燃煤电厂电除尘器的节能改造与应用

杨俊华

摘  要：以某燃煤电厂电除尘器节能改造为例，通过分析燃煤电厂电除尘器耗电量高、除尘效率不稳定的原因，提出了具体的改造方案，对同行业除尘器节能改造具有示范意义。

关键词：电除尘器;耗电量;节能改造;高压控制

中图分类号：X701.2              文献标识码：A               DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.01.098

目前，随着自然环境的不断恶化，人们的环保理念正在逐步提高，世界各国都在倡导并积极采取有效的方法保护环境，以减少污染。电除尘器是燃煤发电厂烟气处理的重要环保设施，也是火电厂用电量较大的设备之一，其运行状况直接影响着周边环境。因此，应对电除尘器进行节能减排改造，在保证除尘效率的前提下，降低厂用电率，减少发电成本，提高运行经济性，从而提高燃煤电厂的经济效益和社会效益。

以某燃煤电厂9#机组为例，其容量为300 MW，配备了双室五电场静电除尘器，日常耗电量非常大，而通过对除尘器进行节能改造后，全面提高了经济效益和社会效益。

1  电除尘器运行现状和原因分析

1.1  电除尘器的运行现状

该厂电除尘器建于2001年，设计除尘效率在99.5%以上，属于双室五电场静电除尘器，配有福建龙净GGAJ-02型高低压控制柜，日常控制模式为火花跟踪控制，具体设计参数如表1所示。

表1  电除尘器参数表

序号

名称

参数

1

处理烟气量

1 018 998 m3/h

2

烟气含尘量

63.97 g/nm3

3

电场内烟气流速

0.95 m/s

4

阳极板

C480

5

阴极线

RS管状芒刺线

6

本体漏风率

≤2.5%

7

除尘效率

≥99.5%

8

高压控制的运行方式

连续

9

火花率设定范围

1～50次

10

输出电压调节范围

0%～100%

11

输出电流调节范围

0%～100%

12

交流输入电压

380 V

13

交流输入电流

339 A

14

直流输出电压

72 kV

15

直流输出电流

1.2 A

16

振打方式

同周期连续

一般情况下，电除尘器的耗电量约占机组容量的0.3%～0.6%，该厂300 MW机组配套的电除尘器的用电量高达1 300 kW·h左右。除尘器自建成以来，经历了数次大修，然而，每次大修都只更换了电场内部的极板和芒刺线、清扫了高低压控制柜内部的接线、更换了已损坏的原件，而未彻底改造设备，导致除尘器的工况较差，主要表现为除尘效率不高、除尘器的耗电量逐年上升。

1.2  除尘效率低、耗电量大的原因分析

该厂与有关科研单位协作，对电除尘器的运行状况进行了分析，发现除存在运行方式不合理、设备老化等缺陷外，还存在高低压控制系统的控制模式设置不合理等问题，主要体现在以下几个方面：①高压控制方式。为了保证除尘效率，采用常规的火花跟踪控制方式，而运行人员对火化率的调整设置不当，各电场的工作一直处于高火花状况下，高压供电装置耗电量大，但实际的除尘效率并未提高，甚至出现了下降。②低压设备系

统。低压振打系统采用同周期连续振打装置，虽然清灰效果较好，但耗电量大，设备损耗严重。③高低压系统各自独立运行，未形成有效的整体控制，导致设备的运行效率下降。④高压供电方式。采用常规的阴极悬挂、双相硅整流的供电方式，整流变耗电量大，维护烦琐。⑤电除尘器经过长期运行后，内部的阴极线因受到粉尘冲刷、高温灼烧，出现了磨损、氧化的现象，且比较严重，进而导致收尘效率下降、耗电量增加。

该厂的电除尘器已运行多年，多数设备已老化，且检修管理不到位，维修技术也相对滞后。因此，需要改造或改进的地方很多，这是国内很多电厂电除尘器中存在的共性问题。

2  改造方案

应重点找出制约或影响除尘器的运行效率、运行能耗的关键点，并制订相应的改进措施，具体包括以下5个方面。

2.1  采用高低压一体控制

高压控制电场与低压控制配套设备是电除尘器一直采用的运行模式，在此次改造中，以单个电场为单位，将高、低压改为一体控制，使高压供电与低压设备控制功能集成在1台控制装置内，这样可有效降低电除尘器的功耗。该系统具有的特点为：控制部分采用目前最先进的SOC片上系统单片机的8051F040芯片，并配备高可靠性外围芯片组成的数字化自动稳压、稳流控制器，可在全时域内实现检测和控制;采用低阻抗信号传输和波形整形电路设计，提高了设备在恶劣工况、烟气变化复杂或电网谐波分量多时的抗干扰能力;采用高阻抗变压器（阻抗电压为35%～42%），改善了对电场供电的伏安特性;配有反电晕振打联动接口，在对高比电阻粉尘清灰时，可自动转换成间歇供电，既提高了振打清灰效果，又抑制了二次扬尘;可配接浊度仪，并能根椐浊度仪监测的数据实时调整输出的电流、电压，既保证了除尘率，又节约了大量的能源;采用CAN总线结构，可方便地与上位机联网;设计了友好的人机界面，操作控制简单、灵活。

2.2  采用新型高频电源代替老式整流变

整流变相当于组合了1台普通升变与1组全波整流桥，老式整流变的耗电量大且维护烦琐，而新型高频电源的结构简单、制造技术成熟，可有效提高节能效果。

2.3  调整高压供电模式

将电场工作模式整定为间歇脉冲供电。一般情况下，电除尘器电场供电采用持续直流供电的方式，为了保证较高的除尘效率，各室内5个电场的一次电流、一次电压均调至最大值，导致用电量极高。尤其三、四电场的有效利用电量不多。改进后，5个电场都采用了间歇脉冲高压供电的方式，即输入电场内部的电能是动态的，烟气、粉尘逐步通过各电场，间歇脉冲电压会使电场内部电荷发生动态变化，增大了粉尘被荷电捕集的概率，从而提高了收尘效果，减少了电能浪费。

2.4  采用周期自动调整式电振打

在改进前，电除尘器一直沿用同周期振打的方式，虽然清灰效果较好，但耗电量较高。因此，改进了电除尘器与高压控制柜的同步控制，将阳极振打的运行信号通过无源触点引入了同电场的高压控制柜，实现在电场收尘率较高时振打周期短、振打次数多;在电场收尘率较低时振打周期长、振打次数少。这样既提高了清灰效果，又减少了振打设备的耗电量和设备损耗。

2.5  改进本体内的阴极线

原有的RS管状芒刺线的磨损、氧化、电蚀现象已比较严重。因此，检修人员改进、更换了阴极线，将老式芒刺线替换为新型BS线。改进后，阴极线的结构更好地适应于电厂工况和粉尘特性，收尘效果良好，且耗电量较低。

3  改造后的整体效果

该电除尘器在改造完成并稳定运行半年后，进行了除尘效率和能耗测试。从测试结果中发现，除尘效率稳定在99.5%以上，用电量由1 300 kW·h降至180 kW·h，每小时可节约的电量约1 100 kW，耗电量仅占机组容量的0.005%～0.015%，节电效率为86.15%，节电效果良好。

4  结束语

电除尘器是燃煤电厂降低污染、清洁发展中必不可少的设备之一。随着国家节能减排政策的大力实施，燃煤电厂电除尘器的节能改造势在必行。本文以某电厂电除尘器的节能改造为例，为其他相关企业在确保电除尘器除尘效率达到国家要求的前提下，大幅度降低电除尘器的用电量、减少发电成本提供了参考，具有重要的推广意义。

参考文献

[1]高香林.除尘技术[M].北京：华北电力大学出版社，2001.

[2]陈沫，周元龙.基于效率的电除尘电源节能改造分析及应用[J].中国电力，2008（09）：61-64.

〔编辑：张思楠〕

Energy-saving and Application of Coal-fired Power Plant Electrostatic Precipitator

Yang Junhua

Abstract： The energy-saving electric precipitator in a coal-fired power plant， for example， through the analysis of coal-fired power plant electrostatic precipitator power consumption is high， unstable collection efficiency reasons put forward specific rehabilitation programs for energy saving in the same industry have electrostatic precipitator exemplary.

Key words： electrostatic precipitator; power consumption; energy saving; high-pressure control