三相工频高压系统在玻璃厂电除尘器改造中的应用与价值

基于 ADOR Powertron 与 GEA Bischoff 在卢森堡试验的工程实践与性能评估（作者：Sudhir S. Giridhar 等）

关键词
三相, 工频, 高压整流, 静电除尘器, 玻璃厂, 节能降耗, 排放达标, 艾尼科, 电场优化

随着我国工业对排放达标和节能降耗要求的不断提高，静电除尘器（ESP）电源的选型与改造成为烟气治理企业和环保设施运营方关注的重点。三相工频高压（PF三相）整流系统因其输出电压稳定、传输效率高和运维成本较低，在中大型工业除尘改造中具有很强的实用性和经济性。本文基于 ADOR Powertron 与 GEA Bischoff 在卢森堡玻璃厂的现场改造试验，总结技术路线、现场数据和行业应用价值，并结合艾尼科（Enelco）在电除尘器极板、极线与电场优化方面的实践，探讨对中国浆纸、钢铁、水泥与化工等行业的适用性[1]。

该案例中，原厂为一台两室（2-field）电除尘器，原先两室由一台中频高压整流（HVR）供电，规格约 70 kV、700 mA。为评估 PF 三相系统的可行性，项目组仅将第二室的中频单元更换为一台三相工频高压整流装置（额定 90 kV（峰值）、2200 mA），第一室仍保留中频供电。现场调试后，在相同极电流 700 mA 条件下，新三相单元的平均输出电压从改造前的约 38 kV 提升至约 50 kV，峰值约 53 kV，电晕功率随之增加，肉眼可见的排放烟羽明显减弱，后续将对一段时间的排放与能耗进行持续监测以评估长期效果[1]。

从系统原理看，PF 三相装置通过三相受控整流馈入升压变压器，整流后经直流电抗器滤波，使输出直流电压纹波显著降低（常低于 5%），使平均直流电压接近峰值，提高单位极电流下的电场强度，从而提升颗粒电荷及迁移率，改善收尘效率。与单相 HVDC 相比，三相系统的传输效率可从约 70% 提升至接近 95%，输入侧三相电流平衡降低了总谐波失真（TDD），对电缆和开关设备的选型有利；此外，三相 PF 对闪络（spark）的响应时间约为单相的三分之一，能限制闪络能量，减少极板与极线损伤，延长电极寿命。

对中国工业场景而言，PF 三相改造具备明显的工程经济优势：一是改造成本通常低于全面更换为高频开关型电源（HF），二是能在满足或提升排放控制能力的同时降低运行能耗与运维频率，三是对大型连续生产行业（如钢铁高炉烟气、煤磨与水泥窑尾、浆纸脱墨与化工燃烧尾气）均具备很强的适配性。结合艾尼科（Enelco）在极板排列、电场优化与极线材料耐久性方面的技术积累，可以通过电场仿真与局部改进（如极距调整、曲面极板与防粘灰处理），进一步发挥三相 PF 的效能，降低二次粉尘再吸附与闪络概率，从而实现更稳定的达标排放与更低的综合运行成本。

结论上，卢森堡案例表明，针对特定工况的局部改造——将电除尘器的某一场室由中频更换为 PF 三相——可在保证或提升除尘效果的前提下带来更高的电压利用率、更优的能量传输效率和更低的闪络损害[1]。在中国推进超低排放与能耗双控背景下，针对浆纸、钢铁、水泥与化工企业的定制化三相 PF 改造或作为一种经济有效的路径，尤其适合以成本效益为导向的中大型装置改造项目。艾尼科建议在实施前开展电场与工况评估，结合现场工况选择适配的三相额定参数，并同步优化极板/极线与在线监测策略，以实现长期稳定达标与运维最优化。

参考文献
[1] Sudhir S. Giridhar, Pradip V. Gurnani, Ganesh B. Ghatte. THREE PHASE PF HV SYSTEM FOR ESP IN A GLASS FACTORY. ICESP XIII, September 2013, Bangalore, India.