配电房循环除尘装置的开发及应用

配电房循环除尘装置的开发及应用

黄胜

广东电网有限责任公司佛山供电局 广东佛山 528000

摘要：目前，我国是社会经济迅猛发展的新时期，为了解决当前配电房内普遍存在的多尘、潮湿等问题，设计了一种循环除尘装置。该装置在佛山禅城供电局的两个试点配电房进行对比试验，得到了该装置的最佳组合参数，取得了良好的除尘及通风效果，对于提升配电设备的运行管理水平具有积极意义。

关键词：配电房；运行环境；污秽；10kV开关柜

引言

粉尘是指悬浮在空气中的固体微粒。随着我国经济和社会的发展，民众对生存环境的要求越来越高。能源、化工、钢铁等行业每年都会产生近千万吨的粉尘，对人体健康、大气环境和生产经济都造成了严重的影响。尤其燃煤电厂排放的大量烟尘几乎都是可吸入颗粒物（PM10和PM2.5），对人体健康危害极大。2014年，国家发展改革委、环保部、能源局3部委联合印发《煤电节能减排升级与改造行动计划（2014-2020年）》，行动计划明确了在基准氧含量6%条件下，烟尘、二氧化硫、氮氧化物排放浓度分别不高于10、35、50mg/Nm3的超低排放要求，不断收紧的环境政策给我国以煤为主的能源结构带来了巨大环保和经济压力。

1灰斗电加热板配置及配电房系统工作原理

为了减轻设备本体的钢结构重量、减少卸输灰设备的数量，目前的电除尘器、袋式除尘器通常采用大灰斗结构，为保证灰斗内积灰温度高于烟气露点温度5～10℃，每个灰斗电加热板的电功率约需9～10kW。每块电加热板为AC220V/0．5kW，每个灰斗通常配置18～20块。

2配电房循环除尘装置的开发及应用

2.1循环除尘装置的应用

为了检验循环除尘装置的实际效果，我们选取了佛山禅城供电局的一间公用开关站和一间公用配电站作为试点。该上朗联八公用开关站内设备全部为10kV高压柜，没有低压电源，电房内的照明、风机所需的0.4kV电源取自10kV自动化高压柜的站用配变柜。该开关站原设计为两台进风机及两面出风百叶窗，是一个典型的运行在高污秽地区的配电网开关站。经过改造，我们封堵了两面出风百叶窗，并在百叶窗原有位置安装了两台出风风机，风机全部由控制箱按照设计逻辑进行统一调控。循环除尘装置安装好后，经过实地试验，我们发现当除尘系统外滤网为8mm、内滤网为1mm，并且两个滤网之间的距离为3cm时，系统满足关于通风量和除尘效果的两项设计指标。通风系统风速为7.3m/s，被隔绝在过滤网外的飞絮为90g，过滤效果良好。

2.2新型高压电源技术

随着三相电源、高频电源等新型电源技术的成功开发，我国配电房循环除尘的发展也取得了相当大的进步。这些新型电源技术不仅能够提高电除尘器的收尘效率，同时具备了高功率、节能环保等优点。此外，随着断电振打控制、节能闭环控制以及反电晕控制等电源控制新技术的出现和应用，配电房循环除尘的节能提效有了更加广阔的发展空间。学者们对于三相电源和高频电源技术的研究均表明了新型电源技术对于配电房循环除尘发展的重要性。相比普通电源，高频电源的最高供电电压将高出30%左右，最高供电电流也比普通电源高出40%以上，最多可使烟尘浓度降低40.2%；通过三相电源在300MW机组上的应用，证实了其节电效果可达到30%~50%，同时为PM2.5的控制提出了一种新技术。通过分析电除尘设备的工作机理，对电除尘器高压电源拓扑结构进行了分类，并指出基于电力MOSFET的超高频电源具有效率高、节能效果显著、具备自冷等优点，超高频电源将为国家节能、减排做出更大的贡献。

2.3滤筒除尘器

滤筒式除尘器是20世纪80年代由美国唐纳森公司在袋式除尘器的基础上生产的一种新型除尘器，滤筒除尘器主要有3大部分，箱体、滤筒、清灰系统。①箱体是整个除尘器的外壳，包括气箱和灰斗，气箱主要是提供所需的除尘空间，有利流场的合理分布，灰斗收集过滤下来的粉尘；②滤筒是由外层、内层和中间层构成，内层和外层均为金属网等材料，中间为褶型的滤料。滤筒用滤料的特点是，把亚微米级的超薄纤维黏附在一般滤料上，该黏附层上的纤维间排列非常紧密，其间隙0.12～0.6μm，由于采用密集型的折叠，使其过滤面积大为增加，极大的过滤面积是滤筒的突出特点；③清灰系统主要包括喷吹管、脉冲阀、气包等。当滤筒表面积灰达到一定的厚度，就要进行清灰，反吹清灰：打开处于闭合状态的脉冲阀，压缩空气直接喷入滤筒中心，对其进行脉冲清灰。滤筒除尘器除尘效率高，阻力小（一般粉尘压损小于1000Pa，粘附力较强粉尘压损小于1500Pa），节能，入口浓度和过滤风速范围大，处理能力强，具有很广的适应性。同时，滤筒除尘器使用寿命长、投资和维护费用低，相对布局较紧凑，节约空间，便于维护。主要缺点：①滤筒在使用过程中易导致糊袋、板结、腐蚀现象，耐高温性能较差，需要开发新型滤料，以提高其耐腐蚀、耐高温等方面的性能；②因为其褶皱型结构，常常导致其清灰不够彻底，同时反吹压力过大，会导致滤料损耗。

2.4湿式配电房循环除尘

湿式电除尘器的是利用金属放电线的直流高压将其周围气体电离，当粉尘经过电离气体时将会荷电，并在电场力作用下移动到集尘极，在到达集尘极表面后随着液体膜留下而被清除。湿式电除尘器对于复合污染物的控制具有较强大的功能，对细微、粘性或者高比电阻粉尘有较好收集效果。湿式电除尘器由于其在复合污染物收集上的优势而得到了快速发展，各种新型湿式电除尘器设备相继被研制并得到广泛应用，为国内外燃煤电厂提供了实现低排放、控制复合污染物的可靠技术。

2.5高温多孔金属过滤材料

金属多孔材料从结构形式看主要有金属烧结丝网、金属纤维毡和烧结金属等。金属材料良好的塑性使之可拉拔成金属细丝或纤维，并进一步编织成网或铺制成毡。多层复合金属丝网具有很高的整体强度和刚性，空隙分布均匀，再生性好，过滤元件寿命长。金属纤维毡有很高的空隙率，因此透气性好，并具有很高的过滤精度。烧结金属是依靠熔融金属雾化制粉后压制成型或烧结而得。烧结金属可制成各种复杂形状，并具有较高的过滤精度。高温多孔金属过滤材料多是金属纤维毡和烧结金属。多孔金属过滤材料最大优势在于良好的耐高温性和优良的机械性能，并且它良好的韧性和导热性使其具有很好的抗热、抗震性。此外，多孔金属过滤材料还具有良好的加工性能和焊接性能。金属多孔过滤除尘目前还存在一定的问题：金属过滤材料一般在高温下会出现随着温度增加造成强度下降的现象，出现氧化、腐蚀等现象，造成内部孔隙堵塞。因此，在使用过程中存在着最高温度的限制。但是，随着新型金属原材料的开发，目前金属多孔材料在高温条件下的强度性能也有较大的提高，比如FeCrAl、FeAl金属间化合物等具有优良的抗氧化和耐腐蚀能力，它们在600～800℃条件下工作6000h以上，仍保持完好。Hastele110Y合金、Hayhes230、310S等材料可在800℃氧化环境下正常工作，在1000℃以上的高温时，其耐腐蚀性能与高温陶瓷材料才有较大差距。

结语

电除尘在众多除尘技术中占据着明显优势，它是在综合多学科的基础上诞生的，在每一个方向的创新与改革都能促进配电房循环除尘向更加节能、高效、全面的方向发展。配电房循环除尘具备广阔的研究开发价值和应用前景。可以相信，随着科技的不断进步，新型高效多用途的电除尘装备将不断出现，电除尘行业必将迈向更加成熟、更加完善和更加现代化的台阶。

参考文献

[1]陈禹安.密闭型高压场所运维工况综合治理研究与应用[J].电工电气，2019（9）：50-53.

[2]张灿军，何欣欣.粉尘对电力设备的影响分析[J].电气时代，2018（8）：71.