应用增能技术的优化方案

湿式电除尘器最早在硫酸和冶金工业生产中开始应用。自1982年以后，湿式电除尘器逐步开始应用于国外的大容量燃煤电厂中对于燃烧产生的烟气细微粉尘和酸雾的去除，并且取得了良好的效果。随着环保标准的日益趋严，为了进一步提高湿式电除尘器的除尘效率，可以对湿式电除尘器进行增能技术改造。

1）电能增强技术

针对钢厂气体的特殊性，济钢能动厂与GE能源环境公司合作，实施湿式电除尘电能增强技术改造［11］。电能增强器工作原理如图2-21所示。

图2-21　电能增强器工作原理

由收尘效率公式可知，调整电气控制的粉尘驱进速度是关键。驱进速度计算式如下：

式中，β为电除尘的常数；Vp为二次电压峰值；Vav为二次电压平均值。

电能增强效果：节能明显。应用电能增强器后，无论正常工作状态还是放电状态，使电除尘器的二次电压、二次电流都接近峰值。二次电压、二次电流的提高以及二次电流导通时间的延长提高了粉尘驱进速度，最终提高了电除尘器除尘效率；煤气含尘量减小，煤压机系统稳定，提高了发电系统的稳定性。2006年4月18日某钢厂的测试结果如表2-5所示。

表2-5　某钢厂1#电除尘器应用电能增强器前后的运行参数

2）磁增强的雾化电晕放电技术

在传统气体净化技术处理气溶胶效果不佳的情况下，为了限制微米级和亚微米级气溶胶颗粒的排放，荷电液滴洗涤器采用电流体动力学雾化机理，形成高压射流的雾化，能持续保持高压电极的清洁，但其供水系统的高电压绝缘很难实现长期安全稳定的运行。

（1）颗粒荷电 提高气溶胶颗粒的荷电量十分必要。一些研究表明在负电晕放电中，气溶胶颗粒荷电主要是未被负电性气体吸附的少量自由电子。研究也表明，自由电子荷电更有利于细小气溶胶颗粒荷电。

（2）磁增强电晕放电 为了增加微小粉尘上的电荷，一些研究人员试图通过窄脉冲电晕放电增加荷电区域的电场强度，但是试验证实短脉冲放电不利于气溶胶颗粒荷电。为此，开展雾化电晕放电和磁增强电晕放电的实验研究［12］。

火电厂中静电除尘器后端的细小粉尘比电阻为3.8×1010 Ω·m，测得静电增强过滤器的平均效率为96.9%，高于传统5个百分点。所以，磁增强电晕放电技术可以实现对气溶胶的高效荷电，效果明显。(https://www.xing528.com)

3）恒流高压直流电源技术

由于WESP采用向阴极施加负高压直流电，电极周围空气分子被电离，电离产生的正离子返回阴极，负离子则向沉淀极迁移，又采用喷淋方式清灰，烟气潮湿，烟气特性变化幅度大，电场工作很不稳定，电场极易出现闪络击穿的现象，尽管时间很短，但这种击穿对非金属阳极是破坏性的。供电电源应能做到即时灭弧，于是恒流高压直流电源技术问世。

（1）恒流高压直流电源 上海激光电源设备公司研发了专用于湿式电除尘器的恒流高压直流电源［13］。研发的具有火花控制的恒流高压直流电源系统如图2-22所示。

图2-22　火花控制的恒流高压直流电源系统

（2）特点 恒流高压直流电源系统与工频系统相比，除了具有工频恒流的优点之外，还具有如下特点：

第一，具有水冷的高频电源，以保护绝缘油的使用寿命和避免绝缘栅双极晶体管（insulated gate bipolar transistor，IGBT）的早期失效。

第二，电场进行喷淋时，在恒流源供电条件下无须关机，喷淋过程中只需将该电场降档工作，喷淋结束又自动恢复正常工作状态。

第三，采用以太网光纤直接接入主控板，可同时接入9台终端设备对其访问（8台以太网设备和1台485设备），标准协议组态方便。

第四，高频恒流源具有更好的输出特性，电流提升50%，电压提升5 kV，排放降低30%；高频恒流电源三相供电平衡，效率高达95%，节能提高15%以上。

第五，高频恒流电源体积小、重量轻，节约控制室的场地，改善操作室内的噪声和温度。

4）湿式相变凝聚静电除尘技术

国电环境工程研究所为火电厂超低排放的改造研发了湿式相变凝聚静电除尘技术。它是整合湿式静电除尘技术和相变凝聚技术的一体化技术（见图2-23）。

图2-23　湿式相变凝聚静电除尘装置示意图