高温除尘技术及其应用[范文大全]

第一篇：高温除尘技术及其应用

高温除尘技术及其应用

高温气体除尘技术是利用高温过滤介质（金属或陶瓷过滤材料）直接在高温条件下实现气体的除尘和净化，其突出优点是可以最大程度地利用气体的物理显热，提高能源利用率，实现高温条件下过程强化反应，实现气体的洁净排放，同时可以简化工艺过程，节省工艺设备投资，另外可以节约水资源，并避免了湿法除尘所带来的二次水污染。

高温气体除尘技术在能源、石油化工、钢铁、建材等工业领域有广阔的应用前景：整体联合循环发电技术：煤气化联合循环发电（IGCC）是一项跨世纪的发电新技术，煤气化产生的高温煤气经过高温除尘和净化后首先通过燃气透平发电，尾气通过余热锅炉产生蒸汽驱动汽轮机发电，构成联合循环发电，发电效率达45％～50％，较普通燃煤发电效率高5％～10％，同时污染物排放很低，是一种高效、清洁发电工艺。高温除尘是其核心技术。

自20世纪80年代以来，各国竞相开展煤气化联合循环发电技术。荷兰NUONPOWERBUGGENUM建立了25万kWIGCC工业示范电站，美国SOUTHERNCOMPANY和日本WAKAMATSU都建立了半工业示范电站。中国华能集团“绿色煤电”工程也将在天津建立一座20万kW IGCC工业示范电站。该项环保节能技术具有广阔的应用前景。

煤化工多联产技术：我国的能源状况是“缺油少气富煤”。煤化工是煤炭的深加工产业，发展煤化工有利于推动我国石油替代能源发展战略的实施，有利于推动我国化学工业的结构调整，同时满足国民经济发展的需要。

煤炭属于低效率、高污染能源，传统的煤化工是高消耗、高污染、低效率即“两高一低”的低技术层次的行业。现代煤化工以煤、水煤浆为原料，通过煤气化获得高温煤气，经过高温气体除尘和净化获得洁净合成气，其后续产品可以是甲醇、二甲醚、烯烃、氢、油或电等，这是一种低排放、高效率的洁净生产工艺。

近几年，Shell煤气化技术作为先进的洁净煤技术大举进入中国煤化工市场。目前国内共有煤炭、电力、化工等14家企业投资上马17套Shell煤气化工业装置，以“煤头”代替“油头”生产合成气从而生产甲醇、合成氨乃至烯烃等化工产品。

中石化巴陵化肥厂、中石化湖北分公司、安庆分公司、湖北应城和广西柳州化肥厂、云南云天化股份有限公司和云南沾化集团引进荷兰壳牌的煤气化技术，“以煤带油”生产合成氨；大连大化集团、河南省永城煤炭电力集团、河南中原大化集团有限公司以及河南省开祥化工有限公司引进荷兰壳牌的煤气化技术，利用该技术生产合成气，作为生产甲醇的原料。甲醇作为“清洁替代燃料”，用于汽车能起到节能的作用。甲醇可进一步用于生产二甲醚，后者是一种替代液化气的清洁燃料，可替代煤气、液化石油气用于民用燃料，也是柴油发动机最洁净替代燃料，可降低氮化物排放，实现无烟燃烧，并可降低噪声，其排放废气可达到或超过美国加州有关中型载重汽车及客车的尾气排放标准（ULEV）。甲醇还可进一步用于生产烯烃，以制作各种化工产品；神华集团公司、大唐国际电力股份有限公司引进荷兰壳牌的煤气化技术，利用该技术生产合成气，进一步为神华集团的煤制油项目、大唐国际的46万t煤基烯烃项目制氢。

煤液化技术：中国石油资源匮乏，大量依赖进口。从数量上分析，石油基液体燃料和化工品的短缺量很大，预计到2020年我国原油消费量将达到4～5亿t，原油进口量将达到消费总量的60％。神华集团在内蒙建设的1Mt／a直接液化工业示范工程单条生产线年处理液化原料煤超过2Mt，是迄今为止世界上最大的加氢液化生产线。图3为煤直接液化技术生产工艺流程。其中，氢是由煤气化生成合成气后，通过高温气体净化和分离获得。高温除尘是过程核心技术之一。煤液化可得到质量符合标准，含硫、氮很低的洁净发动机燃料，不改变发动机和输配、销售系统均可直接供给用户。产品以汽油、柴油、航煤，以及石脑油、丙烯等为主，根据煤种和工艺的不同，3～6t煤可以制得1t液体燃料。根据目前工业示范工程经济分析结果，在石油原油价格不低于每桶30美元的情况下，煤制油工业化生产可以获得一定的经济效益。煤液化产品市场潜力巨大，工艺、工程技术集中度高，是我国新型煤化工技术和产业发展的重要方向，其战略意义重大。

汽／柴油吸附脱硫技术：为了改善日益恶化的环境污染问题，世界许多国家对其环保法规进行更新和修改，其中对硫含量指标做出了明确而严格的规定。1999年12月21日，英国环境保护机构（EPA）颁布了汽油硫含量标准和机动车排放标准的II级补充法规，规定成品汽油中平均硫含量应低于30μg／g，美国环保局规定自2006年9月公路柴油硫含量低于15μg／g，欧洲标准规定2005年公路柴油硫含量低于50μg／g.为了达到环保法规的要求，世界各大炼油公司开发了许多新型的脱硫技术。美国康菲（ConocoPhillips）公司开发的吸附脱硫技术（S－Zorb）通过采用流化床反应器，使用其专门的吸附剂脱除原料中的硫，从而达到对汽油进行脱硫的目的，具有产品硫含量低，辛烷值损失小、能耗少、操作费用低的优点。为S－Zorb吸附脱硫技术基本原理，其中，高温气体除尘是该工艺的一项关键技术。

我国燕山石化引进康菲公司开发的吸附脱硫技术（S－Zorb）技术，对其1000万t／a炼油系统进行改造，成功产出首批符合欧Ⅳ排放标准的高品质清洁汽柴油。随着这一国内首座可以生产欧Ⅳ标准汽柴油的千万吨炼油基地的投产，燕山石化已经具备向北京市场提供符合欧Ⅳ排放标准的高品质汽柴油的条件，提前兑现了中国政府对国际奥委会的承诺，可随时向首都市场供应优质能源产品，服务绿色奥运。同时，这项技术在国内还有很好的推广前景。

钢铁工业、水泥工业气体除尘技术：钢铁工业是我国节能减排工作重点行业之一。2005年钢铁工业产生废气57134亿Nm 3，占全国比重21.31％；产生烟尘71万t，占工业排放量8.3％；产生粉尘129.6万t，占工业排放量15.65％。钢铁工业中高炉煤气、转炉煤气的高温除尘技术的广泛推广对钢铁行业的节能减排工作有着重要的意义。水泥工业是高能耗、高污染行业，其工业粉尘和二氧化碳排放量巨大，开展烟气干法除尘和余热发电技术的推广，可大幅度降低粉尘和二氧化碳的排放量，有着很好的节能减排作用。

另外，高温除尘技术在垃圾焚烧炉高温气体净化，机动车尾气净化，生物质能源高温气体净化等方面都有广阔的应用前景。

高温除尘技术展望自20世纪80年代，西方国家开展了高温气体过滤除尘技术的开发，其主要目标是实现被称之为跨世纪新技术的煤的洁净燃烧联合循环发电工艺技术（IGCC，PFBC）的商业化。在高温过滤材料的研制、高温除尘技术开发以及工程化应用等方面取得了很大进展。开发了许多高性能滤材，如日本Asahi公司的均质堇青石陶瓷滤管，德国Schumacher公司的SiC滤管，美国3M公司生产的Nextel系列Al 2 O 3－SiO 2陶纤袋，以及SiC－Al 2 O 3等纤维增强复合陶瓷过滤元件等。

Schumacher公司的SiC滤管已成功用于荷兰Bueggenon的IGCC工业装置。另外，针对陶瓷过滤材料韧性差、抗热震性差的特点，美国Mott和Pall公司开发了310SFeAl金属间化合物、FeCrAl等烧结金属过滤材料，其中，FeAl烧结金属过滤材料已成功用于美国SouthernCompany和日本Wakamatsu的IGCC半工业试验装置。

我国自20世纪90年代开展了高温气体过滤除尘技术的开发，钢铁研究总院／安泰科技股份有限公司开发了310SFeAl金属间化合物等高性能烧结金属过滤材料。安泰科技股份有限公司、国电热工研究院、中科院山西煤化所围绕IGCC工艺技术发展，开发了以金属过滤材料为介质的高温除尘技术，并在煤气化中试装置上成功应用，为工程化发展奠定了良好的基础。根据能源工业洁净能源技术发展的需要以及制造工业技术进步和节能减排的需要，进一步发展我国高温除尘过滤材料制备技术和高温除尘工程应用技术是非常必要的。

第二篇：旋风除尘技术原理

旋风集尘器的工作原理

旋风除尘器是利用含尘气流作旋转运动产生的离心力将尘粒从气体中分离并捕集下来的装置。旋风除尘器与其他除尘器相比具有结构简单、无运动部件、造价便宜、除尘效率较高、维护管理方便以及适用面宽的特点主要用于捕集5~10µm以上的非黏性、非纤维性的干燥尘粒。影响除尘器效率的因素主要包括两个方面一是旋风除尘器的结构参数二是旋风除尘器的运行管理。对于使用者来说设备的结构参数业已确定运行管理便是影响旋风除尘器的重要因素。因此研究运行管理方法对旋风除尘器的影响对提高旋风除尘器的净化能力具有更加重要的意义。旋风除尘器运行管理和重要性是 1稳定运行参数  2防止漏风 

3预防关键部位磨损  4避免粉尘堵塞。

因为旋风除尘器构造简单没有运动部件卸灰阀除外运行管理相对容易但是一但出现磨损、漏风、堵塞等故障时将严重影响除尘效率。

1、稳定运行参数

1.1 入口气速 气体流量或者说旋风除尘器入口气速对旋风除尘器的压力损失、除尘效率都有很大影响。一般来说在一定范围内入口气速越高除尘效率也就越高这是因为增加入口气速能增加尘粒在运动中的离心力使尘粒易于分离使以除尘效率提高。但气速太高气流的湍动程度增加二次夹带严重。另外气速过高易使粉尘微粒与器壁磨擦加剧导致粗颗粒粉碎使细粉尘含量增加。过高的入口气速对具有凝聚性质的粉尘也会起分散作用当入口流速超过监界值时紊流的影响就比分离作用增加得更快以至于除尘效率随入口气速增加的指数小于1。若入口的气速进一步增加除尘效率反而降低因此旋风除尘器的入口气速不宜太高。另一方面从理论可以分析可知旋风除尘器的压力损失与气体流量的平方成正比。所以进气口气速成太大虽然除尘效率会稍有提高有时不提高甚至下降但压力损失却急剧上升即能耗增大同时入口气速过大也会加剧旋风除尘器筒体的磨损降低使用寿命。因此在设计除尘器的进口截面时必须使进入口气速为一适应值一般为18~20m/s最好不要超过30m/s 浓度高和颗粒粗的粉尘入口速度应选小些反之可选大些。

1.2 含尘气体的物理性质和进气状态 影响旋风除尘器性能的含尘器体的物理性质主要是气体的密度和黏度。而含尘气体的密度随进口温度增加而降低随进口压力增大而增大。气体密度越大临界粒径也就越大故除尘效率下降。但是气体的密度和尘粒密度相比特别是在低压下几乎可以忽略所以其对除尘效率的影响与尘粒密度来说可以忽略不计。另一方面是气体的密度变小使压降也变小。旋风除尘器的效率随气体黏度的增加而降低气体黏度变化直接与温度的改变有关当气体温度增加时气体黏度增大使颗粒受到的向心力加大因此在入口风速一定的情况下除尘器效率随温度的增加而上降。所以高温条件下运行的除尘器应有较大入口气速和较小的截面气速这在与旋风除尘器的运行管理中也应予以注意。

1.3气体含尘浓度 气体的含尘浓度对旋风除尘器效率和压力损失都有影响。实验结果表明处理含尘气体的压力损失要比处理清洁空气时小且压力损失随含尘负荷的增加而减小这是因为径向运动的大量尘粒拖曳了大量空气粉尘从速度较高的气流向外运动到速度较低的气流中时把能量传递给旋转气流的外层减少其需要的压力从而降低了压力损失。旋风除尘器的除尘效率随粉尘浓度增加而提高。但是除尘效率提高的速度要比含尘浓度增加的速度慢得多因此要根据气体的含尘浓度不断调整气体的流量和速度始终保证较高的除尘率。在选择含尘气体的容量时除浓度外还要考虑粉尘的黏结性粉尘的黏结强度。用于中等黏度结性粉尘净化时含尘气体的容量应为允许容量的1/4用于高等黏结性粉尘净化时含尘气体的容量应为允许容量的1/8以保证设备的可靠性。1.4 固体粉尘的物理性质 固体粉尘物理性质主要有颗粒大小、密度与粉尘粒径分布是影响旋风除尘器的重要因素。含尘气流中固体颗粒粒径越大在旋风除尘器中产生的离心力越大越有利于分离。所以大颗粒粉尘中所占有的百分数越大则除尘效率越高。颗粒密度的大小直接影响到临界直径。颗粒密度越大临界直径越小除尘效率越高。但颗粒密度对压力损失影响很小设计计算中可以忽略不计。在处理粗颗粒腐蚀性粉尘时其浓度比允许浓度低1/2~1/3为此可设计前一级预除尘器。在处理腐蚀性粉尘时必须增加除尘器的壁厚或者在旋风除尘器下覆盖橡胶板、人造石板等其它抗腐蚀材料。

1.5 含湿量 气体的含尘量对旋风除尘器工况有较大影响。如分散度很高而黏着性很小的粉尘气体在旋风除尘器中净化不好。若细颗粒量不变含湿量增加5%~10%颗粒在旋风除尘器内相互黏结比较大颗粒这些大颗粒被猛烈冲击在器壁上气体净化将大为改善。所以有往除尘器内加些蒸汽来提高效率的做法。但是必须注意的是水蒸汽的量不宜过大将会引起粉尘粘壁甚至堵塞以致大大降低旋风除尘器的性能。影响旋风除尘器性能的因素除上述外除尘器内壁粗糙度也会影响除尘器的性能。

2、防止漏风 除尘器的漏风对净化效率有显著影响尤其以除尘器的排灰口的漏风更为显著。因为旋风除尘器无论是在正压下还是在负压下运行其底部总是处于负压状态如果除尘器底部密封不严密从外部渗入的空气会把正在落入灰斗的粉尘重新带走使除尘器效率显著下降。除尘器漏风原因主要有三种 

1)除尘器进出口连接处漏风主要是由于连接件使用不当引起的例如螺栓没有拧紧垫片不够均匀法兰面不平整等 

2)除尘器本体漏风主要原因是灰斗因为含尘气流在旋转或冲击除尘器本体时磨损十分严重根据现场经验当气体含量真超过10g/m3时在不到100天时间里就可以磨坏3mm厚的钢板 

3)旋风除尘器卸风装置的漏风卸灰阀多用于机械自动式这些阀密封性较差稍有不慎就可能产生漏风这是除尘器管理的重要环节。除尘器一但漏风将严重影响除尘效率。据估算旋风除尘器灰斗或卸灰阀漏风1%除尘效率下降10%。沉降室入口或出口的漏风对除尘效率影响不大如果沉降室本体漏风则对除尘效率有较大影响。因此必须保持旋风除尘器线管的气密性不允许有漏风正压操作时和吸风现象负压操作时。一般在制造前后要进行气密性试验。

3、关键部位的磨损 3.1 影响磨损的因素 

1)磨损与负荷关系。在高浓度、高速度含尘气体不断冲刷下旋风除尘器极易被磨损。除尘器一般先在钢板上磨出沟槽然后被加速磨损直至磨穿。除尘器的磨损随灰尘负荷、灰尘密度和硬度以及气体速度的增加需加快随构成除尘器壁的材料的硬度的增加而减慢。灰尘浓度低时一般有较轻磨损浓度增大被磨损的面积也增大。 2)磨损与气体速度成指数关系。磨损和气体速度成指数关系。矩形弯头指数为2垂直射流的冲击大约是2.5~3.在相同的气流速度下20~30度时是磨损最严重的冲击角度。就低碳钢而言磨损就会迅速增加。 31))磨损与粒径关系。流体动力学理论认为空气中的小粒子造成的磨损应当较小。因为粒子的质量随直径的立方而变化所以小粒子的动量和动能要比相同速度的大粒子小得多。也有人认为小粒径粉尘因其总表面积较大产生的磨擦面积也大因此会随粒度的减小而增加。

3.2磨损部位  1) 壳体。除尘器壳体的内部沿着纵向气流给壳壁以相当大的冲击。在这冲击区产生最大的纵向磨损。焊接金属通常比基底金属硬靠近焊接处的金属常因为退火而软于基底金属硬度的差异使软的退火处比其它部位磨损快。这些都是造成纵向磨损的条件。横向磨损是沿着壳体壁一条或几条圆圈形磨损。在圆筒和圆锥部分任何圆周焊缝或法兰连接都可能产生断续流动和不同的金属硬度。因此在制造和运转时应注意保证连接处的内表面真正光滑并且同心。在圆筒变为圆锥处贴近壳壁部分产生的最大断续流动因而横向磨损增加。2)圆锥和排尘口的磨损。旋风除尘器圆锥部分直径逐渐减小所以通单位面积表面的灰尘量和流动速度都逐渐增加。这就使圆锥部分比圆筒部分磨损更严重。旋风除尘器从排尘口倒流进去的气体到临界点运行情况就会恶化。这时将没有多少灰尘排出而只是在圆锥的较低部位形成旋转尘环能使磨损的速度加快好几倍。这样的磨损可以利用防止气体流入灰斗的办法来减轻。如果排尘口堵塞或灰斗装得过满妨碍正常排尘则圆锥部分旋转的灰尘特别容易磨损圆锥。倘若这种情况持续下去磨损范围就上升到除尘壁愈来愈高的位置。解决磨损的办法。是防止灰斗中灰尘的沉积到接近排尘口的高度。

3)叶片磨损。惯性除尘器的叶片磨损是最主要的磨损部位所以应定期检查叶片完好程度。为了防止叶片磨损优良的设计应该把叶片截面制成圆形-矩形而不应该是片状。3.3 防止除尘器磨损的技术措施 

1)防止排尘口堵塞。选用优质的卸灰阀加强调节和检修。

2)防止过多的气体倒流入排尘口。使用卸灰阀要严密配合得当减轻磨损口。3)就当常检修除尘器有无因磨损而漏气的现像以便及时采取措施。 4)尽量减少焊缝和接头。必须要有焊缝应磨平法兰连接处应仔细装配好。

5)在灰尘冲击部位使用可以更换的抗磨板或增加耐磨层也可以用耐磨材料制造除尘器。

6)除尘器的壁面的切向速度和入口流速应当保持在临界范围以下。

7)采取有效的防腐措施在除尘器的外壳一般要刷一层红丹二层耐腐漆或耐热漆。

4、避免灰尘堵塞和积灰 旋风除尘器的堵塞和积灰主要发生在排尘口附近其次发生在排尘的管道里。

4.1排尘口堵塞和预防措施 引起排尘口堵塞通常有两个原因一是大块物料或杂物二是灰斗内灰尘堆积过多不能及时排出。排尘口的堵塞会增加磨损降低除尘效率和加大设备压力损失。预防排尘口堵塞的措施预防排尘口堵塞的措施 

1) 在吸气口增加栅网既不影响吸风效果又能防止杂物吸入。

2) 在排尘口上部增加手掏孔其位置应在易堵部位大小以150×150mm的方孔即可。手掏孔的法兰处应加垫片并涂密封膏避免漏风。平时检查中可用小锤易堵处听其声音以检查是否有堵塞。

4.2 进排气口堵塞及预防 进、排气口堵塞现象多是设计不理想造成的。与袋式吸尘器、电除器不同旋风除尘器的进气口或排气口形式通常不进行专门设计所以在进气出气口略有粗糙直角、斜角等就会形成粉尘粘附、加厚直至堵塞。避免和预防堵塞的第一个环节是从设计中考虑设计时要根据粉尘性质和气体特点使除尘器进、出口光滑避免容易形成堵塞的直角、斜角。加工制造设备时要打光除突出的焊瘤、结疤等。运行管理旋风除尘器要时常观察压力、流量的异常变化并根据这些变化找出原因及时消除。总之防止旋风除尘器的堵塞和积灰要做到 

1)灰斗内的粉尘要在允许范围内  2)排灰运灰工具良好  3)及时清除灰斗中的灰尘

4)防止贮灰和集灰系统中的粉尘接块硬化。

5、结束语

旋风除尘器的运行管理对除尘器的效率有重要影响因此必须加强对旋风除尘器的运行管理健全运行管理制度督促管理者和操作者严格按规程管理和操作。严密监视旋风除尘器的运行状态及时发现和排除运行故障定期进行检查和维护。除此之外还需要从设计、制造和安装入手。优化除尘器结构、合理匹配除尘器的相关尺寸提高除尘器的制造尺寸精度尤其是关键尺寸提高安装质量。只有这样才能确保旋风除尘器高效、安全、可靠运行提高空气净化程度。我们相信。随着各种新技术的出现旋风除尘器的性能将会越来越好应用前景会更加广泛

第三篇：高温堆肥技术（精选）

高温堆肥技术

高温堆肥是增施有机肥、提高土壤肥力的重要途径之一，是秸秆还田的主要渠道。当前，已进入高温多雨季节，正是高温积肥的有利时机，广大农民朋友应充分利用稻秸、玉米秸、杂草、落叶等有机物质，采取行之有效的方法，进行高温堆肥，以提高土地产出率和改善农产品品质。

1、地面堆肥法：

选择距水源较近、运输方便的地方，肥堆大小视场地和材料多少而定。首先把地面捶实，然后于底部铺上一层干细土，再在上面铺一层未切碎的玉米秆作为通气床（厚约26厘米），然后在床上分层堆积材料，每层厚约20厘米，并逐层浇入人粪尿（下少上多），为保证堆内通气，在堆料前按一定距离垂直插入木棍，使下面与地面接触，堆完后拔去木棍，余下的孔道作为通气孔，堆肥材料包括秸秆，人畜粪尿和细土，其配比为3：2：5，配料时加入2%-5%的钙镁磷肥混合堆沤，可减少磷素固定，使钙镁磷肥肥效明显提高。按肥料比例混合后，调节水分为湿重的50%，一般以手握材料有液滴出为宜，在肥堆四周挖深30厘米、宽30厘米左右的沟，把土培于四周，防止粪液流失。最后，用泥封堆3-5厘米左右，堆好后2-8天，温度显著上升，堆体逐渐下陷，当堆内温度慢慢下降时，进行翻堆，把边缘腐熟不好的材料与内部的材料混合均匀，重新堆起，如发现材料有白色菌丝体出现，要适量加水，然后重新用泥封好，待达到半腐熟时压紧密封待用。

堆肥腐熟的标志：完全腐熟时作物秸秆的颜色为黑褐色至深褐色，秸秆很软或混成一团，植株残体不明显，用手抓握堆肥挤出汁液，滤出后无色有臭味。

2、快腐剂堆肥法：

利用各种秸秆粪肥及其它废弃物，加入一定量的“快速腐熟剂”调节营养，接种发酵菌剂进行高温堆制。一般每立方米稻秸（65-70公斤）需菌剂0.5公斤，尿素0.5公斤，平地堆制，先在堆址下挖宽1.5米，深0.3米的底槽，长度不限，向槽内堆稻秸加水，1公斤稻秸要加2公斤以上的水，同时人工在上面踏实。当堆制0.6-0.7米高时，先撒一层尿素，尽量撒匀，用量为总用量的一半，第二层堆0.4-0.5米高，将剩余的菌剂和尿素全部撒匀，再堆第三层0.3-0.4米高，人工踏实，加足水，最后取周围泥土严密封堆，7-10天肥堆均匀塌陷，如塌陷不均匀，应在突出部位加水，30天后稻秸变暗褐色或烂泥状，即为腐熟好的堆肥。

第四篇：简易脱硫除尘一体化技术方案的研究及其应用

简易脱硫除尘一体化技术方案的研究及其应用

国民经济的持续增长，对电力的需求越来越大。我国电力构成以煤电为主，因此煤炭消耗量及二氧化硫排放量也迅速增加。随着我国环保事业的不断发展和环保法规的不断完善，国家对二氧化硫排放提出更加严格的标准，火电厂逐步采取脱硫措施已势在必行，这将是今后一个时期内的重点治理对象。

目前对于控制二氧化硫排放污染，国外已积累了较为成熟的经验，但是由于财力、物力有限，引进这些先进的工艺和设备，工程投资和运行费用都非常昂贵。我们必须结合国情和网情，在消化吸收国内外各种脱硫技术的基础上，寻求以简单、高效，既满足环保要求，又减少投资和运行费用为目标的脱硫方案。

针对东北电网所属火电厂煤质含硫量低，湿式除尘器多的特点，我们经过大量调查研究和比较，提出并论证了简易脱硫除尘一体化技术方案，以赤峰热电厂6号炉作蓝本进行了可行性研究和初步设计。该方案以炉内喷钙和尾部湿式除尘器改造为核心，在降低二氧化硫排放的同时兼顾减少粉尘排放，从而达到污染物排放全面达标的目标。1 脱硫工艺比较从理论上讲，降低燃煤产生的SOx排放主要有3个途径：原煤炉前处理和净化技术；炉内燃烧中脱硫；燃烧后的烟气脱硫。燃烧前脱硫是采用物理、化学或生物方法将煤中硫脱除，投资大、成本高，尚未推广应用。燃烧中脱硫是指燃烧与脱硫同时进行，作为最经济、最简便的工艺，随着近年来的不断改进，正愈来愈受到重视。燃烧后的烟气脱硫被认为是运行可靠、脱硫效率最高的方法，属于比较成熟的工业化方法，但因昂贵的投资和运行费用而在实际应用中受到限制。要对各种脱硫工艺进行综合评估和技术经济比较是相当困难的，因此在选择时，需要参考别人经验，更需要根据本国本地情况对脱硫方案进行综合评估。表1列出了几种较成熟的脱硫技术粗略比较。从比较结果看，LIFAC工艺更为适合东北电网脱硫的实际情况和要求。2 简易脱硫除尘一体化方案2.1 东北电网火电厂概况

经过调查，东电直属火电厂有2个特点：煤质含硫量低，平均为0.68%，个别大于1%，烟气中SO2含量约为700×10-6～800×10-6，脱硫效率达到50%以上即可满足环保要求；湿式除尘器多，出口烟温较低(60～90 ℃)，烟气湿度大(水分约10%～15%)，除尘效率低。因此，在确定烟气脱硫方案时，既要考虑到煤质特点，又要兼顾湿式除尘器，把脱硫和除尘问题结合起来，力求全面达标，这对当前面临的老电厂环保改造问题具有实际意义。表1脱硫技术综合比较脱硫方案湿法烟气脱硫喷雾干燥法循环流化床

干法烟气脱硫炉内喷钙/尾部

增湿(LIFAC)装置占电站总投资/%12～2515126～8脱硫效率/%Ca/S=1.5Ca/S=1.5～

1.8Ca/S=1.1～1.5Ca/S=1.5～2.0 ≥9080～9090～9760～80运行费用较高中等较低较低适用范围(1)中、高硫煤；(2)用于电厂改造困难较大的情况(1)中、低硫煤；(2)条件适合时可用于现有电厂改造(1)中、高硫煤；(2)条件适合时可用于现有电厂改造(1)中、低硫煤；(2)适用于300 MW以下机组电厂改造脱硫后烟气温度低于露点,再热可控,不需再热可控,不需再热可控,不需再热占地面积大大小小负荷变化适应范围/%0～10040～10040～1000～100技术成熟性完全成熟近期已近成熟有示范机组已接近成熟目前国际应用情况占实际的90%占6%～7% 有一定应用

第五篇：现代交流调速技术及其在除尘电机调速中的应用

现代交流调速技术及其在除尘电机调速中的应用

康玉龙

（河北钢铁集团宣钢公司焦化厂 075100）

摘要：本文以现代交流调速技术的应用领域及发展趋势为背景，介绍中压交-直-交电压型H桥级联变频器的工作原理、控制方式和技术优缺点，并通过宣钢焦化厂除尘电机变频与液力耦合器不同调速方式下的对比分析，指出变频调速在高压大功率风机上使用的优越性能和良好的节能效果。

关键词：交流调速 中压H桥级联变频器 除尘风机 干法熄焦 节能

0前言

电力电子技术的发展产生了采用半导体开关器件的交流调速系统，随着对大规模集成电路和计算机控制技术的研究，以及现代控制理论的应用，促进了各种类型的交流调速技术的飞速发展，如串联调速系统、变频调速系统、无换向器电动机调速系统及矢量控制调速和直接转矩调速系统等。其中变频器作为较为成熟的高科技调速产品，其性能稳定、操作调节方便、自动化程度高、节能效果明显等优点，已普及国民经济各部门的传动领域，得到了广泛的推广应用。

1交流调速技术概况

1.1应用领域

1.1.1通用机械的节能调速

通用机械指风机、泵、压缩机等，量大而广，应用于各行各业。此类机械由交流电动机驱动，经调速改造，替代原有挡板及阀门调节，使其风量、流量可实现连续平滑和快速精确控制，优化了工艺控制过程，有助于提高产品的质量和产量。

1.1.2工艺调速

由于机械设备的工艺需要，要求驱动电动机必须调速运行的传动系统，如金属加工、造纸、提升等机械的传动系统。1.1.3牵引调速

各种电动机车及船舶等运输机械的电驱动系统，要求在运行中及时调速，属于工艺调速范畴，但有许多不同于一般机械的特殊要求，如供电电源、设备尺寸、散热及防护要求等，正由于牵引机械对设备尺寸、防护严格要求及交流较直流调速的优势，交流牵引调速取得更快发展。1.1.4特殊调速

某些应用场合为满足用户对调速特殊要求的调速系统，如转速6000r/min以上的高速系统，调速范围1:50000至1:100000的极宽调速系统，只有采用特殊的永磁交流电动机才能实现。1.2调速用电力电子装置

交流调速用电力电子装置有交流调压装置和变频装置两大类。现有交流调压装置仅晶闸管交流调压器一种，变频装置有交-直-交间接变频器和交-交直接变频器两种，其中交-直-交间接变频器又分为电压型和电流型型两种，电压型储能元件为电容，在控制规律不变而负载变化时输出电压基本不变，电流型储能元件为电感，在控制规律不变而负载变化时输出电流基本不变。1.3发展趋势

1.3.1电力电子器件与材料的更新

在提高现有电力电子开关器件的同时，研发新型大容量电力电子器件，通过降低MOSFET通态电阻，提高电压；研制集成电力电子模块（简称IPEM）实现标准化、模块化、高效率、低成本、低污染、可编程；采用新型半导体材料碳化硅（SiC），其工作温度可达600℃，PN结耐压可达5000KV以上，导通电阻小，导热性能好，漏电流特别小。1.3.2控制策略和手段研究

在以矢量控制和直接转矩控制技术为中心的控制理论不断完善的研究中，开辟了自适应和滑膜变结构控制、模糊控制、神经网络控制、无速度传感器控制系统等。

2中压交-直-交电压型H桥级联变频器

随着交流调速技术的发展，作为大容量传动的高压变频调速技术得到了广泛的应用并取得了良好的效果，其中电压型H桥级联变频器由于其电压畸变率小、功率因数高、逆变模块技术要求低、技术成熟、运行效果好等特点，得到了广泛的应用。2.1工作原理

电压型H桥级联变频器中每一项都由多个H桥功率单元串联而成，串联数取决于变频器输出电压等级，每个H桥由4个IGBT构成，并用独立彼此隔离的整流电源供电。

图一 H桥级联变频器和H级功率单元

2.2控制方式

H桥级联变频器的输出电压电平数多，通常采用三角载波比较法实现PWM（脉宽调制），通过给定频率的等腰三角载波与给定频率的正弦调制波相比较，以二者交点确定功率单元中逆变器的开关时刻，使脉冲宽度按正弦规律变化，输出频率等于且幅值正比于指定调制电压的基波成分。2.3特点及问题

此类H桥级联变频器使用1200V或1700V低压IGBT不需均压措施，且输出电压电平数多，电压畸变率小，电压波形每次跳变幅值小，无需输出滤波器，同时输入整流桥数多，通过输入变压器二次绕组移相，进线交流电流谐波小，功率因数高。

但是由于H桥级联数多，主电路复杂，储能电解电容技术要求高，可靠性受一定影响；整流电源数多，电机制动再生能量吸收或回馈技术实现难度大、成本高。

3除尘高压风机中的应用

除尘风机作为焦化行业环保除尘环节中重要设备，其运行状态将直接影响烟尘回收处理效果。现以河北钢铁集团宣钢公司焦化厂1#、2#干熄焦地面除尘风机调速方式为例，对比分析变频和液力耦合调速方式下的风机运行技术特点。3.1工艺概况

干法熄焦过程中会产生大量焦灰尘和有害物，这些有害物不仅对现场操作人员造成危害，而且将对环境造成严重污染，为消除生产过程中产生的粉尘，由除尘风机负压收集各收尘点含尘气体经管道送至脉冲布袋除尘站，净化后排放至大气。根据宣钢焦化厂干熄焦除尘工艺所需除尘风量，综合考虑系统漏风等因素，选用10KV 800KW单吸入离心式除尘风机。

其中1#干熄焦2010年投产，设计初期，由于考虑高压变频器投资高、技术不够成熟、市场应用不普及等多方面因素，该项目除尘风机设计为液力耦合调速方式；随着电力电子技术的高速发展，高压变频基本成熟，其性能稳定、控制操作方便，节能明显等优点得到普遍认可，2#干熄焦除尘风机2014年设计采用高压变频调速方式，装焦时高速运行，非装焦时低速运行。3.2二者调速性能比较 3.2.1调速效率

液力耦合器是装于电动机轴和负载轴之间的机械无极调速装置，利用油和两个互不接触的金属叶轮的摩擦力传导转矩，带动负载转动，可通过调节油压改变输出转矩，实现调速。当忽略轴承、鼓风损失和工作液体容积损失及摩擦力矩损失等，其调速效率近似为：nT=i；式中i为液力耦合器转速比，因此转速比nB减小调速效率降低，同时作为一种低效调速方法，其转差能量转换为油的热能儿消耗掉，当小于0.4时工作油升温加快，给设备运行带来不稳定状况。

而变频调速通过电力电子整流和脉宽调制逆变技术改变电动机电枢的电压和频率，仅控制电路本身需消耗很少一部分能量，因此可在全转速范围内保持较高的效率运行。3.2.2启动性能

液力耦合器不能直接改善启动性能，启动电流仍达到电机额定电流的5至7倍，而变频启动可实现软启动，启动电流小，且启动全过程可控，启动点和爬坡时间可设置，可避免启动电流对电网和电动机的冲击。3.2.3运行维护

结合焦化厂1#干熄焦除尘风机调速设备运行情况来看，液力耦合器机械结构和管路系统复杂，日常维护工作量大，且在故障下无法定速运行，必须停机检修；而2#干熄焦除尘风机H桥级联变频调速装置虽电子线路复杂，但技术成熟，尤其是单元自动切换和冗余运行特性，可在单元故障下实现不停机连续运行，运行可靠性较高，且其检修维护只需定期更换进风滤网。3.2.4调节控制特性

液力耦合器依靠调节工作腔油量大小改变输出转速，因此响应慢（需30秒左右），速度调节精度较低，在干熄焦装焦过程期间灰尘负压回收能力不能及时跟上，影响烟尘回收效果；而变频调速属于数字式控制，频率改变速度快，稳频精度高，可实现精准控制，提高了装焦过程期间烟尘回收率。3.3节能经济效益分析

由于液力耦合器液力效率、转差消耗及变频器自身能量消耗的存在，其二者均存在额外的功率损耗，但变频调速运行效率随输出转速降低变化不大，而液力耦合器效率基本呈正比降低，且综合轴功率随转速呈三次方比例下降，节能和运行效率均不及变频调速。

下面在忽略液力耦合器辅机（冷油器、油泵等）所消耗功率和设备自身消耗等的理想状态下，对比1#、2#干熄焦除尘风机调速耗能情况：

1#干熄焦除尘风机为24小时工作，电机输入电流平均约为50A，年运行时间为300天，其全年用电量为：

F13UIcosHD1.732105024300=6235200kWh

2#干熄焦除尘风机为24小时工作，高速运行时，电机输入电流平均约为50A，低速运行时，电机输入电流平均约为30A，按每15min装焦一次，装焦时间5min，即每天高速运行时间为8小时，低速运行运行时间为16小时，年运行时间为300天，其全年用电量为：

F213UIcosHD1.73210508300=2078400kWh F223UIcosHD1.732103016300=2494080kWh F2F21F224572480kWh 综上可得：

全年节电量为FF1-F26235200-4572480=1662720kWh 节电率为=F166272027% F162352004结束语

通过中压交-直-交电压型H桥级联变频器与液力耦合器运行节能效果的对比分析，不难发现其在运行效率、启动性能、运行维护等方面有着突出的优势，且随着电力电子技术和控制理论的不断进步，会有更高性能的设备应用到国民经济的电气传动领域。

参考文献：

[1]电气传动自动化技术手册（第二版）.机械工业出版社，2005.[2]姚绪梁，现代交流调速技术.哈尔滨工程大学出版社，2009.[2]钢铁企业电力设计手册.冶金工业出版社，1996.