转炉电除尘高频电源改造

胡 涛

（江西铜业集团公司贵溪冶炼厂，江西 贵溪 335424）

贵溪冶炼厂始建于1985年，至今已经30余年。贵溪冶炼厂为满足市场需求，在这30年期间对原有设备进行的大规模的升级和扩容改造，将原有产量提高好几倍。原有的转炉静电除尘器设备为国外厂家生产制造，至今没有经过大规模的扩容改造，原设计时未考虑到市场飞速发展，没有留有足够的裕量，无法满足冶炼厂之后大规模的生产。

为解决转炉电除尘收尘效率低的难题，经了解发现，电除尘用高频电源装置［1］在冶金行业电除尘器上使用较为广泛，效果良好。经过和高频电源生产厂家现场技术交流，在转炉电收尘老系统二区试用两台高频电源，以期达到减排的最终目标。

1 改造前设备概况

原静电除尘器为国外厂家，备品备件的采购均是从国内采购，且采购的规格和批次不同。不同规格的备品备件安装在电除尘器内部，严重偏离了原有设备的设计要求。例如：部分阳极板的变形和腐蚀导致需要更换，经过多年的检修更换，多种规格的阳极板安装在同一个电场区，导致极板的同级距严重偏离设计值，极板极线不匹配等等，最后导致的是电气设备无法正常工作［2］。另外电除尘器入口的均布板损坏没有机会检修，也很大程度上导致了电厂内部的气流不均，导致内部环境更加恶劣。

1.1 电源配置

该区域包括东一区和西一区共用1台高压发生器；东二区和西二区共用1台高压发生器；三、四区各1台高压发生器。

1.2 运行情况

所有高压设备二次电压可以到50 kV，二次电流基本没有。电收尘器除尘效率不高，目前仅为60%～70%。排放在1 000 mg／Nm3左右。贵冶一系统转炉老系统静电除尘器技术参数见表1。

表1 贵冶一系统转炉老系统静电除尘器技术参数

1.3 原因分析

1.静电除尘器本体情况不理想，阳极板，同极距，异极距，振打装置，清灰系统严重偏离设计值要求。导致电压无法提升，在低电压情况下就会发生严重的闪络现象。

2.电气设备老化，工频电源效率低，无法提供更大的电流密度，克制反电晕能力弱，御制不了电晕封闭。

3.入口烟气的浓度和烟气量远远超出了设计值，入口浓度为40 g／Nm3就已经是高浓范围，本次浓度远远超过该值，导致有严重的电晕封闭现象。

4.烟气介质主要为 Cu、S、Pb、SiO、As、Bi、Zn等元素，存在大量高比电阻颗粒。大量高比电阻介质御制了颗粒的核电，最严重的是加强了反电晕现象的发生。

5.烟气含有大量的金属介质可能造成阴极线鼓灰，御制电流的释放，导致电流为0实际情况中，阴极线的针尖已经不同程度的裹上了黄豆粒大小的灰，无法去除。

6.低压振打系统振打力不够、振打位置不合理等导致极板极线集灰，降低收尘效率。

7.电除尘器入口的烟气均布板损坏，再加上该台电除尘器的进口烟道水平距离达不到最初的设计要求，导致电厂内部的气流严重不均。

2 改造原理与方案

2.1 高频电源原理

高频电源［3］是将三相交流电经整流和滤波后得到约530 V左右的直流电压，经全桥逆变，形成20 kHz左右的交变电流，再经高频变压器升压整流后形成高频高压脉动直流送电除尘器［4］。高频电源系统原理框图［5］如图1所示。

图1 高频电源系统原理框图

2.2 改造方案

1.将第二区一台高压发生器和隔离开关移除，并根据现场位置大小设计布置安装两台隔离开关和两台0.4 A／80 kV的高频电源。

2.另外一台的高频配电柜，安装于电除尘器控制室。

3.优化振打机构和控制程序，根据电除尘器整体情况优化振打模式。

3 改造后效果分析

熔炼车间转炉一系列电收尘二区高压发生器高频期间运行总体良好，但西二区因电场本身情况不理想，阳极板、同极距、异极距，振打装置严重偏离设计值要求导致二次电压波动，二次电流无法持续提高，较东二区略有差距，具体运行状况如下所述。

3.1 转炉一系列电收尘高频运行状况

转炉一系列电收尘各区运行状况见表2。

表2 转炉一系列电收尘各区运行状况

从各区运行数据看：二区使用高频电源后一定程度提高了运行电流和电压，增大了设备运行电功效率，从收尘理论上可以说提升了收尘效率。

3.2 转炉一系列电收尘收尘效率

改造前电收尘检测表保证效果见表3。

表3 电收尘改造前及改造后效果对比

改造前电收尘历史检测数据S期［6］4次，B期3次。S期出口浓度加权平均值为2 052.03 mg／m3，收尘效率加权平均值为60.35%；B期出口浓度加权平均值为 730.1 mg／m3，收尘效率加权平均值［7］为68.08%。

改造后电收尘共检测S期4次，B期3次，数据如下表所示：从上表可以看出，改造后老电收尘B期出口含尘浓度较改造前下降了316.74 mg／m3，收尘效率提高了8.96%；S期出口含尘浓度较改造前下降了1 013.67 mg／m3，收尘效率提高了29.39%。见表4。

表4 电收尘改造后效果对比

3.3 节能效果

1.高频电源采用采用IGBT逆变技术，变压器采用特殊非晶体材料，相对于工频可控硅电源，功率因数更高，损耗更低，有着明显的节能效果。

2.高频电源可增大电晕功率，增加电场粉尘的荷电效果，较好的荷电效果使极板吸附能力增强，除尘效率提高，不需要更高的功耗就达到效果，因而耗电更少。

4 结 语

高频改造总体效果得到体现，尤其是S期收尘效率检测最高达到91.09%提高显著，但要达到S+B期加权平均85%以上收尘效率稳定运行还有待于进一步持续改进，这既要有对陈旧设备的更新换代，技术改进，也要考虑实际烟气处理量65 000～80 000 nm3／h远超设计处理烟气59 000 nm3／h能力因素。