浅析静电除尘器高频电源提效改造

(江苏大唐国际吕四港发电公司 江苏 南通 226000)



浅析静电除尘器高频电源提效改造

陈雪峰

(江苏大唐国际吕四港发电公司江苏南通226000)

电除尘器运行效果依赖于本体和电控系统的有效配合，当本体正常运行时，电控系统对除尘器的运行效果起着决定性作用。本文结合吕四港电厂1-4号机组电除尘电控设备提效节能的改造实例，介绍了高频电源技术、提效控制技术的应用。

吕四港电厂；静电除尘器；高频电源；提效节能改造

静电除尘器是燃煤电厂的最主要烟气净化设备，具有处理烟气量大、除尘效率高、运行稳定可靠、维护费用低等优点。在电除尘的提效方面，先进的电源配置技术及科学有效的优化控制技术起着关键性的作用。吕四港电厂1-4号机组装机容量为660MW国产超超临界燃煤机组，配套20台高压设备、4台振打/加热控制设备及1套上位机系统，阴阳极采用侧部电机振打，保温箱和灰斗采用恒温控制电加热。运行性能正常，2013年初委托江苏省电科院进行性能测试，出口烟尘排放浓度为55.1mg/m3，基本符合设计标准要求，但无法满足“十二五”环保要求的排放标准。参考各种可研改造方案，我公司最终选择高频电源与三相脉冲脉冲电源相结合等提效节能改造方案。

一、提效节能型电控系统简介

在电除尘器运行过程中，电晕功率越高，除尘效率越高，吕四港发电公司的入炉煤种较为稳定，灰份比电阻较适宜捕集，在合适的供电方式下，适当增加电晕功率，可有效降低除尘器出口排放，理论和实践证明高频电源与三相脉冲电源相结合具有提效节能的优越性能。

高频电源输出二次电压接近工频电源电压峰值，高频电源能提供约为工频电源1.3倍的二次电压和约为2倍输出的二次电流，特殊设计的火花检测技术，在高频条件下对微弱火花捕捉也十分灵敏，采用串并联混和谐振变换器，具有恒流特性，可以有效抑制电场火花的冲击，在30us内迅速熄灭火花。火花熄灭后快速恢复电场能量，电场电压恢复很快，损失极小。

北京信实德公司研发的工况特性分析诊断的数学模型，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，开发出IPEC电除尘器节能优化控制系统。该IPEC控制系统将高频电源、EIVC-3200型工频电源、DDJX低压控制系统等有机融合在一起，可根据电除尘工况自动调整高频电源、EIVC-3200工频电源、DDJX低压系统运行参数，自动进入高效节能的运行模式。

传统的电除尘电控系统，单独控制高、低压设备供电，制约了除尘效率的提升。在IPEC控制系统，按照除尘室对高低压设备进行统一调度，根据同一除尘室不同电场对除尘效率不同贡献度，划分不同供电权限，根据加权配置不同运行参数，并结合“复合功率振打策略”，统一调度高压供电参数和振打工作时序，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，使电除尘在最佳状态运行。

同时IPEC系统为系统节能提供数据管理、分析功能，并能够自动优化运行参数，具有友好的人机界面，操作简单、方便。

二、吕四港发电公司1-4号炉电除尘器提效节能改造应用

为了实现达标排放的目标，我公司利用1-4号炉检修机会，在2014年实施1-4号炉电除尘电控系统的升级改造项目，改造后除尘器出口排放目标为低于20mg/m3。本次改造工程将电除尘器的电场进行高频电源改造，拆除一、二电场的高压硅整流变，升级更换成高频电源，并配套配电系统和上位机监控系统；将三、四电场控制系统升级改造，并配套配电系统和上位机监控系统，五电场电源改造成为脉冲电源。电除尘高频电源设备采用北京信实德装置，脉冲电源采用丹麦史密斯装置。以一台炉电除尘为例，表1、表2为吕四港发电公司2炉改造前江苏方天电力技术有限公司所做测试的情况：

表1 2除尘器除尘效率计算表

表2 2除尘器阻力及漏风率计算表

由以上测试结果可看出，改造前吕四港电厂2炉的除尘效率在99.73%左右，整炉的烟尘排放浓度在51mg/m3左右。针对以上试验检查情况，制定出了对应的高频电源改造的方案并实施。具体如下：

(一)改造方案

经过跟踪4台机组电除尘设备的各种运行工况，结合北京信实德环保公司电除尘控制系统的优越性能，双方技术人员制定了改造方案：

1.一、二电场8台高频电源改造：拆除除尘器顶部的8台工频变压器，升级改造为8台绿色环保节能的高频电源，保留原有的高压隔离开关柜，实现高频电源与本体的无缝连接；

2.将配电室内一、二电场8工频控制柜改造成高频电源配电柜，满足高频电源配电要求；

3.将三、四电场8套原工频高压控制系统升级；

4.将五电场改为脉冲电源；

5.低压控制系统改造：将原有的低压控制系统升级，优化电加热恒温控制、增加复合功率振打功能；

6.敷设高频电源柜、高压控制系统和低压控制柜之间复合功率振打联动控制信号电缆，高频电源柜、高压控制系统与智能前端机之间的通讯电缆，DDJX系统与智能前端机之间的通讯电缆；

7.从DCS电子间敷设机组负荷信号(4～20mA)电缆至智能前端机箱，给IPEC系统提供负荷控制信号源；

8.敷设IPEC网络，增加智能前端机箱，实现智能节能。

2号炉改造于2014年8月1日开始至8月28日调试完毕，历经28天的时间。

(二)改造后的运行情况

2炉机组电除尘改造完成并重新投运后，在线检测仪粉尘信号，结合IPEC系统强大的数据采集、分析功能和DDJX低压控制系统的“复合功率振打策略”、结合振打正交化试验，优化振打工作时序，IPEC控制系统工况自动控制数学模型，深入各种工况的运行参数，确定不同节能等级的节能控制模式。

通过改造，吕四港发电公司2炉机组电除尘器实现了以机组负荷信号、出口浓度等多参量为闭环反馈,根据机组工况变化自动选择高低压设备的最佳运行参数，避免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。并实现了能耗小、排放低的最佳除尘效果。

2014年12月，江苏省方天电力技术有限公司对2炉电除尘器进行了提效节能改造后的性能测试，在660MW负荷时除尘器出口烟尘排放浓度仅为13.1mg/m3，比改造前下降了74.3%，电除尘耗电量1831.2kW.h，仅比改造前上升了48%，同时电除尘系统运行稳定可靠，达到改造的预期目标。具体参数见表4、表5、表6：

表4 主要测试结果

表5 2除尘器阻力及漏风率计算表

表6 改造前后小时电量统计

(以上表格摘自江苏方天电力技术有限公司对吕四港电厂2炉的测试报告)

由上表可以看出，改造后吕四港发电公司2炉的除尘效率提高到了99.85%左右，整炉的烟尘排放浓度在13.1mg/m3左右，达到了国家排放20mg/m3以下的要求，达到了此次改造的目标。

三、结束语

本次改造采用了整套IPEC提效节能型电控系统，充分挖掘了电控系统的潜力，节约了电除尘改造费用，降低了电除尘出口排放浓度，提高了电除尘系统用电效率，达到了环保提效的改造目的，对今后火电企业采用电控系统实施提效节能改造具有积极的意义。

[1]江苏方天电力技术有限公司.江苏大唐国际吕四港发电有限责任公司2机组除尘器电源改造后性能试验报告[R].2014.

[2]黄炬彩,毛春华,卢刚.高频电源在电除尘器中的应用特点[A].第十四届中国电除尘学术会议论文集[C].中国重庆，2011-10-20.