電除塵供電電源的前沿科技對合同能源管理的推動作用-市場研究-

電除塵供電電源的前沿科技對合同能源管理的推動作用北京國電龍富科技有限公司01電除塵器已經有100多年的發(fā)展歷史，因其具有處理煙氣量大、除塵效率高、適應范圍廣、設備阻力低、使用簡單可靠、運行維護費用低且無二次污染等獨特優(yōu)點，早已成為工業(yè)煙塵治理領域尤其是電力行業(yè)眾多除塵設備的首選產品，是一種“節(jié)能減排”的重要裝備，為“十一五”期間我國大氣粉塵污染減排起著重要作用，可以預見在國家未來的“節(jié)能減排”中仍然具有舉足輕重的地位。我國的電除塵行業(yè)經過幾代人幾十年的奮斗耕耘，特別是伴隨著改革開放的春風，已經形成了裝備精良，配套齊全的一個行業(yè)。目前從事電除塵行業(yè)的生產企業(yè)有200多個，還有一批高等院校、科研、設計院所。我國已經做為電除塵大國出現(xiàn)在國際舞臺，在該領域的世界科技排名位居前列。在我國環(huán)保產業(yè)中，電除塵行業(yè)是一個能與國際廠商相抗衡且具有競爭力的重要行業(yè)。2010年中國火電裝機容量已經達到9.5億千瓦，改造市場潛力約為100-150億人民幣?；痣娦陆ㄊ袌雒磕陮⒔?-8億，加上在鋼鐵和水泥產業(yè)的新建市場，大約為每年20個億左右。衍生產品市場潛力約為2000億人民幣。電除塵器與電除塵產業(yè)的現(xiàn)狀與市場概述電除塵器的特點電除塵器是目前全世界應用最廣泛、技術經濟性最好的收塵設備高效、節(jié)能、阻力小、耐高溫、運行費用?。贿x型、設計合理，大部分情況排放可小于50mg/Nm3；設備運行10年時電除塵器總體費用不到袋式除塵器的一半（摘自中國環(huán)境報）電除塵是全球燃煤發(fā)電機組占絕對主導地位的除塵方式，日本燃煤發(fā)電機組幾乎全部采用電除塵器；歐美國家占85%以上采用電除塵器，即使印度也絕大部分采用電除塵器。2電除塵器面臨的挑戰(zhàn)3電除塵器應用效果不好的原因設計時預留場地偏小，無法滿足電除塵器在保證除塵效率前提下的場地布置要求；由于燃煤價格原因，鍋爐燃用煤種與設計煤種偏差大；安裝、維護沒有達到要求；供電電源選擇不準確、有的電控技術落后；電除塵器能得到長期廣泛的應用和供電電源的技術不斷進步是息息相關的，因此供電電源選擇、合理應用非常重要。電除塵供電電源的重要性4

對于已設計、安裝、調試完成的電除塵器，不同的電控設備對除塵效率的影響巨大，好的電控設備可以大幅提高除塵效率；

同一臺除塵器，滿足相同的除塵效率，消耗的功率差別很大，好的電控設備可以大幅降低電耗。電除塵電源是電除塵系統(tǒng)的中樞，直接關系并影響著合同能源管理的實施和成效。二次側787.6483.8356.8265.5kW9008007006005004003002001000例1：山西某電廠（300MW機組）常規(guī)普通增強超級（華能某電廠數(shù)據(jù)）“合同能源管理”在管理什么？5合同能源管理的核心是“節(jié)能”，但絕不象“節(jié)能”字面意思那么簡單，它要遠比“節(jié)約”深刻得多，總結起來可以歸為以下幾個點：減少能耗；降低排放；無新污染；利益分享；以我們的客戶群體之一火電廠為例，我們在制定節(jié)能方案時必須要把以上四點全部考慮到：《北京市合同能源管理項目扶持辦法》最低的節(jié)能率在15%，而我們自行設定的節(jié)能率在50%-85%之間；現(xiàn)在大部分的靜電除塵器能夠滿足50mg/Nm3的排放標準，但是隨著十二五的到來，這個標準是遠遠不夠的，靜電除塵必須要滿足小于30mg/Nm3的標準；電除塵不存在二次污染，這與布袋或電袋混合除塵方式有廢袋二次污染問題，是截然不同的；隨著電除塵供電技術的日新月異，電除塵節(jié)能效率不斷提高，同時利益分享的蛋糕也越來越大，這無疑會促進企業(yè)參與合同能源管理的熱情。6靜電、布袋、電袋混合除塵比較序號設備名稱技術特點及安全可靠性比較經濟性比較占地面積比較1電除塵器優(yōu)點：除塵效率高、壓力損失小，適用范圍廣、使用方便且無二次污染、對煙氣溫度及煙氣化學成分等使用條件要求較寬；設備安全可靠性好。缺點：除塵效率受煤、飛灰成分的影響。設備費用一般；年運行費用低。占地面積大優(yōu)點：不受煤、飛灰成分的影響，出口粉塵濃度低且穩(wěn)定；采用分室結構的能在線檢修。設備費用一般2袋式缺點：系統(tǒng)壓力損失大、能耗高；對煙氣溫度、煙氣；年運行費用高。占地除塵器化學成份有一定限制；若使用不當濾袋容易破損并導面積致排放超標，廢舊濾袋處理不當易造成二次污染。小優(yōu)點：不受煤種、煙氣工況、飛灰成分的影響，出口3電袋復合除塵器粉塵濃度低且穩(wěn)定；系統(tǒng)阻力比純布袋低，破袋對排放的影響小于袋式除塵器。缺點：系統(tǒng)壓力損失偏大；對煙氣溫度、煙氣化學成份有一定限制，廢舊濾袋處理不當易造成二次污染。設備費用略高；年運行費用比純布袋低。占地面積較小包鋼案例7今年國電龍富將與包鋼的某煉鐵廠進行一次合同能源管理合作。合作將涉及該廠的第6#和第7#轉爐，替換原有的8臺新門子工頻電源。電源數(shù)量不多、當?shù)仉妰r一般、參考用電額度也比較適中，他們在我們之前接觸的幾個企業(yè)所給出的改造方案能源效果體現(xiàn)得很一般，更不要說滿足合同能源管理的基本要求了。我們在進行實地考察后，特別是研究了該廠現(xiàn)有設備情況以及現(xiàn)場工況條件，我們基本可以確定按我們產品節(jié)能上限設定節(jié)能效率標準。8臺電源改造我們每年就能節(jié)約用電超過220萬度，每年節(jié)約費用110多萬。工頻電源與高頻電源實物比較高頻電源工頻電源8工頻靜電高頻靜電電壓波紋35%～45%<

5%高比電阻煙塵影響低低成本高低體積重量大小除塵效果差好電網干擾大小工頻電源與高壓高頻電源性能比較9電除塵供電電源的發(fā)展趨勢10高頻開關電源（S.I.R）是電除塵器電源發(fā)展的趨勢。正如上世紀八十和九十年代電子計算機、通信和電力操作等領域開關電源取代了可控硅相控電源那樣，二十一世紀其他工業(yè)領域特別是環(huán)保領域高頻開關電源將逐步取代可控硅高頻相控電源。環(huán)保標準在不斷提高，已建電除塵器粉塵排放大多都達不到環(huán)保標準。必須進行技術改造。如果擴大電除塵器容量或者增加電除塵器數(shù)量，不

僅要花費大量資金，而且可能還要停產，還要占用空間，有些地方甚至

不可能實行，從而不得不使整個企業(yè)下馬。如果將供電設備進行改造，

將原來可控硅工頻相控電源更換為高頻開關電源，則只需花費改造電除

塵器本體1/10的經費就可能達到目的，有的甚至只要在第一電場采用高頻開關電源，除塵效果就有明顯改善。既不要停產，也不要另加空間，這

是一個達到環(huán)保標準的最佳選擇。電除塵供電電源的前沿技術111、高頻50-200Khz高頻逆變2、全功率自冷全時自冷運行，無需風冷或水冷或其他冷卻措施3、集成控制除塵器本體、電源設備、振打設備、清灰設備、系統(tǒng)控制器等的集成管理4、反電暈反電暈自動檢測與控制技術5、火花控制智能確定最佳工作點，具備學習功能6、遠程控制高頻電源設備與上位機構成智能控制系統(tǒng)7、節(jié)能優(yōu)化控制技術實現(xiàn)綜合節(jié)能目的，使設備始終運行在功耗最小，效率最高的理想狀態(tài)8、高頻脈沖疊加技術沖破節(jié)能瓶頸電源前沿技術推動行業(yè)合同能源管理12一、拉大新產品與正在使用產品之間的差距，使節(jié)能空間更大，分享效益更多；二、節(jié)能效率大幅提高，讓一些中小規(guī)模企業(yè)能夠切實參與合同能源管理中來并享受國家相關政策支持；三、延長電除塵本體的使用壽命，大幅降低產品故障率，大幅減少產品維護維修費用，大幅降低能耗，緩解企業(yè)資金壓力，積極促進企業(yè)履行合同能源管理中的付款義務；四、為節(jié)能服務公司提供先進技術支持，幫助重點耗能企業(yè)實施節(jié)能工藝和設備改造；五、節(jié)能行業(yè)具備產品需求量大、市場大、產業(yè)規(guī)模大、可持續(xù)時間長等特點，

隨著技術的不斷進步，節(jié)能行業(yè)將很快惠及包裝、物流、電力安裝、金融、廣告、中介等更多行業(yè)，這將有助于合同能源管理的產業(yè)化進程。組成部分變換器高頻變壓器控制器高壓高頻自冷靜電除塵數(shù)字電源13國電龍富的主要競爭對手和產品性能比較國電龍富ALSTOM昆泰浙江佳環(huán)南自福建龍凈國電環(huán)保大連電子研究所整流方式直接整流高頻倍壓整流高頻高頻高頻高頻工頻最大電流1000MA2000MA500MA200MA-2400MA200MA-2400MA1600MA2000MA安裝方式戶內外均可僅限于戶內戶內外均可整流變壓器戶外，控制器戶內電源轉換效率＞98%＞90%≤90%＞93%≥90%＞90%≥92%≤93%操作界面觸摸屏（無線）按鍵按鍵按鍵按鍵按鍵散熱方式全時自冷風冷/油冷風冷/油冷風冷/油冷風冷/油冷風冷/油冷風冷/油冷自冷/油冷通訊方式無線有線無線無線無線無線有線節(jié)能50%-90%50%-70%＞60%20%-80%＞60%＞90%無安全性高高高高高芯片DSPSG3525模擬價格低高服務方便（費用低）慢（費用高）維護方便（功率單元方便更換）用戶維護困難，不可自行維護142012年起國家將執(zhí)行更嚴格的控排標準燃料和熱能轉化設類型污染物項目現(xiàn)行標準限值（GB13223-2003）將要執(zhí)行標準限值燃煤鍋爐煙塵5030（重點地區(qū)：20）二氧化硫400100氮氧化物（以NO2）450～1100100汞及其化合物/0.03單位：mg/m315發(fā)達國家嚴格的排放限制1620mg/m3ESP占80%30mg/m3ESP占85%20mg/m3ESP占99%電源升級前后排放效果對比前后17以一臺600MW機組電除塵器為例，其設備容量約為3600kW左右，計算負荷約為1800kW，常規(guī)運行功耗在900～1200kW之間，節(jié)能功耗一

般在600kW以下。600MW機組配套袋式除塵器引風機功率就比配套電除塵器引風機功率大近1000kW。可見，應用節(jié)能優(yōu)化技術，電除塵器是非常節(jié)能的。一年可節(jié)電504萬度、節(jié)省電費201.6萬元。假如全國燃煤發(fā)電機組(總裝機約9.5億kW)電除塵器有一半采用節(jié)能控制技術，共計一年節(jié)電約39.9億度，節(jié)省電費15.93億元，也相當于每年節(jié)約標準煤143.3萬噸。18供電電源火電廠應用的經濟效益空間國電龍富高壓高頻自冷靜電除塵數(shù)字電源采用了全新的理念和技術路線，數(shù)字高頻工業(yè)煙塵吸收整流模塊采用50-200KHz高頻MOSFET電源，具有結構簡單，除塵效率高能耗低，運行安全方便等優(yōu)點，該產品采用高壓控制與箱體一體化設計，電源裝置控制部分采用了32位數(shù)字信號處理器（DSPIC30F2020）和外圍芯片，電源拓撲結構為LLC結構，功率器件為MOSFET，具有結構簡單，功能強，可靠性好工作穩(wěn)定、高效等優(yōu)點。輸入電壓：額定交流380V電壓范圍：323V-437V

輸出電壓：72KV-80KV輸出電流：0.2A、0.5A、1A、2A開關頻率：50-200KHz高頻逆變逆變效率：>98%工作溫度：-20℃～50℃可聞噪聲：不大于50Db19穩(wěn)定直流電源的軟特性設計20電場耗能不足常規(guī)靜電除塵器的十分之一1/10與常規(guī)電源不同，他采用的是軟特性的穩(wěn)定直流電源。穩(wěn)定直流電壓比脈動直流電壓優(yōu)越。

電源工作的最佳點是在火花始發(fā)以下臨界處。

在設計上，把電源供電整個過程夠控制在火花

始發(fā)點以下的電暈放電狀態(tài)。不讓其進入火花

放電狀態(tài)。火花放電實質上是正、負離子在電

場中發(fā)生碰中釋放能力的一種現(xiàn)象，它對除塵

毫無作用。常規(guī)靜電除塵器在整個供電過程中，包含了火花放電和電暈放電，并且絕大部分能

量都在屬于火花電被浪費掉了。而本技術在處

理同等塵源的情況下，電場耗能不足常規(guī)靜電

除塵器的十分之一。D

S

P利用DSP高速、強大的數(shù)字處理能力，每秒鐘完成數(shù)萬次元件級自檢和系統(tǒng)監(jiān)控。PWM生成及并機均為數(shù)字控制，調整靈活。監(jiān)控系統(tǒng)配有多種通信接口,方便接入DCS系統(tǒng)或單獨組網,有線方式可以采用RS232、RS485、CAN、RJ45,也可以選擇無線方式便于施工,實現(xiàn)“四遙”功能。采用MOSFET高頻開關電源具有高頻數(shù)字開關電源的所有特點數(shù)字電源特性設計21現(xiàn)場總線的控制50-200KHz高頻逆變，完美的軟開關設計，實現(xiàn)零到全負載連續(xù)軟開關，逆變實現(xiàn)零電壓開關，整流實現(xiàn)零電流開關，電源效率﹥0.98。國電龍富電源技術特點（壹）22全球首款自冷運行的高壓高頻靜電除塵電源由于極高的電源轉換效率，機器本身發(fā)熱極小，所以可以在戶外達到自冷運行，進而降低了機器本身的故障率和客戶的維護成