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根据以上原理,高频电源技术具有特殊性能和多方面的优势。首先,高频电源在纯直流供电条件下,可以在逼近电除尘器的击穿电压下工作,这样就可以使其供给电场内的平均电压比工频电源供给的电压提高25%~30%,在前电场应用,电晕电流可以提高一倍;其次,高频电源在几十微秒的高压脉冲工作条件下,可以有效提高粉尘荷电量,克服反电晕,提高电场场强,增加粉尘驱进速度,最终提高电除尘器的除尘效率;再次,高频电源本身效率和功率因数均大于0.9,远远高于常规工频电源,同时具有优越的脉冲供电方式,所以节能效果比常规电源更为显著;此外,体积小,重量轻(约为工频电源的1/5至1/3),控制柜和变压器一体化,并直接在电除尘顶部安装,不占控制室空间,节省电缆费用的1/3;最后,高频电源的输入方式为三相平衡供电,输入的相电流减少约一半,提高了供电系统的利用率。
国内高频电源产品自2004年初期实现工业应用,目前已经有上百个火电机组电除尘器应用了高频电源,机组容量从125MW至1000MW。在工业应用中,高频电源表现优异,可以提高电除尘器的除尘效率,减少烟尘排放30%~70%,同时,减少电除尘器供电电能50%~80%甚至更高。
上海外高桥第三发电有限公司是目前我国电力行业单台装机容量最大、单位能耗指标最优的火力发电厂之一,其8号1000MW超超临界机组配置了两台三室四电场电除尘器,共24台工频高压电源,8号机组自投产运行以来,除尘效率99.8%,电除尘器出口烟尘浓度稳定维持在42mg/Nm3。从2009年10月起,上海外高桥第三发电有限公司对8号机组进行节能减排优化改造,将两台三室四电场电除尘器的24台工频电源更换成高频电源。工程投运后检测表明,在同等工况下,电除尘器出口烟尘排放浓度由改造前的42mg/Nm3降低到17mg/Nm3,减排率59.5%;同时,电除尘器的高压电源总功耗也由改造前的871kW降低到266kW,节能率71.1%,这是我国首台百万千瓦机组电除尘器进行高频电源技术改造的成功应用。
内蒙古上都电厂2#炉(600MW)电除尘器节能改造,采用高频电源后,电除尘器节电率达到了56%以上。原来的出口烟气粉尘浓度为100mg/Nm3左右,改造完成后出口烟气粉尘浓度实测为53mg/Nm3。河南三门峡华阳发电厂2#炉第一电场采用高频电源进行改造,在锅炉满负荷同等烟气条件下,一电场只采用一台高频电源时测试除尘效率为99.802%,采用两台高频电源时测试除尘效率为99.876%,粉尘排放降低37.3%,说明电除尘器一电场采用高频电源能增大电场荷电强度,减轻后电场的负荷,有利于电除尘器效率提高,而且在同等输出功率时高频电源比工频电源只需更小的输入功率,减小输入功率约32.5%,节能效果显著。
高频电源节能减排的优异性能,引起了业界的重视,也得到了国家相关部门的大力支持。2008年,国家将电除尘器高频电源的研发列入了《国家重大产业技术开发专项》;2009年,高频电源列入了《国家重点节能技术推广目录(第二批)》;2010年,国家又将高频电源列入了《当前国家鼓励发展的环保产业设备(产品)目录》。因高频电源技术创新成果突出,福建龙净获得福建省科技进步一等奖,南京国电环保获得江苏省2009年科技成果转化专项支持。
软件体现硬实力,60%以上的节能效率让电除尘节能优化控制系统成新宠
电除尘器是火电厂治污减排的重要设备,在大家的印象中也是耗能大户,约占整台机组发电量的0.2%~0.5%。但是今天电除尘行业正在大力推广的电除尘节能新技术应用,能够降低60%以上的能耗,是奇迹,也是真切的事实。在保证除尘效率不降低的前提下,电除尘节能优化控制系统大幅降低电除尘电气设备的电耗,降低厂用电率,减少企业发电成本,降低设备运行费用,对企业节能减排工作都起到极大的促进作用,有着巨大的经济效益、环境效益和社会效益。
多年来的研究与实践表明:电除尘节能一定要在满足排放要求或除尘效率有所提高的前提下进行,电除尘器确实具有很大的节电潜力,但优化控制的方法一定要得当。
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