关于电除尘器电源系统节能的分析

电除尘深度节能优化运行分析作者：陈映红来源：《科学与财富》2017年第33期摘要：通过对电除尘运行方式和节能模式的研究，电除尘厂用电率下降20%～40%，年节电300万kWh以上。

关键词：电除尘；节能模式；节电一、电除尘运行现状及存在的问题：某厂#1炉电除尘为龙净环保2BEL459/2-4型静电除尘器，主要控制方式有MODE 0–火花跟踪控制、MODE 1-最高平均电压控制、MODE 2-火花率设定控制、MODE X：XX–间歇供电控制（脉冲供电）四种控制方式，由于前三种方式电除尘能耗高，目前#1炉电除尘一电场采用MODE 0，二、三、四电场采用间歇供电方式，间歇供电充电比（供电时间和间歇时间之比）常规设置为1：2，#2炉电除尘在2011年机组小修时完成了阿尔斯通高频电源改造，初期一电场、设置了MODE1～MODE4四种方式，二三四电场为脉冲供电方式，但由于一、二电场这几种模式高负荷已无法满足现在粉尘排放要求，模式已被更改，目前一二电场主要运行方式只有正常模式和节能模式（自动寻优模式）两种，正常模式一电场二次电流1000mA，二电场二次电流1200mA，省电模式二次电流200～300mA，但由于自动寻优模式不稳定，检修认为该模式下运行对电除尘损耗大，故现在#2炉电除尘实际上只有正常运行模式MODE1一种，如上图2里的A1～A4电场。

可见目前该厂电除尘运行方式单一，虽然做了初步的节能优化，如#1炉二三四电场采取了1：2的间歇供电方式，#2炉三四电场也采取了脉冲供电方式，但电除尘运行控制还是开环“傻瓜式”控制，未根据机组负荷和粉尘排放浓度进行闭环调整，在满负荷和低负荷采取一种控制模式，电除尘能耗也就一样，这样在低负荷电除尘能耗极高，造成极大的浪费。

二、电除尘深度节能想法提出及节能效果为积极响应节能降耗的号召，我们在节能降耗上集思广益，提出很多节能想法。

通过长期对电除尘的运行观察与调整，认为电除尘深度节能空间很大，然后就针对不同负荷、不同煤种对电除尘进行了一系列调整试验，调整结果印证了我们的初步想法，电除尘深度节能优化空间巨大，尤其在低负荷（300MW及以下）节能效果惊人，节能调整后#1炉电除尘在300MW负荷每小时最多可节电700度，每小时最低节电500度，节约厂用电率0.2%左右；#2炉电除尘在300MW负荷时每小时亦可节电300度以上，节约厂用电率0.1%以上，由于#2炉超净排放改造后排放要求较高，考核严，故对#2炉电除尘调整较保守。

徐州电厂静电除尘器高频电源改造与高效除尘节能效果分析本文以徐州电厂2×1000MW国产超超临界燃煤发电机组静电除尘器提效改造为例，介绍了静电除尘器采用高频高压供电装置（简称：高频电源）替代工频电源系统设备，实现了静电除尘器出口烟尘浓度低于20mg/Nm3等超低排放目标，同时通过优化完善锅炉负荷闭环控制系统等措施，大幅减少了电耗量，为企业取得了可观的经济效益。

一、项目概况国华徐州发电有限公司一期工程2×1000MW国产超超临界燃煤发电机组锅炉、汽轮机、发电机三大主机由上海电气集团公司制造，分别于2011年12月20日、12月31日正式运营。

同步建设脱硫脱硝工程，采用石灰石－石膏湿法烟气脱硫工艺、SCR烟气脱硝装置。

静电除尘器采用三室四电场BE型静电除尘器，主要由干式静电除尘器本体以及整流设备、低压供电装置等组成。

其中每台电除尘包含12台GGAj021.8A/66KV和GGAj021.6A/66KV硅整流设备。

每台除尘器设置12台高压控制柜，包含可控硅、智能监控器等构成。

每台除尘器设置4台低压控制板，采用DDPX型低压控制装置，可实现电磁振打器控制、电加热恒温控制、测温、料位显示等常规电除尘器的控制功能，也可实现过程逻辑控制；既可程序自动控制，又可现场操作箱上控制。

低压控制柜1～3分别控制电除尘器Ⅰ～Ⅲ室的阴、阳极顶部电磁锤振打和高压断电振打，灰斗加热、进出口喇叭温度检测，灰斗高料位检测和高压隔离开关到位显示等。

低压控制柜4控制电除尘器保温箱加热，安全联锁等。

电子间PLC 柜实现卸输灰控制。

为达到本次超低排放改造要求，将采用高频电源技术对除尘器提效改造，使静电除尘器出口烟尘浓度低于20mg/Nm3的排放标准。

二、国华徐电燃煤电厂除尘高频电源优化改造原因及措施分析（一）国华徐电燃煤电厂除尘高频电源优化改造范围1.静电除尘器本体部分改造。

改为低低温除尘器后，原静电除尘器本体、灰斗、烟道等壳体结构和强度、气流分布装置、阻流板和灰斗结构、振打装置﹑气力输送等相关部分进行检查、评估；对静电除尘器本体适应性改造等。

目录课题：电除尘系统能耗分析优化研究一．电除尘系统设备概况二．现有设备电耗分析三．电袋复合式除尘器技术1．电袋复合式除尘器的构思2.电袋复合式除尘器的机理3.在电力行业应用技术上应解决的主要问题4.影响电袋除尘器性能的主要因素5.电袋复合式除尘器改造实施方案四．电除尘用高频高压整流设备（一）、概述（二）、高频电源优越的性能特点（三）、高频电源现场应用情况五. 结论课题：电除尘系统能耗分析优化研究一．电除尘系统设备概况王曲电厂电除尘系统每台锅炉配置两台双室五电场电除尘器，由福建龙净环保有限公司设计生产。

锅炉烟气经电除尘器五个串联电场进行除尘后，送至脱硫装置由烟囱排出，除尘效率高达 99.81%。

高压静电除尘器包括除尘器本体系统和电气系统两大部分。

本体系统主要由收尘极系统、电晕极系统、振打装置、气流分布装置、壳体及除灰装置等组成。

电气系统包括高压供电装置和低压自动控制系统。

高压供电装置由高压硅整流变压器、整流控制柜组成。

系统配备的电除尘器为双室四电场。

其有效流通面积为 443m2，设计处理烟气量 1551600m3/h ；每电场长度 4m。

收尘极板采用 480C 型极板；放电极线一、二电场为 RSB线，三、四电场为螺旋线。

同极间距 410mm；收尘极总面积为 38880m2；比集尘面积 82.03 m2/m3·s-1 。

收尘极采用侧部振打；放电极采用顶部传动侧振打方式，每台电除尘器配备 8 套高压供电设备。

电除尘器电源控制系统为高压微机控制系统, 高、低压为独立的控制系统。

整流变压器的输入电压 380V、输出直流电压0～ 72kV、电流 1.8A 。

硅整流变压器为高位布置，高压直流电源经隔离开关进入电除尘器电场内，为电除尘器的阴极线和阳极板之间提供不同电压等级的直流负高压，使烟气粉尘离子荷电，分别吸附在与其极性相反的极板上，依靠振打力使灰尘脱离极板，落入灰斗。

阳极振打、阴极振打采用顶部电磁振打，电除尘器断电振打分为高低压设备联动断电振打与 IPC 系统增强型断电振打。

电除尘器电气控制系统节能增效技术分析摘要：随着社会经济的发展和自然资源的开发，相应的环境问题引起了广泛的注意。

其中的大气粉尘浓度与人们的生活息息相关。

因此，我国在实现节能减排的过程中对粉尘浓度的排放做了严格的规定和要求。

在这样的背景下，电除尘器的有效使用无疑可以一定程度降低排入大气中的粉尘浓度。

然而，如何实现其节能增效，进而更好的维护大气环境是需要研究的课题，本文将从工作原理、理论依据和技术实现等方面具体研究分析电除尘器电气控制系统的节能增效技术。

关键词：电除尘器；电气控制；节能增效一、电除尘器的运行原理对于电除尘器的工作原理主要可以分成三个步骤来完成。

首先第一步是建立电场实现气体电离的过程。

主要通过在两个电极间流通高压直流电实现强电场的建立，让电极间的电压超过临界值，从而使范围内的气体产生电离，出现电晕放电。

相应的电极周围的电晕区在距其表面2-3mm的区域内。

在此范围内由于气体在强电场的作用下出现电离而产生了大量的正离子与带负电的电子。

根据同极相斥、异极相吸的原理，如果电极上施加的是负电压则会产生负电晕放电，相应的电子移向正极，正离子移向放电极本身。

其次是尘粒荷电过程，此过程主要是由于气体电离过程中产生的大量离子和电子与电晕外区内的中性分子进行碰撞和粘附，进而使中性尘粒荷电。

具体影响荷电量的因素主要有尘粒的大小、电场的强度和离子的热能与停留时间等。

主要的荷电机理有电场作用使离子与尘粒的碰撞、粘附使其荷电，以及由离子的热运动和气体扩散实现上述碰撞、粘附继而荷电。

最后阶段则是吸尘的过程。

此过程中相应的粉尘经过荷电后会依据其自身的电荷极性向异电极运动，最终吸附在该电极表面。

其运动的速度跟自身的质量、荷电量、电场的强度以及气体的性质等息息相关。

一旦荷电粉尘吸附到相应的电极上时便失去电荷，成为中性粉尘粒子吸附于电极上。

紧接着利用具体的振动装置将尘粒从电极上抖落到电除尘器的集灰装置中并及时进行清理。

二、电气控制系统节能增效的必要性近些年来，随着工业化的发展大量的废气排放依然达到了给环境清洁带来隐患的程度。

高压电除尘器效率与节能研究摘要：针对除尘器效率与节能问题，本文分析了对电除尘器的除尘效率与节能影响最大的反电晕现象和节能潜力，对直流供电方式和脉冲间歇供电方式进行了对比，针对间歇供电方式的准确、方便控制，分析了晶闸管调压式高压除尘电源与大功率高频开关的特点，后者能显著地提高静电除尘的效率。

关键词：反电晕，间歇供电，除尘效率，节能1、引言反电晕现象是电除尘器收集高比电阻粉尘时出现的重要现象之一。

反电晕现象的产生会降低电场的击穿电压、产生异号空间电荷并中和起收尘作用的电荷，造成严重的二次扬尘，导致除尘效率大幅度下降或使得除尘器难以正常工作，另外还消耗大量的电能。

目前为除尘器研究合适的供电电源技术，已经成为电除尘器节能提效的关键。

高频高压供电电源具有控制方式灵活、输出高电压波形可控、闪络后关闭速度快和重启迅速等优点，是当今国内外静电除尘电源的主要研究发展方向。

其中瑞典ALSTOM公司和丹麦SMITH等公司的产品是国外高频高压电源的典型代表。

国内以福建龙净环保股份有限公司和武汉国测数字技术有限公司等企业也开展了富有成效的工作。

研究高频高压供电电源，使电除尘器的实际排放浓度不仅能达到国家允许排放标准，而且显著降低电除尘器的运行电耗，具有十分重要的经济意义。

2、影响除尘效率与电能消耗的主要因素2.1 粉尘比电阻对除尘效率的影响[1-3]粉尘比电阻是衡量粉尘导电性能的指标。

静电除尘器适合于捕集比电阻介于104～5×1010Ω·cm之间的粉尘。

粉尘比电阻过高或过低都会导致除尘效率下降。

当粉尘比电阻小于104Ω·cm时，粉尘的导电性能好，带负电的粉尘到达集尘极后，粉尘的负电荷被中和并带上与集尘极相同的正电荷。

由于极性相同，会把带电的粉尘推向气流中，粉尘在集尘极板上产生跳跃现象，不能很好的吸附，最后可能被气流带出电除尘器。

若粉尘的比电阻超过5×1010Ω·cm时，电除尘器的性能就随着比电阻的增高而下降。

高频电源在电除尘器上应用及节能分析摘要：随着电力工业不断发展，环境污染严重。

环保达标排放标准提高，国家对环境保护问题重视，各个行业在节能减排新技术的研究与推广应用取得较大进展。

电源是高压静电除尘器重要部分，采用高频电源可大幅度提升除尘器工作效率，同时还能节约电能，因此在电力、冶金、化工等多个领域得到广泛应用。

关键词：高频电源、电除尘器、节能。

1.概述发展中国家经济发展给环境带来的危害已经引起全世界广泛关注，我国处于经济发展高速期，与环境治理产生很大矛盾，为了保护全球赖以生存的环境，一方面实现经济持续发展，我国各行各业推广节能减排新技术，电除尘器是火力发电厂，燃煤锅炉企业进行粉尘排放治理主要设备，该设备核心是电源，为除尘器电场提供所需要的直流高压，直接影响除尘器效率。

2.高频电源高频高压开关电源（简称高频电源）是新一代电除尘器供电装置，广泛应用于电力、冶金、化工、水泥等行业烟气粉尘治理，可实现高效除尘、环保排放达标。

2.1高频电源工作原理电除尘器高频电源是利用高频开关技术形成的逆变式电源，其供电电流是一系列窄脉冲构成，可以给除尘器电场提供接近纯直流到脉动幅度很大的各种电压波形，高频电源对电除尘器火花放电或短路具有快速反应机制，能在上述情况下封锁电源输出，提高了电源动态响应速度，高频电源的快速反应机制使电源实现了接近纯直流输出，提高了设备的供电电压，有利于增强电除尘器电场强度和粉尘荷电量，进而影响电除尘器内粉尘周围的电场力，加速粉尘移动速度，最终提高除尘器效率，减少粉尘排放。

2.2高频电源运行方式高频电源可根据电除尘器电场的实际工作情况，调整脉冲宽度、脉冲幅度、供电频率，以保证提供电压、电流达到做优化状态。

对于具有恒定周期供电和脉冲供电两种型号的高频电源来说，应根据除尘要求选择合适的供电方式。

2.2.1恒定周期供电方式恒定周期供电方式，是指高频电源按照预先设定的频率参数进行运行，设定频率参数值决定了设备的输出电压和输出电流值。

电除尘器电源系统节能方案的研究及对比分析摘要：本文对电除尘器的理论能耗值和实际能耗值进行了分析比较，对电除尘器电源的发展和目前常规电源类型进行了总结。

并论述了电除尘器的工频脉冲、高频开关电源和高频+工频组合三种节能供电方案。

关键词：电除尘器节能工频高频引言：电除尘器供电控制设备在适应运行工况的要求和提高电除尘器整体性能方面起着重要作用，单相工频高压电源和三相高频电源则是目前我国火力发电厂主要的电除尘高压电源系统。

此外，电除尘器的节能控制主要是降低高压硅整流设备的耗电。

一、电除尘器能耗分析1、电除尘器的理论能耗计算根据斯托克斯定律，一个球形尘粒在运动过程中所受到的摩擦阻力为：F=6πηaω。

假设尘粒直径为10μm，向着收尘极板运动所经过距离d为5cm，荷电尘粒的驱进速度ω为30cm/s，介质的运动粘度η为1.8×10-5Pa?s，则使荷电尘粒向着收尘极板运动所经过的距离为d时所消耗的功为：W=Fd=6πηaωd=6π×(1.8×10-5)×(5×10-6)×(30×10-2)×(5×10-2)=2.54×10-11 ；火电厂锅炉产生烟气中灰尘的质量浓度一般为10~40g/m3，假设烟气中的含尘的质量分数C为20g/m3，尘粒的密度ρ为1g/cm3，则单位烟气量中的尘粒数量: =3.82×1010(个/m3) ；因此，使1m3烟气中全部尘粒分离所需的功：W0=WN0=2.54×10-11×3.82×1010=0.970 。

以某电厂350MW燃煤机组设计参数值为例，1台机组锅炉产生的烟气量qv约为1.22×106Nm3/h，从中分离全部尘粒（假设粒径为10μm），所需的功率：Ps= W0qv=0.970×1.22×106/3600=329 (W) ；由上式可知，在理想状态下，分离350MW机组锅炉烟气量的尘粒只需要329W的功率，是一个很小的数值。

浅析火力发电厂电除尘器节能技术电除尘器是火力发电厂重要的污染治理设备之一，其主要功能是利用电场作用原理，将烟气中的粉尘、烟雾颗粒收集下来，使其得到净化。

同时，电除尘器的运行也需要消耗一定的能量，因此，如何在减少污染的前提下，降低其能耗成为火电企业重要的问题之一。

在此，本文将从技术节能的角度分析电除尘器的优化措施。

一、提高电晕放电能力电除尘器是一种利用高电压电晕放电的污染治理技术。

为了提高电除尘器的收集效率，需要提高电晕放电的强度和稳定性。

其中，电除尘器的高压电源是影响电晕放电的重要因素之一。

传统的电除尘器所采用的高压电源多为二次整流变压器，其能效比较低，因此越来越多的电除尘器开始采用开关电源或者变频电源等技术。

开关电源和变频电源具有能效高、稳定性好、响应速度快等优点，可以提高电晕放电的能力。

二、优化输送系统电除尘器的烟气输送系统包括烟气预处理系统、风机系统和烟囱系统。

其中，风机系统是整个输送系统的能耗最大部分。

因此，在保证电除尘器正常运行的前提下，通过优化输送系统，降低风机系统的能耗。

比如，可以通过降低风机的运行转速，对送入烟气进行调节来实现节能效果。

三、改善烟气分布情况电除尘器的收集效率受到烟气分布的影响。

为了提高电除尘器的收集效率，可以通过优化烟气分布情况来实现。

比如，通过增加烟气进口位置，降低进口速度，增加进口角度等手段来改善烟气分布情况。

这样可以均匀地分配烟气，使烟气能够充分地和电场接触，提高电除尘器的收集效率。

四、合理清灰方式电除尘器是一种周期性的设备，需要定期进行清灰处理。

清灰的方式直接关系到清灰的效率和能耗。

传统的电除尘器采用机械震打清灰方式，存在清灰效率低、能耗高等问题。

而更为新型的清灰方式包括喷气清灰、振动吹风清灰等。

这些清灰方式可以有效地提高清灰效率和节能效果。

总之，对于一个火力发电企业，节能是生存的前提，同时治理大气污染也是重要的责任。

因此，火电企业需要通过引入新的技术、改进现有技术、加强设备维护等多种措施，降低电除尘器的能耗，提高电除尘器的收集效率，使得清洁、绿色的环境成为生产的新常态。