关键词：三相电源;湿式电除尘

      燃煤锅炉燃烧废气经电除尘后进入脱硫系统，废气挟带残留的微细粉尘，脱硫系统产生的气溶胶、石膏雾滴等污染物对环境的破坏受到越来越多的关注，并已成为环保监控的重要对象。

      当前，我国环境状况总体恶化的趋势尚未得到根本遏制，环境矛盾日益凸显,部分地区和城市雾霾现象突出，许多地区主要污染物排放量超过环境容量，下大力气治理PM2.5，改善空气质量，已经变得刻不容缓。

      作为一种先进的烟气治理技术，湿式电除尘器技术在欧美、日本等国已经达到广泛应用，且效果良好。湿式电除尘器在满足超低排放、治理PM2.5方面的效果得到业内专家的一致认可，环保部在《环境空气细颗粒物污染防治技术策略(试行)》(征求意见稿)中明确指出：鼓励火电企业采用湿式电除尘器等新技术，防治PM2.5、脱硫造成的“石膏雨”污染。

      湿式电除尘器负载工况的变化，对高压供电技术提出了新的要求，为了避免极板极线电腐蚀，火花闪络控制在湿式电除尘器电控系统中显得尤为重要，工频三相电源以其优异的供电性能和稳定性在电除尘得到广泛使用，经技术创新后，同样能够满足湿式电除尘器的供电需求。

      1湿式电除尘用高压电源选型

      湿式电除尘器运行环境特殊：烟气温度低，饱和湿烟气，入口粉尘浓度低，微细粉尘(主要为PM2.5)，脱硫气溶胶和石膏雾滴，烟气流速高，阴阳极间距小，因此湿式电除尘器对高压供电设备有以下特殊要求。

      (1)板电流密度大持续稳定运行。

      (2)火花闪络响应快，当电场发生火花闪络时，控制系统能及时捕捉闪络信并快速关断输出;火花熄灭后，迅速恢复二次电压输出，又要防止连续闪络。

      (3)自动跟踪水冲洗清灰工艺，避免水冲洗时发生短路或过流误跳闸。

      三相高压电源比单相工频电源具备更高功率因素(≥0.90)和更高的转换效率(≥90%);三相供电平衡，可控硅全导时三相电源的峰值电压与平均电压接近(<5%)，近似高频电源纯直流供电时的输出电压，三相电源输出的二次电压平稳，峰值电压与有效值、平均值电压基本一致，在相同的击穿电压下，其二次输出平均电压可提高15%以上，电场的电流密度提高近一倍，对于相同的负载，三相电源可比单相电源提高一倍以上的有效输出功率，容易实现超大功率电源;变压器和控制系统分开布置，适应各种恶劣环境。

      三相电源与常规工频电源供电输出对比图见图 1。

      2工程应用

      神华国华三河发电有限责任公司2#炉350MW机组配套湿式电除尘器，同极距为300mm，配套8套高压设备，湿式电除尘器设计参数如表1。

      考虑到湿式电除尘器实际运行电流大的特点，高压设备选型时，按板电流密度0.8mA/m2选择，高压设备选用1.2A/66kV三相电源，三相电源变压器直接安装在湿式电除尘器顶部，控制柜安装在工作环境较好的配电室。湿式电除尘采用水冲洗清灰，电场内部始终充满饱和低温烟气，为了保证湿式电除尘器长期可靠运行，避免火花闪络引起的极板极线电灼伤，要求高压设备运行在无火花或少火花方式下，而电除尘实际应用过程中，又希望增大电场电晕功率，提高输入电场的二次电压，来提高湿式电除尘器除尘效果。

      三相电源可以将平均电压提升到接近电场闪络的峰值电压，有效提高收尘效率，但三相电源采用3对反并联可控硅进行调压，火花响应时间较长，与湿式电除尘器火花控制要求不匹配，这就需要对湿式电除尘器三相高压供电电源控制策略进一步优化。

      三相电源在神华国华三河发电有限责任公司2#炉350MW机组配套湿式电除尘器刚负载投运时，控制系统表现如下特征。

      (1)火花捕捉不够灵敏，电场闪络时，现场控制柜表头能明显看到上冲现象;

      (2)火花响应后恢复过程时间长，火花关断后，高压参数恢复到火花闪络前参数时间长，影响湿式电除尘器除尘效率;

      (3)水冲洗清灰时，三相电源柜易发生“短路”或“过流”报警。针对这种现象，结合湿式电除尘器实际运行工况特性，优化三相电源控制策略如下。

      (1)采用32位高性能DSP处理器，以120MHz高速处理器及时捕捉火花信号，提高芯片火花响应，根据三相电源湿式电除尘器火花特性，采用硬件和软件双重超微火花检测，系统根据火花信号表征进行闪络预判，控制器立即调用火花处理程序，进入微细火花控制模式，快速分析微细火花数据并加以处理，迅速降压输出;

      (2)分阶段完成火花响应，以达到最佳效果，火花熄灭后，迅速恢复二次电压输出至接近火花闪络前参数，防止连续闪络，再根据运行参数逐步增加输出，直至运行参数恢复至火花闪络峰值或系统设定值;

      (3)火花恢复初始电压值和升压速率，可以根据现场情况自行调整，以适应不同工况;

      (4)针对湿式电除尘器水冲洗清灰工艺，优化控制策略，当三相电源检测到湿式电除尘器水冲洗信号时，自动进入水冲洗工艺控制方式，进行二次电压和二次电流双重监控，防止参数突变，避免三相电源发生“短路”、“过流”误判断和强火花闪络;

      (5)应对湿式电除尘器节能要求，优化三相间歇供电技术。优化后的三相电源，在神华国华三河发电有限责任公司2#炉350MW机组配套湿式电除尘器运行，稳定可靠，湿式电除尘器出口排放稳定在3mg/Nm3以下，现场还进行了满负荷时，三相电源采用3种不同供电方式输出，对比湿式电除尘器出口排放，数据如表2。

      从表2数据看，三相电源采用间歇供电比直接降低二次压输出，更能保证出口排放。

      3结束语

      介绍了三相电源在湿式电除尘器的应用，并针对湿式电除尘电场要求运行在无火花或少火花方式，水冲洗清灰工艺造成的电场瞬间变化，改进三相电源的控制策略。

      三相电源根据水冲洗DCS送到三相电源的清灰信号，自动调整三相电源输出，解决由于水冲洗清灰引起的电场负载突然变轻，造成高压设备“短路”、“过流”或火花闪络频繁，影响湿式电除尘器除尘效果;并在相同工况下，对比高压设备不同供电方式进行节能试运行，对比湿式电除尘出口排放的影响，对湿式电除尘电控设备节能运行进行探索。参考文献略