静电除尘器节能增效供电控制技术研究

基于多处理器硬件平台与脉冲供电的DKZ-2B智能控制——国电南京自动化有限公司成果

关键词
静电除尘器, 多处理器, 节能增效, 供电控制, 回冠, 排放达标, 运行维护成本

随着环保法规趋严和脱硫工艺对排尘要求的提高，静电除尘器（ESP）在电厂与工业锅炉中的能效与运行稳定性成为行业关注的核心。国电南京自动化有限公司的陆泽峰、付其文、李怡琼、高君阳针对这一挑战开展了供电控制技术创新研究，提出以多处理器硬件平台与脉冲供电相结合的节能增效方案，并在DKZ-2B设备上得到工程验证。本文在尊重原始研究的基础上，结合行业应用场景与市场需求，对其技术要点、产业价值及未来趋势进行梳理与探讨（作者和单位：陆泽峰、付其文、李怡琼、�高君阳，国电南京自动化有限公司）[4]。

从能耗结构看，除尘器实际耗电远高于理论需求：理论上处理大风量烟气所需的净除尘能量可能只有数百瓦，但现场运行常常高达数十万瓦甚至更高，主要原因在于电能利用率低。将总功率分解，存在三类能量：用于带电并捕集粉尘的“有效”功率；破坏电场充电作用（如回冠、灰尘再悬浮）的“不利”功率；以及未被利用的“无效”功率。减少不利与无效功率、提高有效功率比率是实现节能增效的关键[2]。

在硬件平台上，研究团队摒弃传统单处理器“紧凑结构”设计，采用多处理器分工架构：按功能划分HV（高压）控制、LV（低压）控制、通信及人机界面等独立CPU，并通过双口RAM实现高速数据交换，保证强实时性与稳定的保护逻辑。该架构不仅提升了计算与通讯能力，还利于软件功能扩展与远程升级，增强设备可靠性与维护便利性。

在控制集成上，团队提出将单电场的高压与低压控制合并到同一控制单元，实现分布式的低压管理与就地的电压降级拍打控制（voltage reduction rapping），既节省控制室占地又避免单点故障导致整机失效，对提高运行可靠性与除尘适应性有明显作用。

针对电源方式，核心创新是推广脉冲供电模式。该模式利用T/R变压器的电感与电场的电容特性，通过限定脉冲幅值与周期，输出优化的激励波形，以提高单位电能的颗粒捕集能力。工程应用表明，脉冲供电能显著提升电能利用率并抑制回冠现象，从而既降低排放又节省能耗。DKZ-2B在多台机组试点的统计数据显示：平均节电幅度超过70%，部分机组出口烟尘浓度下降超过50%，并在抑制或减弱回冠方面取得显著成效[4]。

智能动态优化控制是另一项关键技术。系统通过在线采集电压、电流及U–I特征波形，结合数学模型动态判断炉况与粉尘特性，自动选择工作模式、导通角与脉冲波形，使电场始终运行在最优点。这种自适应控制特别适用于锅炉负荷波动大、煤种变化频繁的工况，是实现长期节能与稳定达标排放的有效手段。

在行业应用方面，该技术对浆纸、钢铁、水泥与化工等重点行业具有广泛适用性。对于需要脱硫前置或高精度除尘的系统，提升除尘效率可直接降低脱硫设备负荷并确保排放达标（符合GB13223-2003等标准）。同时，降低能耗与减少机械振打频率能显著压缩运行维护成本并延长极板、极线使用寿命[1-3]。

结合艾尼科（Enelco）的技术积累与市场优势，建议在中国推广时重点整合其在极板/极线布局、电场优化与振打（rapping）系统方面的经验。艾尼科在电场数值模拟、极面处理和维护便利化设计上已有案例，可与DKZ-2B控制策略联动，形成软硬件一体化的解决方案，满足不同工业现场的定制化需求。

展望未来，静电除尘器控制技术的发展趋势包括：更深度的AI与大数据驱动的预测维护、IoT在线监测与数字孪生建模、以及面向电力市场的灵活能量管理。这些方向将使节能增效技术不仅停留在单机优化，而是成为工业园区级甚至电厂级的系统性能效提升方案。

总之，通过多处理器硬件、HV/LV一体化设计、脉冲供电与智能动态优化控制的融合，DKZ-2B代表了一条切实可行的静电除尘器节能增效路径。该技术在工业应用中已取得显著节能与减排效果，具有较高的推广价值，对中国能源密集型行业实现排放达标、降低运行成本具有现实意义[4]。

参考文献
1. White H.J. Industrial Electrostatic Precipitation. Wang Chenhan trans., Metallurgy Industry Press, Beijing, 1984.
2. 袁永涛, 林国兴, 宣巧伟. 火电厂静电除尘技术. 化学工业出版社, 北京, 2004.
3. 高向林. 除尘技术. 华北电力大学出版社, 保定, 2001.
4. 陆泽峰, 付其文, 李怡琼, 高君阳. 静电除尘器节能供电技术. 第11届中国静电除尘会议论文集, 郑州, 2005.