火电厂电除尘技术的特点及最新进展.pdf

第 3 0卷 第 1 2期 2 0 0 8年 l 2月 华 电技 术 Hua d i a n Te c h n o l o g y Vo 1 ． 3 0 No ． 1 2 De c ． 2 0 0 8 技 术 开 发 火 电厂 电除尘技术 的特 点及 最新进展 Th e f e a t u r e s a n d n e w d e v e l o p me n t o f e l e c t r i c p r e c i p i t a t i o n t e c h n i q u e i n c o a l fir e d p o we r p l a n t 杨君超 ， 高香林 YANG J u n c h a o ，GAO Xi a n g l i n 1 ． 华北电力大学 自动化系， 北京1 0 2 2 0 6 ； 2 ． 华北电力大学 环境科学与工程学院， 河北 保定0 7 1 0 0 3 1 ． A u t o m a t i o n D e p a r t me n t o f N o r t h C h i n a E l e c t ri c P o w e r U n i v e r s i t y ， B e i j i n g 1 0 2 2 0 6， C h i n a ； 2 ． E n v i r o m e n t a l S c i e n c e a n d E n g i n e e ri n g S c h o o l o f N o r t h C h i n a E l e c t ri c P o w e r U n i v e r s i t y ， B a o d i n g 0 7 1 0 0 3 ， C h i n a 摘要 分析了我国燃煤电厂电除尘技术的特点， 阐述了提效节能型 E P高压电源的研发成功与推广， 使 E P 由高效高能耗进入到高效低能耗时代。通过我国电除尘技术的不断创新， 有望将 E P建造成节能达标低碳 型绿 色环保设备 。 关键词 电除尘器； 高压供电； 反电晕； 节能减排 ； 智能优化 中图分类号 T M 6 2 1 ． 7 文献标志码 A 文章编号 1 6 7 41 9 5 1 2 0 0 8 1 20 0 3 5 0 3 Ab s t r a c t T h e f e a t u r e s o f e l e c t r i c p r e c i p i t a t i o n t e c h n i q u e i n c o a l f i r e d p o we r p l a n t o f o u r c o u n t r y we r e a n a l y z e d ．T h e e ffi c i e n c y r a i s i n g a n d e n e r g y s a v i n g v o l t a g e p o we r s o u r c e o f p r e c i p i t a t o r wa s d e s c r i b e d，d u e t o t h e d e v e l o p me n t a n d p r o mo t i o n o f w h i c h，t h e E P g o e s i n t o h i g h e ffi c i e n c y a n d l o w e n e r g y c o n s u mp t i o n a g e f r o m h i g h e ffi c i e n c y a n d h i g h e n e r gy c o n s u mp t i o n a g e ．Ba s e d o n c o n t i n u o u s i n n o v a t i o n i n e l e c t r i c p r e c i p i t a t i o n t e c h n i q u e ，t h e e l e c t r o s t a t i c p r e c i p i t a t o r wo u l d b e c o n s t r u c t e d a s e n e r g y s a v i n g I l o w c a r b o n a n d g r e e n e n v i r o n me n t p r o t e c t i v e e q u i p me n t ． Ke y wor d s e l e c t r o s t a t i c p r e c i pi t a t o r ；h i gh v o l t a g e p o we r s u pp l y；ba ck c o r o n a；e n e r gy s a v i n g a nd e mi s s i o n r e d uc i n g；i nt e l l i g e n t o p t i mi z a t i o n 0引言 燃煤 电厂是 电力能源的主要供应基地 ， 也是 污 染源的重要发生地 ， 燃煤 电厂的烟尘污染治理一直 受到 国家重视 。随着我国经济和电力生产的高速发 展 ， 燃煤电厂高效除尘技术经历 了电除尘器 E P 应 用初期一文丘里 、 斜棒栅湿式除尘器一高效 、 高能耗 E P 一高效 、 低能耗 E P等发展 阶段 J 。电除尘技术 亦经历了引进 国外先进设备和技术一消化吸收一改 进创新之 历程 J 。具有 提效节 能智能优化 控制功 能 提效节能 的 E P高压供 电控制设备 的研发与推 广， 标志着我国E P由高效、 高能耗向高效、 低能耗 电除尘时代转变的开始 。除此之外 ， 近几年来 ， 围绕 电除尘器的提效减排与节能降耗开展了大量创新工 收稿 日期 2 0 0 81 1 0 6 作 ， 如反 电晕 自动控制技术 ， 单 电场粉尘 比电阻测试 技术 ， 高频 、 中频 、 三相高压 电源的研发 ， 降压 、 降功 率 、 停电振打优化技术 ， 活动电极 、 活动钢刷技术等 均在研发之 中； 同时 ， 电除尘理论创新亦取得可喜成 果 ， 如 E P高压供 电能耗 的分类 、 提效节能型 E P 除尘效率公式和节能效率公式的研究等， 为 E P的 提效节能提供了理论依据。通过 E P的技术、 设备 及理论创新 ， 有望将 E P建造成节 能达标低碳 型绿 色环保设备。 1 E P面 I临的考验 国家制定了新的 G B 1 3 2 2 3 --2 0 0 3 火电厂大气 污染物排放标准 ， 从 2 0 0 4年 1 月 1日 起执行。新 标准规定 ， 新上火 电项 目烟尘排放浓度要控制在 5 0 m g ／ m 以下。随着烟尘排放标准要求的增高 由原 来的2 0 0 m g ／ m 下降至 目前的5 0m g ／ m ， 我 国燃煤 3 6 华 电我术 第3 0卷 电厂 E P面临严峻考验 1 烟尘排放标 准 日趋严格 ， 新建机组 的烟尘 排放标准降为 5 0 mg ／ m 。 ， 不同年代的旧机组锅炉也 大幅提高了排放标准要求 ； 2 脱硫设备的工艺流程对烟气含尘浓度提出 了较严格的要求 ； 3 燃煤电厂燃用煤种大多为劣质煤 ， 灰分大 、 含硫量低且煤种 多变 ， 灰分高达 4 0 ％ ～ 5 0 ％ ， 甚至 更高； 4 E P场地限制 ； 5 节能减排要求等。 2 提效节能型高压电源的研发 在学 习国内外先进控制技术基础上 ， 经过数年 攻关 ， 国电南京 自动化股份有限公 司等单位于 2 0 0 6 年 自主研发成功具有提效节能智能优化控制功能的 新一代 E P高压 电源 J 。该种高压 电源 的主要 特 点是 1 以脉冲供电为主的多种供 电方式 ； 2 智能优化控制 ， 自动调整 占空 比与幅 比， 能 自动适应并跟踪工况变化 ， 能有效克服反电晕危害 ； 3 降功率振打优化； 4 单电场粉尘比电阻实时测试技术。 该种提效节能型高压电源在诸多现场推广应用 中均取得了显著效果 1 节能幅度大。与火花整定供 电方式 相 比， 一 般节能在 8 0 ％ ～8 5 ％以上 ， 有 的甚 至高达 9 0 ％ 以上 ； 2 提效减排 显著 。与火 花整定供 电方 式相 比， 由于 除尘 效 率 提 高 而使 烟 尘 排 放 浓度 降低 2 0 ％ ～ 3 0 ％以上， 有的降幅甚至高达5 0 ％以上； 3 反电晕越严重 ， 本体结构越优 良， 提效节 能 效果越显著。 提效节能型高压电源的研发成功与迅速推广 ， 标志着我国 E P由高效高能耗过渡到高效低能耗 时 代的开始。E P将沿着提效节能方 向发展 ， 电除尘技 术还有较大的挖潜创新空间。 3 观念与理论创新 除了上述提效节能型 E P高压 电源的有关创新 外 ， 还有以下诸项 观念及理论创新 与 E P提效 节能 有关 1 E P高压供 电能耗分类。E P高压供 电的电 能消耗分为 4类 有效 电能、 反效 电能、 无效 浪 费 电能和固有 转换 电能 。应通过先进的技术措 施 ， 提高有效电能 比例 ， 降低反效、 无效 与固有电能 比例 。 这种能耗分类 ， 突破了以往只认为二次功率越 大对收尘越有利 的传统观念 ， 为 E P的提效节能指 出了方向。 2 质疑火花整定工作方式。火花整定工作方 式是 E P诞 生 1 0 0年来 国内外广泛采用的一种高压 供 电方式 。在大量实践中发现 ， 该种供电方式在 某些工况适合 ， 而在另外一些工况不太适合 。 3 提效节能型 E P除尘效率公式的研究。E P 除尘效率公式表明， E P除尘效率与二次电压的峰值 及最小值成正比、 与提效节能和火花整定 2种供电 方式下二次 电压峰值之 比以及二次 电压最小值之比 成正比。以往只有 E P除尘效率与二次电晕功率成 正比的一种表达式 ， 现在又增加 了一种 E P电气参 数与除尘效率联系起来 的表达式。 4 提效节能型 E P高压供 电节能公式 的研究。 E P高压供 电节能公式指出， 节能效率与火花整定供 电方式下二次电晕功率成正 比、 与提效节能供电方 式下二次 电晕功率成反 比、 与 占空比成正 比。反电 晕越严重 ， E P本体结构运行性能越优 良， 节能效率 越高。 上述 2公式的研 究结果 ， 为 E P的提效与节能 提供了依据， 亦是电除尘技术理论上的一种进步与 创新 4 电除尘技术的主要特点 1 除尘效率更高， 努力实现达标排放。为了 达到新的排放标 准要 求 ， 新建机组配套 E P的除尘 效率依燃煤灰分不 同， 一般均为 9 9 ． 6 ％ ～9 9 ． 8 ％， 甚至有的接近 9 9 ． 9 ％ ； 电场风速一般降至 0 ． 9～ 0 ． 8 m ／ s以下。老机组配套 E P均对 E P本体 与电气系 统进行技术改造 ， 努力实现达标排放 。 2 大力 推广 提效节 能新 技术。提效节 能型 E P高压电源研发成功与推广 ， 标志着我 国 E P由高 效高能耗进入高效低能耗时代的开始。传统的火花 整定供电方式， 不能克服反电晕危害， 运行在大功率 高能耗状况 ， 运行效果往往欠佳 。提效节能型等供 电方式能有效克服反电晕危害， 运行在小功率低能 耗状况使 E P在提效减排的同时， 大幅降低能量消 耗 ， 是一种科学合理的符合我国国情 的电除尘技术 ， 各燃煤 电厂正在迅速推广。 3 多种型式 的高压电源均在研发之 中。 除了 第 1 2期 杨君超 ， 等 火电厂 电除尘技术的特点及最新进展 3 7 提效节能型高压 电源外 ， 如高频 电源 、 中频电源、 三 相电源 、 反电晕 自动控制技术等诸多不 同类型控制 特性的高压电源正在研 发或试验 中， 呈现出百花齐 放之生动局面。 4 提高振打清灰效果与减少二次扬尘损失引 起重视。E P振打清灰效果不佳 、 二次扬 尘损失严重 一 直是影响 E P性能的重要因素。在此期间， 对降 压 、 降功率 、 停 电等振打优化以及 移动 电极 、 移动钢 刷清灰技术等均在积极研发之 中。 5 电除尘理论 的创新 。电除尘高压供电能耗 的分类 、 对火 花整定供 电方 式 的质 疑 、 提效 节能型 E P除尘效率公式和节 能效率公式 的研究等理论创 新， 为 E P提效节能提供了理论依据。 6 E P本体急需扩容。据有关资料介绍 ， 目前 国外 E P的比面积可达 1 7 0～3 0 0 m ／ m ／ s ， 单室电场 数可达 7～ 8个 ， 值得探讨。 我国在新建 E P时 ， 电力设计 院和燃煤 电厂为 了减少投资， 往往提供 较好 的煤种作 为设计煤种和 校核煤种 ， 亦往往提供较小的烟气量作为设计资料 ； E P本体企业为了降低成本增加利润 ， 往往压缩 比面 积和集尘面积 ， 一般 比面积为 8 5～ 9 5 m ／ m ／ s 。建 成 的 E P体积较小 ， 在设计煤种时通 常能达标排放 ， 当燃煤偏离设计或校核煤种时以及 由于锅炉尾部漏 风等原因， 导致烟气量超过设计烟气量 ， 烟尘排放往 往超标 ， 这种被动局面应 引起 电除尘业界及有关部 门高度关注 。解决途径如下 1 设计 、 校核煤种应采用劣质煤种 ； 2 提高设计处 理烟气量 ， 并考虑到锅 炉尾 部 漏风等因素 ； 3 E P本体设计要留出较大裕量 ； 4 E P比面积约需增加 到 1 1 0～1 5 0 m ／ m ／ s ， 电场数约需增加 为 6～7个 ， 电场风速 约需降低 到 0 ． 8～ 0 ． 9 r n ／ s ， 甚至以下 ； 5 加大 E P建设资金投入力度。 这样 ， 可使 E P始终运行在达标排放状况 ， 还 E P 的本来面貌。当 E P停运 2 0 ％ ～2 5 ％ 电场时 ， 亦 可 达标排放 。既满足了当前环保要求 的达标排放 ， 又 可为今后进 一步 降低 烟尘排放 留有一定贮 备。对 E P的要求应符合客观规律 ， 不能认为 E P体积越小 越好 ， 也不能认为对 E P的投资越少越好。 5 结束语 在 E P面临严峻 考验的关键时刻 ， 我 国提效节 能型 E P高压 电源的研发成功 ， 是 电除尘技术 的一 项重大突破 。它标志我 国 E P由高效高能耗进入 到 高效低能耗 时代 的开始 。提效节能 型高压供 电方 式， 能有效克服反电晕危害， 运行在高峰值电压小电 流的低能耗状况 ， 使 E P在提效减排的同时， 大幅降 低能量消耗 ， 是一种科学合理 的符合我国国情 的电 除尘技术 ， 具有重要的现实意义和推广价值 。 电除尘技术具有较大的挖掘潜力和广阔的创新 空问， 沿着提效节能方向加大创新力度 ， 完全有可能 将 E P打造成低能耗、 低排放、 低污染的节能达标低 碳型绿色环保设备。 对待 E P ， 需解放思想 、 转变观念 、 增加 E P投资 力度 、 保 障 E P扩容顺利进行 ， 使 E P始终在达标甚 至更低排放浓 度下运行 ， 让 E P为我 国节能减排 战 略 目标的实现做出更大贡献 。 参考文献 [ 1 ] 胡满银， 赵毅， 刘忠． 除尘技术[ M] ． 北京 化学工业 出版 社 ． 2 0 0 6 ． [ 2 ] 王励前， 张德轩． 火电厂的烟尘治理和排放标准[ C ] ／ ／ 第 十届全国电除尘学术会议论文集． 武汉 中国环保产业 协会 电除尘委员会， 2 0 0 3 ． [ 3 ] 雷应奇， 胡满银 ， 高香林． 电除尘器提效与节能供电技术 的分析研究[ c] ／ ／ 第 十二届中国电除尘学术会议论文 集． 武汉 中国环保产业协会电除尘委员会 ， 2 0 0 7 ． [ 4 ] 卢泽锋， 傅启文， 夏庆， 等． 节能提效型电除尘器供电控 制装置的研制[ c] ／ ／ 第十二届中国电除尘学术会议论文 集． 武汉 中国环保产业协会电除尘委员会 ， 2 0 0 7 ． [ 5 ] 胡志光． 电除尘器运行及维护 [ M] ． 北京 中国电力工业 出版社 ， 2 0 0 4 ． 编辑 刘 芳 作者简介 杨君超 1 9 8 2 ～ ， 男 ， 内蒙古 呼和浩 特人 ， 华北 电力 大学 自动化 系在读硕士研究生 ， 从事 电站系统 自动控制方面 的研究工作。