节能提效型电控系统在潮州发电厂的实际应用

李仁贵

摘要：电除尘器运行效果取决于本体和电控系统的有效配合，在电除尘器本体运行正常时，电控系统的优化控制对除尘器的除尘效率和运行能耗起着决定性作用。文章结合潮州电厂#1炉电除尘器提效节能的改造实例，介绍了新型节能控制技术在现场的应用，通过现场综合调试，实现了提高电除尘效率的同时大幅度降低电除尘运行能耗的良好效果。

关键词：电除尘器；节能控制；复合功率；振打提效节能

中图分类号：X701 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2014）15-0045-03

“节能提效型电除尘器电控系统”是福建龙净环保股份有限公司独立开发、具有自主知识产权的新一代静电除尘器电控系统，已在电力、冶金、石化、建材、机械、医药等行业新建电除尘器的工程配套及已运行电除尘器电气设备改造中广泛应用。该系统由“IPEC电除尘智能节能控制系统”、“EVIC3000高压设备”和“MZD智能振打设备”三部分构成。该系统融合了电场工况自动分析诊断、新型间歇供电、反电晕自动控制、复合功率振打、自动反馈控制等诸多设计理念，并将模糊控制等先进控制思想应用于系统之中，具有自动化程度高、节能提效等诸多优点。通过实际工程测试，该系统在保证或提高除尘效率的基础上，平均节约电除尘器运行电耗50%以上，具有很好的社会前景和经济前景。

1 节能提效型电控系统简介

在电除尘器运行过程中，除尘效率与电晕功率有着直接的关系，一般情况下，电晕功率越高，除尘效率越高，但在燃煤品质低下、灰分比电阻值大时，电场内部经常发生反电晕，这时若过分增加电晕功率，反而会加重反电晕、降低除尘效率。因此如何使电除尘器既保效或提效，又节能运行，是电控产品及技术必须加以研究的重要课题。

龙净环保经过多年理论分析和应用实践，研发了工况特性分析诊断的数学模型，基于该模型可以准确地判断电场工况，量化电场电晕的状况，结合龙净环保最佳运行方式实验研究结果和工业应用经验总结，根据电气参数映射出电除尘内部工况变化，以现场工况分析为基础，辅以锅炉负荷、烟气温度、排放浓度等多种信号反馈，研制出IPEC电除尘器节能优化控制系统。该系统自动调整运行参数，快速找到一个较为经济的运行模式，并逐渐趋于稳定，从实现提效节能。

EVIC3000高压设备的新型间歇供电方式，输出很小的二次电流，就可以将二次电压维持在理想状态，有效抑制反电晕的发生，实现节能提效；更先进的火花控制，使电场发生闪络后迅速恢复二次电压，降低火花闪络对除尘效率的影响，提高除尘效率。

传统的电除尘电控系统，将电除尘器的高压供电和低压设备单独控制，人为地割裂高低压设备之间的内在联系，制约了除尘效率的提升。龙净环保MZD控制系统先进的“复合功率振打策略”，将每台除尘器的各电场高压供电和振打控制有机相结合起来，统一调度高压供电方式和振打工作时序，结合不同电场的电控设备对除尘效率的影响，统筹优化各电场高压设备运行参数和振打时序、复合功率振打频度、工作时长，将电除尘运行在最佳状态，有效提高除尘效率，提升电除尘系统对特殊复杂工况的适应能力。

同时IPEC系统为系统节能提供数据管理、分析，优化高低压运行参数，并对大量高低压设备采集的数据进行分析处理和长期存储，具有友好的人机界面，操作简单、方便，粉尘仪主要对电除尘器出口浓度进行监测。

2 潮州电厂#1炉电除尘器节能提效改造应用

2.1 基本情况

潮州电厂#1炉装机容量为600MW国产超临界燃煤机组，电厂目前来煤多为塔山煤、印尼煤和俄罗斯煤。电除尘配套北京信实德22台高压控制柜（EPMAX控制器）、4台振打控制柜、2台低压综合控制柜及1套上位机系统，振打系统采用顶部电磁振打，振打方式多个振打器同时振打，采用S7-200系列的PLC控制振打，保温箱和灰斗采用恒温控制电加热。

2.2 改造原因

近年来，龙净环保以现场工况特性分析为基础，结合锅炉负荷、烟气温度、出口浓度等多种参数为参考的闭环反馈控制节能技术日益成熟，已在多个大型火电厂成功应用，节能提效效果十分显著。

潮州电厂#1炉机组电除尘系统具有一定节能功能，日常运行电耗不高（382kW/h），但由于过分追求节能，无法适应电除尘工况变化，造成电除尘运行过程中产生严重的二次扬尘、清灰效果不佳、除尘器出口排放超标等问题。为了提高收尘效率，满足环保要求，潮州电厂将#1机组电除尘电气控制系统改造作为2011年的提效节能技改项目，该项目于2011年12月份开始改造施工，由潮州电厂与龙净环保共同实施。

2.3 改造方案

龙净环保多次实地考查潮州电厂电除尘设备的实际运行情况，结合龙净环保对电除尘丰富运行经验，本着“花小钱办大事”的原则，特制定以下改造方案：（1）高压控制系统柜改造，保留原有主回路，将现信实德EPMAX控制系统改造为龙净环保最新型的、具有节能和复合功率振打功能的EVIC3000控制系统；（2）低压控制系统改造，重新制作安装4台MZD控制柜替换信实德的4台振打控制柜和2台低压综合控制柜，增加复合功率振打功能，将振打方式改为每次只有一个振打器工作；（3）敷设高、低压控制柜之间复合功率振打联动控制信号电缆和电磁振打系统行选和列选电缆；（4）从DCS敷设机组负荷信号（4～20mA）电缆至智能前端机箱，给IPEC系统提供负荷控制信号源；（5）架设IPEC网络，增加智能前端机箱，实现智能节能、提高IPEC系统通讯的稳定性；（6）将信实德上位机监控系统改造为龙净环保IPEC智能节能控制系统。改造后的IPEC系统结构图如图1所示：

2.4 改造后的运行情况

#1机组投运后，参考脱硫入口在线检测仪粉尘信号，结合EVIC3000系统强大的数据采集、分析功能和MZD系统的“复合功率振打策略”、IPEC节能系统工况自动控制数学模型，深入调节不同负荷、不同工况的运行参数，最终确定不同煤种、不同负荷的节能参数。

调试过程中发现，采用新型间歇供电，可较大幅度提高二次电压；更合理的振打控制方式和先进的“复合功率振打策略”，减少了二次扬尘，有效降低了除尘器出口排放。

通过改造，潮州电厂#1炉机组电除尘实现了以机组负荷信号、烟气温度、出口浓度等多参量为闭环反馈，IPEC系统根据机组工况变化自动选择高低压设备的最佳运行参数，减少人为因素对电除尘运行造成的影响，提高了设备运行的可靠性和安全性。电除尘系统既节能又大幅度降低了除尘器出口排放，达到了改造的目标。

改造前后高压运行参数（改造前数据摘自信实德上位机系统，改造后运行参数摘自广东电科院测试使数据，详见表1）。

提效节能改造后电除尘系统运行稳定可靠，圆满达到改造的预期目标。经广东省电科院性能测试后，大幅度降低了除尘器出口的粉尘排放，改造前后电除尘耗电量和出口排放数据如下图2所示：

3 结语

本次采用工频电源改造潮州电厂设备，节约了改造费用，降低了电除尘出口的排放，达到了提效节能的目标，为今后火电企业采用工频电源提效节能改造提供了参考方向。通过改造，进一步加深了对使用工频电源的电除尘提效节能的认识。总之，本次提效节能改造，充分挖掘了工频电控系统的潜力，大幅度降低了电除尘器的出口排放，减少企业设备改造成本。

参考文献

[1] 郑国强，等.一种基于最优控制和多参量反馈的节

能系统开发与应用[A].2008年11届国际电除尘会

议论文集[C].

[2] 福建龙净环保股份有限公司.EVIC-3000型高压控

制柜说明书.

[3] 福建龙净环保股份有限公司.除尘设备使用与维护.

[4] 福建龙净环保股份有限公司.MZD电磁振打使用

说明书.