某燃煤電站電除塵控制系統改造節能分析

諶 莉 李勤剛

CHEN Li1, LI Qin-gang2

（1. 廣西電力職業技術學院，南寧 530007；2. 國投欽州發電有限責任公司，5350008）

某燃煤電站電除塵控制系統改造節能分析

A coal-fi red power plant control system esp energy saving

諶 莉1李勤剛2

CHEN Li1, LI Qin-gang2

（1. 廣西電力職業技術學院，南寧 530007；2. 國投欽州發電有限責任公司，5350008）

為了進一步提高除塵器的除塵效率，以達到國家環保指標要求，降低電除系統的用電率，延長設備使用壽命，某廠在不影響機組發電的前提下實施了 1機組電除塵器控制系統節能改造工作。通過改造后，廠用電下降明顯，同時由于實現了自動控制，大幅度降低了運行人員的操作工作量。

電除塵；控制系統改造；節能

1 電除塵的工作原理

電除塵器是火力發電廠必備的配套設備，它的功能是將燃煤鍋爐排放煙氣中的顆粒煙塵加以清除，從而大幅度降低排入大氣層中的煙塵量，這是改善環境污染，提高空氣質量的重要環保設備。它的工作原理是煙氣通過電除塵器主體結構前的煙道時，使其煙塵帶正電荷，然后煙氣進入設置多層陰極板的電除塵器通道。由于帶正電荷煙塵與陰極電板的相互吸附作用，使煙氣中的顆粒煙塵吸附在陰極上，定時打擊陰極板，使具有一定厚度的煙塵在自重和振動的雙重作用下跌落在電除塵器結構下方的灰斗中，從而達到清除煙氣中的煙塵的目的。由于火電廠一般機組功率較大，如60萬千瓦機組，每小時燃煤量達240T左右，其煙塵量可想而知。

2 影響電除塵工作效率的主要因素

2.1 高低壓供電控制裝置設計運行不佳

合理的電除塵器電暈功率是保證電除塵器安全、穩定運行的重要因素之一。電除塵器直流高壓由380V交流電流經可控硅高壓整流設備供給，除塵器電場阻抗對高壓供電裝置來說是一個變化的負載。當電場阻抗升高、電流變小時，要求設備能自動升壓；而當電場阻抗降低、電流變大時，要求設備能自動降壓以保持設定的電流。整流變壓器內部的電壓、電流取樣電阻，引進負反饋信號，經微機智能處理后移相控制可控硅的導通角，改變負載輸出電壓，達到穩定輸出的目的，使電場獲得最有效的電暈功率。然而有些電源及控制設備制造廠生產的控制器對設備控制特性和控制方式、保護功能等還不完善，再加上電廠運行和檢修人員對設備原理的理解存在一定的盲區，從而造成供電控制裝置運行不佳。

2.2 振打清灰裝置的運行方式不合理

目前，火電廠使用的電除器，無一不是采用振打方式清灰。在振打力度和均勻性都滿足要求的情況下，振打制度(周期、時間、方式)是否合理對電除塵器除塵效率影響極大，振打周期對除塵效率的影響在于清灰時能否使脫落的塵塊直接落入灰斗。振打周期過長、極板積灰過厚，將降低帶電粉塵在極板上的導電性能，降低除塵效率；振打周期過短，粉塵會分散成碎粉落下，引起較大的二次揚塵，即沉積在電除塵器收塵極上的粉塵再次被氣流帶出除塵器，尤其是末極電場的二次揚塵會大大降低電除塵器的效率。

2.3 鍋爐的運行參數偏離正常值

在正常負荷下鍋爐的煙氣流量、排煙溫度、煙氣含塵濃度等參數值與電除塵器設計的參數相差不大，電除塵器都能正常運行。若鍋爐煙氣流量增大、排煙溫度升高、煙氣含塵濃度增加，電除塵器的運行工況就會惡化，使除塵效率降低。

2.4 煤種的變化

如果鍋爐燃燒煤種發生了變化，其熱值較設計煤種低，灰分較設計煤種高，則會加大對輸煤、制粉、除塵、輸灰設備的磨損，縮短設備的檢修周期。使用低熱值燃煤，會使鍋爐實際燃煤量增加，使煙氣的含灰量增大。這樣會使電除塵器處理煙氣含塵濃度超過設計值，除塵效率將受到嚴重影響。

3 改造方案

通過對以上影響電除塵效率的因素分析，其中第一、二條是針對電除塵本身在電源控制設計方面提出的，第三、四條是針對電站具體運行工況而言，通過運行人員優化運行手段及合理配煤可以得到改善。因此本次改造主要是從影響電除塵效率因素的第一、二入手，對電除塵高低壓供電控制回路進行優化，從而使電場獲得最有效的電暈功率，同時根據電除塵積灰情況合理調整振打，達到提高電除塵效率的目的。

3.1 設備概況

該廠#1機組電除塵器本體為雙室四電場臥式高溫型除塵器，其本體型號為2YSC512A-5，總收塵面積2×51244平方米，同極距400毫米，陽極板形式為480C型，一、二電場陰極線為BS管形芒刺線，三、四電場為螺旋線，硅整流變型號為GGAJ02-2.0A/72kV，設計除塵效率99.63%。。電除塵變采用的型號為SCB10-2500/10無載調壓干式變壓器，電壓比為6.3±2×2.5%/0.4，額定容量2500kVA，聯接組標號為D，yn11，高壓側額定電流229.1A。

3.2 改造范圍及實施措施

此次改造范圍為#1爐電除塵其電控系統16個高壓控制柜。包括原高壓控制柜內端子線、高壓控制柜內二次回路元器件拆除、安裝新控制器及配套控制設備、用電纜連接低壓振打柜的振打控制回路。安裝上位機管理系統計算機全部軟件、完成通訊線路和附件的安裝、調整高壓電源柜、調試上位機、優化電源控制器參數，完成輔網系統數據傳送等。

3.2.1 控制機輔助電源改造具體如下

1）拆除原有DJ-96控制器，拆除柜內原有配線，安裝新控制器及配套控制系統設備，實現高壓柜控制陰、陽極振打和加熱控制。

2）高壓控制柜改造中柜體保留，柜內一次系統元件保留不動，更換為EPMAX III控制器和二次控制回路，在柜內安裝控制器、采樣板、脈沖板、控制繼電器、穩壓電源模塊和取樣變壓器。高壓控制柜柜門保留，原有“遠控/停止/就地”轉換開關保留。另外，每臺高壓控制柜送出振打控制干接點信號，用于對應振打控制回路的工作。低壓振打柜的動力回路保持不變，廢棄原低壓振打控制器，控制回路由來自高低壓綜合控制柜的繼電器輸出控制回路。

3）加熱柜不做改造，僅將原來的加熱整定和運行參數送至計算機監控系統。

3.2.2 控制網絡改造具體如下

控制系統改造分兩項：

1）電除塵就地操作控制系統

電除塵改造控制系統由IFIX系統更換為EPMAX III監控系統，更換了兩臺操作員站，控制系統根據現場要求進行重新組態，畫面進行了重新整合。

2）輔助網絡系統

電除塵系統遠方控制由輔助網絡系統完成，改造中對電除塵網絡配IP地址進行了重新分配，輔助網絡系統數據庫進行了更新及在線下裝，操作畫面進行了重新修改。

4 改造后節能效果分析

4.1 改造前后相同負荷下耗電量及節能量計算

4.1.1 #1電除塵改造前后數據統計

改造前

改造后

4.1.2 #1電除塵改造節電量計算

根據以上統計數據，電除塵控制系統改造后在機組滿負荷情況下節電率為43.86%，根據電除塵器運行特點，在負荷越低時其節電效果會更好，將超過該統計數據。結合2008年全年#1機組的運行時間為5637.4小時， 2009年1～11月#1機組運行時間為5195.65小時，預計#1機組2009年運行小時為5900小時左右。所以按#1機組年平均運行5800小時計算，參照平均負荷580MW時的單位時間節電量計算年最低節電量及直接經濟效益如下：

1）#1機組年節電量

5800÷24×13383÷10000＝323.43萬kWh

2）按目前每度電0.376元計算直接經濟效益

0.376 ×323.43＝121.61萬元

而#1機組電除塵控制系統改造總費用為118萬元。

4.2 節能效果分析及結論

從上述計算結果可見，#1機組電除塵器通過控制系統改造，節電效果相當明顯，在機組滿負荷運行情況下有43.86%的節電率，若在全年平均負荷400MW左右運行其節電率更高。根據計算，#1機組電除塵控制系統改造年節約直接費用121.61萬元，一年內就可收回全部投資，僅僅節電帶來的直接經濟效益就已經相當可觀。對比計算，在平均負荷580MW時廠用電率可下降0.15%左右。另外，由于實現了自動控制，大幅降低了運行人員的操作量，避免了調整失當造成的粉塵排放超標等事件的發生。

[1] 陳桂文,肖東明.電除塵器除塵效率影響因素及應對措施.電力環境保護,2007,23,(6)

[2] 崔志勇,古青.電除塵高低壓控制系統改造[J].水利電力機械,2006,28(9)：58-60.

TH166

A

1009-0134(2010)10(下)-0199-03

10.3969/j.issn.1009-0134.2010.10(下).62

2009-11-05

諶莉 (1975 -)，女，工程師，工程碩士，主要從事與電力生產相關的教學科研工作。