电除尘器在超低排放下的系统运行优化

3.2三相电源

三相工频高压电源（简称三相电源）采用三相380V/50Hz交流输入，各相电压、电流、磁通的大小相等，相位依次相差120°。通过三路6个可控硅反并联调压，经三相变压器升压整流，从而对电除尘器供电。

三相电源电网供电平衡，无缺相损耗，功率因数高，可以减少初级电流，设备效率较常规电源高，相电流小，容易实现超大功率输出。三相电源输出电压的纹波系数较小，二次平均电压高，较常规工频电源可提高20%以上，输出电流大且三相供电平衡，对于需要提高运行电流的除尘器具有明显的提效能力。

图4三相电源下电除尘器运行情况图

图4为A、B两套160MW机组中，三相电源供电除尘器运行效果。A、B机组电除尘器入口温度分别为95、100℃，比收尘面积分别为127、124s/m。最终电除尘器效率约99.87%，A、B机组的电除尘器出口浓度分别为25.43、27.14mg/m3，低于30mg/m3的限值。

对多套机组进行测试表明，正常选取三相电源可有效提高电除尘器高压运行参数，提供更大的供电功率，对提高除尘效率更为有利，可控制电除尘器出口浓度<30mg/m3。由于三相电源在电场闪络时火花强度大、封锁时间长，因此需要更加先进的电源控制技术和抗干扰技术予以辅助。

3.3脉冲电源及其他电源

脉冲高压电源常见实现形式是一个直流电源和一个脉冲高压电源相叠加，多采用脉冲宽度≤100μs的窄脉冲电压波形叠加于基础直流高压上，瞬间形成一个高压脉冲供给电除尘器电场，脉冲电源峰值电压远高于电除尘器在使用常规电源供电时的击穿电压。

脉冲电源优点在于高效节能，脉冲部分负责粉尘荷电，直流部分维持起晕电压。由于脉冲电源输出平均电流较小，还能够减轻粉尘层电荷积累，减少反电晕的发生因此脉冲电源对煤中和粉尘适用性好，更利于高比电阻粉尘捕集。如图5所示，对300MW机组的2台电除尘器进行脉冲电源改造，在第2、3、4电场增设脉冲电源供电，A、B的比收尘面积分别为103.9、102.5s/m，脉冲电源运行电压和电流基本维持在50kV和120~160A左右。最终除尘效率约为99.68%，A、B机组的电除尘器出口浓度分别为46.97、50.40mg/m3（烟尘浓度比原工频电

图5脉冲电源下电除尘器运行情况图

源供电降低约30%）。图5中，实心图标为二次电流值，空心叉图标为脉冲二次电流值，空心图标为粉尘浓度，上下两点分别为进出口浓度。

脉冲高压电源适用于高比电阻粉尘和微细粉尘的后级电场改造[24]。目前在国内逐步开始在电除尘器改造工程上应用，其改造效果和主要影响因素还有待于进一步应用研究。

此外，在1套280MW机组上进行了智能变频高压电源的测试，其比收尘面积为84.03~89.08s/m，入口粉尘浓度为24g/m3，出口粉尘浓度则高达84.34mg/m3。此种改造缺乏明确依据，很难有效实现低排放的目标。

综上所述，电除尘器要到到合理控制烟尘排放浓度的目标，需要根据各个电场的典型煤种、不同负荷及吹灰等运行情况，进行高压电源及其运行控制参数的选取。对于高粉尘浓度的烟气，目前选取三相电源可以提高电场的工作电压和荷电电流；当电源和电除尘器本体匹配工作能够有效完成时，高频电源可发挥较好的提效效果；脉冲电源对高比电阻粉尘和微细粉尘有明显的捕集作用，应加快其工业应用和稳定运行的研究。

4电除尘器节能

电除尘器需要消耗电能来向颗粒物荷电并促使颗粒物向极板驱进，提高颗粒物捕集效率不仅要求提高除尘器配套的电源效率，还要求提高电源整体功率。目前超低排放要求下，电除尘器的能耗不断提高，与节能趋势产生矛盾。因此，协调统一超低排放和节能要求、不断降低能耗是燃煤电厂和电除尘行业唯一的生存之路。

电除尘器节能需要通过系统优化，在保证超低排放要求的前提下，尽可能降低运行能耗（包括电耗和气耗等），以达到最佳的节能效果。首先应根据燃煤电厂实际情况，考量如燃煤、机组负荷、脱硝、锅炉等运行变化对电除尘器影响，制定科学、经济、可靠的技术路线。并掌握电耗和烟尘排放关系，进行综合研究和优化试验。

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