燃煤電廠電除塵器的節能改造與應用

楊俊華

摘??要：以某燃煤電廠電除塵器節能改造為例，通過分析燃煤電廠電除塵器耗電量高、除塵效率不穩定的原因，提出了具體的改造方案，對同行業除塵器節能改造具有示范意義。

關鍵詞：電除塵器;耗電量;節能改造;高壓控制

中圖分類號：X701.2??????????????文獻標識碼：A???????????????DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.01.098

目前，隨著自然環境的不斷惡化，人們的環保理念正在逐步提高，世界各國都在倡導并積極采取有效的方法保護環境，以減少污染。電除塵器是燃煤發電廠煙氣處理的重要環保設施，也是火電廠用電量較大的設備之一，其運行狀況直接影響著周邊環境。因此，應對電除塵器進行節能減排改造，在保證除塵效率的前提下，降低廠用電率，減少發電成本，提高運行經濟性，從而提高燃煤電廠的經濟效益和社會效益。

以某燃煤電廠9#機組為例，其容量為300?MW，配備了雙室五電場靜電除塵器，日常耗電量非常大，而通過對除塵器進行節能改造后，全面提高了經濟效益和社會效益。

1??電除塵器運行現狀和原因分析

1.1??電除塵器的運行現狀

該廠電除塵器建于2001年，設計除塵效率在99.5%以上，屬于雙室五電場靜電除塵器，配有福建龍凈GGAJ-02型高低壓控制柜，日?？刂颇Ｊ綖榛鸹ǜ櫩刂?，具體設計參數如表1所示。

表1??電除塵器參數表

序號

名稱

參數

1

處理煙氣量

1?018?998?m3/h

2

煙氣含塵量

63.97?g/nm3

3

電場內煙氣流速

0.95?m/s

4

陽極板

C480

5

陰極線

RS管狀芒刺線

6

本體漏風率

≤2.5%

7

除塵效率

≥99.5%

8

高壓控制的運行方式

連續

9

火花率設定范圍

1～50次

10

輸出電壓調節范圍

0%～100%

11

輸出電流調節范圍

0%～100%

12

交流輸入電壓

380?V

13

交流輸入電流

339?A

14

直流輸出電壓

72?kV

15

直流輸出電流

1.2?A

16

振打方式

同周期連續

一般情況下，電除塵器的耗電量約占機組容量的0.3%～0.6%，該廠300?MW機組配套的電除塵器的用電量高達1?300?kW·h左右。除塵器自建成以來，經歷了數次大修，然而，每次大修都只更換了電場內部的極板和芒刺線、清掃了高低壓控制柜內部的接線、更換了已損壞的原件，而未徹底改造設備，導致除塵器的工況較差，主要表現為除塵效率不高、除塵器的耗電量逐年上升。

1.2??除塵效率低、耗電量大的原因分析

該廠與有關科研單位協作，對電除塵器的運行狀況進行了分析，發現除存在運行方式不合理、設備老化等缺陷外，還存在高低壓控制系統的控制模式設置不合理等問題，主要體現在以下幾個方面：①高壓控制方式。為了保證除塵效率，采用常規的火花跟蹤控制方式，而運行人員對火化率的調整設置不當，各電場的工作一直處于高火花狀況下，高壓供電裝置耗電量大，但實際的除塵效率并未提高，甚至出現了下降。②低壓設備系

統。低壓振打系統采用同周期連續振打裝置，雖然清灰效果較好，但耗電量大，設備損耗嚴重。③高低壓系統各自獨立運行，未形成有效的整體控制，導致設備的運行效率下降。④高壓供電方式。采用常規的陰極懸掛、雙相硅整流的供電方式，整流變耗電量大，維護煩瑣。⑤電除塵器經過長期運行后，內部的陰極線因受到粉塵沖刷、高溫灼燒，出現了磨損、氧化的現象，且比較嚴重，進而導致收塵效率下降、耗電量增加。

該廠的電除塵器已運行多年，多數設備已老化，且檢修管理不到位，維修技術也相對滯后。因此，需要改造或改進的地方很多，這是國內很多電廠電除塵器中存在的共性問題。

2??改造方案

應重點找出制約或影響除塵器的運行效率、運行能耗的關鍵點，并制訂相應的改進措施，具體包括以下5個方面。

2.1??采用高低壓一體控制

高壓控制電場與低壓控制配套設備是電除塵器一直采用的運行模式，在此次改造中，以單個電場為單位，將高、低壓改為一體控制，使高壓供電與低壓設備控制功能集成在1臺控制裝置內，這樣可有效降低電除塵器的功耗。該系統具有的特點為：控制部分采用目前最先進的SOC片上系統單片機的8051F040芯片，并配備高可靠性外圍芯片組成的數字化自動穩壓、穩流控制器，可在全時域內實現檢測和控制;采用低阻抗信號傳輸和波形整形電路設計，提高了設備在惡劣工況、煙氣變化復雜或電網諧波分量多時的抗干擾能力;采用高阻抗變壓器（阻抗電壓為35%～42%），改善了對電場供電的伏安特性;配有反電暈振打聯動接口，在對高比電阻粉塵清灰時，可自動轉換成間歇供電，既提高了振打清灰效果，又抑制了二次揚塵;可配接濁度儀，并能根椐濁度儀監測的數據實時調整輸出的電流、電壓，既保證了除塵率，又節約了大量的能源;采用CAN總線結構，可方便地與上位機聯網;設計了友好的人機界面，操作控制簡單、靈活。

2.2??采用新型高頻電源代替老式整流變

整流變相當于組合了1臺普通升變與1組全波整流橋，老式整流變的耗電量大且維護煩瑣，而新型高頻電源的結構簡單、制造技術成熟，可有效提高節能效果。

2.3??調整高壓供電模式

將電場工作模式整定為間歇脈沖供電。一般情況下，電除塵器電場供電采用持續直流供電的方式，為了保證較高的除塵效率，各室內5個電場的一次電流、一次電壓均調至最大值，導致用電量極高。尤其三、四電場的有效利用電量不多。改進后，5個電場都采用了間歇脈沖高壓供電的方式，即輸入電場內部的電能是動態的，煙氣、粉塵逐步通過各電場，間歇脈沖電壓會使電場內部電荷發生動態變化，增大了粉塵被荷電捕集的概率，從而提高了收塵效果，減少了電能浪費。

2.4??采用周期自動調整式電振打

在改進前，電除塵器一直沿用同周期振打的方式，雖然清灰效果較好，但耗電量較高。因此，改進了電除塵器與高壓控制柜的同步控制，將陽極振打的運行信號通過無源觸點引入了同電場的高壓控制柜，實現在電場收塵率較高時振打周期短、振打次數多;在電場收塵率較低時振打周期長、振打次數少。這樣既提高了清灰效果，又減少了振打設備的耗電量和設備損耗。

2.5??改進本體內的陰極線

原有的RS管狀芒刺線的磨損、氧化、電蝕現象已比較嚴重。因此，檢修人員改進、更換了陰極線，將老式芒刺線替換為新型BS線。改進后，陰極線的結構更好地適應于電廠工況和粉塵特性，收塵效果良好，且耗電量較低。

3??改造后的整體效果

該電除塵器在改造完成并穩定運行半年后，進行了除塵效率和能耗測試。從測試結果中發現，除塵效率穩定在99.5%以上，用電量由1?300?kW·h降至180?kW·h，每小時可節約的電量約1?100?kW，耗電量僅占機組容量的0.005%～0.015%，節電效率為86.15%，節電效果良好。

4??結束語

電除塵器是燃煤電廠降低污染、清潔發展中必不可少的設備之一。隨著國家節能減排政策的大力實施，燃煤電廠電除塵器的節能改造勢在必行。本文以某電廠電除塵器的節能改造為例，為其他相關企業在確保電除塵器除塵效率達到國家要求的前提下，大幅度降低電除塵器的用電量、減少發電成本提供了參考，具有重要的推廣意義。

參考文獻

[1]高香林.除塵技術[M].北京：華北電力大學出版社，2001.

[2]陳沫，周元龍.基于效率的電除塵電源節能改造分析及應用[J].中國電力，2008（09）：61-64.

〔編輯：張思楠〕

Energy-saving?and?Application?of?Coal-fired?Power?Plant?Electrostatic?Precipitator

Yang?Junhua

Abstract：?The?energy-saving?electric?precipitator?in?a?coal-fired?power?plant，?for?example，?through?the?analysis?of?coal-fired?power?plant?electrostatic?precipitator?power?consumption?is?high，?unstable?collection?efficiency?reasons?put?forward?specific?rehabilitation?programs?for?energy?saving?in?the?same?industry?have?electrostatic?precipitator?exemplary.

Key?words：?electrostatic?precipitator;?power?consumption;?energy?saving;?high-pressure?control