金華三靈除塵http://www.jhsanling.com 電除塵用三相高壓硅整流電源的開發(fā)應(yīng)用 一、前言 眾所周知，到目前為止，電除塵用高壓硅整流電源都是采用單相工頻380VAC交流輸入，經(jīng)兩個(gè)反并聯(lián)可控硅調(diào)壓，再由變壓器升壓整流輸出高壓直流信號(hào)加到電除塵器。隨著環(huán)保力度加大，要求粉塵排放越來(lái)越低，電除塵器的電場(chǎng)截面越來(lái)越大，選配的電源也越來(lái)越大，電場(chǎng)數(shù)也越來(lái)越多，電網(wǎng)用電不平衡的因素加劇，電除塵器面臨著輸出排放達(dá)標(biāo)困難和電網(wǎng)污染的雙重挑戰(zhàn)。 隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，尤其是計(jì)算機(jī)和電力功率器件的發(fā)展，三相平衡輸入又能有效提高除塵效率的高頻電源，在國(guó)外已經(jīng)進(jìn)入市場(chǎng)化。但在國(guó)內(nèi)高頻電源還在研制起步階段，滿足300MW以上的發(fā)電機(jī)組應(yīng)用的大功率高頻電源還有很長(zhǎng)的路要走。項(xiàng)目的背景和意義 隨著環(huán)保要求的提高，以前火力發(fā)電廠使用的電除塵器除塵效率已有很大一部分達(dá)不到要求，就目前的電力行業(yè)來(lái)講，全國(guó)整體電除塵器設(shè)計(jì)除塵效率基本為：約76%的電除塵器的效率小于99%或排放濃度在240mg/m3以上，約13%的電除塵器效率在99.3-99.5%之間或排放濃度在150-200mg/m3之間，僅約10%的電除塵器的效率在99.6%以上或排放濃度在100mg/m3以下,如果嚴(yán)格執(zhí)行50mg/Nm3的排放標(biāo)準(zhǔn)，控制PM2.5的排放,幾乎所有的電除塵器都需要改造，電除塵器本體越做越大，由于鋼材等主要原材料價(jià)格上漲，改造成本也急劇增大，給行業(yè)造成了新的生存危機(jī)。 除塵達(dá)不到50mg/m3意味著對(duì)細(xì)微顆粒收集效率低。細(xì)微顆粒主要指PM2.5um以下的顆粒，這些顆粒通常含有As、Cu、Cr、Hg等重金屬、多環(huán)芳烴、二惡英類等有機(jī)污染物，能夠致癌、致畸、致突變，對(duì)健康造成嚴(yán)重危害。雖電除塵器除塵效率達(dá)99%以上，但由于目前除塵器是配套單相電源，二次電壓偏低,且易發(fā)生反電暈現(xiàn)象，未能對(duì)PM2.5的排放實(shí)現(xiàn)有效地控制。我們也經(jīng)常可看到電除塵器從3電場(chǎng)改為5電場(chǎng)，但是仍達(dá)不到50mg/m3排放濃度要求。事實(shí)上有效的電除塵器改造需對(duì)燃煤、本體和電器等作系統(tǒng)研究，尤其是對(duì)本體已定型的老除塵器，配備最先進(jìn)的電源技術(shù)、知能化控制和提高對(duì)細(xì)微顆粒收集的效率該是改造的關(guān)鍵。 眾所周知，電除塵器的核心部件是供電的高壓電源。目前國(guó)內(nèi)的電除塵器高壓電源都為單相電源，它由單相工頻380V交流輸入，經(jīng)兩個(gè)反并聯(lián)可控硅調(diào)壓，再由變壓器升壓整流輸出高壓直流信號(hào)加到電除塵器。這種電源轉(zhuǎn)換效率低，一般僅為0.7左右，且易造成電網(wǎng)污染，三相供電不平衡。隨著國(guó)家對(duì)環(huán)境保護(hù)的力度加大，要求粉塵排放的濃度越來(lái)越低，因電除塵器的電場(chǎng)截面越來(lái)越大，所選配的電源也越來(lái)越大，電場(chǎng)數(shù)越來(lái)越多，電網(wǎng)用電不平衡的因素加劇，電除塵器行業(yè)面臨著排放達(dá)標(biāo)困難和電網(wǎng)污染的雙重挑戰(zhàn)。 我公司首次開發(fā)成功電除塵器ZH2005型三相電源并在125MW和300MW機(jī)組上得到成功的應(yīng)用，三相電源是采用三相380V交流輸入，通過三路六只可控硅反并聯(lián)調(diào)壓，經(jīng)三相變壓器升壓整流，并聯(lián)成一路直流信號(hào)加到電除塵器。兩年來(lái)的應(yīng)用表明采用三相電源供電具有輸出電壓高、電網(wǎng)輸入平衡、可大幅度減少對(duì)電網(wǎng)的污染和提高電源利用效率。由于三相電源輸出電壓平穩(wěn)和可向除塵器提供更高的直流電壓，有提高除塵效率和節(jié)約能源兩大技術(shù)優(yōu)點(diǎn)，通過在300MW機(jī)組上一年半的工業(yè)應(yīng)用證實(shí)利用三相電源可達(dá)到30-50%的節(jié)電效果，也為PM2.5細(xì)微顆粒物控制提出了一種新技術(shù)，從改進(jìn)電除塵器供電方式著手，實(shí)現(xiàn)對(duì)PM2.5的有效控制。另外考慮到國(guó)內(nèi)目前的市場(chǎng)需求，2005-2006年間他們也開發(fā)了ZH2005單相電除塵電源并得到了很好的工業(yè)應(yīng)用，ZH2005是目前我國(guó)電除塵電源的更新?lián)Q代產(chǎn)品，為我國(guó)電除塵器改造事業(yè)開辟出了一新的高技術(shù)途徑，市場(chǎng)潛力非常巨大，經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益非常顯著。ZH2005型電除塵器電源控制器 三相電除塵器電源控制柜（125MW） 三相電除塵器電源控制柜（300MW） 三相電除塵器電源變壓器（300MW）單相電源三相電源 在輸出相同二次直流下，三相電源的輸出電壓比單相電源的輸出電壓高10%-20%左右；在輸出相同的二次電壓下，三相電源可有效地降低二次電流，控制反電暈的發(fā)生；這有助于改善細(xì)微顆粒物的擴(kuò)散荷電，大大提高除塵效率。由于除塵效率主要同除塵器面積和電壓乘積相關(guān)，電壓提高10-20%同增多一個(gè)電場(chǎng)有幾乎一樣的效果。 在輸出直流功率相同的情況下，三相電源輸入的有功功率和無(wú)功功率都比單相電源小，三相電源功率因素比單相電源高，在輸出功率相同的情況下，三相電源輸入的視在功率比單相電源小30%-50%左右。三相電源在輸入供電平衡的條件下，輸出的直流電壓電流平穩(wěn)，波動(dòng)小，具有供電安全的特點(diǎn)； 對(duì)同一電除塵器，三相電源能夠增大電流電壓工作區(qū)域和電暈放電功率，提高電除塵器的工況適應(yīng)性，大幅度提高除塵效率。另外ZH2005電源自身先進(jìn)的反電暈動(dòng)態(tài)識(shí)別及能量?jī)?yōu)化控制功能，可根據(jù)電場(chǎng)工況的變化自動(dòng)調(diào)整輸入功率、二次電壓以及二次電流，在保證達(dá)到最高除塵效率的條件下有效地節(jié)約能源。電源改造后灰塵排放不僅大幅度減低而且電廠節(jié)電30-50%左右。 在電網(wǎng)運(yùn)行中，因功率的三角關(guān)系，電廠希望功率因素和電源利用率越大越好。即電路中的視在功率大部分用來(lái)供給有功功率，減少無(wú)功功率的消耗。提高功率因素和電源利用率對(duì)于電力系統(tǒng)發(fā)、供、用電設(shè)備的充分利用，有著顯著的影響，不但可以充分地發(fā)揮設(shè)備的生產(chǎn)能力、減少線路損耗、改善電壓質(zhì)量，而且可以減輕上一級(jí)電網(wǎng)補(bǔ)償?shù)膲毫Γ行У亟档碗娔軗p失。電除塵器電源改造方案選 根據(jù)我們已有的電源技術(shù)和目前國(guó)內(nèi)電除塵器的現(xiàn)狀，我們提出如下最佳電源改造方案。對(duì)有4和5個(gè)電場(chǎng)的除塵器，改造后粉塵排放可控制在20-50mg/m3左右；對(duì)3電場(chǎng)的除塵器，改造后粉塵排放可控制在50-100mg/m3左右，并且節(jié)電在30-50%之間，在一兩年內(nèi)收回改造成本。ZH2005應(yīng)用最佳方案選 除塵器電場(chǎng)數(shù)中高比電阻粉塵（低硫煤）一般比電阻粉塵（高硫煤） 2室1電場(chǎng)：三相電源2電場(chǎng)：?jiǎn)蜗嚯娫? 對(duì)任何電場(chǎng)都可以利用三相電源來(lái)代替單項(xiàng)電源。 ZH2005單相和ZH2005三相組合是一種最佳的電器改造方案。 3室1電場(chǎng)：三相電源2,3電場(chǎng)：?jiǎn)蜗嚯娫? 4室1電場(chǎng)：三相電源2,3,4電場(chǎng)：?jiǎn)蜗嚯娫? 5室方案11,2電場(chǎng)：三相電源3,4,5電場(chǎng)：?jiǎn)蜗嚯娫? 方案21電場(chǎng):三相電源2,3,4電場(chǎng)：?jiǎn)蜗嚯娫?電場(chǎng)：三相電源