本文简述了高频与工频电除尘的工作原理,对各自存在的优缺点进行了详细的论述和分析,并重点从工作环境、节能、设备维护方面进行了细致的说明,在应用方面,从使用单位的角度出发,提出了相应见解。

1、引言

控制排放,保护环境,是作为火力发电厂的一项重要考核指标,老式的离心水膜除尘因其效率低而被淘汰,取而代之的是新型的,除尘效率更高的电除尘,电除尘的工作原理是这样的,首先,通过高压控制柜把单相的380V交流电变成可调节的0~380V交流电送给整流变,整流变是个特殊的升压变压器,它除具有一般的变压器功能外,在它的内部高压侧还装有一个整流用的硅堆,能直接将整流变高压侧的交流电整流成直流电,这样,整流变的输入是0~380V,而它的输出侧是直流0~72KV,再通过高压隔离刀闸送入电除尘器内部电场的正、负极板,利用极板间电晕放电使粉尘荷电的原理,把烟气中的粉尘吸附到极板上,再通过振打装置把吸附到极板上的粉尘除去,这就是普通电除尘的工作原理,因为频率是不变的,所以,这种电除尘也叫工频电除尘。

高频除尘是在工频电除尘的基础上发展起来的新型除尘方式,工作原理与工频电除尘大致相同,不同的是高频电除尘采用的是三相380V交流电源,在控制柜内通过整流变成直流电,再把直流逆变成高频交流电,再通过整流变升压、整流,经过高压隔离刀闸进入电场除尘,可以看出,高频电除尘的供电系统要比工频电除尘复杂的多。

另外,受到逆变出来的高频交流不能长距离输送的约束,高频控制柜必须和整流变一起安装在电除尘的顶部,这就导致高频电除尘控制柜工作环境恶劣,维护复杂,但因高频电除尘比普通工频电除尘的除尘效率高且节能,在环保要求越来越严格的今天,依然得到广泛的应用。

2、工频电除尘的优点

2.1供电简单,便于维护

工频电除尘仅仅是通过调压可控硅来控制整流变的输入电压,进而达到调整整流变输出电压的目的,因此它的控制柜内部结构简单,工作可靠,维护量小,造价低,并且维护费用也低。

2.2控制柜可安装在室内,工作环境好,工作可靠

工频电除尘的控制柜不受输出距离的限制,一般都安装在室内,通过输出电缆供给安装在除尘器顶部的整流变,其工作环境相对较好,设备也不容易出问题,可靠性很高,即使是出了问题,也很容易检修。

3、工频电除尘的缺点

3.1除尘效率低

实验表明,工频电除尘和高频电除尘相比,其除尘效率要明显偏低,这也是高频电除尘被广泛采用的主要原因。

3.2造成电网三相电压不平衡

工频电除尘一般是采用二相交流380V作为供电电源的,这就导致电网的三相不平衡,这是工频电除尘无法逃避的弊病。

3.3消耗电能多

工频电除尘为了达到除尘效率,就必须依靠提高电压来达到极板间的电晕放电,而提高电压的本身就是加大功率的输出,这就是工频电除尘消耗电能多的原因所在。

4、高频电除尘的优点

4.1除尘效率高

高频电除尘的出现,主要是因为它相比工频电除尘,其除尘效率更高,这主要是高频电除尘因采用了高频供电,供电波形在相对时间内产生了更多的电压峰值,这些峰值更容易在除尘极板间产生电晕放电,这样,高频电除尘无需输出太大的功率,就可以达到良好的除尘效果,所以高频除尘的效率要高些。

4.2电网三相电压平衡

因高频电除尘的控制柜是三相交流380V供电,不会对电网造成三相不平衡,因此,从电网的角度上说,这种供电方式更好。

4.3节能

高频电除尘控制柜逆变出来的是高频交流电,其峰值电压很容易起晕,粉尘更容易荷电而吸附,在同样的除尘效果之下,它要比工频电除尘节约电能,这也是高频电除尘的节能原理。

5、高频电除尘的缺点

5.1结构复杂,造价高

高频电除尘比工频电除尘的供电环节多了整流和逆变系统,导致技术含量增加、电气元件增加,设备的造价也随之增加,同时,也使设备的结构变的复杂化,相应的维护工作也变的复杂,增加了维护的难度,其维护的成本也会相应的提高。

5.2工作环境难以保证,故障率高

特殊的供电原理要求控制柜必须和整流变一起安装在除尘器的顶部,这就导致控制柜受周围环境的影响较大,如:灰尘、潮湿气体、雨雪影响、风沙影响、温度影响等等,为了满足这些条件,一般要将控制柜周围搭建一个简易的房子,这就使二次造价相应提高,但即便如此,依然还是难以满足其对环境的要求,比如灰尘,电除尘本身就是工作在灰尘较大的环境当中,在户外安装,无论怎么防护,灰尘都是难以从根本上避免的,这些灰尘对控制柜内的电子元件、电路板影响非常大。

潮湿气体也是一样,像南方的一些地区,潮湿的空气会严重腐蚀电子元件和电路板,这些都很容易导致设备出故障。还有就是温度问题,特别是北方的高寒地区,冬季最低气温往往可以达到零下30多度,在这样低温的环境中,如一些液晶显示就会出现死屏,一些电子元件和电路板因热胀冷缩的原理,就会出现收缩不均,接触不良,其结果就是设备无法正常工作,影响电场的投入率和除尘效率,这是北方电厂普遍存在的问题,这也限制了高频除尘在高寒地区的推广,目前国内还没有一个切实可行的解决办法,或者说解决起来其造价也非常昂贵。

例如,理论上在电除尘顶部搭建一个全封闭的房子,把所有高频控制柜都罩在里面,而且这个房子要做到冬暖夏凉,防尘防雨防灰,因电除尘顶部夏天是非常热的(主要热源来自除尘本体内的热烟气和太阳的直射),冬季停炉时又非常的寒冷,需要安装若干台大功率的空调来调温,这在现实中几乎是做不到的。

5.3维护难度大

结构越是复杂的设备,越容易出现问题,再加上安装地点的环境问题,故障率很高,而一旦出现故障,工作人员不仅要爬上电除尘顶部,而且要面对灰尘对人体的伤害,像北方低温的环境下,工作人员检修起来特别困难,总之,高频电除尘维护起来的难度是很大的,不仅对技术水平要求高,对身体素质也是一个考验。

6结束语

从工频电除尘到高频电除尘,这是除尘技术发展的一个进步,毕竟除尘效率和节能这两大指标是非常诱人的,但在应用上还是有许多的瓶颈需要解决,突出的一点就是如果能把控制柜安装在电除尘的母线室里,那么很多问题就会迎刃而解,但目前科技水平暂时是无法做到的。而在户外使用,设备的可靠性则又是一个需要面对的问题。

总之,在高频电除尘的应用上,也应该根据实际情况,因地制宜,不能不顾一切的都上高频电除尘,比如像高寒地区,低温、灰尘导致高频控制柜故障频出已成了常态化的问题,高频的除尘效率再高,如果设备经常投不上也是无法除尘的,因此,选用何种方式的电除尘,设备的运行稳定依然是首选,毕竟满足环保要求,才是除尘的最终目的。