我公司依据水泥厂窑头配套电除尘系统影响除尘效率的主要因素,主要采用“前电场高频电源+后电场脉冲电源”技术,提升除尘效率,充分挖掘现有电除尘器的潜力,提升除尘效率。结合具体实例,从原理和方法两方面展开论述,结合理论计算和实测结果分析,组合提效改造技术除尘效果稳定,颗粒物排放浓度可稳定在10mg/Nm3以下,为水泥厂窑头电除尘器实现提标改造提供参考。
某水泥厂窑头配套电除尘器为三电场干式电除尘器,原除尘器设计出口PM浓度<50 mg/Nm3,已不能满足现阶段PM浓度<10mg/Nm3的排放要求,需实施提效改造,做到达标排放。
水泥厂窑头配套电除尘器改造具体实施方案说明:
1、电源部分改造
电源部分改造主要采用:前电场布置高频电源+后电场布置脉冲电源。通过双电源系统实现前电场在高电压下强放电,后电场在高电压下的弱放电。
1)针对前电场PM粒径大、、易发生火花闪络等特点,利用高频电源提高前电场的平均电压、供电功率,增加前电场的二次电压及二次电流,使粉尘充分荷电。具体方法为:采用三相交流输入整流为直流电源,经逆变为高频交流,醉后整流输出直流高压,直流供电时其二次电压波形几乎为一条直线,提供了几乎无波动的直流输出。通过提高二次电压平均值,提高粉尘驱进速度,使得前电场粉尘能够充分荷电并被收集下来,大幅提升除尘效率。高频电源可在几十微秒内关断输出,在很短的时间内使火花熄灭,以毫秒级恢复全功率供电,平均输出高压无下降。
2)针对后电场PM粒径小、浓度低、不易发生火花闪络的特点,实际运行中的情况通常是二次电流大、二次电压无法提升到足够的高电压,而后电场的微细粉尘的捕集,需要的电场强度才能捕集,因此利用脉冲电源提高后电场的峰值电场,进而使微细颗粒物被充分收集。
脉冲电源在基础电源上叠加的高压脉冲电压,二次电压和二次电流独立控制。叠加的脉冲电源提供微秒级瞬间高压能量,由于脉冲电压的上升以及持续时间很短,虽然瞬时总电压提升很高,但供电前期间隔保持较低的电荷密度,维持了电场的绝缘,不会形成闪络通道,了火花闪络,峰值电压接近电场击穿电压,脉冲电源瞬时高压使电晕放电均匀,避免了反电晕的产生,可提高粉尘荷电效率和荷电量,大幅提高微细粉尘的捕集能力,除尘效率显著提高,符合弱电流下的高电压低排放要求。
相对于传统直流供电,高压脉冲电源供电脉冲电压上升时间,提高了电场击穿电压,电场能获得几倍于传统直流电源的峰值电压,利于粉尘粒子荷电提效率。此外,针对常规直流电源电流用于对PM荷电以及在频繁的火花放电过程中形成浪费,脉冲电源仅在脉冲输出时才产生电流,脉冲宽度窄,电场中离子流和电子流间歇脉动,电场无火花。
3)电源改造说明:拆除顶部一、二电场的工频变压器和高压隔离开关;拆除配电室内一、二电场用工频电源控制柜内控制器及辅控回路、可控硅等,保留母排、断路器等,增加小母排将工频电源控制柜改造成高频电源。拆除顶部三电场的工频变压器和高压隔离开关;拆除配电室内三电场用工频电源控制柜内控制器及辅控回路、可控硅等,保留母排、断路器等,增加小母排将工频电源控制柜改造成高频+脉冲电源配电柜。动力电缆改造部分:利旧,将原工频电源动力电缆改造成满足高频电源、高频+脉冲电源三相供电的需求。新增信号电缆,高频电源和高频+脉冲电源到DCS的控制电缆、信号电缆,将改造后电源的开关量信号(运行信号、准备好信号、综合报警信号、启动/停止信号)和模拟量信号(二次电压、二次电流)接入主生产系统DCS。
经恒兴改造的水泥厂窑头配套电除尘器除尘效果稳定;除尘效率达99.,出口PM排放浓度测试值低于10mg/Nm3,通过电源的应用组合,并结合增加前电场布置高频电源+后电场布置脉冲电源装置等,满足了改造目标要求。