135MW发电机组电除尘脉冲电源应用研究

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　　摘   要：针对循环流化床配套的静电除尘器因运行时间长、满负荷、煤质变化等条件影响，出现的电场工频电源火花及反电晕等现象，严重影响除尘效果。经研究分析，在转动极板及高频电源运行条件要求下，采用TM-HPP型带脉冲电源，叠加脉冲电压宽度达60us，幅度60kV。提高了脉冲电压宽度达及幅度，除尘效果十分明显，解决了因环保带来的生存压力，具有显著的经济和社会效益。
　　关键词：循环流化床  脉冲电源  除尘
　　中图分类号：TK36                                  文献标识码：A                        文章编号：1674-098X（2019）12（a）-0091-02
　　1  概述
　　攀煤发电公司两台440T循环流化床锅炉各配置了一台型号为BEL324/2-4双室四电场静电除尘器。该除尘器是将含尘烟气在通过高压电场进行电离的过程中，使粉尘荷电，并在电场力的作用下使粉尘吸附在集尘器上，从而将粉尘从锅炉废气中分离出来的一种除尘环保设备。
　　2  项目优化改造的必要性及意义
　　该静电除尘器在实际运行7年后，除尘器因内部构件变形和腐蚀老化，又因煤种多变，锅炉运行调整、粉煤灰的物理化学性质发生改变，以及振打产生的二次扬尘等诸多因素影响，致使除尘器可靠性降低，除尘效率严重下降，粉尘排放一般在200mg/Nm3左右，尾部四电场阳极系统断电振打时可达到400mg/Nm3以上，最高时可达到700 mg/Nm3左右。不满足≤30mg/m3的国家标准，将会受到超标排放罚款，甚至会遭遇因为排放不达标而被关停的严重后果。因此电除尘器进行优化提效改造势在必行。
　　3  脉冲电源技术方案设计
　　3.1 脉冲电源工艺介绍
　　除尘用脉冲供电电源，按脉冲宽度分为ns级的短脉冲电源和us级的长脉冲电源，其中长脉冲电源的脉冲宽度一般小于100us，经研究分析，采用TM-HPP性带脉冲电源，其工作原理见图1。
　　通过低压侧开关Kp的闭合，在储能电容Cs、脉冲变压器Tp、隔离电容Ci以及电场ESP上共同形成LC震荡回路，从而在基础电压Udc的上形成高压脉冲波形。由于我厂原电除尘改造使用的是转动极板及高频电源，因此在脉冲电源选取时，采用了TM-HPP型带脉冲电源。其实测叠加脉冲电压宽度达60us，幅度60kV。
　　3.2 脉冲电源供电的提效机理
　　电除尘的脉冲供电方式一方面能产生大量的高能等电子团帮助粉尘实现更高的扩散荷电;另一方面产生更高的峰值电压帮助粉尘实现更高的电场荷电。由于电除尘器的除尘效率和粉尘粒子驱进速度有直接的关系，粉尘粒子向阳极板驱进速度ω的概念性表达式：ω=（PEPECa2）/（6πμ）
　　式中：ω—粉尘驱进速度;P—电场的介电常数;Ep—收尘极的电场强度;Ec—粉尘荷电电场强度;—尘粒半径;μ—气体粘度。
　　因ω正比于粉塵荷电电场强度，所以可得更高的粉尘荷电使除尘器具有更高的除尘效率。
　　3.3 脉冲电源技术特点
　　脉冲电源（TM-HPP）是一款瞬时高功率电源，其高压脉冲时间小于100uS，峰值功率大于5MW。其工作方式是在传统电源的基础上叠加一定频率的脉冲电压，系统结构如图2所示。
　　如图2所示，方框内“脉冲电源系统”为本设备，其通过高压输出端与基础电压系统（传统电源）以及电场负载相连。
　　3.4 电除尘脉冲电源优化改造指标分析
　　项目实施后，循环流化床锅炉烟气排放指标达到《火电厂大气污染物排放标准》（GB 13223-2011）标准（见表1）。
　　4  效益分析及创新点
　　4.1 环境效益
　　通过对循环流化床系统进行除尘改造，可实现烟尘达标排放，每年可减少排放1394.189 t/a，减少缴纳排污费用136356.78元，大大减少对大气的污染，有利于改善当地区域的环境质量状况，有利于企业的可持续发展，对攀枝花地区“节能减排”起到积极的促进作用。
　　4.2 经济效益
　　每年两台锅炉共计运行小时数为6000h，上网电量按照省公司协议量6.8亿度，每年可获得国家除尘电价资金补贴为46万元，经营成本显著降低。
　　参考文献
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　　[2] 邓艳梅.电除尘器的脉冲电源研究[D].华中科技大学，2017.
　　[3] 郑彦.高频电源在火电厂电除尘中的研究与应用[D].中国矿业大学，2019.
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