水泥石除塵面臨的形勢

??目前電除塵所用的高壓電源一般為工頻電源、高頻電源或恒流電源，其不僅能耗大，還產生火花放電對除塵器本體造成電腐蝕，衰減除塵效率，縮短使用壽命。新的環保標準要求，一般地區水泥窯粉塵排放要求降到30mg/Nm3以下，重點地區要求降到20mg/Nm3以下。水泥廠窯頭窯尾除塵器的提效改造勢在必行。

除塵技術方案的對比

??隨著排放標準的大幅度提高，原靜電除塵器性能難以滿足環保要求，一時期曾出現由靜電除塵轉為布袋或電袋除塵方式的傾向。布袋及電袋除塵器雖然能基本滿足目前環保達標的基本需要，但由于其阻力大、電耗高、運轉費用高、故障率高、維護管理不方便、二次污染等弱點，只能作為一定范圍內的不得已的選擇。

??布袋、電袋與靜電除塵的對比：

??在阻力、電耗、運轉費用、故障率、維護管理、二次污染等方面，“靜電除塵”遠優于“布袋除塵”。 近年興起的“濕式電除塵”、“超凈電袋”、“旋轉陽極板”、“徑流式電除塵器”、“煙氣調質或微顆粒凝聚”、“本體擴容”等技術，由于空間、成本、運行維護費用、安全穩定性、二次污染、適用條件、實際效果等局限，難以普及，不適合水泥行業使用。所以，除塵電源及其控制系統的技術性能突破就成為除塵領域期待的聚焦點。

除塵電源的選擇

?近年，在改進電源供電方式的過程中，設計思路不斷創新，電源性能不斷提升。市場上除了正在淘汰的“工頻電源”及其過渡性的“三相電源”外，有“高頻”、“脈沖”、“臨界脈沖”等新型電源。

??3.1新一代臨界脈沖電源技術特點

??3.1.1 臨界脈沖電源的基本原理

??臨界脈沖電源采用“硬件儲能與限能、軟件監視電壓變化趨勢”的控制方式，從能量梯度控制入手，使工作點保持在空氣放電特性曲線的高點及其的右側很小的區域內。體現“可變內阻”特性，即，“限能”抑制流注生長，避免產生火花放電。同時，“儲能”以保持高電壓。

??3.1.2 臨界脈沖電源的技術特點：

??（1）具有高效節能和長期穩定的本質

??① 臨界脈沖（柔）特性：

??臨界脈沖電源具有“硬件儲能與限能”和“微脈沖” 式供電特性，輸出的電壓隨著工況(電場內溫度、濕度、壓力、粉塵濃度、粒度、比電阻以及市電波動)的變化，自動調節動態適應，使輸出電壓值穩定位于火花始發點以下臨界區。

??無須大幅降壓或關斷以熄滅火花，連續輸出臨界電壓，可實現好理想的也是運行中高的場強（荷電場強、驅進場強）。

??使電場保持在“二次電子崩”與“流注初期”狀態，空間自由離子密度好，荷電效率高。

??其工作電壓如下圖所示：

??② 高電壓低電流：在使電壓保持在臨界區的同時，避免了大量的無效電耗，實現小電流供電。而且，采用高頻技術功率因數高。

??③ 避免電腐蝕：由于臨界脈沖電源技術在供電過程都處于無深度火花放電狀態，避免了對除塵器本體極線、極板的電腐蝕。

??臨界脈沖電源的提效節能示意圖如下：

??（2）高效集塵

??① 場強：平均輸出電壓越高，電場越強，則荷電場強和驅進（集塵）場強越大。使輸出電壓一致保持在“臨界區”（靜態火花始發臨界線及其下面的3%以內的區域），可實現好理想的也是運行中高的場強。

??② 空間自由離子：煙塵通過的空間，自由離子越多，則荷電時間常數越短，荷電速度越快。使電場保持在“二次電子崩”與“流注初期”狀態，可實現空間自由電荷好多，荷電效率高。

??③ 抑制電暈封閉：高場強和高空間自由氣體離子密度，使電暈放電能力保持極高狀態而且，由于電流較小，減少了同量大顆粒粉塵的多余荷電量，抑制電暈封閉。

??④ “Z”字型運動：低比電阻粉塵離開極板后，由于空間自由氣體離子密度高，迅速再次荷電，利于集塵。

??（3）抑制反電暈

??解決方案：低電流

??① 平均后續荷電電流小于荷電后的灰塵放電電流，使陽極板上粉塵積層的再次荷電量小于釋放電量，降低了粉塵層在極板上的電荷積累。

??② 平均再荷電電流等于或略大于荷電后的灰塵放電電流，但到下次振打為止，粉塵層電量的積累不足以產生反電暈。

     （4）減少二次揚塵

 ??① 降低了粉塵層對極板的吸引力，易振打脫落，在振打力度可調（如電磁振打）的情況下，可適當降低振打力度，減少二次揚塵。

??② 不必斷電或減壓振打，保持高場強集塵狀態，則有效抑制二次揚塵。

??③ 避免深度火花放電，減少因火花擊穿而造成的擾動二次揚塵。

??（5）大幅度節能

??3.6 三種新型電源的對比

??臨界脈沖電源，確保比工頻供電減排70%以上，實現節能50%；在確保比高頻、三相電源減25%以上的前提下，實現70%的節能；消除電腐蝕以使除塵器本體長期穩定高效運行。

臨界脈沖電源的應用案例

?臨界脈沖電源目前已在中聯、中材、山水、中鋁等集團完成了多個改造工程，并已進入大規模推廣階段。

??典型案例一：棗莊中聯水泥(220.91元/噸，0%)有限公司

??棗莊中聯3#5000t/d生產線窯頭設有型號為“31/15/3×9/0.45”的靜電除塵器，電場數為三級,截面積為215.5m2，通風量為≤35萬m3/h。高壓供電系統采用3臺1.8A/72KV的常規工頻電源。

??除塵器進口濃度為8.8g/m3（10.1g/m3），煙氣溫度通常為110～130℃，高溫度為250℃，出口排放為53.6mg/m3。

??2014年9月18日、10月10日，棗莊市中區環保局進行了項目驗收環境檢測，測試數據為14.9mg/Nm3，，遠低于國家環保要求排放限值。

??典型案例二：臨朐山水水泥(236.07元/噸，0%)有限責任公司

??臨朐公司一期5000t/d熟料生產線窯頭收塵器使用的是西安礦山機械廠生產的電收塵器，型號為32/12.5/3×10/0.45。處理煙氣量580000m3/h，電場有效面積176.1m2 ，入口含塵濃度≤20g/m3，出口含塵濃度》50mg/Nm3，正常煙氣溫度余熱發電投運時：120-165℃，余熱發電關閉時：230-350℃，瞬時高煙氣溫度≤400℃，設計壓力-2000Pa，壓力損失≤200Pa，電場風速0.91m/s。

??2015年5月15日，臨朐縣環保局進行了項目驗收環境檢測，多點檢測數據分別為11mg/Nm3、17mg/Nm3、18mg/Nm3，遠低于國家環保要求排放限值。

??電源改造前后的輸出入功率：

??改造前后的輸入功率比較，改造后比改造前節能49%，每小時節省電耗50kwh；改造前后的輸出功率比較，改造后比改造前效率提高了44.7%。

技術推廣及倡議

??新一代高效除塵臨界脈沖電源的問世，很好的解決了工業塵源企業環保達標壓力下的除塵器改造投資及運行維護成本問題。無需新增電場、僅更換除塵電源及其控制系統，就能夠滿足環保法排放要求，而且減低除塵電耗，并極大程度地消除了由于火花放電而對除塵器本體的電腐蝕。臨界脈沖電源將以其國際領先的減排節能性能，引領電除塵技術發展方向。