燃煤電廠電除塵器的節(jié)能改造與應(yīng)用

楊俊華

摘??要：以某燃煤電廠電除塵器節(jié)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(wěn)定的原因，提出了具體的改造方案，對(duì)同行業(yè)除塵器節(jié)能改造具有示范意義。

關(guān)鍵詞：電除塵器;耗電量;節(jié)能改造;高壓控制

中圖分類號(hào)：X701.2??????????????文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A???????????????DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.01.098

目前，隨著自然環(huán)境的不斷惡化，人們的環(huán)保理念正在逐步提高，世界各國都在倡導(dǎo)并積極采取有效的方法保護(hù)環(huán)境，以減少污染。電除塵器是燃煤發(fā)電廠煙氣處理的重要環(huán)保設(shè)施，也是火電廠用電量較大的設(shè)備之一，其運(yùn)行狀況直接影響著周邊環(huán)境。因此，應(yīng)對(duì)電除塵器進(jìn)行節(jié)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(fā)電成本，提高運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性，從而提高燃煤電廠的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

以某燃煤電廠9#機(jī)組為例，其容量為300?MW，配備了雙室五電場(chǎng)靜電除塵器，日常耗電量非常大，而通過對(duì)除塵器進(jìn)行節(jié)能改造后，全面提高了經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

1??電除塵器運(yùn)行現(xiàn)狀和原因分析

1.1??電除塵器的運(yùn)行現(xiàn)狀

該廠電除塵器建于2001年，設(shè)計(jì)除塵效率在99.5%以上，屬于雙室五電場(chǎng)靜電除塵器，配有福建龍凈GGAJ-02型高低壓控制柜，日常控制模式為火花跟蹤控制，具體設(shè)計(jì)參數(shù)如表1所示。

表1??電除塵器參數(shù)表

序號(hào)

名稱

參數(shù)

1

處理煙氣量

1?018?998?m3/h

2

煙氣含塵量

63.97?g/nm3

3

電場(chǎng)內(nèi)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(fēng)率

≤2.5%

7

除塵效率

≥99.5%

8

高壓控制的運(yùn)行方式

連續(xù)

9

火花率設(shè)定范圍

1～50次

10

輸出電壓調(diào)節(jié)范圍

0%～100%

11

輸出電流調(diào)節(jié)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(xù)

一般情況下，電除塵器的耗電量約占機(jī)組容量的0.3%～0.6%，該廠300?MW機(jī)組配套的電除塵器的用電量高達(dá)1?300?kW·h左右。除塵器自建成以來，經(jīng)歷了數(shù)次大修，然而，每次大修都只更換了電場(chǎng)內(nèi)部的極板和芒刺線、清掃了高低壓控制柜內(nèi)部的接線、更換了已損壞的原件，而未徹底改造設(shè)備，導(dǎo)致除塵器的工況較差，主要表現(xiàn)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(guān)科研單位協(xié)作，對(duì)電除塵器的運(yùn)行狀況進(jìn)行了分析，發(fā)現(xiàn)除存在運(yùn)行方式不合理、設(shè)備老化等缺陷外，還存在高低壓控制系統(tǒng)的控制模式設(shè)置不合理等問題，主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：①高壓控制方式。為了保證除塵效率，采用常規(guī)的火花跟蹤控制方式，而運(yùn)行人員對(duì)火化率的調(diào)整設(shè)置不當(dāng)，各電場(chǎng)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(shí)際的除塵效率并未提高，甚至出現(xiàn)了下降。②低壓設(shè)備系

統(tǒng)。低壓振打系統(tǒng)采用同周期連續(xù)振打裝置，雖然清灰效果較好，但耗電量大，設(shè)備損耗嚴(yán)重。③高低壓系統(tǒng)各自獨(dú)立運(yùn)行，未形成有效的整體控制，導(dǎo)致設(shè)備的運(yùn)行效率下降。④高壓供電方式。采用常規(guī)的陰極懸掛、雙相硅整流的供電方式，整流變耗電量大，維護(hù)煩瑣。⑤電除塵器經(jīng)過長期運(yùn)行后，內(nèi)部的陰極線因受到粉塵沖刷、高溫灼燒，出現(xiàn)了磨損、氧化的現(xiàn)象，且比較嚴(yán)重，進(jìn)而導(dǎo)致收塵效率下降、耗電量增加。

該廠的電除塵器已運(yùn)行多年，多數(shù)設(shè)備已老化，且檢修管理不到位，維修技術(shù)也相對(duì)滯后。因此，需要改造或改進(jìn)的地方很多，這是國內(nèi)很多電廠電除塵器中存在的共性問題。

2??改造方案

應(yīng)重點(diǎn)找出制約或影響除塵器的運(yùn)行效率、運(yùn)行能耗的關(guān)鍵點(diǎn)，并制訂相應(yīng)的改進(jìn)措施，具體包括以下5個(gè)方面。

2.1??采用高低壓一體控制

高壓控制電場(chǎng)與低壓控制配套設(shè)備是電除塵器一直采用的運(yùn)行模式，在此次改造中，以單個(gè)電場(chǎng)為單位，將高、低壓改為一體控制，使高壓供電與低壓設(shè)備控制功能集成在1臺(tái)控制裝置內(nèi)，這樣可有效降低電除塵器的功耗。該系統(tǒng)具有的特點(diǎn)為：控制部分采用目前最先進(jìn)的SOC片上系統(tǒng)單片機(jī)的8051F040芯片，并配備高可靠性外圍芯片組成的數(shù)字化自動(dòng)穩(wěn)壓、穩(wěn)流控制器，可在全時(shí)域內(nèi)實(shí)現(xiàn)檢測(cè)和控制;采用低阻抗信號(hào)傳輸和波形整形電路設(shè)計(jì)，提高了設(shè)備在惡劣工況、煙氣變化復(fù)雜或電網(wǎng)諧波分量多時(shí)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(duì)電場(chǎng)供電的伏安特性;配有反電暈振打聯(lián)動(dòng)接口，在對(duì)高比電阻粉塵清灰時(shí)，可自動(dòng)轉(zhuǎn)換成間歇供電，既提高了振打清灰效果，又抑制了二次揚(yáng)塵;可配接濁度儀，并能根椐濁度儀監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)調(diào)整輸出的電流、電壓，既保證了除塵率，又節(jié)約了大量的能源;采用CAN總線結(jié)構(gòu)，可方便地與上位機(jī)聯(lián)網(wǎng);設(shè)計(jì)了友好的人機(jī)界面，操作控制簡(jiǎn)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(dāng)于組合了1臺(tái)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(hù)煩瑣，而新型高頻電源的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造技術(shù)成熟，可有效提高節(jié)能效果。

2.3??調(diào)整高壓供電模式

將電場(chǎng)工作模式整定為間歇脈沖供電。一般情況下，電除塵器電場(chǎng)供電采用持續(xù)直流供電的方式，為了保證較高的除塵效率，各室內(nèi)5個(gè)電場(chǎng)的一次電流、一次電壓均調(diào)至最大值，導(dǎo)致用電量極高。尤其三、四電場(chǎng)的有效利用電量不多。改進(jìn)后，5個(gè)電場(chǎng)都采用了間歇脈沖高壓供電的方式，即輸入電場(chǎng)內(nèi)部的電能是動(dòng)態(tài)的，煙氣、粉塵逐步通過各電場(chǎng)，間歇脈沖電壓會(huì)使電場(chǎng)內(nèi)部電荷發(fā)生動(dòng)態(tài)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(fèi)。

2.4??采用周期自動(dòng)調(diào)整式電振打

在改進(jìn)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(jìn)了電除塵器與高壓控制柜的同步控制，將陽極振打的運(yùn)行信號(hào)通過無源觸點(diǎn)引入了同電場(chǎng)的高壓控制柜，實(shí)現(xiàn)在電場(chǎng)收塵率較高時(shí)振打周期短、振打次數(shù)多;在電場(chǎng)收塵率較低時(shí)振打周期長、振打次數(shù)少。這樣既提高了清灰效果，又減少了振打設(shè)備的耗電量和設(shè)備損耗。

2.5??改進(jìn)本體內(nèi)的陰極線

原有的RS管狀芒刺線的磨損、氧化、電蝕現(xiàn)象已比較嚴(yán)重。因此，檢修人員改進(jìn)、更換了陰極線，將老式芒刺線替換為新型BS線。改進(jìn)后，陰極線的結(jié)構(gòu)更好地適應(yīng)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(wěn)定運(yùn)行半年后，進(jìn)行了除塵效率和能耗測(cè)試。從測(cè)試結(jié)果中發(fā)現(xiàn)，除塵效率穩(wěn)定在99.5%以上，用電量由1?300?kW·h降至180?kW·h，每小時(shí)可節(jié)約的電量約1?100?kW，耗電量僅占機(jī)組容量的0.005%～0.015%，節(jié)電效率為86.15%，節(jié)電效果良好。

4??結(jié)束語

電除塵器是燃煤電廠降低污染、清潔發(fā)展中必不可少的設(shè)備之一。隨著國家節(jié)能減排政策的大力實(shí)施，燃煤電廠電除塵器的節(jié)能改造勢(shì)在必行。本文以某電廠電除塵器的節(jié)能改造為例，為其他相關(guān)企業(yè)在確保電除塵器除塵效率達(dá)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(fā)電成本提供了參考，具有重要的推廣意義。

參考文獻(xiàn)

[1]高香林.除塵技術(shù)[M].北京：華北電力大學(xué)出版社，2001.

[2]陳沫，周元龍.基于效率的電除塵電源節(jié)能改造分析及應(yīng)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