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一、 現(xiàn)狀分析
我焦耐廠電捕焦油器采用的是鞍山機電環(huán)保有限公司提供的GD系列可控硅控制電控系統(tǒng)。自2004年底投運以來，使用效果始終不理想。出口煤氣中焦油含量明顯超標，據(jù)化驗指標顯示，煤氣中焦油含量長期在100-150mg/Mm3左右。雖經(jīng)我方點檢以及維修人員和廠家技術(shù)人員多方調(diào)試仍不能達到工藝要求。同時該套電控系統(tǒng)運行極不穩(wěn)定，二次電壓、二次電流波動很大,隨著運行時間的延長,電場內(nèi)部放電現(xiàn)象頻繁,故障停車次數(shù)增高,嚴重影響后序工段的正常生產(chǎn)。另外，該套電控系統(tǒng)的自身特點決定其操作復(fù)雜、需要在工作狀態(tài)下進行參數(shù)修改和模式選定，這樣就對生產(chǎn)操作人員有較高的專業(yè)素質(zhì)要求。同時可控硅控制系統(tǒng)全部采用單片機控制，對于日常維護有許多不利因素，發(fā)生故障時故障點不易查找及排除。因此我廠擬定技術(shù)改進方案，在保證生產(chǎn)正常運行的前提下對該套設(shè)備進行技術(shù)改進。
二、技術(shù)改進
為此我廠專業(yè)人員經(jīng)過對設(shè)備使用狀況及工藝情況的全面觀察、了解和分析，并仔細研究和對比了可控硅高壓電控的控制功能與恒流高壓電控的工作特性，決定采用HL-6型恒流高壓電控1A/75kV系統(tǒng)替代原來使用的可控硅電控系統(tǒng)。2006年3月初，2臺恒流源電控安裝就位。通過我廠點檢人員及檢修人員和廠家技術(shù)人員協(xié)同調(diào)試，于3月下旬正式投入使用。
在恒流源設(shè)備安裝的同時我們又對電控系統(tǒng)的附屬設(shè)備進行改造和更換。
1、將原來使用的升壓變壓器更換為HL-6型高壓發(fā)生器，功率因數(shù)提高，進一步提高了設(shè)備的使用效率，降低了電能的損耗。同時由于采用的是新型高壓發(fā)生器，避免了使用普通變壓器時的變壓器漏油現(xiàn)象，在節(jié)約生產(chǎn)成本的同時也延長了變壓器的使用壽命。
2、將原先使用的高壓屏蔽線纜更換為沈陽電纜廠的YJLW1*95mm2高壓線纜，增強了高壓線纜對于工況環(huán)境的適應(yīng)性并減小了高壓電纜的泄露電流。
3、在高壓線纜進入電場的環(huán)節(jié)上增加了高壓線纜配套附件“應(yīng)力錐”，同絕緣瓷瓶共同使用，所使用的高壓絕緣膠帶為美國3M公司生產(chǎn)的高壓膠帶，絕緣性能更強。通過一系技術(shù)改造進一步增強了高壓線纜的絕緣效果。
通過半年多的觀察使用,效果良好。電空系統(tǒng)運行穩(wěn)定、故障率低；電捕焦油器工作性能得到顯著加強。經(jīng)化驗室抽樣檢測，電捕焦油器后煤氣中焦油含量保持在50-60mg/Nm3，生產(chǎn)工藝要求為〈100mg/Nm3，滿足生產(chǎn)工藝要求。
三、恒流源高壓電控的工作特性及其對電除塵性能的影響
恒流源電控系統(tǒng)能收到如此顯著的效果，是由電捕焦油器所處工藝條件的特殊性和恒流源電控系統(tǒng)的工作特點所決定的。
1、恒流電控改善了電場工作特性
焦耐廠的生產(chǎn)工藝決定了煤氣中含有大量焦油。雖然經(jīng)過初冷氣噴灑冷卻分離其中大部分焦油但煤氣中焦油含量仍然很高。煤氣中焦油含量過高意味著電場負載很大且波動頻繁同時對后續(xù)工段的正常生產(chǎn)有極大影響；同時原來采用恒壓源控制系統(tǒng)時電場頻繁閃絡(luò)，極易造成電極絲的損壞。雖然可控硅高壓電控對電場內(nèi)出現(xiàn)的閃絡(luò)能夠自動改變可控硅導(dǎo)通角，或通過人工調(diào)整閃絡(luò)頻率等措施使電場工作特性得到緩解但卻無法從根本上改善其運行效果。恒流源高壓電控在保持恒穩(wěn)電流輸入的前提下，能自動根據(jù)各種因素引起的電場阻抗的變化連續(xù)改變輸入電壓的大小而不致引起瞬間電壓的大幅度波動，從而根本解決了電控對工藝狀況及電場性狀的適應(yīng)性問題。
2、恒流電控提高了電場輸入功率
對于電捕焦油器來說，輸入到電場的電暈功率對捕集效果有著直接的影響。以下是通過數(shù)據(jù)統(tǒng)計對可控硅電控系統(tǒng)及恒流源控制系統(tǒng)這兩種電控條件下的運行數(shù)據(jù)的比較：
表一：可控硅電控條件下的運行參數(shù)：
注：二次電壓隨使用時間延長而逐漸增高而二次電流逐漸降低，嚴重影響電除塵器的使用效果。
表二：恒流源電控條件下電除塵器的運行參數(shù)：
注：二次電壓表指針擺動很小，二次電流表指針基本不動，電除塵器使用效果良好。
通過對兩種電控系統(tǒng)的工作性能比較可以知道，可控硅電控下的一次、二次電流高且不穩(wěn)定。恒流源電控下的二次電流基本保持設(shè)定值不變故能維持塵粒荷電所需的空間電荷，除焦油效率不隨電場負載的變化而變化。再看表三和表四：
表三：恒壓源（可控硅電源）的負載跟蹤特性—負反饋：
注：電暈功率P=U2/Z，Z─電場等效阻抗
表四：恒流源負載跟蹤特性—正反饋：
我們知道，可控硅電控通過改變可控硅導(dǎo)通角來抑制電場內(nèi)出現(xiàn)的閃絡(luò)，以保證電場的正常工作，在閃絡(luò)嚴重的情況下，必然會造成瞬時電壓電流的大幅度降低，同時容易造成電極絲的損壞，對電暈功率和捕焦油效果有極大影響；恒流源電控則是嚴格按照電場負荷情況來自動調(diào)整工作電壓，輸出電流保持不變，輸入到電場的電功率根據(jù)負荷變化進行時時跟蹤，因而反饋捕焦油效果總能維持良好的狀態(tài)。從控制方式來看，可控硅電源由于采用火花跟蹤進行反饋控制。當(dāng)電場出現(xiàn)火花，無論這種火花是什么原因引起的，也不管電場需求的電暈功率是否足夠，控制電路都認為是應(yīng)當(dāng)處理的，從而改變波形加以“熄滅”，結(jié)果使本來就不大的電暈功率降到更低，影響電捕焦油器的使用效果。而恒流電源是根據(jù)伏安特性即時跟蹤，當(dāng)電場發(fā)生火花時，即使頻率很高，控制電路只認作電路阻抗發(fā)生了變化，電源供給的電壓隨電場阻抗相應(yīng)變化電流基本保持平穩(wěn)，注入電場的電暈功率也相對穩(wěn)定。
3、恒流源電控的適用性
在更換恒流源電控系統(tǒng)之前，我們曾進入電場內(nèi)部進行了檢查，發(fā)現(xiàn)電極絲局部有損壞破絲現(xiàn)象。用手去摸感到有大量焦油顆粒吸附，不可能全部清除。同時破絲部位明顯放電強烈。這種局部出現(xiàn)的放電花對整個電場來說，其實電流很小，但可控硅電控卻同樣要“滅弧”。滅弧降壓后，工作電流更低。實際上，電場內(nèi)部構(gòu)件特別是電極絲吸附大量焦油顆粒相當(dāng)于電場等效阻抗增加，恒流源電控在電場阻抗增加的情況下，為維持輸入電場的電流，電壓相應(yīng)提高。這樣即使局部區(qū)域出現(xiàn)火花或閃弧而整個電場的電流未達到設(shè)定電流時仍將繼續(xù)提高輸入電壓以與電場阻抗相制衡，這正是焦油顆粒荷電并向陽極趨近所需要的應(yīng)變。當(dāng)電場內(nèi)包括閃弧在內(nèi)的總電流有超過設(shè)定值的趨勢時，恒流電控立即予以抑制，故無需擔(dān)心電流過載。
另外，電捕焦油器本體結(jié)構(gòu)由于制造、安裝等原因，內(nèi)部構(gòu)件特別是電極絲不可避免地存在毛刺以及極間距不均等現(xiàn)象，工作狀態(tài)下，這些部位極易產(chǎn)生火花放電，對采取火花跟蹤控制方式的可控硅電源來說，只要發(fā)生火花即降壓予以消除，從而影響整個電場功能的發(fā)揮，也就是說可控硅電源對電場內(nèi)部缺陷比較敏感。而恒流源電控對這些局部產(chǎn)生的火花同樣根據(jù)其對電場總阻抗的影響來調(diào)整輸入電場的電壓，只要電總阻抗不發(fā)生大的變化，鑒于L-C電路正反饋的特性，其降壓幅度和時間都很小。故局部的火花對整個電場的影響較小，電場仍保持著高的供電功率輸入，從而使整個電場的功能得以充分發(fā)揮。
4、恒流源電控的操作簡便性
恒流高壓電控目前主要依賴控制電路自身的特點來適應(yīng)電場阻抗的變化。只要控制好輸出電流就能根據(jù)電場負荷自動調(diào)節(jié)輸出電壓，對于生產(chǎn)操作人員來說比較簡便。同時該系統(tǒng)采用西門子S7-200控制，在我公司使用率較高，有利于日常備件的準備。同時我廠點檢及維修人員也有大量維護這方面設(shè)備的專業(yè)知識及經(jīng)驗，有利于日常維護及發(fā)生故障時的查找解決。對于保證生產(chǎn)的連續(xù)性、穩(wěn)定性有很重要的意義。
四、結(jié)論
恒流高壓電控裝置較之可控硅高壓電控裝置有其明顯的技術(shù)優(yōu)勢，能夠適應(yīng)工藝條件的大幅度波動，對電場內(nèi)部存在的機械缺陷和長期運行造成的電極吸附焦油所帶來的電場阻抗的變化有較強適應(yīng)性。通過采用恒流源電控系統(tǒng)極大的改善了我廠電捕焦油器的使用效果，保證了后續(xù)工段生產(chǎn)的順利進行。
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