（河南省电力勘测设计院 河南郑州 450007）
摘要：当前国家和社会对环境保护要求不断提高，特别是大气环境的保护，因此对火力发电厂的烟尘排放的要求也提升了一个新的高度。湿式电除尘技术在这种背景下实现了广泛的应用，为达到节能减排的目的，笔者在电气设计中对相关电气系统进行优化。
关键词：火力发电厂；湿式电除尘；电气系统；优化设计
一、湿式电除尘器工作原理
湿式电除尘器工作原理与常规干式电除尘器工作原理相似。其原理都是向电场空间输送直流负高压，通过空间气体电离，烟气中粉尘颗粒和雾滴颗粒荷电后在电场力的作用下，收集在收尘极表面。其区别在于工作的烟气环境不同，干式电除尘器工作烟气环境是锅炉排烟温度状态的烟气，利用机械振打清灰的方式将收集到的粉尘去除，而湿式电除尘器工作烟气环境基本是脱硫后的湿烟气，利用在收尘极表面形成的连续不断的水膜将粉尘冲洗去除。
根据技术型式不同，一部分湿式电除尘器在阳极板上部设有喷水系统，将水雾喷向放电极和电晕区，水雾在芒刺电极形成的强大的电晕场内荷电后分裂进一步雾化，电场力、荷电水雾的碰撞拦截、吸附凝并，共同对粉尘粒子起捕集作用，最终粉尘粒子在电场力的驱动下到达收尘极而被捕集。喷出的水雾在收尘极上形成连续的水膜，将收集的粉尘冲刷到灰斗中排出。也有一部分湿式电除尘器不设置水膜形成的喷水系统，利用饱和湿烟气中收集下来的大量水雾滴在收尘极上形成连续不断的水膜，将粉尘冲洗去除。只设置定期冲洗喷水系统，对收尘极和放电极进行定期大水量冲洗，保证运行效果。
二、湿式电除尘技术的发展现状
湿式电除尘器是一种已经拥有一百多年历史的较新的除尘设备，湿式电除尘器的首个发明人是乔治•科特雷尔，时间是在1907年，该设备在冶金、制酸等工业生产中应用广泛，技术已日臻成熟，但真正应用于电力行业的时间却比较晚。现在美国、日本等世界发达国家对湿式电除尘器的研究较为先进，随着湿式电除尘器在这些发达国家燃煤电厂中的应用，成功地为这些世界发达国家现代环保工业的发展、本国电厂污染问题的解决奠定良好的基础，同时也满足了本国污染治理发展的要求。燃煤火电厂对湿式电除尘技术的最早应用是美国AESDeepwater电厂于一九八六年对155MW的燃煤发电机组的使用；在2002年，美国N&B电力公司对1050MW的发电机组进行了优化改造，并成功地加装了湿式电除尘器，这也成为湿法脱硫后最大机组的应用。我国对湿式电除尘技术的研究应用相对来说是比较晚的，这和我国改革开放时间短，工业发展落后脱不了关系，但是整体的研究发展情况还算完善，该技术已被相关行业采纳使用，目前，我国的益阳等十多个电厂的湿式电除尘器，都已成功投入运行，效果良好。
三、湿式电除尘电气系统的优化设计
（一）高压直流电源供电设计
（1）动力部分设计
湿式电除尘的工频恒流高压直流电源与高频恒流高压直流电源在供电方式上有一定的区别，工频恒流高压直流电源厂家通常会自带电控柜，需要与配电室低压柜并柜供电。而高频恒流高压直流电源的供电通常由电厂的PC段或MCC段的回路来直接供电，控制系统与高频恒流高压直流电源通常为一个整体放置在湿式电除尘的现场。
（2）控制部分设计
随着自动化技术的不断发展，火力发电厂中越来越多的设备开始采用DCS控制，实现了远程在线监测和控制，极大地降低了人力成本。湿式电除尘的高压直流电源也适应这一发展趋势，实现远程的状态监测和控制。高压直流电源需要的I/O测点有：备妥信号反馈、运行信号反馈、综合报警信号反馈、油温上限信号反馈、油温上上限信号反馈、一次电压反馈、一次电流反馈、二次电压反馈、二次电流反馈、二次电流调节、启动指令信号、停止指令信号、事故停止指令信号、变压器温度信号等。其中重要的指令和状态信号应采用硬接线的方式连接到DCS。其余信号可采用光纤通信。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆此外，高压直流电源的隔离开关柜应与湿式电除尘平台的人孔门进行安全连锁，通过在人孔门处设置电磁锁来实现安全的检修和运行。
（二）低压设备供电设计
湿式电除尘设施主要包含热风吹扫系统、绝缘加热系统、雾化系统、冲洗系统等设备，通常由新增的湿除380VPC段来供电。热风吹扫系统包括密封风机和空气加热器，可采用现场安放就地柜来配电控制。绝缘加热系统主要包括绝缘子保温桶内的电加热器，功率较小，可由PC段配电柜直接供电，也可现场安置就地柜。例如华电国际莱城电厂3号机组湿式电除尘即采用现场安置就地柜的形式对绝缘加热系统进行控制，节省PC段配电柜的空间。雾化系统主要包括雾化水泵及电动门等，雾化水泵一般为变频控制，需要配备变频器，宜采用就地柜配电控制的方案进行设计。冲洗系统主要包括冲洗水泵，一般可能会利用原有脱硫系统中的冲洗水泵。检修配电箱宜放置在设备较集中的平台和放置高压电源的平台上。
（三）照明系统设计
湿式除尘器本体平台上的照明灯具宜采用防水防尘防腐蚀灯具，光源宜采用节能型LED灯或金卤灯，采用立管式安装，固定在湿式除尘器本体平台的栏杆侧。照明配电箱宜放置在湿式电除尘的底部或中间的平台上，內部设置光控开关或时控开关，以达到节能的目的。局部层高低于2.2m的平台宜设置安全低压照明，采用24V或12V电源供电。在人孔门位置宜设置安全变压器箱，作为移动巡检提供安全电源，宜采用24V或12V供电，目前国内发电厂普遍采用额定二次电压12V的安全变压器箱。
（四）电缆敷设设计
湿式电除尘工程设计中电缆一般采用阻燃型电缆，个别要求较高的地方还应采用耐火电缆。由于湿式除尘器本体一般比较高，电缆主要的敷设方式应以桥架为主，动力电缆与控制电缆分层布置。桥架敷设时有很大一部分是垂直敷设，每隔2m做一次固定。不得用铁丝直接捆扎电缆，宜采用尼龙扎带或挤塑金属扎带。电动机和明装的照明箱、检修箱、吊车开关、事故按钮等设备的电缆端头应采用阻燃型金塑软管进行保护。
（五）电缆防火设计
由于电厂防火要求较高，桥架宜采用托盘式桥架，并设置阻火段。阻火段除在桥架底部设置耐火隔板外，还应在电缆上方密实堆放阻火包，然后在阻火包上方设置耐火隔板。另外，在钢制桥架外表面应涂刷钢构防火涂料两遍，涂料厚度不小于1mm。在阻火段两侧不小于1m区域的电缆均涂刷防火涂料，涂刷厚度不小于1mm。所有电缆进入盘、柜、屏、台、箱的孔洞的分支处均宜采用有机和无机防火堵料相结合填充，有机堵料宜在电缆周围填充并适当预留。
（六）防雷接地设计
湿式电除尘本体壳体与接地网连接点不得少于6个，接地电阻不大于1Ω。湿式电除尘整流变压器接地端和湿式电除尘本体上的其他设备、管道等均需可靠接地。
四、结论
湿式电除尘器系统工艺成熟，在国外有广泛应用。近年来，随着国内环保要求的日益提高，越来越多的电厂开始采用湿式电除尘工艺，以应对严格的污染物排放标准。湿式电除尘器除可以捕集粉尘外，对于气溶胶、汞、重金属等也有一定的收集效果。因此，湿式电除尘技术在火力发电厂的应用前景广泛。
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论文作者:史欢,刘杰,彭鹏
论文发表刊物:《电力设备》2017年第19期
论文发表时间:2017/11/24
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