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      電除塵器在超低排放下的系統(tǒng)運行優(yōu)化研究

      2021-11-14 05:40:44吳銳川
      中國設(shè)備工程 2021年21期
      關(guān)鍵詞:電除塵器煙塵燃煤

      吳銳川

      (福建龍凈環(huán)保股份有限公司,福建 龍巖 364000)

      對超低溫電除塵器而言,它有著顯著的除塵效果,基于多種環(huán)境下,利用高頻電源、脈沖電源以及三相電源,可以看出,它們能夠?qū)﹄姵龎m器的運行產(chǎn)生不同的效果,有利于促進(jìn)電除塵器系統(tǒng)的進(jìn)一步優(yōu)化,并對其在各種條件下的運行進(jìn)行優(yōu)化,為其應(yīng)用選擇奠定了基礎(chǔ)。

      1 超低排放工業(yè)運用狀況

      我國積極鼓勵各個地區(qū)構(gòu)建燃煤發(fā)電機組,且明確指出,大氣污染物的排放質(zhì)量濃度應(yīng)符合燃?xì)廨啓C組的限值,具體而言,當(dāng)基準(zhǔn)氧體積分?jǐn)?shù)是6%時,那么煙氣中的煙塵排放量濃度應(yīng)在10mg/m3以下。

      要想讓煙塵排放合格并達(dá)到“十二五”規(guī)劃中相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求,對燃煤電廠而言,需對鍋爐的除塵系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化,并制定完善的優(yōu)化方案。應(yīng)對高壓電源及低低溫電除塵器的運用等進(jìn)行評估。

      2 低低溫電除塵器

      在安裝電除塵器之前,應(yīng)先完成煙氣換熱器(如圖1)的安裝工作,同時,應(yīng)讓煙氣溫度在酸露點以下,這樣的運行方式叫作低低溫電除塵器。對這個電除塵器來說,能夠?qū)\行條件進(jìn)行優(yōu)化,從而增加其運行效率,并減少煙塵排放、煙氣溫度及煙氣量等;有助于增加電場擊穿電壓,提升運行時的電壓及場強;可以起到降溫的作用,在這一過程中會產(chǎn)生液滴SO3等,能夠?qū)ο嗨频臒煔膺M(jìn)行調(diào)質(zhì),有著較好的效果。通過以上分析可知,收塵效率的增加有利于擴大比收塵面積、減小流速及粉塵比電阻,實現(xiàn)聯(lián)合作用效果。利用SO3對顆粒物表面進(jìn)行吸附,不但可以降低后續(xù)設(shè)備內(nèi)結(jié)露而導(dǎo)致的腐蝕問題,還可以進(jìn)一步減小粉塵比電阻,并對其調(diào)質(zhì)。

      圖1 煙氣換熱器

      3 電除塵器高壓電壓

      3.1 高頻電源

      對高頻電源來說,它能夠?qū)θ嘟涣麟娺M(jìn)行整流,還可以利用逆變電路將其轉(zhuǎn)變?yōu)楦哳l交流電源,且還大于10kHz,還能借助高頻變壓器進(jìn)行升壓,進(jìn)而為電除塵器(如圖2)提供電場。對高頻電源而言,若是其處于純直流供電的方式,會使電壓紋波系數(shù)在3%以下,從而進(jìn)行無波動的直流輸出,這樣在近擊穿電壓下,電除塵器可以更好地運行?;诖?,它的平均電壓同正常工頻電源進(jìn)行比較,會超出其25%~30%,且這時候電源電流應(yīng)超過1倍,有利于提高電暈功率。當(dāng)其處于間歇脈沖供電下,它的脈沖寬度通常在幾十μs到幾ms之間,利用窄脈沖作用可以極大地攻克反電暈現(xiàn)象。另外,通常情況下,高頻電源的重量都比較輕,而且體積也非常小,結(jié)構(gòu)還十分緊湊,其三相負(fù)載屬于對稱形式,功率因數(shù)還非常高。但是,為了讓高頻電源更好地運行,要求高頻電源的容量應(yīng)同電壓等級達(dá)成一致,若是容量較小時,其運行參數(shù)肯定無法達(dá)到除塵標(biāo)準(zhǔn)?,F(xiàn)階段,存在一些低低溫電除塵器,其燃煤及高頻電源的選型都很好,這時候煙塵的排放濃度會在20mg/m3上下。對此,現(xiàn)階段亟須解決的問題,就是高頻電源的選型。

      圖2 電除塵器

      3.2 三相電源

      對三相電源而言,其每一相的電壓、磁通及電流的大小都是一樣的,每個相位之間的相差為120°。分別利用3路、6個可控硅,通過反并聯(lián)的方式對其進(jìn)行調(diào)壓,然后,利用三相變壓器(如圖3)完成升壓及整流,進(jìn)而為電除塵器提供電能。它的電網(wǎng)供電是相對均衡的,不會造成缺相損耗,其功率因數(shù)也比較高,能夠降低初級電流,同普通電源進(jìn)行對比,該設(shè)備的效率普遍偏高,且相電流比較小,極易進(jìn)行大功率輸出。從其輸出電壓來看,其紋波系數(shù)比較小,且二次平均電壓相對較高,與普通工頻電源相比,能夠增加20%還多,不但輸出電流很大,其三相供電還很均衡,針對那些想增加運行電流的,有著顯著的提效性能。針對不同的機組進(jìn)行測試,可以看出,選取的常規(guī)三相電源能夠在很大程度上增加其高壓運行參數(shù),給予它較大的供電功率,有利于增加除塵效率,對于可控制電除塵器,其出口質(zhì)量濃度通常會在30mg/m3以下。當(dāng)電場出現(xiàn)閃絡(luò)現(xiàn)象時,會使其電源火花強度增大,且封鎖時間也很長,對此應(yīng)借助成熟的控制及抗干擾技術(shù),對其進(jìn)行輔助。

      圖3 三相變壓器

      3.3 脈沖電源與別的電源

      對脈沖電壓電源來說,它一般都是將直流電源同脈沖高電壓電源進(jìn)行疊加,且往往會借助窄脈沖電壓波形,其脈沖寬度一般在100μs以下,將其同基礎(chǔ)直流高壓進(jìn)行疊加,從而在短時間內(nèi)出現(xiàn)高壓脈沖,并為電除塵器提供電場,從其峰值電壓看,將其同普通電源產(chǎn)生的擊穿電壓進(jìn)行對比,它的電壓是很高的。它的顯著優(yōu)勢是有著較好的節(jié)能效果,根據(jù)脈沖部分來看,主要是對粉塵荷電進(jìn)行負(fù)責(zé),而直流部分則是對起暈電壓進(jìn)行負(fù)責(zé)。因為其輸出均電流一般都很小,而且還可以降低粉塵層電荷激勵,降低反電暈現(xiàn)象的出現(xiàn),所以脈沖電源對粉塵及煤種有著很好的適用性,能夠更好地獲取高比電阻粉塵?,F(xiàn)階段,我國開始對電除塵器運用地進(jìn)行了優(yōu)化,對其造成影響的因素及優(yōu)化效果都還要進(jìn)行深入研究。另外,針對280MW的機組,對其高壓電源開展智能變頻測試,可以得知,它的比收塵面積會達(dá)到85.03~88.08s/m,且入口粉塵濃度是24g/m3,而出口粉塵濃度會達(dá)到84.34mg/m3。通過以上分析可知,對電除塵器而言,若是想有效控制煙塵排放濃度,就應(yīng)結(jié)合各種煤種及負(fù)荷等的運行狀況,同時還應(yīng)選擇合適的高壓電源及運行參數(shù)。針對高粉塵的煙氣來說,若是使用三相電源,能夠有效增加電廠電壓、荷電電流;若是電源及電除塵器本體達(dá)到一致,那么高頻電源也能有效發(fā)揮提效作用。

      4 電除塵器節(jié)能

      對電除塵器而言,它主要是借助電能消耗的方式,讓顆粒物朝著極板方向運行,為了增加捕集效率,除了要增加配套電源效率,還應(yīng)對電源整體功率進(jìn)一步提升。現(xiàn)階段,在超低排放標(biāo)準(zhǔn)下,電除塵器的能耗逐漸增多,這同我國節(jié)能政策是存在一定沖突的。對此,應(yīng)對超低排放及節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行統(tǒng)籌規(guī)劃,不管是燃煤電廠還是電除塵行業(yè),只有減少能耗,才能實現(xiàn)持續(xù)發(fā)展。要想實現(xiàn)電除塵器的節(jié)能效果,應(yīng)對系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化,確保超低排放標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上,最大限度地減少運行能耗,從而實現(xiàn)節(jié)能效果。首先,需按照燃煤電廠的具體狀況,對多種影響因素進(jìn)行分析,如機組負(fù)荷及燃煤等運行情況,從而構(gòu)建科學(xué)合理的技術(shù)路線。對電耗及煙塵排放之間的聯(lián)系進(jìn)行了解,對其展開全面分析,并進(jìn)行優(yōu)化試驗。

      5 結(jié)語

      綜上所述,電除塵器的運用應(yīng)不斷適應(yīng)時代的發(fā)展,可借助新型電源及低低溫電除塵器,為其提供新技術(shù)及設(shè)備。基于超低排放的標(biāo)準(zhǔn),對電除塵器來說,其除塵效果不但會受到自身設(shè)計及運行情況的影響,還會被燃煤及鍋爐等的運行所影響。對此,需對現(xiàn)階段電除塵器提效和其運用中存在的問題進(jìn)行深入研究,從而對設(shè)計及運行水平進(jìn)行優(yōu)化,在確保煙塵排放滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上減小運行能耗。

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