李仁貴

摘要：電除塵器運(yùn)行效果取決于本體和電控系統(tǒng)的有效配合，在電除塵器本體運(yùn)行正常時(shí)，電控系統(tǒng)的優(yōu)化控制對(duì)除塵器的除塵效率和運(yùn)行能耗起著決定性作用。文章結(jié)合潮州電廠#1爐電除塵器提效節(jié)能的改造實(shí)例，介紹了新型節(jié)能控制技術(shù)在現(xiàn)場(chǎng)的應(yīng)用，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)綜合調(diào)試，實(shí)現(xiàn)了提高電除塵效率的同時(shí)大幅度降低電除塵運(yùn)行能耗的良好效果。

關(guān)鍵詞：電除塵器；節(jié)能控制；復(fù)合功率；振打提效節(jié)能

中圖分類號(hào)：X701 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-2374（2014）15-0045-03

“節(jié)能提效型電除塵器電控系統(tǒng)”是福建龍凈環(huán)保股份有限公司獨(dú)立開(kāi)發(fā)、具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的新一代靜電除塵器電控系統(tǒng)，已在電力、冶金、石化、建材、機(jī)械、醫(yī)藥等行業(yè)新建電除塵器的工程配套及已運(yùn)行電除塵器電氣設(shè)備改造中廣泛應(yīng)用。該系統(tǒng)由“IPEC電除塵智能節(jié)能控制系統(tǒng)”、“EVIC3000高壓設(shè)備”和“MZD智能振打設(shè)備”三部分構(gòu)成。該系統(tǒng)融合了電場(chǎng)工況自動(dòng)分析診斷、新型間歇供電、反電暈自動(dòng)控制、復(fù)合功率振打、自動(dòng)反饋控制等諸多設(shè)計(jì)理念，并將模糊控制等先進(jìn)控制思想應(yīng)用于系統(tǒng)之中，具有自動(dòng)化程度高、節(jié)能提效等諸多優(yōu)點(diǎn)。通過(guò)實(shí)際工程測(cè)試，該系統(tǒng)在保證或提高除塵效率的基礎(chǔ)上，平均節(jié)約電除塵器運(yùn)行電耗50%以上，具有很好的社會(huì)前景和經(jīng)濟(jì)前景。

1 節(jié)能提效型電控系統(tǒng)簡(jiǎn)介

在電除塵器運(yùn)行過(guò)程中，除塵效率與電暈功率有著直接的關(guān)系，一般情況下，電暈功率越高，除塵效率越高，但在燃煤品質(zhì)低下、灰分比電阻值大時(shí)，電場(chǎng)內(nèi)部經(jīng)常發(fā)生反電暈，這時(shí)若過(guò)分增加電暈功率，反而會(huì)加重反電暈、降低除塵效率。因此如何使電除塵器既保效或提效，又節(jié)能運(yùn)行，是電控產(chǎn)品及技術(shù)必須加以研究的重要課題。

龍凈環(huán)保經(jīng)過(guò)多年理論分析和應(yīng)用實(shí)踐，研發(fā)了工況特性分析診斷的數(shù)學(xué)模型，基于該模型可以準(zhǔn)確地判斷電場(chǎng)工況，量化電場(chǎng)電暈的狀況，結(jié)合龍凈環(huán)保最佳運(yùn)行方式實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果和工業(yè)應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，根據(jù)電氣參數(shù)映射出電除塵內(nèi)部工況變化，以現(xiàn)場(chǎng)工況分析為基礎(chǔ)，輔以鍋爐負(fù)荷、煙氣溫度、排放濃度等多種信號(hào)反饋，研制出IPEC電除塵器節(jié)能優(yōu)化控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)整運(yùn)行參數(shù)，快速找到一個(gè)較為經(jīng)濟(jì)的運(yùn)行模式，并逐漸趨于穩(wěn)定，從實(shí)現(xiàn)提效節(jié)能。

EVIC3000高壓設(shè)備的新型間歇供電方式，輸出很小的二次電流，就可以將二次電壓維持在理想狀態(tài)，有效抑制反電暈的發(fā)生，實(shí)現(xiàn)節(jié)能提效；更先進(jìn)的火花控制，使電場(chǎng)發(fā)生閃絡(luò)后迅速恢復(fù)二次電壓，降低火花閃絡(luò)對(duì)除塵效率的影響，提高除塵效率。

傳統(tǒng)的電除塵電控系統(tǒng)，將電除塵器的高壓供電和低壓設(shè)備單獨(dú)控制，人為地割裂高低壓設(shè)備之間的內(nèi)在聯(lián)系，制約了除塵效率的提升。龍凈環(huán)保MZD控制系統(tǒng)先進(jìn)的“復(fù)合功率振打策略”，將每臺(tái)除塵器的各電場(chǎng)高壓供電和振打控制有機(jī)相結(jié)合起來(lái)，統(tǒng)一調(diào)度高壓供電方式和振打工作時(shí)序，結(jié)合不同電場(chǎng)的電控設(shè)備對(duì)除塵效率的影響，統(tǒng)籌優(yōu)化各電場(chǎng)高壓設(shè)備運(yùn)行參數(shù)和振打時(shí)序、復(fù)合功率振打頻度、工作時(shí)長(zhǎng)，將電除塵運(yùn)行在最佳狀態(tài)，有效提高除塵效率，提升電除塵系統(tǒng)對(duì)特殊復(fù)雜工況的適應(yīng)能力。

同時(shí)IPEC系統(tǒng)為系統(tǒng)節(jié)能提供數(shù)據(jù)管理、分析，優(yōu)化高低壓運(yùn)行參數(shù)，并對(duì)大量高低壓設(shè)備采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理和長(zhǎng)期存儲(chǔ)，具有友好的人機(jī)界面，操作簡(jiǎn)單、方便，粉塵儀主要對(duì)電除塵器出口濃度進(jìn)行監(jiān)測(cè)。

2 潮州電廠#1爐電除塵器節(jié)能提效改造應(yīng)用

2.1 基本情況

潮州電廠#1爐裝機(jī)容量為600MW國(guó)產(chǎn)超臨界燃煤機(jī)組，電廠目前來(lái)煤多為塔山煤、印尼煤和俄羅斯煤。電除塵配套北京信實(shí)德22臺(tái)高壓控制柜（EPMAX控制器）、4臺(tái)振打控制柜、2臺(tái)低壓綜合控制柜及1套上位機(jī)系統(tǒng)，振打系統(tǒng)采用頂部電磁振打，振打方式多個(gè)振打器同時(shí)振打，采用S7-200系列的PLC控制振打，保溫箱和灰斗采用恒溫控制電加熱。

2.2 改造原因

近年來(lái)，龍凈環(huán)保以現(xiàn)場(chǎng)工況特性分析為基礎(chǔ)，結(jié)合鍋爐負(fù)荷、煙氣溫度、出口濃度等多種參數(shù)為參考的閉環(huán)反饋控制節(jié)能技術(shù)日益成熟，已在多個(gè)大型火電廠成功應(yīng)用，節(jié)能提效效果十分顯著。

潮州電廠#1爐機(jī)組電除塵系統(tǒng)具有一定節(jié)能功能，日常運(yùn)行電耗不高（382kW/h），但由于過(guò)分追求節(jié)能，無(wú)法適應(yīng)電除塵工況變化，造成電除塵運(yùn)行過(guò)程中產(chǎn)生嚴(yán)重的二次揚(yáng)塵、清灰效果不佳、除塵器出口排放超標(biāo)等問(wèn)題。為了提高收塵效率，滿足環(huán)保要求，潮州電廠將#1機(jī)組電除塵電氣控制系統(tǒng)改造作為2011年的提效節(jié)能技改項(xiàng)目，該項(xiàng)目于2011年12月份開(kāi)始改造施工，由潮州電廠與龍凈環(huán)保共同實(shí)施。

2.3 改造方案

龍凈環(huán)保多次實(shí)地考查潮州電廠電除塵設(shè)備的實(shí)際運(yùn)行情況，結(jié)合龍凈環(huán)保對(duì)電除塵豐富運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，本著“花小錢辦大事”的原則，特制定以下改造方案：（1）高壓控制系統(tǒng)柜改造，保留原有主回路，將現(xiàn)信實(shí)德EPMAX控制系統(tǒng)改造為龍凈環(huán)保最新型的、具有節(jié)能和復(fù)合功率振打功能的EVIC3000控制系統(tǒng)；（2）低壓控制系統(tǒng)改造，重新制作安裝4臺(tái)MZD控制柜替換信實(shí)德的4臺(tái)振打控制柜和2臺(tái)低壓綜合控制柜，增加復(fù)合功率振打功能，將振打方式改為每次只有一個(gè)振打器工作；（3）敷設(shè)高、低壓控制柜之間復(fù)合功率振打聯(lián)動(dòng)控制信號(hào)電纜和電磁振打系統(tǒng)行選和列選電纜；（4）從DCS敷設(shè)機(jī)組負(fù)荷信號(hào)（4～20mA）電纜至智能前端機(jī)箱，給IPEC系統(tǒng)提供負(fù)荷控制信號(hào)源；（5）架設(shè)IPEC網(wǎng)絡(luò)，增加智能前端機(jī)箱，實(shí)現(xiàn)智能節(jié)能、提高IPEC系統(tǒng)通訊的穩(wěn)定性；（6）將信實(shí)德上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)改造為龍凈環(huán)保IPEC智能節(jié)能控制系統(tǒng)。改造后的IPEC系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖1所示：

2.4 改造后的運(yùn)行情況

#1機(jī)組投運(yùn)后，參考脫硫入口在線檢測(cè)儀粉塵信號(hào)，結(jié)合EVIC3000系統(tǒng)強(qiáng)大的數(shù)據(jù)采集、分析功能和MZD系統(tǒng)的“復(fù)合功率振打策略”、IPEC節(jié)能系統(tǒng)工況自動(dòng)控制數(shù)學(xué)模型，深入調(diào)節(jié)不同負(fù)荷、不同工況的運(yùn)行參數(shù)，最終確定不同煤種、不同負(fù)荷的節(jié)能參數(shù)。

調(diào)試過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，采用新型間歇供電，可較大幅度提高二次電壓；更合理的振打控制方式和先進(jìn)的“復(fù)合功率振打策略”，減少了二次揚(yáng)塵，有效降低了除塵器出口排放。

通過(guò)改造，潮州電廠#1爐機(jī)組電除塵實(shí)現(xiàn)了以機(jī)組負(fù)荷信號(hào)、煙氣溫度、出口濃度等多參量為閉環(huán)反饋，IPEC系統(tǒng)根據(jù)機(jī)組工況變化自動(dòng)選擇高低壓設(shè)備的最佳運(yùn)行參數(shù)，減少人為因素對(duì)電除塵運(yùn)行造成的影響，提高了設(shè)備運(yùn)行的可靠性和安全性。電除塵系統(tǒng)既節(jié)能又大幅度降低了除塵器出口排放，達(dá)到了改造的目標(biāo)。

改造前后高壓運(yùn)行參數(shù)（改造前數(shù)據(jù)摘自信實(shí)德上位機(jī)系統(tǒng)，改造后運(yùn)行參數(shù)摘自廣東電科院測(cè)試使數(shù)據(jù)，詳見(jiàn)表1）。

提效節(jié)能改造后電除塵系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定可靠，圓滿達(dá)到改造的預(yù)期目標(biāo)。經(jīng)廣東省電科院性能測(cè)試后，大幅度降低了除塵器出口的粉塵排放，改造前后電除塵耗電量和出口排放數(shù)據(jù)如下圖2所示：

3 結(jié)語(yǔ)

本次采用工頻電源改造潮州電廠設(shè)備，節(jié)約了改造費(fèi)用，降低了電除塵出口的排放，達(dá)到了提效節(jié)能的目標(biāo)，為今后火電企業(yè)采用工頻電源提效節(jié)能改造提供了參考方向。通過(guò)改造，進(jìn)一步加深了對(duì)使用工頻電源的電除塵提效節(jié)能的認(rèn)識(shí)?？傊敬翁嵝Ч?jié)能改造，充分挖掘了工頻電控系統(tǒng)的潛力，大幅度降低了電除塵器的出口排放，減少企業(yè)設(shè)備改造成本。

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