浓度区设置低风速渐变阻流格栅，有利于粉尘安息，减轻粉尘扬起。③在除尘器前端安装凝聚装置，改善粉尘凝块，例如只使用氨或同时用氨和SO3进行调质。④增加电场高度或宽度，扩大电场烟气流通断面积，降低电场风速。
四、其他技术
4.1湿法电收尘技术
湿法电除尘器采用洗涤电极的方法，可确保电极清洁，并可有效捕集细微粉尘、去除SO3及一些重金属等，主要应用在冶金环境除尘等常温型工况场合。用在燃煤锅炉湿法脱硫后，可捕集逃逸的PM2.5细微粉尘等，有效解决石膏雨等问题，实现近似零排放。但要注意解决好设备防腐以及废水循环处理。
4.2节能电控提效技术
主要是通过对不同煤种、不同工况、不同负荷条件下的各种运行数据的分析、归纳和总结，对电场动态伏安曲线族与工况特性变化的关系规律进行对比和分析，建立不同的工况特性分析诊断的数学模型，基于该模型可以可靠地计算出电除尘器的反电晕指数和常电晕指数，正确地反映整台电除尘器的工况状态和变化趋势。结合锅炉负荷、烟气量、烟气温度、吹灰信号等多种信号；自动分析、诊断电场工况；实时自动选择高压供电的供电占空比和运行参数；实现综合节能，使电除尘器始终运行在功耗最小、效率最高状态。
结语
综上所述，各项提效技术均有与其相适应的工况条件，针对每个项目的不同特点，可以选择性地使用，或者将各种补丁技术进行有机结合，可实现10~30mg/m3的超低粉尘排放，应用湿法电除尘技术甚至可实现5mg/m3以下接近零排放的目标，达到节能减排的最大化效益。
参考文献：
[1]陈丽艳，等.电除尘器如何满足低排放研究报告[C].第十四届中国电除尘学术会议论文集.2011.
[2]黄炬彩，等.高频电源在电除尘器中的应用特点[C].第十四届中国电除尘学术会议论文集.2011
论文作者:张世巍
论文发表刊物:《电力设备》2015年7期供稿
论文发表时间:2016/2/15
标签：电除尘器论文; 技术论文; 扬尘论文; 烟气论文; 电场论文; 粉尘论文; 工况论文; 《电力设备》2015年7期供稿论文;