高效节能电除尘器控制系统的设计

高仁忠��

摘 要： 粉尘为当前的主要污染物之一，在电力、冶金、煤矿等行业采用电除尘器有效的减少粉尘。但是，传统电除尘器在实际工作中有过度耗能的情况。为了实现电除尘器高效节能的运行，本文基于降压振打、间歇供电以及能量优化三个方面设计了一套高效节能电除尘控制系统，为实现电除尘器高效节能运行提供了理论指导。

关键词： 电除尘器、降压、间歇供电、节能

【中图分类号】 X701.2 【文献标识码】 A 【文章编号】 2236-1879（2018）11-0135-01

0 引言

当今社会，国家早已将与环境治理相关的各项方针政策应用到各个行业。电除尘器由于其高除尘效率及低成本的维修费用广泛应用于煤炭、钢铁、电力等行业中[1]。然而，随着对环保要求越来越高，对电除尘器也提出了更好的要求，其中一项指标就是如何有效降低电除尘的耗能，保证其节能运行。本文基于新型控制方法实现对电除尘器的高效节能的运行。

1 电除尘器概述

1.1 电除尘器的结构。

简单的说，电除尘器有三部分组成，分别为电除尘器的本体、高压控制部分以及低压控制部分[2]。其中，电除尘器的本体一般安装于厂房室外，主要有壳体、收尘极、放电极、气流分布装置以及振打设备组成。此外，振打控制系统、加热控制系统以及卸灰控制系统等组成了电除尘器低压控制系统，实现了电除尘器的多功能、自动化控制。高压控制系统为电除尘器的核心系统，根据实际环境控制电压，主要包括有自动控制系统、电抗器、高压整流硅器等组成[3]。

1.2 电除尘器工作原理。

电除尘器施加高电压，在高电压的作用下，使空气中的气体发生电离、电晕极放电，进而使得空气中的粉尘带电，在电场的作用下带电的粉尘向收尘极方向运动，在振打极板的作用下实现了对空气中粉尘的收集。电除尘器的一套工作流程包括有：气体电离、粉尘带电、带电粉尘收集以及最终的振打清灰四个过程[4]。

1.3 电除尘器控制系统。

电除尘器控制系统的关键任务是实现对设备输出功率进行实时、有效的控制。保证其能够稳定运行。高压控制系统作为电除尘器控制系统的关键子系统，要求其能够实现实时监控、集中管理以及故障报警等功能。

2 电除尘器节能控制方案讨论

在对当前电除尘器耗能情况分析的基础上，本文從有效电能、反效电能以及无效电能三个方面实现对电除尘器的节能。有效电能所指的是电晕功率、反效电能即为对收集粉尘起反作用所消耗的电能、无效电能为对收集粉尘无效动作所消耗的电能。故，在实际工作中可以从抑制反电晕节能、降压振打节能等方面实现对电除尘器的节能控制[5]。

2.1 抑制反电晕节能优化方案。

虽然抑制反电晕的方案能够有效解决高比电阻除尘的困扰，但是该方案需要与实际的电除尘器相结合，对实际的除尘效果意义不大。经过研究分析，可以选用间歇性供电措施实现对电除尘器的高效节能控制。基于间歇性供电措施实现间歇时间和供电时间的调整，使其所输出的电压为间歇性变化，从而有效优化了电除尘器的放电性，使其能够提升收尘的效率。此外，间歇性供电方案所消耗的能量明显小于一般模式所消耗的电能。

2.2 降压振打节能优化方案。

为了能够在满足电除尘器除尘效率的基础上提高振打的清灰效果，本文提出了在振打时采取降压的方式。通过调研发现，采用传统振打清灰时不能够将粉尘全部清理下来，而且时间越长在集灰极上积累的粉尘越多，严重影响了电除尘器的除尘效率。故，本文提出了降压振打清灰策略，即在清灰时减小充电电流，使极间的电压值不会过大，从而保证粉尘的有效清除。

3 高效节能控制系统的设计

3.1 高效节能控制系统的结构设计。

为了确保所设计的控制系统满足实际工作的需求，本文在现场总线结构设计上采用了三层结构，即人机接口、控制平台以及现场设备三个层次。电除尘器高效节能控制系统的设计理念为：控制系统对现场采集到数据进行分析后，确定现场设备的运行情况，计算出当前状态下最佳工作模式，从而实现电除尘器高效节能状态下运行。

3.2 基本功能的实现

（1）实时监控功能。

实时监控是控制系统的核心功能之一，该功能的作用是能够实时的掌握现场设备的工作状态，了解现场的环境参数并记录实时的设备的运行状态，是控制系统大脑分析数据的基础，是实现上位机和下位机通信的桥梁。

（2）故障诊断功能。

控制系统的故障诊断功能是以故障库为基础，将现场的故障判断经验和常规的起保护逻辑习惯结合起来，进而形成了专业的故障诊断知识库。假若在现场工作中出现故障，根据所积累的专业故障诊断知识库得到故障诊断的结果。此外，基于故障诊断功能还能够实现对现场工作参数的在线监测，一旦发现故障立即调用故障诊断知识库。

（3）节能控制功能。

能量优化管理功能是实现电除尘设备高效节能运行的关键，基于该功能确保电除尘器在工作中在保证除尘效率的前提下，能够有效降低能耗，从根本上实现了电除尘器的高效和节能。

4 总结

本文旨在解决电除尘器在实际工作中过度耗能、除尘率低的问题。在充分掌握电除尘器的相关理论知识和结合国内外先进控制技术的基础上，提出了以降压振打策略、间歇供电策略以及能量优化算法为基础了电除尘器高效节能的控制系统，为更深层次的实现电除尘器高效、节能运行奠定了理论基础。

参考文献

[1] 闫克平， 李树然， 郑钦臻，等. 电除尘技术发展与应用[J]. 高电压技术， 2017， 43（2）：476-486.

[2] 胡斌， 刘勇， 任飞，等. 低低温电除尘协同脱除细颗粒与SO_3实验研究[J]. 中国电机工程学报， 2016， 36（16）：4319-4325.

[3] 赵磊， 周洪光. 近零排放机组不同湿式电除尘器除尘效果[J]. 动力工程学报， 2016， 36（1）：53-58.

[4] 何毓忠， 赵海宝， 郦建国，等. 低低温电除尘器二次扬尘分析及解决措施[J]. 环境工程， 2016， 34（1）：65-68.

[5] 郑钦臻， 李树然， 周靖鑫，等. 振打清灰对电除尘器排放的影响：工业应用分析[J]. 高电压技术， 2017， 43（2）：499-506.

作者简介：高仁忠，男，1985年12月，河北邯郸，本科学历，河北大唐国际王滩发电有限责任公司。