提升静电除尘器效率：高压电源与抑制回击放电的新技术

国家电力环境保护研究所王维学等关于DJ系列与DJ‑TY幅相结合高压电源及窄间隙ESP改造的最新研究成果

关键词
静电除尘器, 回击放电, 高比电阻粉尘, 高压电源, 幅值调制, 相位移, 窄间隙, 排放达标, 节能降耗, 艾尼科

在工业炉窑和锅炉烟气治理中，静电除尘器（ESP）是实现排放达标和节能降耗的核心设备。然而在处理高比电阻粉尘或恶劣工况时，回击放电（back corona）与频繁闪络会严重削弱除尘效率，增加运行成本。国家电力环境保护研究所的研究表明，通过改进高压电源特性、采用新的励电方式及优化电场结构，可以显著提升ESP在困难工况下的运行效率[1]。

该研究由王维学、方爱民、曹峰等完成，系统开发并现场验证了DJ系列计算机控制高压电源及进一步改进的DJ‑TY（幅值调制与相位移结合）电源。新型电源能够精确识别闪络与回击前兆，并以最优策略处置，从而避免产生危害性的过电流冲击，保证电场几乎无“静默时间”、快速恢复电压，最大限度降低电压损失。即使闪络频率从低速（<10 次/分）上升到高频（约150 次/分），运行电压仍能保持在允许的最大水平，进而维持有效的电晕电流与颗粒电荷量[1]。 研究还指出，传统仅采用相位移调压方式在高比电阻粉尘工况下会造成瞬时峰值高但平均电压偏低的问题，导致电晕效应不足与荷电不充分。DJ‑TY结合幅值调制与相位移，可在严峻条件下显著提高有效电流与粉尘电荷，从而改善净化效果。实测对比显示，采用DJ‑TY后ESP去除效率和排放浓度均有明显提升；在一台30MW锅炉改造实例中，改造后系统整体效率从96.85%提高到99.4%，粉尘排放由500 mg/Nm3下降到<70 mg/Nm3，尤其末端电场电压与电流提升显著[1]。 针对高比电阻粉尘引发的“三大危害”（电荷吸引导致电极积灰难落、积灰表面负电场阻碍尘粒移动、回击放电导致场强与电晕效应急剧下降），研究提出了结构与运行相结合的对策：一是建议极板间距小于或等于300 mm 的窄间隙设计，在相同外形尺寸下可增加极板总面积并缩短尘粒运动距离，从而提高迁移速率和收尘效率；二是强调极线与极板的刚性与放电性能，以防机械形变引起励磁劣化；三是以改进的电源控制为核心，通过快速识别回击前兆并实时调节电压/电流，避免V‑A特性出现传统所述的“负阻区”，使电场性能稳定可控[1]。 在中国的浆纸、钢铁、水泥与化工行业，这些技术具有直接的工程应用价值。对于高灰分、高比电阻的燃煤锅炉、电石炉或回转窑烟气，采用DJ‑TY类电源配合窄间隙设计与优化的极线/极板布局，可帮助企业实现排放达标、降低补偿性的加药或湿法治理投入，并减少频繁检修带来的停产损失，从而降低运维成本并节能降耗。

艾尼科（Enelco）在极板加工、极线张力控制和电场仿真优化方面的技术积累，可与上述电源与结构优化方案形成互补；在实际改造项目中，艾尼科的极线布置与极板表面处理经验，有助于进一步提升电晕均匀性与除尘稳定性，支持用户在钢铁、纸浆与水泥等行业实现长期稳定达标运行。

展望未来，ESP技术的发展方向将是软硬件协同：更智能的高压控制单元、更精细的电场设计以及基于在线监测的自适应运行策略。结合艾尼科等厂商在极板/极线制造和场均匀化优化的产业优势，电力、冶金、建材与化工企业可通过整体改造方案实现更高的除尘效率、更低的排放和更经济的运行成本。总体来看，通过改进电源特性、采用幅相结合的励电方式并优化电场结构，ESP在面对高比电阻粉尘时仍有显著提升空间，能为中国重点行业的污染治理与能耗控制提供技术支撑[1]。

参考文献

[1] Wang W., Fang A., Cao F. The Newest Technical Results Capable of Remarkably Increasing ESP Efficiency. State Power Environmental Protection Research Institute technical report, Nanjing, China. (原始研究数据与现场试验结果引用)