电除尘高压电源控制系统应用实践

赵 军，许继锋，臧照华

（克拉玛依石化有限责任公司，新疆克拉玛依 834003）

0 引言

静电除尘器工作原理是烟气经过电除尘器主体结构前的烟道时，烟尘使其带正电荷，随后烟气流进设置阳极板与阴极线的电除尘器通道内。带负电荷的烟尘经过和阳极电板的互相吸附，将其中的烟尘颗粒吸附到阳极板上，通过智能控制器定时打击阳极板，使烟尘在振动与自重的双重作用下进入电除尘器下侧的灰斗中，进而将烟气中的烟尘排除。

1 电除尘器应用中的问题

电除尘器控制系统是一个繁杂的多变量过程掌控体系，应用中存在的主要问题：①如何有效提升电除尘器对高温、高比电阻以及高浓度烟尘的除尘效果；②由于振打系统引起的二次扬尘问题；③优化计算机电源控制技术，研发间歇供电、计算机控制、脉冲供电、可变电压供电装备等；④适用于特殊环境下的电除尘研发工作；⑤开发配套的监测仪器和检测装置，以及电除尘器故障自检系统；⑥降低主体重量。

随着电除尘器领域向着专业化、综合化、系统化、智能化的方向发展，对电除尘相应课题的探究提出了更高的要求。长期的实验及现场应用表明，其他除尘技术相比于电除尘技术是落后的。电除尘技术具有操作方便、坚固耐用、能耗低、处理烟气量大、阻力损失少、处理气体温度高，除尘效率高、运行维护简单等优点。目前，对环保事业的要求日渐严格，稳定、安全的除尘技术显示出更强的竞争力，并且伴随科技创新成果与科技水平的逐渐提升，电除尘技术的应用空间仍很广阔。

2 闪络频率对除尘效率的影响

最高除尘效率是在运行电压接近临近火花放电闪络时得到，但发生闪络会导致电厂内部出现扰动现象，提高粉尘的穿透率，降低除尘效率。控制好电压的下滑率、升高率以及火花敏感度能保证电厂保持稳定的闪络频率。一旦电厂出现闪络，平均电压一般情况下不会改变，但二次电流的平均值会随之降低，太高或者太低的闪络频率都会对除尘效率造成影响。因此，要让电厂始终保持良好的火花率，保证输出的是较高的平均电晕功率，提高除尘效率。大部分电厂使用的煤种并不固定，锅炉运行工况各异，含硫量以及排烟温度的改变都会造成电厂反电晕出现差异，会给电气特性的转变带来一定影响。通常情况下，最好的火花闪络频率可在经过数次除尘效率的实验对比后得到。

3 设备故障对除尘效率的影响

电除尘设备的工作环境复杂，本体设备在高温环境中工作，一但出现故障，恢复设备运行十分困难。通过对电除尘设备投用后的长期观察及分析，总结出电除尘器常见故障的原因及处理方法。针对常见故障，控制器采用不同的控制方式，可以达到更高的除尘效率。

（1）—次电压低、一次电流大，二次电压将近为零、二次电流较大。主要原因：①高压隔离刀闸；②终端接头绝缘被破坏或是接地高压电缆击穿导致的对地短路；③电厂灰斗积累大量灰尘导致集尘极和电晕极之间发生短路；④电晕极线断线导致的短路；⑤电晕极振打装备运转瓷轴受损或者瓷轴箱里灰尘堆积过多导致对地短路；⑥电厂上方阻尼电阻掉落而接地；⑦异极间存在金属杂物导致短路问题；⑧高压绝缘子受损或者石英套管内壁积灰引发的对地短路；⑨卸灰机出现故障，灰斗积灰导致两极间出现短路。

解决方法：①置于电厂位置；②完善终端接头；③清理灰斗灰尘；④停止锅炉运行解决断线问题；⑤更换转动瓷轴或清除积灰；⑥复原或者替换阻尼电阻；⑦终止锅炉运作清理垃圾杂物；⑧更换受损的绝缘子，处理结灰，安装加热装备或升高温度；⑨定期修理卸灰机，把灰斗积灰彻底处理干净。

（2）一次电压很低、—次电流将近为零，二次电压较高、二次电流归零。主要原因：①高压隔离刀闸未发挥出作用；②电厂上方阻尼电阻被烧断；③高压硅整流变压器出口位置的限流电阻被烧断。

解决方法：①把隔离刀闸放在电厂合理位置；②替换阻尼电阻；③替换限流电阻。

（3）—次电压合理、一次电流很低，二次电压较低、二次电流显著降低。主要原因：①电晕极振打时间长导致极线积累大量灰尘，导致电晕封闭；②缺少电晕极振打力度；③电晕极振打装备出现故障；④，电厂进口烟尘浓度偏高；⑤粉尘比电阻超过合理范围，出现反电晕。

解决方法：①科学安排振打时间；②完善并优化振打体系；③解决故障问题或者终止锅炉运作修理卡锤头等；④加强和锅炉的联系，及时协调制粉和燃烧；⑤更换煤种。

（4）—次电压过低、一次电流过低，二次电压过低、二次电流过低都有振动，高压硅整流变压器存在异响且电流也随之增加，吭声严重，油温骤升。主要原因：①可控硅触发脉回路存在问题；②可控硅出现断路，导致偏励磁运转。

解决方法：①完善触发脉冲回路漏洞；②替换受损的可控硅。

（5）一次电流合理、一次电压合理，二次电流过大而且不规律振动，二次电压很低而且电厂出现闪络。主要原因：①电晕极断线，但还没出现短路问题；②极间距过小；③电厂内极板极线之间存在杂物；④高压隔离刀闸的绝缘子有爬电现象；⑤电晕极上方绝缘子室加热装备出现故障导致受潮；⑥电晕极振打瓷轴箱加热装备出现故障导致受潮；⑦高压电缆绝缘效果差，有漏电情况。

解决办法：①停炉解决断线；②停炉协调极间距；③停炉彻底清除杂物；④对绝缘子进行清试；⑤完善加热装备；⑥修复加热装备；⑦替换电缆或者提高高压电缆绝缘性。

（6）一次电压较低、一次电流过大，二次电压很低、二次电流过小，高压硅整流变压器油骤升。主要原因：①高压硅整流变压器内高压硅堆受损；②部分高压线圈出现短路。

解决措施：把高压硅整流变压器进行解体，检查修复吊芯。

（7）一次电压合理、一次电流合理，二次电压合理、二次电流归零。主要原因：①二次电流取样屏蔽线是短路状态；②二次电流表测定回路被短路；③电流表指针未正常摆动；④高压硅整流变压器连接到二次电流表的导线是接地状态。

解决方法：①检测并处置好屏蔽线；②检测并处置好测定回路；③修理电流表；④处理连接导线。

（8）控制柜内开关合闸或者跳闸后再次跳闸。主要原因：①电厂内存在异物，导致两极短路；②部件掉落或者电晕极线断线，引发两极短路；③料位计无法正常工作，卸灰机故障灰斗尘埃满积，导致电晕极发生对地短路；④电晕极上方绝缘子灰尘较多，导致沿面放电；⑤电晕极上方绝缘子室加热装备出现故障或者保温效果不佳导致绝缘子外表结露，绝缘性削弱而闪络；⑥过压、欠压或是过流保护出现误动。

解决方式：①停炉处理杂物；②停炉解决部件或者断线问题；③修理料位计，处理卸灰机灰斗中的灰尘；④对绝缘子进行清试；⑤改进加热或者保温装备；⑥分析误动主因，调整相关电位器，失灵时解决误动部分。

（9）运作电压较低，电流过小或者电压骤升随即出现重大闪络，高压硅整流机组跳闸。主要原因：①烟温未满足露点要求，导致高压部件绝缘性越来越低，低电压情况下出现重大闪络；②振打失效，极线极板灰尘满布，击穿电压降低；③电晕极振打瓷轴箱聚四氟乙烯绝缘板严密性不高或者保温效果不好积灰结露严重；④部分电厂异极间距缩短。

解决办法：①调节锅炉燃烧或者终止电厂运作；③修理有问题的振打装备；③修理箱体保温或是绝缘密封板；④检查部分间距小的问题点。

此外，由于电除尘在高温、高粉尘环境下工作，对电除尘的可靠性提出了更高的要求。无论对电除尘本体还是电源控制部分都要求较高，因此要求电源控制部分具备以下功能：①反应快，能迅速判断出故障；②能快速切除故障；③运行可靠；④能根据内部环境进行相应调整，以达到最好的除尘效果。这就要求控制部分要有相应的保护。随着电子技术与数字技术的飞速发展，尤其是计算机技术的不断创新，电除尘器供电电源的功能也在逐步完善。