電除塵設備節(jié)能增效技術(精)

1、電除塵設備節(jié)能增效技術派米用高低壓不合二為一控制方式供電1、電除塵節(jié)能增效技術原理(1)閉環(huán)控制：決定電除塵的除塵效率的高低因素很多，主要影響因素是粉塵本身的特性和 除塵器本體的結構特性。在特定的粉塵及除塵器情況下，電氣控制特性是影響除 塵效率的重要因素。針對不同的工況，采用不同供電方式及供電功率，可以最大 限度的提高除塵效率和節(jié)約能耗。一般情況下，電場供電單元能保證該單元最佳的供電方式及輸出功率， 但對 整體除塵器是否是最佳供電不能保證。 不同的除塵器運行工況，可以在電場的運 行參數(shù)上反應出來。采用以煙氣輸出口濁度的大小來實現(xiàn)閉環(huán)控制， 可以很好地解決整個除塵器的最佳供電 問題。電除塵器閉環(huán)

2、控制根據 不同工況，采取不同的控制方 式。電場運行工況從電場供電 參數(shù)上看，可以分為三大類情 況。第一種是在整個供電過 程中，二次電流的增加隨二次 電壓的增大而增大，一直達到 額定值或達到電場閃絡點為 止，此種情況，除塵效率一般 是隨電場輸入功率增大而增 高。結合濁度信號，可以通 過降容的方式來達到整體除 塵效率與供電能耗的最佳平 衡(圖1)。140120100800600400200圖2第二種情況是電場二次 電流隨二次電壓增大而緩慢 增大，但達到某一值時，二次電流迅猛增大，此時二次電壓增加很小。此種情況下，末端增加的電流，對除 塵效率的貢獻很少，能耗與除塵效率不成比例。結合濁度的變化，閉環(huán)控

3、制可以 找到一個效率與能耗的最佳結合點，使電場運行在較低能耗而以能滿足除塵效率的要求（圖2）。采用臨界反電暈控制方式或拐點電流設定第三種情況是二次電流 隨二次電壓增加而增加，當達 到一定的電壓后，二次電流繼 續(xù)增加，而二次電壓反而下 降，此種情況一般也稱為反電 暈，如果電場運行在反電暈的 情況下，除塵效率往往較低， 較大的電場輸入功率反而可 能降低了除塵效率。此時，閉 環(huán)控制會在拐點附近尋找最佳運行點, 以提高運行效率并節(jié)能（圖3）。從以上三種情況看，后兩種運行工況，采用閉環(huán)控制的節(jié)能效果最為明顯。在整個閉環(huán)自動調整過程中，根據電場的次序不同，調整的方式和運行參數(shù) 調整幅度也不相同。因為末電場

4、對前級電場由于振打而引起的二次揚塵有最后捕捉作用，因此末電場的運行電壓不應太低， 在調整過程中，末電場調整有別于其 它電場。電場參數(shù)的自動調整一般按從后至前的順序進行，調整參數(shù)或方式也是按逐步逼近的方法，根據濁度的變化情況，逐步調整運行參數(shù)及運行方式，而不 進行大幅度一次性調整。在調整過程中，系統(tǒng)會根據振打運行的情況，排除振打引起二次揚塵而引起 濁度變化的影響，也結合電場本身的特性，以達到單元電場與整體運行參數(shù)的最 佳綜合參數(shù)。粉塵在通過電場時，由于分級除塵的結果，前后電場的粉塵特性不同，除塵 器前后電場的物理特性也往往不同， 不同的電場物理結構適合不同的粉塵， 如果 停用某一電場，某類粉塵往

5、往會難于收集，因此在閉環(huán)控制中，一般不進行停電 場的控制，而采用全電場調整。（2）降壓振打：電除塵的除塵效率與極板間的積灰情況有著密切關系。清灰效果的好壞，直接影響除塵效率。而電除塵振打清灰的時機也會影響二次揚塵的多少。這就要求電除塵控制系統(tǒng)需對振打系統(tǒng)作出優(yōu)化設計。當電場處于運行狀態(tài)，電場陰陽極間有高壓存在，極板上的粉塵帶有電荷，在電場力的作用下，具有很強的附著力，當電場進行振打清灰時，不容易把粉塵完全振落清除，而減少電場力的作用，清灰效果會提高。減少電場力的方法是降低電場陰陽極間的電壓，但降低電場電壓在一定程度上會影響粉塵的捕捉，因此降壓振打不應過于頻繁。在我們系統(tǒng)中，降壓振打可以分時段進

6、行，且在降壓振打時段內，可設定降壓振打的周期，同時降壓值可以進行設定。比如，可設定每天的 16 點至 23 點為降壓振打時段，在此時段內，降壓振打的周期是90 分鐘，降壓值設定為30KV則電場會在此時段內，每1個半小時進行一次降壓振打， 電場降壓幅度是降至 30KM不同的電場，可以根據積灰的情況，設置不同降壓 振打周期，如前幾個電場粉塵多而周期短，后幾個電場因粉塵少而周期長；同時，在同一煙氣通道上，同時降壓振打的電場單元是唯一的。這樣， 保證了電除塵系統(tǒng)的降壓振打實效性，也最大可能的減少了降壓振打時對除塵效率的影響。采用高低壓合二為一控制方式供電1、電除塵節(jié)能增效技術原理電除塵器運行過程中，往

7、往采用較高的運行電壓，即提高放電極與收塵極之間的場強，使得煙氣中的粉塵快速荷電，以達到提高除塵效率的目的。然而，電除塵器是一個等效電容體，硅整流變壓器是一個電感元件，當運行電壓提高到一定幅度時，運行電流將非線性地迅速增加，電流的大幅度增加，抑制了運行電壓的提高。此時，不僅極易出現(xiàn)反電暈現(xiàn)象，影響除塵效率，而且大量自由電子來不及使粉塵荷電，而直接到達收塵極以光能與熱能的形式被消耗掉。為此， 節(jié)能型電除塵器電源及控制系統(tǒng)，其獨有的脈沖節(jié)能供電功能，由計算機系統(tǒng)根據工況的變化，對送入電除塵器本體內的運行電壓，自動進行高、低能量脈沖的幅度比與高、低能量脈沖的個數(shù)比（寬度）閉環(huán)調整（其他公司的節(jié)能方式僅

8、有高能量脈沖，而沒有低能量脈沖，故無法維持除塵效率）。既為電除塵器本體提供較高的場強，又為電除塵器本體補充運行過程中消耗掉的能量，充分利用電感與電容的儲能特性，最大限度地提高運行電壓、降低運行電流。在維持或略有提升除塵效率的前提下，既避免了反電暈現(xiàn)象的出現(xiàn)，又可將以熱能與光能的形式消耗掉的電能節(jié)省下來，從而實現(xiàn)節(jié)能。2、電除塵器智能監(jiān)控器的主要特點（ 1）高、低壓控制合二為一傳統(tǒng)的電除塵器電源及控制裝置，一直沿用的是高壓供電與低壓設備控制分開的設計理念，所謂高低壓控制分開，是指將電除塵器單個除塵單元的高壓直流供電和低壓設備控制分開，分別采用各自獨立的系統(tǒng)進行控制。我們在產品開發(fā)過程中發(fā)現(xiàn)，這種

9、設計理念，人為的割裂高低壓設備之間的聯(lián)系，制約了電除塵產品的性能提升。因此， 我們在國內率先提出了 “高低壓控制合二為一”的理念，所謂 “高低壓控制合二為一”就是以單個電場為單位進行控制裝置設計，將各個電場的電除塵器高壓供電和低壓控制有機相結合起來。采用這種設計理念，可以實現(xiàn)高低壓連鎖控制，實現(xiàn)降壓振打，同時， 為日后根據粉塵層厚度進行的自主振打奠定了基礎。(2)裝置采用多CPUS計目前， 國內決大多數(shù)電除塵電源產品，在早期開發(fā)過程中，受經濟條件和計算機、電子技術發(fā)展水平的制約，在產品的設計中采用滿足應有功能的前提下，盡量減小各種資源的設計余量，以達到降低成本目的的設計理念，我們稱之為 “緊湊

10、型”設計。集中表現(xiàn)在目前的絕大多數(shù)電源產品采用單 CPUS計。我們在產品 開發(fā)過程中發(fā)現(xiàn)，單CPUS計有著明顯的先天不足。首先，單個CPUt理能力有 限，而工作任務卻很繁重，既要對電場運行的狀況進行檢測，又要對鍵盤，數(shù)據顯示及通訊等進行控制，一旦出現(xiàn)沖突，將有可能造成火花的誤捕和漏捕，使電除塵電源的控制特性變壞，影響除塵效率。其次， 目前的電除塵電源產品是以微機為主的智能型產品，軟件是影響產品性能的重要指標，由于單CPUS計資源有限， 許多先進的軟件功能不能實現(xiàn)，使產品性能的提升受限，同時也為產品軟件的升級帶來局限。因此，我們在產品設計中，在國內率先采用了多 CPUS計，既 采用單獨一塊CPU

11、寸高壓供電進行控制，采用單獨一塊CPU!行鍵盤和數(shù)據顯示 管理，采用單獨一塊CPU!行低壓控制和上位機通信，通過構建高起點、大資源 的硬件平臺，有效的克服了單 CPUS計的局限性，使產品的性能有了明顯提高。( 3)導通角上限設定功能目前現(xiàn)有的電除塵器電源調整器產品, 其可控硅導通角只是作為顯示參量,供運行人員參考, 我們根據開發(fā)過程中積累的經驗, 增加了導通角設定功能。目的在于提高電除塵電源設備的帶病運行能力。陰極斷線故障是電除塵器本體比較常見的故障, 以往情況下, 一旦出現(xiàn)這種故障, 電除塵器的個別電場將處于停運狀態(tài)直到更換斷裂的陰極線后才能重新投運。而通過導通角設定功能, 可以使可控硅的輸

12、出電壓低于阻抗電壓, 瞬間短路時既不跳閘保護也不會損壞電源設備, 等瞬間短路解除后設備又會繼續(xù)工作. 使電除塵設備在帶病的情況下能繼續(xù)工作，使設備的投運率和除塵效率都會有比較大的提高。(4)簡易脈沖供電方式粉塵的比電阻是粉塵的重要物理特性， 對電除塵的除塵性能起著舉足輕重的 影響。經理論研究發(fā)現(xiàn)，燃煤中的硫、氮等元素的含量增多以及煙氣中水蒸汽含 量的提高，將會使粉塵的比電阻下降，有利于電除塵器的正常工作。目前，由于 國家逐步加強了對電力行業(yè)二氧化硫排放量超標的經濟處罰力度，許多電廠在尚無能力新上脫硫裝置的情況下，紛紛采用燃燒低硫煤等方法來減少二氧化硫的排 放量，提高經濟效益。然而，這樣做卻帶來

13、了新的問題，由于燃煤中硫元素含量 的降低，導致粉塵比電阻升高，當高于電除塵器的設計值時，將出現(xiàn)一種耗電量 增加，除塵效率下降的特殊工作狀態(tài)一一我們將其稱之為“臨界反電暈”狀態(tài)。 電除塵運行于這種狀態(tài)時，由于能耗極大，導致設備發(fā)熱，同時除塵效率也明顯 降低，不能達到環(huán)保要求。在經過深入理論分析的基礎上， 我們研制開發(fā)出了一 種嶄新的“簡易脈沖供電” 供電機理，經過現(xiàn)場試驗證明，這種供電機理能較 有效地克服電除塵器出現(xiàn)的“臨界反電暈”工作狀態(tài)，使得電除塵器在處理高比 電阻粉塵時，始終處于良好的工作狀態(tài)。三.電除塵節(jié)能設備的應用與效益分析1、徐州發(fā)電廠除塵器改造后性能實驗報告(高低壓不合二為一控制方

14、式案例) (1)設備概況徐州發(fā)電廠#6鍋爐系東方鍋爐廠生產的 DG670/140_8ffig高壓、中間再熱、 自然循環(huán)、固態(tài)排煤粉爐。該鍋爐配用兩臺蘭州電力修造廠生產的XF-151.2-4型高壓靜電除塵器。鍋爐在大修時對除塵器進行了改造， 除塵器廠提供了電除塵 器的E運行方式(我廠原為D運行方式)。為了解除塵器改造后 D E兩種運行方 式的除塵效果，提供除塵器的有關技術數(shù)據，試驗中心于 2003年8月28日9 月1日對#6鍋爐兩臺電除塵器進行效率試驗。鍋爐及除塵器設計參數(shù)：額定烝發(fā)里:670t/h過熱蒸汽壓力：13.7MPa過熱蒸汽溫度：540 c再熱蒸汽流量:579t/h給水溫度：245 c

15、送風溫度：318 c排煙溫度：136 c鍋爐燃燒方式:四角切向燃燒鍋爐效率：91%除塵器形式：XF-151.2-4 型除塵器設計效率：99%(2)實驗目的 測試除塵器D、 E 兩種運行方式的除塵效率、阻力及漏風率，確定電除塵器最佳運行方式。測試除塵器D、 E 兩種運行方式的煙塵排放濃度及煙塵排放量，檢查煙塵排放濃度是否滿足GB13223-91燃煤電廠大氣污染物排放標準的要求。了解除塵器的運行狀況，檢驗除塵器改造后的效果。（ 3）試驗項目除塵器進、出口煙塵濃度及煙塵量的測試。除塵器進、出口煙氣流速及流量的測試。除塵器效率的測試。除塵器阻力的測試。 除塵器漏風率的測試。（ 4）試驗方法除塵器進、出

16、口煙塵濃度及煙塵量的測試：采用上海宏偉儀表廠生產的SYC-III 型煙塵、 煙氣測試儀在除塵器進、出口煙道同事等速取樣，根據采取的煙塵量、累積采樣體積及通過流量計的眼氣參數(shù)等計算除塵器進、出口煙塵濃度及煙塵量。除塵器出口濃度即為煙塵排放濃度。除塵器進、出口煙氣流速及流量的測試：采用標準畢托管、傾斜微壓計、膠皮管測量除塵器進、出口的煙氣動壓、靜壓，綜合測量的煙氣溫度及煙道截面積等計算除塵器進、出口的煙氣流速及流量。 除塵器效率的測試：根據除塵器進、出口煙氣中的煙塵量，計算除塵器的效率。除塵器阻力的測試：采用畢托管、傾斜微壓計、U 型壓力計、膠皮管測量除塵器進、出口的煙氣靜壓和動壓，計算除塵器阻力

17、。 除塵器漏風率的測試：采用TESTO325-2®煙氣分析儀同時測量除塵器進、出口的煙氣含氧量，計算除 塵器進、出口煙氣的過?？諝庀禂?shù)及除塵器的漏風率。（ 5）測點布置 除塵器進口四個煙道，每個煙道上開5 個測孔，每個測孔布5 個測點，共計100 個測點。 除塵器出口四個煙道，每個煙道上開6 個測孔，每個測孔布4 個測點，共計96 個測點。 每個測點采樣時間為1 分鐘。（6）試驗條件 試驗期間鍋爐應維持在滿負荷運行（電負荷 200MW,并保持穩(wěn)定。 甲、乙兩側引、送風機的轉速和電動機的電流應基本一致。試驗期間，鍋爐未進行排污、打焦、吹灰等操作。保持電除塵器的一、二次電壓及電流穩(wěn)定，電

18、除塵器出于良好的工作狀態(tài)。（7）測試工作的質量保證為保證測試工作的準確性和可靠性， 本次測試工作根據火電廠大氣污染物排 放標準、固定污染源煙氣測試方法及煙塵煙氣測試實用技術等有關技術 文件的要求進行，特別在測點布置、濾筒稱重、數(shù)據處理等方面做了嚴格要求。在相同運行工況下連續(xù)測試兩次，當兩次的誤差大于2%寸應進行重新測試，以保證測試數(shù)據具有代表性。本次測試還根據鍋爐負荷、主蒸汽參數(shù)、再熱蒸汽參數(shù)、給水溫度及燃煤工業(yè)分析等計算出除塵器入口的煙塵量， 與測試煙塵量相比兩者相差不大， 說明測 試結果是可信的（見表一）。項目符號單位2003 年 8 月 28日2003年9月1日計算煙塵量Gjskg/h1

19、927117856測試煙塵量GcsKg/h2075018537表一計算煙塵量與測試煙塵量的對比表（8）試驗結論及建議E、D兩種運行方式下#6鍋爐電除塵實驗結果見表二。項目除塵器號1#61#63#6爐運行方式除塵效率（%99.54199.50599.523煙塵排放濃度（mg/Nm3106.895.9101.4折算后煙塵排放濃度E（mg/Nm391.784.187.9煙塵排放量（kg/h ）45.244.289.4處理的煙氣量（m3/h）7287007923001521000處理的標準下煙氣重（m3/h）415700448000863700除塵器的阻力（Pa）346351349運行方式除塵效率（%

20、99.42299.03599.228煙塵排放濃度（mg/Nm3136.0204.8170.7折算后煙塵排放濃度（mg/Nm3117.2179.4148.3煙塵排放量（kg/h ）63.192.8155.9處理的煙氣量（m3/h）7939007817001575600處理的標準干煙氣重（m3/h）454200441900896100除塵器的阻力（Pa）380293337表二#6鍋爐電除塵器試驗結果由上表可見：#6鍋爐兩臺除塵器除塵效率打到設計值，煙塵排放濃度能滿足 GB13223-91燃煤電廠大氣污染物排放標準的要求。 在E運行方式下電除塵器的除塵效率明顯高于 D運行方式下的除塵效率，特 別是#

21、62電除塵器，E運行方式下電除塵器的除塵效率明顯比 D運行方式下的除 塵效率高0.47%。E運行方式電除塵器的一、二次電流及電壓等運行參數(shù)比D運行方式低，不僅可節(jié)約廠用電，而且除塵器除塵效率高，因此建議：#6鍋爐電除塵器應保持在E 運行方式下運行，節(jié)能約70%£右。2、華電望亭電廠電除塵節(jié)能改造工程（高低壓合二為一控制方式案例）華電望亭發(fā)電廠11#爐為320M伙力發(fā)電機組，鍋爐出口配上海冶金礦山機 械廠設計制造的雙室三電場電除塵器兩臺，電氣控制設備為浙江某廠家產品，該機組于1996年7月底投運至今已運行10年。為了節(jié)省投資并達到節(jié)能降耗的運 行目的，該機組于2006年5月利用機組大修

22、期間，在對電除塵器本體設備不做 任何改動的前提下，僅對電除塵器電氣控制系統(tǒng)進行了全面改造。 該機組于2006 年7月通過了華東電科院的測試，運行于節(jié)能供電方式下。運行數(shù)據分析表1為節(jié)能改造前和節(jié)能改造后的運行數(shù)據。1工#正常方式節(jié)能方式總耗電功率（kVV607.8114.5年運行耗電量（萬度）481.090.7節(jié)能幅度81.2%1年節(jié)約電量（萬度）390年節(jié)約費用（萬元）156除塵效率99.2599.54粉塵排放濃度（mg/Nm3134.2595.4表1備注：1.以上數(shù)據依據電科院測試報告計算2.節(jié)能數(shù)據按設備年連續(xù)運行330天，上網電價0.4元/度計算通過表1數(shù)據分析，電除塵器電氣控制系統(tǒng)改

23、造后，11#爐320MWC電機組 電除塵器總的收塵耗電功率由607.8kW下降至114.5kW,只是改造前常規(guī)供電方 式的18.8%,其平均除塵效率可從99.25%提高到99.54%,較大修前明顯提高， 通過電氣控制系統(tǒng)的改造，達到了增效節(jié)能的功效。以設備年連續(xù)運行330天，上網電價0.4元/度計算，改造后年可節(jié)約電量 390萬度，節(jié)約運行費用156萬 元。不到一年時間即可收回全部設備改造投資，經濟效益十分顯著。3、蘇源南京熱電有限公司（高低壓合二為一控制方式案例）產品型號名稱DKZ-2電除塵器電源及控制裝置運行單位單位名稱蘇源南京熱電有限公司（蓋章）產品數(shù)量（臺、套）捌臺運行情況及結論蘇源南

24、京熱電有限公司1號爐為135MVW：電機組，鍋爐出口配雙室四電場 電除塵器一臺，電氣設備配套南京電力自動化設備總廠 DKZ-2電除塵器電源及 控制裝置，規(guī)格為72kV, 1100mA DCC2000I電除塵器自動監(jiān)控系統(tǒng)一套。該 機組電除塵器于2004年7月運行于脈沖供電方式，在三個月的連續(xù)運行中， 工作穩(wěn)定可靠，節(jié)能效果十分顯著。運行期間，我們進行了一系列檢測對比實驗。實驗結果表明脈沖供電方式 較常規(guī)供電方式(火花整定)，對于電除塵器的運行有如下優(yōu)勢：1 .節(jié)能效果明顯，火花整定方式下收塵電功率為295.86kW,脈沖供電方式下收塵電功率為57.08kW,節(jié)能幅度在80犯上。2 .經濟效益顯著。以該機組每年連續(xù)運行330天，上網電價0.36元/度計算,