淺析靜電除塵器高頻電源提效改造

(江蘇大唐國際呂四港發電公司 江蘇 南通 226000)

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淺析靜電除塵器高頻電源提效改造

陳雪峰

(江蘇大唐國際呂四港發電公司江蘇南通226000)

電除塵器運行效果依賴于本體和電控系統的有效配合，當本體正常運行時，電控系統對除塵器的運行效果起著決定性作用。本文結合呂四港電廠1-4號機組電除塵電控設備提效節能的改造實例，介紹了高頻電源技術、提效控制技術的應用。

呂四港電廠；靜電除塵器；高頻電源；提效節能改造

靜電除塵器是燃煤電廠的最主要煙氣凈化設備，具有處理煙氣量大、除塵效率高、運行穩定可靠、維護費用低等優點。在電除塵的提效方面，先進的電源配置技術及科學有效的優化控制技術起著關鍵性的作用。呂四港電廠1-4號機組裝機容量為660MW國產超超臨界燃煤機組，配套20臺高壓設備、4臺振打/加熱控制設備及1套上位機系統，陰陽極采用側部電機振打，保溫箱和灰斗采用恒溫控制電加熱。運行性能正常，2013年初委托江蘇省電科院進行性能測試，出口煙塵排放濃度為55.1mg/m3，基本符合設計標準要求，但無法滿足“十二五”環保要求的排放標準。參考各種可研改造方案，我公司最終選擇高頻電源與三相脈沖脈沖電源相結合等提效節能改造方案。

一、提效節能型電控系統簡介

在電除塵器運行過程中，電暈功率越高，除塵效率越高，呂四港發電公司的入爐煤種較為穩定，灰份比電阻較適宜捕集，在合適的供電方式下，適當增加電暈功率，可有效降低除塵器出口排放，理論和實踐證明高頻電源與三相脈沖電源相結合具有提效節能的優越性能。

高頻電源輸出二次電壓接近工頻電源電壓峰值，高頻電源能提供約為工頻電源1.3倍的二次電壓和約為2倍輸出的二次電流，特殊設計的火花檢測技術，在高頻條件下對微弱火花捕捉也十分靈敏，采用串并聯混和諧振變換器，具有恒流特性，可以有效抑制電場火花的沖擊，在30us內迅速熄滅火花。火花熄滅后快速恢復電場能量，電場電壓恢復很快，損失極小。

北京信實德公司研發的工況特性分析診斷的數學模型，以現場工況分析為基礎，輔以鍋爐負荷、煙氣溫度、排放濃度等多種信號反饋，開發出IPEC電除塵器節能優化控制系統。該IPEC控制系統將高頻電源、EIVC-3200型工頻電源、DDJX低壓控制系統等有機融合在一起，可根據電除塵工況自動調整高頻電源、EIVC-3200工頻電源、DDJX低壓系統運行參數，自動進入高效節能的運行模式。

傳統的電除塵電控系統，單獨控制高、低壓設備供電，制約了除塵效率的提升。在IPEC控制系統，按照除塵室對高低壓設備進行統一調度，根據同一除塵室不同電場對除塵效率不同貢獻度，劃分不同供電權限，根據加權配置不同運行參數，并結合“復合功率振打策略”，統一調度高壓供電參數和振打工作時序，統籌優化各電場高壓設備運行參數和振打時序、復合功率振打頻度、工作時長，使電除塵在最佳狀態運行。

同時IPEC系統為系統節能提供數據管理、分析功能，并能夠自動優化運行參數，具有友好的人機界面，操作簡單、方便。

二、呂四港發電公司1-4號爐電除塵器提效節能改造應用

為了實現達標排放的目標，我公司利用1-4號爐檢修機會，在2014年實施1-4號爐電除塵電控系統的升級改造項目，改造后除塵器出口排放目標為低于20mg/m3。本次改造工程將電除塵器的電場進行高頻電源改造，拆除一、二電場的高壓硅整流變，升級更換成高頻電源，并配套配電系統和上位機監控系統；將三、四電場控制系統升級改造，并配套配電系統和上位機監控系統，五電場電源改造成為脈沖電源。電除塵高頻電源設備采用北京信實德裝置，脈沖電源采用丹麥史密斯裝置。以一臺爐電除塵為例，表1、表2為呂四港發電公司2爐改造前江蘇方天電力技術有限公司所做測試的情況：

表1 2除塵器除塵效率計算表

表2 2除塵器阻力及漏風率計算表

由以上測試結果可看出，改造前呂四港電廠2爐的除塵效率在99.73%左右，整爐的煙塵排放濃度在51mg/m3左右。針對以上試驗檢查情況，制定出了對應的高頻電源改造的方案并實施。具體如下：

(一)改造方案

經過跟蹤4臺機組電除塵設備的各種運行工況，結合北京信實德環保公司電除塵控制系統的優越性能，雙方技術人員制定了改造方案：

1.一、二電場8臺高頻電源改造：拆除除塵器頂部的8臺工頻變壓器，升級改造為8臺綠色環保節能的高頻電源，保留原有的高壓隔離開關柜，實現高頻電源與本體的無縫連接；

2.將配電室內一、二電場8工頻控制柜改造成高頻電源配電柜，滿足高頻電源配電要求；

3.將三、四電場8套原工頻高壓控制系統升級；

4.將五電場改為脈沖電源；

5.低壓控制系統改造：將原有的低壓控制系統升級，優化電加熱恒溫控制、增加復合功率振打功能；

6.敷設高頻電源柜、高壓控制系統和低壓控制柜之間復合功率振打聯動控制信號電纜，高頻電源柜、高壓控制系統與智能前端機之間的通訊電纜，DDJX系統與智能前端機之間的通訊電纜；

7.從DCS電子間敷設機組負荷信號(4～20mA)電纜至智能前端機箱，給IPEC系統提供負荷控制信號源；

8.敷設IPEC網絡，增加智能前端機箱，實現智能節能。

2號爐改造于2014年8月1日開始至8月28日調試完畢，歷經28天的時間。

(二)改造后的運行情況

2爐機組電除塵改造完成并重新投運后，在線檢測儀粉塵信號，結合IPEC系統強大的數據采集、分析功能和DDJX低壓控制系統的“復合功率振打策略”、結合振打正交化試驗，優化振打工作時序，IPEC控制系統工況自動控制數學模型，深入各種工況的運行參數，確定不同節能等級的節能控制模式。

通過改造，呂四港發電公司2爐機組電除塵器實現了以機組負荷信號、出口濃度等多參量為閉環反饋,根據機組工況變化自動選擇高低壓設備的最佳運行參數，避免人為因素對電除塵運行造成的影響，提高了設備運行的可靠性和安全性。并實現了能耗小、排放低的最佳除塵效果。

2014年12月，江蘇省方天電力技術有限公司對2爐電除塵器進行了提效節能改造后的性能測試，在660MW負荷時除塵器出口煙塵排放濃度僅為13.1mg/m3，比改造前下降了74.3%，電除塵耗電量1831.2kW.h，僅比改造前上升了48%，同時電除塵系統運行穩定可靠，達到改造的預期目標。具體參數見表4、表5、表6：

表4 主要測試結果

表5 2除塵器阻力及漏風率計算表

表6 改造前后小時電量統計

(以上表格摘自江蘇方天電力技術有限公司對呂四港電廠2爐的測試報告)

由上表可以看出，改造后呂四港發電公司2爐的除塵效率提高到了99.85%左右，整爐的煙塵排放濃度在13.1mg/m3左右，達到了國家排放20mg/m3以下的要求，達到了此次改造的目標。

三、結束語

本次改造采用了整套IPEC提效節能型電控系統，充分挖掘了電控系統的潛力，節約了電除塵改造費用，降低了電除塵出口排放濃度，提高了電除塵系統用電效率，達到了環保提效的改造目的，對今后火電企業采用電控系統實施提效節能改造具有積極的意義。

[1]江蘇方天電力技術有限公司.江蘇大唐國際呂四港發電有限責任公司2機組除塵器電源改造后性能試驗報告[R].2014.

[2]黃炬彩,毛春華,盧剛.高頻電源在電除塵器中的應用特點[A].第十四屆中國電除塵學術會議論文集[C].中國重慶，2011-10-20.