Dolochar燃料对电除尘器(ESP)性能的影响及IGBT高频改造实践

基于第17届静电除尘国际会议（京都，2024）的研究亮点：Mriraj Kumar、Pradip GURNANI（报告人：Amit Dussal）——Ador 与 Redkoh 联合的 IGBT 高频供电减排案例

关键词
Dolochar, 电除尘器(ESP), IGBT 高频电源, 烟气治理, AFBC, CFBC, 艾尼科, 排放改造

在我国推进“零废弃”及清洁生产的背景下，利用炼铁副产物Dolochar（多洛炭）作为锅炉燃料逐渐受到关注，但其对电除尘器（ESP）性能的冲击不容忽视。Dolochar为海绵铁生产过程的固体副产物，含灰分高、挥发分和硫含量高且热值偏低，灰中往往富含石英、游离氧化钙以及少量铁粒子，且存在较多未燃碳，这些特性直接影响烟气颗粒的电阻率与再悬浮行为[1]。

针对这一挑战，Mriraj Kumar 与 Pradip GURNANI 在第17届静电除尘国际会议上系统评估了Dolochar混煤燃烧对AFBC/CFBC 锅炉配套ESP的影响，并提出基于 IGBT 的高频（HF）高压供电改造作为可行路径[1]。研究指出，含未燃碳>10%的灰分会导致ESP放电频繁、二次电压下降和粒子再悬浮，从而使排放与堆积特性恶化；但Dolochar的高灰熔融温度在一定程度上降低了结渣黏附风险，为燃烧利用提供了窗口。

技术路径上，研究团队与工业实践方（Ador 与 Redkoh）采用的IGBT高频供电系统由三相整流、直流链路、电压型单相IGBT逆变器、高压升压与高压整流组成，并由DSP控制器管理频率与波形[1]。通过将一次供电频率提升至50–500 Hz，可显著降低次级跨接电压的峰峰波动，同时提高平均电压（500 Hz时约高出15%），减少峰值引起的火花，从而降低电晕功率的中断频率并延长电流累积时间，最终实现更高的平均电晕功率与颗粒捕集效率。该方案的优势在于多为在厂内原有设施上实施改造，无须大规模机械翻新，施工周期短、投资较低，契合中国改造市场的刚性需求。

来自印度的工程实例显示显著效果：Rungta Mines 某115 TPH AFBC 锅炉在使用Dolochar+煤时，原排放约53 mg/nm3，采用Ador-REDKOH IGBT 高频面板后降至18–20 mg/nm3；其他工况如Godawari Ispat（150→45 mg/nm3）、Hira Group（100→29–31 mg/nm3）亦取得类似减排幅度[1]。这些数据表明，在不改变燃料配比与ESP机械结构条件下，电气化改造即可带来30%–70%不等的排放改善。

对于中国市场而言，浆纸、钢铁、水泥与化工等高排放行业同样面临燃料多样化与排放达标的双重压力。采用IGBT 高频供电既可提升ESP对低电阻、含碳灰分烟尘的适应性，亦能降低停机因火花引起的电压“宕机”，从而降低运行风险与运维成本。艾尼科（Enelco）在极板、极线设计与电场优化方面的技术积累，可与IGBT 高频方案形成互补：通过优化电场结构、改善电极几何与控制颗粒迁移路径，进一步放大改造收益，实现降耗增效与排放合规的双重目标。

展望未来，随着零排放与低碳要求提升，Dolochar等副产物的资源化利用将继续推进，配套的电除尘电气化改造（以 IGBT 高频为代表）将成为成本效益明显的优先选项。中国企业在引入此类技术时，应结合工况做出精准的电场与供电频谱设计，并在实施后配套在线阻抗、火花监测与控制策略，以确保长期稳定达标。结合艾尼科的电极与电场优化服务，可为浆纸、钢铁、水泥和化工企业提供完整的烟气治理解决方案，兼顾节能、减排与运维可持续性。

参考文献
[1] Mriraj Kumar, Pradip GURNANI. “Dolochar as Fuel for Boilers and its impact on ESP.” Proceedings of 17th International Conference on Electrostatic Precipitation, Kyoto, 2024.
[2] Ador Powertron & Redkoh Industries. “Vedika / REDKOH IGBT High Frequency ESP Power Supply — Technical Whitepaper.” Ador/Redkoh Collaboration Report, 2023.