水泥廠窯頭配套電除塵器提效改造案例分析

發(fā)布時(shí)間：2021-10-13

我公司依據(jù)水泥廠窯頭配套電除塵系統(tǒng)影響除塵效率的主要因素，主要采用“前電場(chǎng)高頻電源+后電場(chǎng)脈沖電源”技術(shù)，提升除塵效率，充分挖掘現(xiàn)有電除塵器的潛力，提升除塵效率。結(jié)合具體實(shí)例，從原理和方法兩方面展開論述，結(jié)合理論計(jì)算和實(shí)測(cè)結(jié)果分析，組合提效改造技術(shù)除塵效果穩(wěn)定，顆粒物排放濃度可穩(wěn)定在10mg/Nm3以下，為水泥廠窯頭電除塵器實(shí)現(xiàn)提標(biāo)改造提供參考。

某水泥廠窯頭配套電除塵器為三電場(chǎng)干式電除塵器，原除塵器設(shè)計(jì)出口PM濃度＜50 mg/Nm3，已不能滿足現(xiàn)階段PM濃度＜10mg/Nm3的排放要求，需實(shí)施提效改造，做到達(dá)標(biāo)排放。

水泥廠窯頭配套電除塵器改造具體實(shí)施方案說明：

1、電源部分改造

電源部分改造主要采用：前電場(chǎng)布置高頻電源+后電場(chǎng)布置脈沖電源。通過雙電源系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)前電場(chǎng)在高電壓下強(qiáng)放電，后電場(chǎng)在高電壓下的弱放電。

1)針對(duì)前電場(chǎng)PM粒徑大、、易發(fā)生火花閃絡(luò)等特點(diǎn)，利用高頻電源提高前電場(chǎng)的平均電壓、供電功率，增加前電場(chǎng)的二次電壓及二次電流，使粉塵充分荷電。具體方法為：采用三相交流輸入整流為直流電源，經(jīng)逆變?yōu)楦哳l交流，醉后整流輸出直流高壓，直流供電時(shí)其二次電壓波形幾乎為一條直線，提供了幾乎無波動(dòng)的直流輸出。通過提高二次電壓平均值，提高粉塵驅(qū)進(jìn)速度，使得前電場(chǎng)粉塵能夠充分荷電并被收集下來，大幅提升除塵效率。高頻電源可在幾十微秒內(nèi)關(guān)斷輸出，在很短的時(shí)間內(nèi)使火花熄滅，以毫秒級(jí)恢復(fù)全功率供電，平均輸出高壓無下降。

2)針對(duì)后電場(chǎng)PM粒徑小、濃度低、不易發(fā)生火花閃絡(luò)的特點(diǎn)，實(shí)際運(yùn)行中的情況通常是二次電流大、二次電壓無法提升到足夠的高電壓，而后電場(chǎng)的微細(xì)粉塵的捕集，需要的電場(chǎng)強(qiáng)度才能捕集，因此利用脈沖電源提高后電場(chǎng)的峰值電場(chǎng)，進(jìn)而使微細(xì)顆粒物被充分收集。

脈沖電源在基礎(chǔ)電源上疊加的高壓脈沖電壓，二次電壓和二次電流獨(dú)立控制。疊加的脈沖電源提供微秒級(jí)瞬間高壓能量，由于脈沖電壓的上升以及持續(xù)時(shí)間很短，雖然瞬時(shí)總電壓提升很高，但供電前期間隔保持較低的電荷密度，維持了電場(chǎng)的絕緣，不會(huì)形成閃絡(luò)通道，了火花閃絡(luò)，峰值電壓接近電場(chǎng)擊穿電壓，脈沖電源瞬時(shí)高壓使電暈放電均勻，避免了反電暈的產(chǎn)生，可提高粉塵荷電效率和荷電量，大幅提高微細(xì)粉塵的捕集能力，除塵效率顯著提高，符合弱電流下的高電壓低排放要求。

相對(duì)于傳統(tǒng)直流供電，高壓脈沖電源供電脈沖電壓上升時(shí)間，提高了電場(chǎng)擊穿電壓，電場(chǎng)能獲得幾倍于傳統(tǒng)直流電源的峰值電壓，利于粉塵粒子荷電提效率。此外，針對(duì)常規(guī)直流電源電流用于對(duì)PM荷電以及在頻繁的火花放電過程中形成浪費(fèi)，脈沖電源僅在脈沖輸出時(shí)才產(chǎn)生電流，脈沖寬度窄，電場(chǎng)中離子流和電子流間歇脈動(dòng)，電場(chǎng)無火花。

3)電源改造說明：拆除頂部一、二電場(chǎng)的工頻變壓器和高壓隔離開關(guān)；拆除配電室內(nèi)一、二電場(chǎng)用工頻電源控制柜內(nèi)控制器及輔控回路、可控硅等，保留母排、斷路器等，增加小母排將工頻電源控制柜改造成高頻電源。拆除頂部三電場(chǎng)的工頻變壓器和高壓隔離開關(guān)；拆除配電室內(nèi)三電場(chǎng)用工頻電源控制柜內(nèi)控制器及輔控回路、可控硅等，保留母排、斷路器等，增加小母排將工頻電源控制柜改造成高頻+脈沖電源配電柜。動(dòng)力電纜改造部分：利舊，將原工頻電源動(dòng)力電纜改造成滿足高頻電源、高頻+脈沖電源三相供電的需求。新增信號(hào)電纜，高頻電源和高頻+脈沖電源到DCS的控制電纜、信號(hào)電纜，將改造后電源的開關(guān)量信號(hào)(運(yùn)行信號(hào)、準(zhǔn)備好信號(hào)、綜合報(bào)警信號(hào)、啟動(dòng)/停止信號(hào))和模擬量信號(hào)(二次電壓、二次電流)接入主生產(chǎn)系統(tǒng)DCS。

經(jīng)恒興改造的水泥廠窯頭配套電除塵器除塵效果穩(wěn)定；除塵效率達(dá)99.，出口PM排放濃度測(cè)試值低于10mg/Nm3，通過電源的應(yīng)用組合，并結(jié)合增加前電場(chǎng)布置高頻電源+后電場(chǎng)布置脈沖電源裝置等，滿足了改造目標(biāo)要求。