節(jié)能提效型電控系統(tǒng)在潮州發(fā)電廠的實際應用

李仁貴

摘要：電除塵器運行效果取決于本體和電控系統(tǒng)的有效配合，在電除塵器本體運行正常時，電控系統(tǒng)的優(yōu)化控制對除塵器的除塵效率和運行能耗起著決定性作用。文章結合潮州電廠#1爐電除塵器提效節(jié)能的改造實例，介紹了新型節(jié)能控制技術在現(xiàn)場的應用，通過現(xiàn)場綜合調試，實現(xiàn)了提高電除塵效率的同時大幅度降低電除塵運行能耗的良好效果。

關鍵詞：電除塵器；節(jié)能控制；復合功率；振打提效節(jié)能

中圖分類號：X701 文獻標識碼：A 文章編號：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)保股份有限公司獨立開發(fā)、具有自主知識產(chǎn)權的新一代靜電除塵器電控系統(tǒng)，已在電力、冶金、石化、建材、機械、醫(yī)藥等行業(yè)新建電除塵器的工程配套及已運行電除塵器電氣設備改造中廣泛應用。該系統(tǒng)由“IPEC電除塵智能節(jié)能控制系統(tǒng)”、“EVIC3000高壓設備”和“MZD智能振打設備”三部分構成。該系統(tǒng)融合了電場工況自動分析診斷、新型間歇供電、反電暈自動控制、復合功率振打、自動反饋控制等諸多設計理念，并將模糊控制等先進控制思想應用于系統(tǒng)之中，具有自動化程度高、節(jié)能提效等諸多優(yōu)點。通過實際工程測試，該系統(tǒng)在保證或提高除塵效率的基礎上，平均節(jié)約電除塵器運行電耗50%以上，具有很好的社會前景和經(jīng)濟前景。

1 節(jié)能提效型電控系統(tǒng)簡介

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

龍凈環(huán)保經(jīng)過多年理論分析和應用實踐，研發(fā)了工況特性分析診斷的數(shù)學模型，基于該模型可以準確地判斷電場工況，量化電場電暈的狀況，結合龍凈環(huán)保最佳運行方式實驗研究結果和工業(yè)應用經(jīng)驗總結，根據(jù)電氣參數(shù)映射出電除塵內部工況變化，以現(xiàn)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，研制出IPEC電除塵器節(jié)能優(yōu)化控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)自動調整運行參數(shù)，快速找到一個較為經(jīng)濟的運行模式，并逐漸趨于穩(wěn)定，從實現(xiàn)提效節(jié)能。

EVIC3000高壓設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，實現(xiàn)節(jié)能提效；更先進的火花控制，使電場發(fā)生閃絡后迅速恢復二次電壓，降低火花閃絡對除塵效率的影響，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備單獨控制，人為地割裂高低壓設備之間的內在聯(lián)系，制約了除塵效率的提升。龍凈環(huán)保MZD控制系統(tǒng)先進的“復合功率振打策略”，將每臺除塵器的各電場高壓供電和振打控制有機相結合起來，統(tǒng)一調度高壓供電方式和振打工作時序，結合不同電場的電控設備對除塵效率的影響，統(tǒng)籌優(yōu)化各電場高壓設備運行參數(shù)和振打時序、復合功率振打頻度、工作時長，將電除塵運行在最佳狀態(tài)，有效提高除塵效率，提升電除塵系統(tǒng)對特殊復雜工況的適應能力。

同時IPEC系統(tǒng)為系統(tǒng)節(jié)能提供數(shù)據(jù)管理、分析，優(yōu)化高低壓運行參數(shù)，并對大量高低壓設備采集的數(shù)據(jù)進行分析處理和長期存儲，具有友好的人機界面，操作簡單、方便，粉塵儀主要對電除塵器出口濃度進行監(jiān)測。

2 潮州電廠#1爐電除塵器節(jié)能提效改造應用

2.1 基本情況

潮州電廠#1爐裝機容量為600MW國產(chǎn)超臨界燃煤機組，電廠目前來煤多為塔山煤、印尼煤和俄羅斯煤。電除塵配套北京信實德22臺高壓控制柜（EPMAX控制器）、4臺振打控制柜、2臺低壓綜合控制柜及1套上位機系統(tǒng)，振打系統(tǒng)采用頂部電磁振打，振打方式多個振打器同時振打，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，龍凈環(huán)保以現(xiàn)場工況特性分析為基礎，結合鍋爐負荷、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)能技術日益成熟，已在多個大型火電廠成功應用，節(jié)能提效效果十分顯著。

潮州電廠#1爐機組電除塵系統(tǒng)具有一定節(jié)能功能，日常運行電耗不高（382kW/h），但由于過分追求節(jié)能，無法適應電除塵工況變化，造成電除塵運行過程中產(chǎn)生嚴重的二次揚塵、清灰效果不佳、除塵器出口排放超標等問題。為了提高收塵效率，滿足環(huán)保要求，潮州電廠將#1機組電除塵電氣控制系統(tǒng)改造作為2011年的提效節(jié)能技改項目，該項目于2011年12月份開始改造施工，由潮州電廠與龍凈環(huán)保共同實施。

2.3 改造方案

龍凈環(huán)保多次實地考查潮州電廠電除塵設備的實際運行情況，結合龍凈環(huán)保對電除塵豐富運行經(jīng)驗，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MZD控制柜替換信實德的4臺振打控制柜和2臺低壓綜合控制柜，增加復合功率振打功能，將振打方式改為每次只有一個振打器工作；（3）敷設高、低壓控制柜之間復合功率振打聯(lián)動控制信號電纜和電磁振打系統(tǒng)行選和列選電纜；（4）從DCS敷設機組負荷信號（4～20mA）電纜至智能前端機箱，給IPEC系統(tǒng)提供負荷控制信號源；（5）架設IPEC網(wǎng)絡，增加智能前端機箱，實現(xiàn)智能節(jié)能、提高IPEC系統(tǒng)通訊的穩(wěn)定性；（6）將信實德上位機監(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)結構圖如圖1所示：

2.4 改造后的運行情況

#1機組投運后，參考脫硫入口在線檢測儀粉塵信號，結合EVIC3000系統(tǒng)強大的數(shù)據(jù)采集、分析功能和MZD系統(tǒng)的“復合功率振打策略”、IPEC節(jié)能系統(tǒng)工況自動控制數(shù)學模型，深入調節(jié)不同負荷、不同工況的運行參數(shù)，最終確定不同煤種、不同負荷的節(jié)能參數(shù)。

調試過程中發(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的“復合功率振打策略”，減少了二次揚塵，有效降低了除塵器出口排放。

通過改造，潮州電廠#1爐機組電除塵實現(xiàn)了以機組負荷信號、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)機組工況變化自動選擇高低壓設備的最佳運行參數(shù)，減少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。電除塵系統(tǒng)既節(jié)能又大幅度降低了除塵器出口排放，達到了改造的目標。

改造前后高壓運行參數(shù)（改造前數(shù)據(jù)摘自信實德上位機系統(tǒng)，改造后運行參數(shù)摘自廣東電科院測試使數(shù)據(jù)，詳見表1）。

提效節(jié)能改造后電除塵系統(tǒng)運行穩(wěn)定可靠，圓滿達到改造的預期目標。經(jīng)廣東省電科院性能測試后，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 結語

本次采用工頻電源改造潮州電廠設備，節(jié)約了改造費用，降低了電除塵出口的排放，達到了提效節(jié)能的目標，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。通過改造，進一步加深了對使用工頻電源的電除塵提效節(jié)能的認識?？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)設備改造成本。

參考文獻

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