林愛榮，周珠峰

（國電浙江北侖第一發(fā)電有限公司， 浙江 寧波 315800）

電除塵器是利用直流高壓電源產(chǎn)生的強(qiáng)電場使氣體電離，產(chǎn)生電暈放電，進(jìn)而使懸浮塵粒荷電，并在電場力的作用下，將懸浮塵粒從氣體中分離出來并加以捕集的除塵裝置。電除塵器由本體、供電及控制設(shè)備組成，本體設(shè)備的好壞是保證除塵效率的根本，再通過對電除塵能量管理系統(tǒng)的調(diào)整及優(yōu)化，使電除塵適應(yīng)不同運(yùn)行工況的能力進(jìn)一步提高，達(dá)到節(jié)能減排的效果。

北侖電廠一二期機(jī)組四通道五電場靜電除塵器投產(chǎn)后存在除塵設(shè)備故障率高、除塵效果差、電除塵能耗高的情況，機(jī)組長周期運(yùn)行、燃用非設(shè)計煤種、運(yùn)行工況變動時會出現(xiàn)出口煙氣含塵量>50 mg/Nm3、五電場振打時煙囪冒灰等現(xiàn)象。近幾年進(jìn)行了技術(shù)攻關(guān)，通過對能量管理系統(tǒng)的優(yōu)化，除塵效果得到了很大改觀。

1 選擇整流變

電除塵的供電系統(tǒng)由調(diào)壓裝置、控制單元、變壓器、整流器4個部分組成。輸入的工頻380 V電壓經(jīng)調(diào)壓裝置升至60～72 kV，再經(jīng)單相橋式整流器整流成直流高壓，施加到電場的陰極。1991年投產(chǎn)的1號機(jī)組除塵效果一直不理想，與同類型機(jī)組比較發(fā)現(xiàn)原有升壓變壓器額定電壓為64 kV，而其它幾臺機(jī)組的整流變配置為72 kV。

《高壓靜電除塵器用整流設(shè)備》技術(shù)條例中規(guī)定：300 mm極距選用60 kV的變壓器，400 mm極距選用72 kV的變壓器。因此，考慮提高1號機(jī)組電除塵升壓變壓器的額定電壓。從改造成本考慮，把一半電場改為額定電壓為72 kV的整流變。改造后，除塵效果明顯提高。

2 調(diào)整振打系統(tǒng)

振打系統(tǒng)在整個電除塵系統(tǒng)中有舉足輕重的作用，優(yōu)化振打功能是提高除塵效率非常有效的手段。為了及時清除電除塵極板和極線上的積灰，提高電除塵的除塵效率，避免振打時粉塵二次飛揚(yáng)對除塵效率帶來的影響，從以下兩方面采取措施。

2.1 根據(jù)鍋爐燃煤情況優(yōu)化振打程序

在運(yùn)行工況條件相同的情況下，根據(jù)電場的二次電壓、二次電流提高值及出口煙塵濃度的下降情況，判斷振打調(diào)節(jié)后除塵效果的變化。

（1）陰極振打時序的選擇。正常情況下陰極振打時間均設(shè)定為2.5 min，如果煙塵粘度太大則設(shè)定為5 min。陰極線是電暈放電的核心，陰極振打間隔時間不宜太長，一般設(shè)定為：Aar（收到基灰份）＞25%時各電場均設(shè)為 2.5 min；Aar＜25%時各電場均設(shè)為5 min。

（2）陽極振打時序的選擇。一電場陽極的振打周期：Aar≤10%時振打 2.5 min，間隔 12.5 min；10%＜Aar≤20%時振打 2.5 min，間隔 5 min；Aar＞20%時振打2.5 min，間隔時間根據(jù)情況再適當(dāng)縮短。

經(jīng)多次試驗，目前各電場振打時間已調(diào)整至比較合理的數(shù)值，陰陽極振打時間都為2.5 min，各電場陰陽振打間隔時間如表1所示。

表1 各電場陰陽振打間隔時間

通過以上振打時序的優(yōu)化，電除塵各電場的二次側(cè)參數(shù)均能達(dá)到55 kV、1000 mA以上。但是當(dāng)電除塵連續(xù)運(yùn)行時間較長及運(yùn)行工況變動時，仍會發(fā)生排放煙塵含量超標(biāo)的現(xiàn)象。停機(jī)后對各臺機(jī)組電除塵極板、極線進(jìn)行了檢查，發(fā)現(xiàn)極板、極線積灰比較嚴(yán)重，雖沒有發(fā)現(xiàn)極板、極線肥大的現(xiàn)象，但無法見到極板、極線的金屬本色。

2.2 執(zhí)行降壓振打運(yùn)行方式

為了改善極板的清潔程度，對個別二次電壓低的電場試運(yùn)了停電振打的手工操作方式，發(fā)現(xiàn)停電振打后電場的二次參數(shù)有了較大提升。為了避免電氣設(shè)備的頻繁啟停，在電場振打時控制電場的啟暈電流完全可以達(dá)到停電振打的效果。

電場處于運(yùn)行狀態(tài)時陰陽極間存在高壓，極板上帶有電荷的粉塵在電場力作用下有很強(qiáng)的附著力，電場進(jìn)行振打清灰時，不容易把粉塵完全振落清除。如果電場力消除，清灰效果會明顯提高。減少電場力的方法是降低電場陰陽極間的電壓，但降低電場電壓在一定程度上又會影響粉塵的捕捉，因此降壓振打不應(yīng)過于頻繁。

降壓振打分時段進(jìn)行，在預(yù)定時段內(nèi)，設(shè)定降壓振打的周期和降壓值。比如，一電場設(shè)定每天的16-23時為降壓振打時段，降壓振打的周期是90 min，降壓值設(shè)定30 kV，則電場會在此時段內(nèi)，每90 min進(jìn)行一次降壓振打，電場降壓至30 kV。不同的電場，可以根據(jù)積灰情況設(shè)置不同降壓振打周期，如前幾個電場粉塵多則周期短，后幾個電場粉塵少則周期長。

經(jīng)觀察，降壓振打后二次參數(shù)能升得更高，表明電場變清潔，二次揚(yáng)塵的情況得以避免，除塵效率提高，多次電除塵性能測試結(jié)果顯示除塵效率均達(dá)99.5%～99.8%。停機(jī)后對電除塵極板積灰情況進(jìn)行檢查，較沒有投運(yùn)降壓振打時有明顯好轉(zhuǎn)。

3 選擇電場控制方式

在不同的運(yùn)行工況下，選擇合理的電場控制方式將使電除塵達(dá)到最佳除塵效果。北侖電廠電除塵控制方式主要有：

（1）火花率整定控制方式：能穩(wěn)定運(yùn)行在給定的火花率之下，特別適用于粉塵濃度高、容易產(chǎn)生電暈閉塞、除塵效率低的場合，能提高除塵效率，但電能消耗最大。

（2）簡易脈沖和間歇供電控制方式：可靈活設(shè)置占空比、幅度比、雙半波和單半波供電等多種模式。

（3）臨界反電暈控制：能保證設(shè)備工作在臨界反電暈狀態(tài)，以較少的電壓損失優(yōu)于簡易脈沖和間歇供電控制方式。經(jīng)過對各機(jī)組電除塵的現(xiàn)場測試，與常規(guī)控制方式比較，該控制方式具有明顯的節(jié)能優(yōu)點(diǎn)。

由于第一電場粉塵濃度較高，可采用火花率整定控制方式，以提高電場的除塵效率。其它電場由于運(yùn)行工況相對穩(wěn)定，采用臨界反電暈控制方式，特別是五電場在此控制方式下運(yùn)行工況相對穩(wěn)定。

通過對某臺機(jī)組的實際測試，采用臨界反電暈控制方式，單臺機(jī)組電除塵每月的電能消耗為90萬kWh，當(dāng)采用其它控制方式時電能消耗為110～120萬kWh，節(jié)能效果比較明顯。

4 閉環(huán)控制方式的應(yīng)用

600 MW機(jī)組電除塵器每月電耗在90萬kWh以上（包括低壓控制設(shè)備）。通過電場控制方式的選擇，電場供電單元能保證該單元最佳的輸出功率，但當(dāng)機(jī)組負(fù)荷變動較大時，除塵器整體電場未處于最佳供電方式，實際不需要消耗如此多的電能。因此，從2004年起根據(jù)實際情況陸續(xù)投用了閉環(huán)控制系統(tǒng)，根據(jù)電除塵出口煙塵濃度的大小調(diào)節(jié)電場的輸出功率，實現(xiàn)了除塵器的最佳供電，達(dá)到了節(jié)能的目的。

閉環(huán)控制系統(tǒng)的原理是：根據(jù)電除塵出口煙氣濃度（設(shè)定在10～20 mg/Nm3）給定各電場的參數(shù)（二次電流低限值設(shè)定在300～500 mA）。電場參數(shù)按從后至前的順序進(jìn)行自動調(diào)整，參數(shù)調(diào)整循序漸進(jìn) （一次調(diào)整約5%～10%），而不進(jìn)行大幅度一次性調(diào)整。系統(tǒng)在調(diào)整過程中根據(jù)振打運(yùn)行的情況，排除振打?qū)е露螕P(yáng)塵引起煙塵濃度瞬間變化的影響，結(jié)合電場本身特性調(diào)整單元電場參數(shù)，以達(dá)到單元電場與整體運(yùn)行參數(shù)的最佳配合。

閉環(huán)控制系統(tǒng)主要目的是降低電場的能耗。從2009年電除塵運(yùn)行情況看，每臺電除塵每月電耗一般可控制在50～60萬kWh，與未投閉環(huán)控制的運(yùn)行方式相比可以節(jié)電三分之一。2009年全年每臺機(jī)組節(jié)電230萬kWh，電除塵廠用電率降至0.183%，取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益。

5 結(jié)語

通過對本體設(shè)備的改進(jìn)、振打系統(tǒng)的優(yōu)化、電場控制方式調(diào)整等，電除塵器的高壓供電和振打系統(tǒng)的相互配合處于最佳狀態(tài)，達(dá)到理想的除塵效率。在確保除塵效率符合要求的情況下，投用電除塵閉環(huán)控制方式可以大幅降低電除塵的能耗。

[1] 胡志光.電除塵器運(yùn)行及維修[M].北京：中國電力出版社，2004.

[2] 張殿印，王純.除塵器手冊[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2005.

[3] 國家環(huán)境保護(hù)總局.GB 13223-2003.火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)[S].北京：中國環(huán)境科學(xué)出版社，2004.

[4] JB/T 9688-1999.高壓靜電除塵器用整流設(shè)備[S].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1999.

[5] 國家發(fā)展和改革委員會.JB/T 9688-2007電除塵用晶閘管控制高壓電源[S].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2007.