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改革静电除尘器计划

文章作者:admin发布时间:2019-11-02 16:52浏览次数:

一.静电除尘器面临的形势

在工业尘源治理的多种除尘装备中,上世纪初发展起来的静电除尘器,由于其除尘效力较高、运行费用低、保护管理简略便利等长处,使其在除尘范畴中得到普遍的利用,国内外大范围的除尘几乎都采取了电除尘,据早期统计水泥窑用的除尘装备80%以上为电除尘器。但由于当时的排放尺度请求较低,设计排放尺度为50~100mg/Nm?,已不能满足环保新请求,即一般地域水泥窑粉尘排放请求降到30mg/Nm?以下,重点地域请求降到20mg/Nm?以下。据2010年数据统计,水泥工业产业的粉尘排放占到全国工业生产总排放量的31.7%,给生态环境带来宏大压力。而且,目前电除尘所用的高压电源一般为工频电源、高频电源或恒流电源,其不仅能耗大,还发生火花放电对除尘器本体造成电腐化,衰减除尘效力,缩短应用寿命。所以,水泥厂窑头窑尾除尘器的提效改革势在必行。

二.静电除尘器技巧计划

随着环境意识和排放尺度的大幅度进步,原静电除尘器性能难以满足环保请求,一时代曾呈现由静电除尘转为布袋或电袋除尘方法的偏向。布袋及电袋除尘器虽然能基础满足目前环保达标的基础须要,但由于其阻力大、电耗高、运转费用高、故障率高、保护管理不便利、二次污染等弱点,只能作为必定范畴内的不得已的选择。而且,由于其难以滤掉微细粉尘和后果难以长期稳固的固有缺点,已满足不了重点地域的≤10mg/Nm?及“超低排放”的≤5mg/Nm?的粉尘排放新请求。

烟温对装备的影响

烟温高于160℃时会明显下降滤袋寿命,如连续则滤袋将短时光内销毁并破损。当锅炉呈现爆管时由于前级没有电除尘器,滤袋影响较大。尤其是不容许除尘器采取旁路,将对滤袋寿命带来较大考验。

烟温高于160℃时会明显下降滤袋寿命,如连续则滤袋将短时光内销毁并破损。当锅炉呈现爆管时由于前级有电除尘器,滤袋影响较小。尤其是不容许除尘器采取旁路,将对滤袋寿命带来较大考验。

高烟温对除尘效力略有影响,但装备整体对高温烟气蒙受才能强,同时对除尘器应用寿命没有影响。

可以看出,在阻力、电耗、运转费用、故障率、保护管理、二次污染等方面,“静电除尘”远优于“布袋除尘”。近年兴起的“湿式电除尘”、“超净电袋”、“旋转阳极板”、“径流式电除尘器”、“烟气调质或微颗粒凝集”、“本体扩容”等技巧,由于空间、成本、运行保护费用、安全稳固性、二次污染、实用条件、实际后果等局限,难以普及,不合适水泥行业应用。所以,除尘电源及其把持体系的技巧性能突破就成为除尘范畴等待的聚焦点。

三.除尘电源的选择

近年,在改良电源供电方法的进程中,设计思路不断创新,电源性能不断晋升。市场上除了正在淘汰的“工频电源”及其过渡性的“三相电源”外,有“高频”、“脉冲”、“临界脉冲”等新型电源。

3.1工频电源技巧特色

单相工频整流电源采取单相380V交换输入、工频变压器升压、高压硅堆整流成100Hz的脉动直流电源。由于单相电源输入功率因数低、谐波大、输出脉动成分大、除尘后果差、电能耗费高,逐步被淘汰。

1)工频电源供电情势的长处:

(1)工频电源构造简略技巧成熟;

(2)造价低。

2)工频电源供电情势的毛病:

(1)谐波大、输出脉动成分大(理论为57.11%),除尘效力低;

(2)功率因数低,电耗高;

(3)单相整流造成供电不平衡;

(4)由于火花放电,对本体造成电腐化,除尘效力衰减快,应用寿命短缩。

3.2三相电源技巧特色

三相整流电源是采取三相380V交换输入、工频变压器升压、高压硅堆整流成300Hz的脉动直流电源。三相电压经过一个同步检测电路后输出同相位的三雷同步波形,主电路可控硅的六路触发脉冲就是通过该同步波形过零点的断定发生的。三相电源用到了6个反向并联可控硅进行调压,这6个可控硅依照1→2→3→4→5→6→1触发信号依次相差60°,三相电源采取宽于60°的宽脉冲或双窄脉冲触发,采取各雷同步信号的“过零点”作为把持角盘算的基准点。三相电源属于过渡性电源,由于其除尘效力不高且在减排模式下电耗过高,以逐步淘汰。

1)三相工频电源供电情势的长处:

(1)三相平衡,对电网污染减少;

(2)电压脉动小(电压时理论为4.74%),平均场强有所进步;

(3)功率因数接近90%,在同样二次电压、电流的输出情形下,比工频电源节电。

2)三相工频电源供电情势的毛病:

(1)三相电源闪络冲击大,闪络后要关断多个半波,除尘效力低;

(2)为进步除尘效力,电流很大,电耗大幅度增添;

(3)由于火花放电,对本体造成电腐化,除尘效力衰减快,应用寿命短缩。

3.3高频电源技巧特色

高频电源输入三相380v/50Hz交换电源,经三相整流滤波和IGBT模块构成的高频逆变(20~50KHz)、高频变压整流后,经限流电阻R0供应ESP极板。输出电流、电压、反馈至把持体系转变脉冲工作频率或脉冲宽度经隔离驱动器送给IGBT全桥高频逆变器以对输出电流输出电压进行调节。

1)高频电源的长处:

(1)电场击穿后恢复快,工频电源从电场击穿到电场恢复约须要80ms,高频电源从电场击穿到电场恢复约须要20ms;

(2)由于采取高频电力电子技巧,使功率因数大幅度进步,在不斟酌减排的情形下,可实现大幅度节能;

(3)把持方法机动、体积小、重量轻。

2)高频电源的毛病:

(1)高频高压电源的把持模式是以检测火花为前提的。在检测到火花后,通过较大幅度降压供电或较短时光内结束供电的方法打消火花,超过分花电压的部分电能全体挥霍,低于火花电压的部分无法全体荷电,“无效”比例较大;

(2)平均有效场强远低于火花始发点的临界电压,荷电与驱进才能较差;

(3)为减排,尽可能地向电场输入更多能量,造成电能挥霍;

(4)由于火花放电对极线和极板发生电腐化,使电除尘器效力衰减较快,不仅影响除尘后果,也造成除尘器本体保护费用的增添。

3.4脉冲电源技巧特色

脉冲电源是混杂供电模式,即是指在静电除尘器直流供电的基本上叠加高频脉冲电压。重要由基本电压调节电路、脉冲发生电路、维护电路、脉冲幅值调节电路等组成。由脉冲电路构成的脉冲电源通过耦合电容一同输出到静电除尘器的电场进行除尘。瞬间高电压输出,进步了电场场强和电晕功率,进步了除尘效力。而且,由于作为基本直流电压设定在火花始发点以下,也下降了除尘时电能耗费。

1)脉冲电源的长处:

(1)脉冲电压上升沿小,连续时光短,不易触发闪络,有效地进步了场强;

(2)如果本体极配准确,脉冲电压幅值匹配,可进步空间自由离子密度,进步粉尘的荷电效力;

(3)采取间歇脉冲供电技巧来战胜高比电阻粉尘引起的反电晕,依据工况条件变更主动选择工作方法(选择间歇脉冲供电的占空比)、主动选择运行参数,可以进步除尘效力而且还可以较大幅度节俭电能。

2)脉冲电源的毛病:

(1)其在大功率持续工作状况下,易损毁,抗浪涌电压和耐久性有待商议,后续保护费用很高;

(2)初期投资太高;

(3)在国内尚无大型电厂利用实际胜利案例。

3.5临界脉冲电源技巧特色

临界脉冲电源是将380V三相交换电经整流滤波成直流,再逆变为高频交换,经高频变压器升压后,再经“临界柔性模块”变为带有渺小脉动的安稳直流。航天电控公司在行业内提出“空间自由离子密度对除尘效力的影响远大于场强”的理论并进行了量化,国际提出“临界区”的概念并量化利用。临界脉冲电源全面突破了现有工频(单相、三相)、高频及脉冲除尘电源增效节能的瓶颈,实现了大幅度(70%以上)减排的同时大幅度(30~80%)节能,并避免了火花放电发生的电腐化从而使本体性能长期高效稳固运行。

3.5.1临界脉冲电源的基础原理

临界脉冲电源采取“硬件储能与限能、软件监督电压变更趋势”的把持方法,从能量梯度把持入手,使工作点坚持在空气放电特征曲线的较高点及其的右侧很小的区域内。体现“可变内阻”特征,即,“限能”克制流注生长,避免发生火花放电。同时,“储能”以坚持高电压。

3.5.2临界脉冲电源的技巧特色:

(1)具有高效节能和长期稳固的实质

①临界脉冲(柔)特征:

临界脉冲电源具有“硬件储能与限能”和“微脉冲”式供电特征,输出的电压随着工况(电场内温度、湿度、压力、粉尘浓度、粒度、比电阻以及市电波动)的变更,主动调节动态适应,使输出电压值稳固位于火花始发点以下临界区。

无须大幅降压或关断以熄灭火花,持续输出临界电压,可实现幻想的也是运行中较高的场强(荷电场强、驱进场强)。

使电场坚持在“二次电子崩”与“流注初期”状况,空间自由离子密度较大,荷电效力较高。

其工作电压如下图所示:

②高电压低电流:在使电压坚持在临界区的同时,避免了大批的无效电耗,实现小电流供电。而且,采取高频技巧功率因数高。

③避免电腐化:由于临界脉冲电源技巧在供电进程都处于无深度火花放电状况,避免了对除尘器本体极线、极板的电腐化。

临界脉冲电源的提效节能示意图如下:

(2)高效集尘

①场强:平均输出电压越高,电场越强,则荷电场强和驱进(集尘)场强越大。使输出电压一致坚持在“临界区”(静态火花始发临界限及其下面的3%以内的区域),可实现幻想的也是运行中较高的场强。

②空间自由离子:烟尘通过的空间,自由离子越多,则荷电时光常数越短,荷电速度越快。使电场坚持在“二次电子崩”与“流注初期”状况,可实现空间自由电荷多,荷电效力较高。

③克制电晕封闭:高场强和高空间自由气体离子密度,使电晕放电才能坚持极高状况而且,由于电流较小,减少了同量大颗粒粉尘的过剩荷电量,克制电晕封闭。

④“Z”字型活动:低比电阻粉尘分开极板后,由于空间自由气体离子密度高,敏捷再次荷电,利于集尘。

(3)克制反电晕

反电晕机理:当阳极板灰积到必定厚度时,比电阻高的灰在荷电后的负离子向除尘器阳极板趋近进程中,其荷电不容易释放到阳极板,负离子逐渐积聚到阳极板表面,与阳极板形成相似电容的电场,这个电场将抵消主电场,下降除尘后果;如果电场强度进一步增强后,这个电场将局部击穿激发出反向正离子向阴极线迁移,造成除尘器电流增大,但耗费的电能没有起到吸尘作用,这种现象就是反电晕现象。振打周期内集尘层所带的电荷是动态的,取决于释放到阳极的电量与重新荷电电量的差值,供电电流越小,则越有利于克制反电晕。所谓“脉冲式供电有效克制反电晕”,其本质就是平均电流较小。

解决计划:低电流

①平均后续荷电电流小于荷电后的灰尘放电电流,使阳极板上粉尘积层的再次荷电量小于释放电量,下降了粉尘层在极板上的电荷积聚。

②平均再荷电电流等于或略大于荷电后的灰尘放电电流,但到下次振打为止,粉尘层电量的积聚不足以发生反电晕。

(4)减少二次扬尘

①下降了粉尘层对极板的吸引力,易振打脱落,在振打力度可调(如电磁振打)的情形下,可恰当下降振打力度,减少二次扬尘。

②不必断电或减压振打,坚持高场强集尘状况,则有效克制二次扬尘。

③避免深度火花放电,减少因火花击穿而造成的扰动二次扬尘。

(5)大幅度节能

一、二电场,粉尘浓度高,粒径较大,粉尘荷电用电量也相应增添。但粉尘荷电用电量不足目前传统电源耗电的2%,对电除尘总耗电量基础没有影响。但高浓度的荷电粉尘会使电场电阻变小,其它电源,为实现较高场强,被迫输出了较大电流。从表面现象看,确切注入了较多能量。但电流越大,造成局部火花放电越多,通过粉尘而传导的电量也越大,形成挥霍。火花放电,时光占比很小,但耗费能量宏大。火花放电始发点与电场介质相干,粉尘浓度高,更易闪落,这也是造成“一、二电场输入很高能量”的原因。临界脉冲电源避免了火花放电(全贯串火花放电和局部火花放电),大幅度节电。

综上所述,而临界脉冲电源技巧在这些主要方面实现了革命性的突破,目前是世界上减排后果较强同时节能幅度较大的电源,是超净排放中电源的幻想选择。今后将引领除尘电源技巧发展方向。


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