浅谈电除尘性能优化和节能
摘要：电除尘节能减排技术的改造，减少了电厂烟气污染物的排放，确保电厂达到排放标准，大幅减少电厂污染物排放，提高了电除尘环节的智能性，降低了人工成本。减少设施零件等损耗，可有效降低电厂检修维护成本。更重要的是，若电厂改造优化电除尘节能减排技术，达到国家排放标准，能获得电价补贴和地方政府的相关福利。总之，改进电除尘节能减排技术能降低电厂运营成本，获得国家补贴，创造长期经济效益。
关键词：电除尘；性能优化；节能
一、电除尘概述
电除尘一般指静电除尘，是气体除尘方法的一种。含尘气体经高压静电场时被电分离，尘粒与负离子结合带上负电后，趋向阳极表面放电而沉积。在冶金、化学等工业中用以净化气体或回收有用尘粒。利用静电场使气体电离，使尘粒带电吸附到电极上的收尘方法。在强电场中空气分子被电离为正离子和电子，电子奔向正极过程中遇到尘粒，使尘粒带负电吸附到正极被收集。
电除尘器作为电厂环保的重要环节之一，作用就是减少烟尘排放，控制环境污染。在当今国家环保标准不断提高，可持续发展的大环境下，电除尘应当有更为经济的电耗和更高的除尘效率，来实现节能减排降耗。改革开放三十年来,我国电力行业,无论新建或改扩建燃煤电厂,还是老电厂,绝大部分均采用了电除尘器(ESP)进行烟尘治理。ESP已经成为电厂电力安全生产和环境保护必不可少的重要设备[1]。我国提出科学发展观和可持续发展战略,旨在建设资源节约型、环境友好型社会,节能减排成为我国发展的战略目标。在这种新形下,ESP作为环保产业烟尘治理的主力设备,如何实现提效与节能减排两项指标,是我国电除尘技术面临面前的艰巨任务和研究的重要课题。
二、电除尘器技术存在的问题
（一）烟尘排放标准不断严格。随着时代的进步，按某一时代排放标准设计的静电除尘器无法得到改善，电场数量少于集尘区域；另外，即使在静电除尘器同一时期，随着运行时间的推移，设备老化也会导致除尘效率显著下降。
（二）烟气工况变化。由于煤炭资源短缺或为节约成本，电厂锅炉常变化。或采用循环流化床锅炉，由于实际煤种与设计煤种偏差较大，致使烟气工况发生变化。
（三）选型设计不合理。选择是决定静电除尘器是否符合设计规范的关键。静电除尘器选择规格小、电场数少、集尘面积小是当前最突出问题。
（四）运行管理问题。①对电除尘器概念认识不足，无严格科学的操作、维护、管理程序；②技术实力不足。由于静电除尘器的这些问题，特别是新排放标准的颁布及实施与国家对PM2.5的逐渐重视，ESP技术面临着两个技术瓶颈：高效电阻除尘效率低、二次灰尘增加了烟尘排放浓度，所以迫切需创新性除尘技术[2]。
三、减排节能电除尘新技术的应用
（一）余热利用提效技术。在发电领域，由于煤粉变粗和煤的含水量较大等的影响，使锅炉排烟温度逐渐升高，这在一定程度上会对电除尘器整体运行产生不利影响。烟尘温度高，对静电除尘器影响体现在：①电除尘器在烟尘处理时，消耗的时间相对减少，影响了除尘整体效果。②高温烟雾将逐渐降低电场击穿电压，增加气体分子间距离，并为电子与其碰撞提供条件，从而增加电离效益发生率。针对这些问题，一种新型静电除尘器被引入市场，能有效提高电除尘器工作效率，而且能达到理想的除尘效果，具有节能特点。
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（二）高频供电技术。在火电厂中，使用的电源通常基于50Hz范围内的电源，而高频电源将受到电子及微电子等技术的影响。通过波形转换和迎合电除尘电力需求，其优势为：①高效率。若电除尘器应用的电源为高频电源，利用高频电源自身电气特性及放电能力，将电除尘器效率提升数倍，以减少烟气排放。②节能。在同时使用高频电源情况下，高频供电技能可将电除尘器效率因数提高到0.9左右，以此降低能耗[3]。
（三）三氧化硫调质技术。三氧化硫是火电厂烟气中最重要的污染物，或能减少三氧化硫排放对周围环境的影响，实现国家减排目标。三氧化硫烟气淬火技术可通过一系列方式将烟气中一定比例的三氧化硫及水分转化为酸性气溶胶。这种溶胶能用除尘器附着在粉尘表面，达到电除尘目的。
（四）气流分布技术。在火电厂电除尘技术改造时，应重视烟尘成分的探索，开发适合气流分布的新技术。该技术需考虑气流分布和浓度分布对大型电除尘器排放的影响。例如，电除尘器中阻流板和烟道设定不合理，会对气流分布产生不利影响，导致排放量严重超标。为应对气流分布不均匀的影响，气流分布技术需从原始检查环节开始，通过一系列测试及实践，调查静电除尘器内部框架及气道中空气分配装置的安装情况。确定了影响气流分布的主
要因素，并采取了相应措施，该技术一般用于通过较复杂的运算来阐明相应的修改方案，从而在保证气流室中气流分布均衡的基础上，大幅提高电除尘工作效率。
四、电除尘性能优化及节能改造策略
（一）元器件升级
控制系统是偏励磁故障频发的重要原因，在控制系统中，有两个重要模块，主控板、综合板。对于电除尘设备的控制系统，主控板用于控制脉冲的发出和长度，信号通过内部电路从综合板传输到触发极。作为电除尘设备的重要控制系统，在设备运转中需采集信号，以保证系统的稳定性和可靠性。
485接口作为主控板与综合板间的接口，采用平衡驱动器与差分接收器相结合方式，有效提高了控制电路的抗干扰能力。在设备运行过程中，高压柜内干扰强烈，影响了系统的稳定性，导致可控硅导通出现一个产生“偏励磁”故障。为解决这一问题，需采取有效的元器件升级。加强两模块间的抗干扰防护，以解决此类故障[4]。
综合板和触发极之间有两条回路，在设备运行中，需通过电路放大输出主控板指令。这
两个电路相互独立，然而，为提高可靠性，改造时要将供电电源接入电路，有效解决电源不稳问题，导致难以驱动可控硅，造成“偏励磁”故障。控制系统的脉冲发出后，将通过继电器KM2两个节点，到达触发极。若中间继电器不能闭合，则电路会出现偏励磁现象。高稳定性的中间继电器能增强系统的稳定性，在板块上焊接欧姆龙MY2N-J继电器，能有效提高设备稳定性。
（二）采用间歇供电
在电除尘设备中，当发生反电晕时，电路会出现电流上升和电压下降，这种缓慢下降将影响电路的稳定性。反电晕现象的出现是由于粉尘浓度大，会对整个电路产生一定的负面影响，降低静电除尘效果。根据相关研究，要采用一定的间歇供电方式来抑制反电晕现象。在电路中，利用闭锁脉冲中断电源，暂时降低粉尘电压，达到一定的可靠稳定值后，再次恢复电路供电，从而达到抑制反电晕现象和解决电晕粉密封故障的目的。
在电除尘运行中，可控硅导通和闭合是控制电场的主要方式，设置闭锁时间后，能有效抑制反电晕现象，防止粉尘层被高压击穿，从而降低除尘效果，也不利于整个系统的稳定。
双半波间歇供电方式能有效降低反电晕发生频率，更重要的是节约能源。2:4的双半波供电模式可有效节省60%的电力。通过间歇供电和采用适当的电场占空比，能有效提高粉尘过滤效果。测试中，首电场采用全波供电，中电场采用2:2供电方式，后电场采用2:4供电方式，实现供电系统的节能，提高粉尘过滤效果。
（三）改造振打系统
振打系统使用振打锤清洁电极和除尘板。在设备顶部，振打锤围绕着线圈，通过电流产生的电磁吸力将振打锤吸到一定高度，然后利用自身重力振打整个框架，达到清洁的目的。使用顶部振打系统能减少设备敲击后接触不良情况的发生。同时，作用力不大，粉尘能及时有效去除。鉴于振打系统控制模块之间的干扰，可使用一套完整的电路控制系统来实现振打系统模块的简洁。在总体设计中，减少了以往的主控板和备用控制面板，主要采用综合板实现电路控制。
在电除尘设备中，有许多振打锤，使用行选、列选板能分别控制不同振打锤。PLC用于装换综合板的行列编码信息，从而控制不同行列的振打锤。在振打锤系统的改良中，为防止周边线圈的误启动，振打器和二极管可相互连接，有当相应的信号到达时，才会导通，实现
对振打锤的有效控制。
五、结束语
综上所述，电除尘节能减排技术的改造可以有效地降低电厂烟气污染物排放,使电厂排放达到标准的排放指标。此举可以有效地降低工厂排放对周边地区的此生污染与危害,提高大众对企业的认可度,为环保事业做出重大贡献,促进经济的可持续发展。
参考文献：
[1]王建平.电除尘性能优化和节能[J].中国电业，2020(06):36-39.
[2]胡常春.电厂电除尘节能减排技术改造分析[J].发电设备,2019,30(04):254-256.
[3]胡常春.电厂电除尘节能减排技术改造分析[J].发电设备,2019,30(04):254-256.
[4]高峰,赵曙伟.高频电源电除尘的节能减排效应[J].广东电力,2018,28(07):36-39.
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