電源對於（yú）電除塵器中顆粒物荷電、能效有效利用至關重要，關係到電除塵器的收塵效率，高頻電源和（hé）脈（mò）衝電源相對於傳統的工頻電源具有比較大的優勢，在水泥工（gōng）業顆粒物（PM）排放指標收嚴的背景下，對水泥熟料線窯頭配套電（diàn）除塵器實施“前電場高頻電源+後電場脈衝電源的組合技（jì）術”為主，煙氣調質、入口預除塵改造，及各級（jí）電場預荷電+微網捕集器等輔助手段的（de）組合提效改（gǎi）造（zào）技術的原理分析和應用案例分析，通過理論計算和結果分析，為行業提升整治措施提供參考。

電除塵器由於具（jù）有處理煙氣量（liàng）大、運行可靠性（xìng）高、操作簡單、維護費用低、設備使（shǐ）用壽命長等特點，在我國水泥行業具有廣泛的應用市場。根（gēn）據《浙江省生態環境廳關於執行（háng）國（guó）家排放標準大氣汙染物特（tè）別排放限值的通（tōng）告》（浙環發[2 019]14號）的頒布實施，要求自（zì）2020年7月1日起，水泥行業顆粒物（PM）排放（fàng）濃度不高（gāo）於20 mg/Nm3。由於水泥廠配置的電除塵器一般（bān）僅有（yǒu）三電（diàn）場，響應特（tè）別（bié）排放限值排放標準的容錯率（lǜ）低，直接擴容改造成四電場（chǎng）、五電場，場地受限、工程量較大、造價也（yě）高，如何充分利用（yòng）現有（yǒu）場地和設施提（tí）升除塵效率、降低顆粒物排放濃度，是水泥廠麵臨（lín）的直（zhí）接（jiē）難題。

近幾年，高壓電源技術有（yǒu）了突破性的發展，高頻電源、脈（mò）衝電源（yuán）等多（duō）種高效電源產品的順利研發與成功應用，為電除塵器提效改造提供了（le）新的途徑和方法（fǎ）。但在實踐中，單一的電源使用仍具有一定的局限性。根據燃（rán）煤電廠電除塵器的改造經驗，充分利（lì）用高頻電（diàn）源、脈衝電源的功能特性，可將高頻電（diàn）源（yuán）、脈（mò）衝電源在前、後（hòu）電場有效組合應用作為一種新的電源提效改造方案，既（jì）能降低顆粒物排放、滿足達標排放，同時也能節約（yuē）改造費用、節省改造時間，從而實（shí）現提（tí）效減費的目的。本文以此為主導，對進一步提升除塵效率開展了多技術（shù）有效的組（zǔ）合運用，供同行參考。

1 電除塵器提效改造原理

電除塵器除（chú）塵效（xiào）率一般采用（yòng）修正後的多依奇效率公式來計算。

2 組合提效改造技術路線

要實施電除塵器提效改造，宜將影響除塵（chén）效率的各因子充分調整到*佳組合，可以采用多技術組合使用，主要思路包括（kuò）：（1）從宏觀層麵，通過物理性預除塵降低各電場入口PM濃度，提（tí）升（shēng）整體除（chú）塵效率（lǜ）；（2）從粒（lì）徑影響除（chú）塵效率角度，通過增（zēng）濕煙氣調質使微細PM凝結成較（jiào）大的粒子，PM粒（lì）徑增大，提高驅進速度，提升各級電場和整個（gè）電除（chú）塵器的除（chú）塵效率；（3）從（cóng）電場強度影響除塵效率角度（dù），可以通（tōng）過高壓電源（yuán）提升輸入電場的均值電（diàn）壓和峰值電壓（yā）來實現；（4）從各級電場（chǎng）入口PM濃度（dù）呈級數降低和節約（yuē）能源（yuán）角度，通過前電場高頻電源+後電場脈衝電源的角度，實現能效的有效配置。

上（shàng）述各項（xiàng）技術組合改造路線如圖1所示。

3 提效（xiào）改造案例分析

3.1 提效改造要求

某水泥廠窯頭配套電除塵器為三電場幹式電除塵器，原除塵器設計出口PM濃度＜50 mg/Nm3，已不能滿足現階段PM濃度＜20 mg/Nm3的排放要求，需實施提效改造，做到達標排放。

3.2 具體實施方案說明

3.2.1 電源（yuán）部分改造

電（diàn）源部分改造主要采（cǎi）用：前電場布置高頻電源+後電場布置脈衝電源。通過雙電源係統實現前（qián）電場在高電（diàn）壓下強放電，後電場在高電壓（yā）下的弱放（fàng）電。

（1）針對（duì）前電場PM粒徑大、濃度高、易發（fā）生火（huǒ）花閃絡等（děng）特點，利用高頻電源提高前電場的平均電壓、供電功率，增加前電場的二次（cì）電壓及二次電流，使粉塵充分荷電。具體方法為：采用三相交流輸入（rù）整流為直流電源（yuán），經逆變為高頻交流，*後整流輸出直流高（gāo）壓，直流供電時（shí）其二次電壓波形幾乎（hū）為一條直線，提供了幾乎無波動的直流（liú）輸出。通過提（tí）高二次電（diàn）壓平均（jun1）值，提高粉塵驅進速度，使得前（qián）電場粉塵能夠充分荷電並被收集下來，大幅提升除塵效（xiào）率。高頻電源可在幾十微秒內關斷輸出，在很短的時間內使火（huǒ）花熄滅，以毫秒級恢複全功率供電，如圖2和圖3所示，平均輸出（chū）高壓無下降。

（2）針對（duì）後電場PM粒徑（jìng）小、濃度低、不易發生火花閃絡的特點，實際運行中的（de）情況通常是二次電流大、二次電壓無法提升到足夠的高電壓，而後電場的微細粉塵的捕集，需要更大的電場強（qiáng）度才（cái）能有效捕集，因此利用脈衝（chōng）電源提高後電場的峰值電場，進而使微細顆粒物被充（chōng）分收集。

脈衝電（diàn）源在基礎電源上疊加極窄的高壓脈衝電壓，二次電壓和二次電流獨立控製。疊（dié）加的（de）脈衝電源提供微秒級瞬（shùn）間高（gāo）壓能量，由於脈衝電壓的上升以及持續時（shí）間很短，雖然瞬時總電（diàn）壓提升很高，但供電前期間隔保持較（jiào）低的電荷密度，維持了電場的絕緣，不會形成閃絡通（tōng）道，有效抑製了火花閃絡，峰值（zhí）電壓（yā）接近（jìn）電場擊穿電壓（yā），脈衝電源瞬時高壓使電暈放電全（quán）麵均勻，避免了反電（diàn）暈的產生，可有效提高粉塵荷（hé）電效率和荷電量，大幅（fú）提高微細粉塵的捕集能力（lì），除塵效率顯著提高，符合弱（ruò）電流下的高電（diàn）壓低排放要求（qiú）。

相對於傳統直流供電，高壓脈衝電源供電脈衝電壓上升（shēng）時間極短，提高（gāo）了電場擊穿電壓，電場能獲得幾（jǐ）倍於（yú）傳統直流（liú）電源的峰值電（diàn）壓（yā），利於粉塵粒子荷電提（tí）高除塵效率。此外，針對常規直流電源電流用於對PM荷電以（yǐ）及在頻繁的火（huǒ）花放電過程中形成浪費，脈衝電源僅（jǐn）在脈衝輸出時才產生電流，脈衝寬度窄，電（diàn）場（chǎng）中離子流（liú）和電子（zǐ）流間歇脈動，電場無火花，如圖4所示。

（3）電源改造說明：拆除（chú）頂部（bù）一、二電場的工頻變壓器和高壓隔離開關；拆除配電室內（nèi）一、二電場（chǎng）用工頻電源控製（zhì）櫃（guì）內控製器及輔（fǔ）控回路、可控矽等，保留母排、斷（duàn）路器（qì）等，增加小母排將工頻電源控製櫃改造成高頻電源。拆除頂部三電場的（de）工頻變壓器和高壓隔離開關；拆除配電室內三電場用工頻電源控製（zhì）櫃內控製器（qì）及（jí）輔（fǔ）控回路、可控矽等，保留母排、斷路器等，增加（jiā）小母排將工頻電源控（kòng）製櫃改造（zào）成高頻+脈衝電源配電櫃。動力電纜改造部分：利舊，將原工頻電源動力（lì）電纜改造成滿足高頻電源、高頻（pín）+脈衝電源三相供電的需求。新（xīn）增（zēng）信號電纜（lǎn），高頻（pín）電源和高頻+脈衝電源到DCS的控製電纜、信號電纜，將改造後電源的（de）開關量信號（運行信號、準備（bèi）好信號、綜合報警信號、啟動/停止信號）和（hé）模擬量信號（hào）（二次電壓、二次電流）接入主生產係統DCS。

3.2.2 煙氣調質

煙氣調質主要有兩方麵的作用：一是通過噴射蒸汽進行煙氣調（diào）質，降低粉塵比電阻，提高除塵效率；二是因為濕度增加可以使微細顆粒物凝結，提高顆（kē）粒（lì）物驅進速度，提升除塵效率。

煙氣調質改（gǎi）造說明（míng）：在餘熱鍋爐出口（kǒu）省煤器（qì）集箱取（qǔ）熱水，通過閃蒸罐將帶（dài）壓熱水（shuǐ）閃蒸為（wéi）低壓蒸汽，產生的（de）低壓蒸汽經過閃蒸器（qì）汽水分離後噴入（rù）電場入口煙道水平混合聯箱內。為避免噴（pēn）入到電除塵器入口（kǒu）的蒸汽帶水（shuǐ），導致粉塵結塊，增加一台閃蒸罐。從省煤器出口集箱接出的熱水（shuǐ），由於帶有（yǒu）一定溫度和壓力，進入到閃蒸（zhēng）罐後壓力迅速降低，熱水閃蒸為蒸汽狀態。閃蒸罐內的蒸汽通過罐頂的蒸汽管道接入蒸汽噴射裝置，閃蒸（zhēng）罐（guàn）內少量未蒸發的水分通過底部的接口（kǒu）接入連排（pái）管道。通過電動閥控製煙氣調質係統的開關（guān），通過手動閥調節蒸汽流量。煙氣調質改造如（rú）圖5所示。

3.2.3 入口預收塵改造

在進口煙（yān）箱均布板前部增設一層C型內渦迷宮（gōng）預收塵（chén）裝置，收集粗顆粒粉塵，降低（dī）入口PM濃度，提高預收塵效果。同時起到氣流均布作用，避免電場入口截麵中下部粉塵濃度過高，速度過大。

3.2.4 預荷電+微網捕集器（qì）改造

根據除塵效率公式（1），從宏觀角度出發，通過對各電場入口（kǒu）PM濃度進（jìn）行物理捕集可以降低各級電場入口PM濃度，提升綜（zōng）合除塵效率。而且配置簡單，僅（jǐn）需在除塵器（qì）進出口及各（gè）電場（chǎng）之（zhī）間（jiān）安裝微孔金屬網。

預荷電改造主要（yào）是配（pèi）合各級微網捕集器使用，提升微網捕集器的捕集效率。一電（diàn）場的入口前增設預荷電裝置，使粉塵在進入電場前就帶上電荷，提高整（zhěng）個電場的收塵效率；在三電場末端增設預荷（hé）電裝置，使PM在進入微網捕集裝置之前帶上電荷，提高微塵捕集能力，減（jiǎn）少（shǎo）二次揚（yáng）塵。

3.2.5 其他（tā）改造

對陰極線、陽極板及電除塵器內部各部件積灰情況檢（jiǎn）查，對積灰嚴重部位作進一步分析，采取改進措施。陽（yáng）極板矯正，並進（jìn）行加固處理，調整間距和同極距。陰極線全部更換為新型芒刺線，調校變（biàn）形的陰極大、小框架，調整極間（jiān）距（同（tóng）極（jí）、異極）包（bāo）括非電場間距。調整陽極振打同軸度，陽極振打軸進行解體檢修，更（gèng）換磨損的陰（yīn）極陽極振（zhèn）打耐磨套、螺栓（shuān），對所有的陽極振打錘進行更換（huàn）。陰極振打係統：調整振打器工作中心，檢（jiǎn）查振打杆露出長度、垂直度、同軸度。殼體常規檢查修複：檢查（chá）各人孔門（mén）和保溫箱的漏風、密（mì）封材料（liào）的老化、鎖緊螺栓等，更換損壞密封材料，檢查煙道、煙箱（xiāng）、殼體、灰鬥等有無漏風漏灰並處（chù）理。

3.3 改造前後參數對比

某5 000 t/d水泥熟（shú）料線窯頭電除塵器改造前後（hòu）主要參數對比見表1。

3.4 提效估算和測（cè）試結果分（fèn）析

1）改造前除塵效率η

改造前電除塵器PM進口濃度（dù）≤30 g/Nm3，出口濃度≤50 mg/Nm3。除塵效率為：

η=1-50/30 000=99.83%

2）改造後除（chú）塵效率η'

參照既往成功改造經驗，依方（fāng）案實施改造後，可提高粉（fěn）塵（chén）驅進速度（dù），預計改造後驅進速度提高20%~30%左（zuǒ）右，改（gǎi）造後按提升下限比（bǐ）集塵麵（miàn）積20%計算。根據公式（1），改造後除塵效率：

結果表（biǎo）明：改造後除塵效果穩定；除塵效率達99.96%，出口（kǒu）PM排（pái）放（fàng）濃度測試值全麵低於20 mg/Nm3，通過高效電源的應用組合，並結合增加（jiā）預荷電+微網（wǎng）捕塵裝置，入（rù）口預收塵裝置，均化（huà）氣流分布，陽極（jí）板、陰極線及振打裝置調整等（děng），滿足了改（gǎi）造目標要求。

4 結論與建議

依據影響除塵器除塵效率的（de）主要因素，主要采用“前電場高頻電源+後電場脈衝電源”技術，配合煙氣調質、除塵器入口預收塵裝置，各級電場預荷電+微網（wǎng）捕集器等技術的組合使用，從宏觀和微觀方麵全麵提升除塵效率，充分挖掘現有電除塵器的潛力，提升除塵（chén）效率。結合具體實例，從原理和方法兩方麵展開論述，結合理論計（jì）算（suàn）和實測結果（guǒ）分析，組（zǔ）合提效改（gǎi）造技（jì）術除塵效果穩定，顆粒物排放濃度可穩定在20 mg/Nm3以下，為水泥廠窯頭電除塵器實現提標改造提供參考。來（lái）源:水泥  作（zuò）者:彭興華等）