高頻電源及控制器在柳鋼電除塵改造中的應用

韋柳嬋，韋永生，孫明

（廣西柳州鋼鐵集團有限公司，廣西 柳州545002）

1 265m2 燒結機機尾電除塵器改造前的運行狀況

265m2燒結機機尾電除塵器2005 年投入運行，運行時間較長，使用環境惡劣，電除塵本體和電氣都存在較多問題，尤其是電控方面，從表1 可以看出，電除塵的部分電場二次電壓和二次電流均運行在一個較低的水平上，尤其是第一級電場。同時，現有電除塵的控制無法實現快速、準確的火花跟蹤控制，充電優化，降功率振打等先進的控制功能。同時，受到電除塵入口濃度較高的影響，導致火化率較高，電流受限。另外，由于振打不力，導致陰極線積灰嚴重，產生電暈閉塞現象，影響電場收塵，導致目前的排放較高，達到80mg/Nm3。同時，現有電除塵本體因長期受氣流沖刷及振打錘振動導致振打承擊砧脫落，在一定程度上影響了極線、極板的清灰效果，并且振打位置不準確，振打效果減弱，造成陰、陽極板偏離原位置，并且陽極振打承擊安裝時工藝不對，引起承擊砧脫焊、固定螺栓松動，嚴重影響了振打力。因此，為了適應日益嚴苛的環保要求，對電除塵進行改造迫在眉睫[1]。

2 265m2 燒結機機尾電除塵器主要改造工作

針對265m2燒結機機尾電除塵器的特點，對電除塵進行詳細的本體檢查，通過本體檢查的結果對電除塵機械本體進行必要的維護，使電除塵本體恢復至正常的工作狀態，保證了本體極間距良好，對本體的振打部分進行了修復。在不改動除塵本體的情況下，通過改電源和振打控制模式進行改造。在此基礎上采用了高頻電源SIR4 加EPICⅢ改造方案，即用兩臺高頻電源SIR4-85kV/1200mA 取代原電除塵器A1、B1 兩個一電場的高壓電源T/R 和控制柜，用4 臺EPICⅢ控制器改造原有二、三電場的四臺高壓柜內的控制系統，同時改造低壓控制柜，將振打系統接入高頻電源和EPICⅢ控制器，實現高低壓的統一集中控制，使電能得到高效利用。EPICⅢ有EPOQ 充電比優化軟件，可以根據不同的工況條件對電除塵運行的充電比和運行電流等參數進行優化，有效防止反電暈的發生，降低排放，有效節能。EPICⅢ有PCR 降功率振打軟件，由ALSTOM的優化專家根據煙氣和粉塵特性，結合電除塵運行的工況，設置合理有效的振打，振打時減少電除塵器能量的注入，保證振打的有效性，使得清灰更加徹底，同時降低二次揚塵的影響，減少振打次數，延長設備壽命。同時，安裝上位機軟件ProMoⅢ，對所有的高頻電源實施監控，包括電場高壓側的電壓電流運行參數、電場振打系統的運行參數、電場火花率，拉弧檢測等級的參數、電場出現的報警，跳閘的故障等。通過修復本體損壞部件，恢復本體至良好狀態，電場供電分區安裝ALSTOM 先進的智能控制器EPICⅢ，大幅度改善有效能量注入水平，提高電除塵整體的除塵效率。采用智能控制器EPICⅢ可進一步優化調試控制參數及降功率振打，避免極板積灰和極線肥大的現象的發生，確保電除塵長期、高效、穩定運行[2]。改造控制拓撲如圖1 所示。

圖1 265m2 燒結機機尾電除塵器電氣改造示意圖

由于高頻電源是成套系統且易安裝，改造時間約為7 天。改造完成后，對高頻電源和控制器參數進行了優化，如火花控制優化、電流密度優化和振打優化等。通過火花控制和電流密度優化，使各電場電流比改造前有顯著提升，有效提高了電除塵能量注入水平，通過振打優化主要包括振打時間優化、降功率振打功能等先進的控制方式，增強陽極板的清灰效果，并有效減少電除塵二次揚塵的產生。這些優化措施可以有效地加強粉塵荷電與捕集，顯著增強振打清灰效果。

3 265m2 燒結機機尾電除塵器改造后的節能減排效果

經過改造后的系統優化，265m2燒結機機尾電除塵器排放改造后排放平均值為6.3mg/Nm3，低于10mg/Nm3，與改造前的排放80mg/Nm3相比，降低幅度約80%（見表3），取得了滿意的減排結果。減排的原因在于通過安裝高頻電源SIR4 及控制器EPICⅢ，電除塵能量水平注入明顯增加（見表2、表3），能量注入水平的增加就意味著排放濃度的降低。同時，高頻電源的使用效率、功率因素得到了很明顯的提升，這也使得改造后的電除塵能耗降低，有節能20%的效果。高頻電源和控制器EPICⅢ的穩定使用，使后期的設備維護很小，這也遠遠低于布袋除塵器的維護成本。與傳統的控制器相比，EPICⅢ控制器對火花的跟蹤判斷及處理更加準確、靈活、有效。EPICⅢ控制器具有完善的報警處理功能，能夠保證故障得到及時的處理，降低故障損失，減少非計劃停機。EPICⅢ和RTU 為電除塵器提供分析和遠程診斷功能，操作快捷、方便。EPICⅢ使用以太網通訊，能夠方便有效地與現有網絡進行通訊，方便監控和管理。改造后的監控操作畫面顯示，重要數據顯示直觀，并有時間報警記錄功能和歷史趨勢調用功能，為后期查找故障原因提供有力參考。改造后的電源柜工作方式能在控制畫面上選擇工作模式，根據生產要求，實時調整工作模式，并能收集火花率，了解除塵工作效率，振打柜能實現振打的全自動和上位機手動，減小崗位工的工作壓力，提高了振打效率，增強清灰效果，同時也提高了除塵的效率。

表2 265m2 燒結機機尾電除塵器改造后各電場運行參數

表3 265m2 機尾除塵器外排煙氣測試結果

4 結論

通過以上實例不難看出，ALSTOM 高頻電源SIR4 以及智能控制器EPICⅢ應用于鋼鐵廠除塵器有非常好的適用性，對于相對低比電阻的鋼廠機尾、環境電除塵器，采用高頻電源改造方案，對于高比電阻的鋼廠機電除塵器，采用控制器改造方案通過適當的參數設置和優化調試，通常可以使排放降低至少50%。此種改造方式，改造周期短，甚至可以在不停機、不影響生產的情況下進行改造，同時，電除塵器改造范圍較小，在保持本體狀況不變的情況下，只需對本體做相應的維護，就可以獲得理想的減排效果，取得良好的經濟效益與社會效益。