-时 间： 2008/3/11 21:53:37
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项目的背景和意义
随着环保要求的提高，以前火力发电厂使用的电除尘器除尘效率已有很大一部分达不到要求，就目前的电力行业来讲，全国整体电除尘器设计除尘效率基本为：约 76% 的电除尘器的效率小于 99% 或排放浓度在 240 mg/m 3 以上，约 13% 的电除尘器效率在 99.3-99.5% 之间或排放浓度在 150-200 mg/m 3 之间，仅约 10% 的电除尘器的效率在 99.6% 以上或排放浓度在 100 mg/m 3 以下 , 如果严格执行 50 mg/Nm 3 的排放标准，控制 PM2.5 的排放 , 几乎所有的电除尘器都需要改造，电除尘器本体越做越大，由于钢材等主要原材料价格上涨，改造成本也急剧增大，给行业造成了新的生存危机。
除尘达不到 50mg/m 3 意味着对细微颗粒收集效率低。细微颗粒主要指 PM2.5um 以下的颗粒，这些颗粒通常含有 As 、 Cu 、 Cr 、 Hg 等重金属、多环芳烃、二恶英类等有机污染物，能够致癌、致畸、致突变，对健康造成严重危害。虽电除尘器除尘效率达 99% 以上，但由于目前除尘器是配套单相电源，二次电压偏低 , 且易发生反电晕现象，未能对 PM2.5 的排放实现有效地控制。我们也经常可看到电除尘器从 3 电场改为 5 电场，但是仍达不到 50mg/m 3 排放浓度要求。事实上有效的电除尘器改造需对燃煤、本体和电器等作系统研究，尤其是对本体已定型的老除尘器，配备最先进的电源技术、知能化控制和提高对细微颗粒收集的效率该是改造的关键。
众所周知，电除尘器的核心部件是供电的高压电源。目前国内的电除尘器高压电源都为单相电源，它由单相工频 380V 交流输入，经两个反并联可控硅调压，再由变压器升压整流输出高压直流信号加到电除尘器。这种电源转换效率低，一般仅为 0.7 左右，且易造成电网污染，三相供电不平衡。随着国家对环境保护的力度加大，要求粉尘排放的浓度越来越低，因电除尘器的电场截面越来越大，所选配的电源也越来越大，电场数越来越多，电网用电不平衡的因素加剧，电除尘器行业面临着排放达标困难和电网污染的双重挑战。
我公司首次开发成功电除尘器 ZH2005 型 三相电源并在 125 MW 和 300 MW 机组上得到成功的应用，三相电源是采用三相 380V 交流输入，通过三路六只可控硅反并联调压，经三相变压器升压整流，并联成一路直流信号加到电除尘器。两年来的应用表明采用三相电源供电具有输出电压高、电网输入平衡、可大幅度减少对电网的污染和提高电源利用效率。由于三相电源输出电压平稳和可向除尘器提供更高的直流电压，有提高除尘效率和节约能源两大技术优点，通过在 300MW 机组上一年半的工业应用证实利用三相电源可达到 30-50% 的节电效果，也为 PM2.5 细微颗粒物控制提出了一种新技术，从改进电除尘器供电方式着手，实现对 PM2.5 的有效控制。 另外考虑到国内目前的市场需求， 2005-2006 年间他们也开发了 ZH2005 单相电除尘电源并得到了很好的工业应用， ZH2005 是目前我国电除尘电源的更新换代产品，为我国电除尘器改造事业开辟出了一新的高技术途径，市场潜力非常巨大，经济和社会效益非常显著。
• ZH2005 新产品的主要技术特点
ZH2005 有单相和三相两大类电除尘器电源产品， 其核心技术是电源控制器、电源控制柜和变压器如下图所示。可被广泛地用于电力、建材、冶金、化工、轻工、电子等行业的电除尘烟气净化。 ZH2005 控制器是采用了的十六位单片机和外围芯片 , 具有处理速度快、功能完善、电路结构简单、可靠性好等如下优点。
• 采用大背光液晶显示器显示，能够同时显示中英文字符、图形曲线。显示的内容丰富，可显示实时运行值和棒形图、工作状态、 1 小时或 24 小时二次电压、电流运行曲线、电场的伏安曲线及有关信息。
• 具有良好的人机界面，通过操作键盘进行设备开机、停机、参数设定、选择运行方式及变化显示的内容。参数设定具有记忆和密码保护功能 , 方便用户的使用并提高了设备使用的安全性。
• 具有优异的闪络控制性能，通过对电场中电压电流波形变化的分析 , 能非常准确地判断闪络 , 并作出最佳处理。在闪络处理上采取了下降幅度小 , 回升速度快的方法 , 并能自动适应工况条件的变化，无需人工调节。
• 提供闪络频率控制和能量优化控制二种供电运行方式 , 可满足各种不同工况条件的要求。针对粉尘比电阻比较高的一些特殊工况条件，控制器能根据电场中电压电流的变化，自动调整工作点，使设备提供的电压维持在电场能接受的最高电压附近。
• 具有输出短路、开路和危险油温等多种保护功能，能保证设备安全可靠地运行。
• 控制器提供通讯接口 , 可利用上位机系统实现电除尘器供电系统的闭环控制，达到提效节能的目的。
ZH2005 型电除尘器电源控制器
三相电除尘器电源控制柜 （ 125MW ）
三相电除尘器电源控制柜 （ 300MW ）
三相电除尘器电源变压器 （ 300MW ）
单相电源 三相电源
通过浙能 125 MW 和 300 MW 机组的改造，单相和三相电源输出比较如上图所示，可看出中荷三相电源具有下述优点。
• 在输出相同二次直流下，三相电源的输出电压比单相电源的输出电压高 10%-20% 左右；在输出相同的二次电压下，三相电源可有效地降低二次电流，控制反电晕的发生；这有助于改善细微颗粒物的扩散荷电，大大提高除尘效率。由于除尘效率主要同除尘器面积和电压乘积相关，电压提高 10-20% 同增多一个电场有几乎一样的效果。
• 在输出直流功率相同的情况下，三相电源输入的有功功率和无功功率都比单相电源小，三相电源功率因素比单相电源高，在输出功率相同的情况下，三相电源输入的视在功率比单相电源小 30%-50% 左右。三相电源在输入供电平衡的条件下，输出的直流电压电流平稳，波动小，具有供电安全的特点；
• 对同一电除尘器，三相电源能够增大电流电压工作区域和电晕放电功率，提高电除尘器的工况适应性，大幅度提高除尘效率。另外 ZH2005 电源自身先进的反电晕动态识别及能量优化控制功能，可根据电场工况的变化自动调整输入功率、二次电压以及二次电流，在保证达到最高除尘效率的条件下有效地节约能源。电源改造后灰尘排放不仅大幅度减低而且电厂节电 30-50% 左右。
在电网运行中，因功率的三角关系，电厂希望功率因素和电源利用率越大越好。即电路中的视在功率大部分用来供给有功功率，减少无功功率的消耗。提高功率因素和电源利用率对于电力系统发、供、用电设备的充分利用，有着显著的影响，不但可以充分地发挥设备的生产能力、减少线路损耗、改善电压质量，而且可以减轻上一级电网补偿的压力，有效地降低电能损失。
• 电除尘器电源改造方案选
根据我们已有的电源技术和目前国内电除尘器的现状，我们提出如下最佳电源改造方案。对有 4 和 5 个电场的除尘器，改造后粉尘排放可控制在 20-50 mg/m 3 左右；对 3 电场的除尘器，改造后粉尘排放可控制在 50-100 mg/m 3 左右，并且节电在 30-50% 之间， 在一两年内收回改造成本。
ZH2005 应用最佳方案选
除尘器电场数 中高比电阻粉尘
（低硫煤）
一般比电阻粉尘
（高硫煤）
2 1 电场： 三相电源
2 电场： 单相电源
对任何电场都可以利用三相电源来代替单项电源。
ZH2005 单相和 ZH2005 三相组合是一种最佳的电器改造方案。
3 1 电场： 三相电源
2,3 电场： 单相电源
4 1 电场： 三相电源
2,3,4 电场：单相电源
5 方案 1 ：1,2 电场：三相电源
3,4,5 电场：单相电源
方案 2 ：1 电场:三相电源
2,3,4电场：单相电源 5电场： 三相电源