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本文介绍了给湿法除尘器提供高压的两种电源方式即调幅高频电源和恒流源的特点。从实际应用中得到的伏安特性分析了两种供电方式的特性和优势,为湿法除尘器的高压电源选型提供了参考。

关于调幅高频电源在湿法电除尘器上的应用研究

 

一、前言

当前,我国环境状况总体恶化的趋势尚未得到根本遏制,环境矛盾日益凸显,环保压力持续加大。部分区域和城市大气雾霾现象突出,许多地区主要污染物排放量严重超标,严重影响了人们的生产与生活。雾霾中包含的PM2.5细微颗粒物由于其粒径小,表面积/质量比大,是废气中重金属沉积的主要区域。

PM2.5可以直达肺部,直接参与人体血液循环,损坏肺部组织,引起一系列病变。而且它在环境空气中的停留时间长,输送距离远,是造成空气污染,降低大气能见度的主要原因。其中燃煤电厂是PM2.5的主要产生来源之一,且在未来相当长的时间内,我国以煤为主的能源供应格局不会发生根本性的改变。

《火电厂大气污染物排放标准》(GB13223-2011)中规定,一般地区燃煤锅炉烟囱烟尘排放限值30mg/m3,重点地区燃煤锅炉烟囱烟尘排放限值20mg/m3。汞及其化合物污染物排放限值0.03mg/m3。根据新修订的《环境空气质量标准》(GB3095-2012),将PM2.5纳入强制监测范畴,并明确规定了时间要求。

发改委等三部委关于《煤电节能减排升级与改造行动计划》(2014—2020年)的通知,更进一步提出分地区超净排放的要求,均应逐步达到燃气轮机组排放限值的环保改造。新标准,严要求,是基于我国严峻的大气环境形势,因此燃煤电厂对细微颗粒物的控制势在必行。

二、湿式电除尘器的应用

湿式电除尘器在满足超低和超净排放、治理PM2.5方面的效果得到业内专家一致认可,环境保护部在《《环境空气细颗粒物污染防治技术政策(试行)》》(征求意见稿)中明确指出:鼓励火电企业采用湿式电除尘等新技术,防止脱硫造成的“石膏雨”(气溶胶、酸雾、脱硝带来的付产物)污染。

作为一种先进的烟气治理技术,湿式电除尘技术在欧洲、美国、日本等国家已得到广泛应用且效果良好。我国也有环保企业自主开发湿式电除尘技术,而且已经在燃煤电厂取得成功应用。上海长兴岛第二发电厂燃煤锅炉湿法脱硫后改造工程配套湿式电除尘器,出口粉尘排放浓度仅为6.1mg/m3,引起业界高度关注。

2.1作为湿式电除尘器的控制核心:电控设备,其控制策略和技术水平直接影响到湿式电除尘器的除尘效率和运行能耗。其中的调幅高频电源,作为具有优异性能的新一代电除尘器电源,正在推动电除尘器的技术发展,为进一步提高除尘效率、达到新的排放标准要求提供了技术保障。

厦门市天源兴环保科技有限公司开发的调幅高频电源首次应用在蜂窝式湿式电除尘器WESP上,根据湿式电除尘器的特有的工作特性,调幅高频电源有针对性开发了适应其特性的控制软件,确保湿式电除尘器最大的收尘效率,湿式电除尘器的运行数据避免多火花和最大程度上保证湿式除尘器发生开路的工况,达到长期可靠和稳定运行。

2.2试验用的湿式电除尘器

浙江德创环保科技股份有限公司生产的一台蜂窝式湿式电除尘器试验台,该湿式电除尘器阳极收尘极采用正六边形内切圆直径Φ300mm的导电玻璃钢,有效长度为4.5m,37根管束组成一个模块,收尘面积173m2,阴极线采用铅锑合金锯齿线,上下气室采用碳钢加玻璃钢防腐处理工艺制作。喷淋冲洗清灰设定为每天一次,每次用水量0.5吨。为配合试验台对比试验,配套两台不同型式的高压电源,分别是100mA/72kV工频恒流源和200mA/72kV调幅高频高压电源。

2.3试验台的其他设计参数

应用场合:车间的脱硝催化剂生产窑炉烟气深度治理

治理污染物:粉尘、气溶胶、雾滴

烟气量:10000m3/h

烟气温度:50-70℃

入口浓度:55mg/Nm3

出口浓度:小于5mg/Nm3

除尘效率:为90%

2.4最后测试结果

排放浓度:4.3mg/Nm3

设备阻力:185Pa

雾滴去除率:78.7%

三、湿式电除尘器运行数据

3.1工频恒流源

工频恒流源高压直流电源的控制过程是通过对运行电压变化趋势的反馈与预置值进行比较,以决定L-C投入数量。自身没有过多的电子元器件,结构简单,可靠性高;抗冲击能力强,能承受瞬态和稳态短路,输入输出电压为接近正弦波,为调幅控制方式,转换效率高,不干扰电网。

工频恒流源早期在化工行业电除雾器上应用较多,湿式电除尘器也有应用案例。

3.1.1空载运行

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工频恒流源最多允许过载20%。二次电流可以运行在120mA。

从表1中只能看到5组数据,这是因为100mA的电源设有5个档位,也就是说电源运行时只有5个状态选择。大容量电源档位多达数十个。

表1中所示全部投入时,二次电压45kV,二次电流108mA。

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3.1.2带负载

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