火力发电厂湿式除尘器电源发展方向

发布时间: 2020-03-31 10:36:26   来源:  作者:

  摘 要:节能环保是我国的现行主要政策,受到社会各界的重视。在燃煤电厂,降低厂内生产用电率,就等于是降低了火力发电厂的生产经营成本,能够增强企业市场竞争力。目前的湿式电除尘设备在保证除去烟气中所含粉尘能力的同时可大大节约设备能量消耗,有广阔的应用前景。新型湿式电除尘器电源—脉冲电源技术已在较广泛的地方有多个成功案例,且使用效果较显著,它在确保除尘效率的条件下,最大节约电量可达75%以上,经多个样本测算,平均节约电量超过60%,达到了高效、节能的目的。

  随着各界环保意识的持续提高,湿式电除尘渐渐成为一种控制工业排放粉尘的技术方案,是火力发电厂烟尘治理的第一选择。根据最新的环境保护要求,西方各国工业粉尘排放值不大于30mg/Nm3,需我国目前的排放要求也与西方国家所差无几,在重点区域甚至把排放值控制在5mg/Nm3以下;大家都在关注的PM10、PM2.5问题,环保联合会已明确要求限制低于40μg/Nm3,我国目前还在起步阶段。为应对此问题,补齐行业短板,湿式静电除尘器技术应运而生,在火力发电厂是一项很重要的防治污染技术,并已开始进行广泛的推广。

     一、简述工业除尘设备用电源的主要技术变革

  随着社会科技水平的不断提高,自20世纪70、80年代起,智能型元器件开始慢慢取代单相晶闸管控制,随着双极性型晶体管、高功率管、绝缘栅型金闸管。同时,软控逆升变技术、新控制理论技术方案不断推广和普及。

  单相金闸管控制的高压整硫设备:其一般设计的频率范围40Hz~50Hz,输出侧波形会因电源的制式影响而被制约,一些较常见的突发工况处理起来的显的捉襟见肘。单个闪络抑制时间会达10ms,这就造成除尘设备场强回复周期长,斜率曲线低而平,输出侧效率不高,二次侧输出功率低;在一些存在高电阻比粉尘情况的除尘设备上,易发生电极肥大或反电晕现象,收尘效率急剧恶化。

  高频率软控的新型脉冲式电源:与电网频率无关,具备提供纯直流、脉冲波形两种输出性能的能力,这样就可以为除尘设备实工作条件选择需要的电压波形,从而能提高设备除尘能力,为湿式静电除尘器在工业上的推广及应用创造了条件。湿式静电除尘器用脉冲电源能有效的使用新材料和新型电子元器件,综合应用微电子集成相关技术,提高除尘设备转换及控制等环节的效率,从而满足湿式静电除尘器对供电设备的要求。

  二、脉冲电源与传统电源对比

  脉冲电源与传统的工频电源相比设备指标更加优良,其输出波形开关高窄、均功率更高、设备尺寸更加紧凑、重量轻等优点,它对高比电阻微粒可以提供更宽的适应范围,可较大程度提高除尘设备的设计能力。总体效率、功率因数基本可保持在0.8以上,而且脉冲电源采用三相形式电源,可以使系统负载更加平衡,提高了湿式静电除尘器配套电源产品的整体技术水平,拓展了湿式静电除尘器的工业适应范围及工况。

  三、脉冲电源的技术特点

  1.脉冲式电源采用混合性谐振逆式变压器,主功率元件关断能量损耗接近于零,能降低元器件的控制能耗,提高工业除尘设备的性能,减少对系统内其他设备的干扰。在一些设计较先进的脉冲电源里更是串联了具备恒流功能的谐振逆式变压器,当电源输出瞬时短路时有限流功能,设备进行更加案例可靠,此类设备更加适宜于使用在湿式静电除尘器电场内部火花冲击、频繁短路的工况条件。

  2.高频率软控技术的脉冲电源可实现不受电网频率干扰的功能,其一般设计选用输出频次在20kHz~50kHz间调节,且是直流输出。这就可以实现为工业除尘设备提供纯直流、脉冲电压波纹成为可能,用户在现场工况限定的条件下,就能选择最符合要求的输出波纹,从而能确保除尘设备的工作能力。與传统标准频率单相高压电源相比较,脉冲式电源二次侧直流输出波形一般能小于5%,与传统标准频率单相电源30%~60%的变幅相比,可以维持更高的电场闪络电压值,其场强均压可达传统标准频率电源的1~1.2倍,输出电流更是达于传统标准频率单相电源的1.7倍,在输入侧各项指标近似的情况下,它可以输出更高的电晕功率,大幅提高工业除尘设备的性能。

  3.脉冲电源采用最新的单片机为主控的控制器。各类闪络、仪控均采用硬件在线检测,灵敏度高,准确率高,对一些短闪也能在一定的程度上捕捉到。当电场内部发生闪络,设备主电流对自身影响小,场强恢复周期短,无功功率可降低到最低等特点。它有纯直流供电与脉冲形供电两种工作方式,纯直流供电时可采用波顶截波的方式进行调整,根据设备的实际工作条件,输出适应的电压波形,在用在工业除尘设备的前级电区或高阻粉尘区,能控制反电晕发生机率。脉冲式电源是解决工业除尘器前级电区电晕封闭较有效地手段。

  4.脉冲电源体积小、重量轻,只有常规工频电源的1/2。采用三相电源同步输入,对系统无干扰,是一种新型环保电源。效率与功率因数也能可观,一般不低于80%,较传统标准频率电源节能约35%以上。

  结语

  随着湿式静电除尘器脉冲式电源技术水平的日渐提高,可预见其有广阔的应用前景,如燃煤发电厂、冶金矿山、化工等行业的工业粉尘治理。脉冲式电源技术的出现和完善,让我国相关设备的技术水平有了质的飞跃,补齐了行业短板,也在一定程序上扩大了湿式除尘类设备的适用范围,为我国环保行业的产业结构调整和优化贡献出了一份力量。

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      关键词: 火电,除尘

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