高频电源节能提效研究

彭宇泉

高频电源节能提效研究

彭宇泉

（福建龙净环保股份有限公司，福建龙岩364000）

通过对吉林某电厂2#炉电除尘器的电控系统用高频电源改造高压电源，分析对比改造前后的电除尘电耗数据及脱硫入口浊度数据，探讨高频电源节能管理在电除尘应用上的可行性。

高频电源；电除尘；改造；节能

环境危机与能源危机日趋严峻，节能减排已成为共识。如何提高燃煤电厂电除尘的效率与降低它的能耗是摆在电厂与除尘设备供应商前的一个课题。在不大的改动电除尘本体的前提下，应用高效率的电控系统，可以提高电除尘的效率，且同时可以降低它的能耗。

除尘用高频电源是新一代的高效电源，它的效率与功率因数比传统的除尘用硅整流高压电源高，除尘用硅整流高压电源的功率因数与效率在额定工况下，一般为0.8左右，而除尘用高频电源的功率因数与效率在额定工况下均可达到0.93以上。在同样的输出功率下，除尘用高频电源比传统的除尘用高压电源输入功率小，更节省能量。

燃煤电厂的电除尘设备是按机组的最大负荷下的除尘效率来设计的，根据推导的除尘效率公式：

式中：η为效率；A为收尘极面积；Q为烟气量；ω为驱进速度；A为收尘极面积。

在特定的除尘器中，A是一定值，在除尘效率一定的情况下，Q与ω成正比，而：

式中：E为电场强度；a为尘粒半径；μ为粘滞系数。

因此在机组负荷较小时，烟气量较小，在满足规定除尘效率下，可以适当降低电场强度。因此根据机组负荷来调节电除尘高压系统的功率输出，可以在满足除尘效率的前提下，节省电除尘电耗。而电除尘的智能节能程序正是依据这个理论，并综合电除尘的出口排放而设计的。这个理论的支持下，吉林某燃煤电厂2#炉电除尘进行了相关的电控系统改造。根据2#炉电除尘节能改造技术方案，在2#炉停炉情况下，对2#炉电除尘高低压控制系统进行了改造，将一电场的高压电源改为高频电源，现改造工作已经结束，2#炉电除尘高低压控制系统已投入正常运行，IPC系统已具备根据工况及机组负荷自动寻找最佳工作方式进行节能的功能。

1　改造及调试工作的主要内容

（1）将2＃炉电除尘一电场分为两个独立供电的小分区。将这两个小分区的连接圆钢切断，并使之保持足够的安全距离，在现场施工时，切断口间的距离大于300 mm。

（2）将一电场的4台2.0 A/66 kV的变压器更换为8台1.0 A/66 kV的高频电源，每台高频电源给一个小分区供电。

（3）将一电场的高压控制柜改造为高频配电柜，将二电场、三电场、四电场的高压控制柜改造，安装龙净新型的MVC-196E系列控制器。

（4）在低压控制柜8台高频控制柜间之间敷设断电振打电缆，原一电场的阳极振打电机对应于新安装的2台高频电源，这两台新安装的高频断电信号由原一电场的断电信号控制。

（5）敷设机组负荷信号电缆，并接入IPC智能控制系统，使除尘系统运行时获取机组负荷信息。

（6）更换IPC系统。

（7）IPC系统与各高压控制柜、PLC控制柜通讯测试。

（8）在集控室安装IPC客户机软件并通讯测试。

（9）利用IPC系统分析各电场的电气特性参数，并根据负荷信号调节各种节能模式下的控制参数进行测试，观察各种节能模式下粉尘排放情况。

（10）根据测试情况，确定节能模式的控制参数，并将该参数作为推荐运行参数，供现场执行。

（11）根据不断试验，摸索各个电场的最佳运行参数及排放变化情况，确定节能模式下的参数设置。同时，调整各电场阴、阳极振打控制，设置各电场的断电振打功能，提高振打效果，使节能模式运行更加稳定。

2　不同运行模式下的电耗参数

（1）以2#炉改造前（2016-01-11—2016-01-17）7天的统计数据为例，常规供电状态下运行数据为例，实际运行有所变化，但从长期观察该数据有代表性。该数据来自电气系统2#炉电除尘MCC段（表1）。

脱硫吸收塔入口粉尘浓度：25～35 mg/Nm3。

（2）以2#炉升级后（2016-02-15—2016-02-21）7天的数据为例，常规供电状态下运行数据为例，实际运行有所变化，但从长期观察该数据有代表性。该数据来自电气系统2#炉电除尘MCC段（表2）。

脱硫吸收塔入口粉尘浓度：20～27 mg/Nm3。

表1　改造前的电耗数据

表2　改造后未投智能节能系统时的电耗数据

（3）以2#炉升级后（2016-02-25—2016-03-02）7天的数据为例，常规供电状态下运行数据为例，实际运行有所变化，但从长期观察该数据有代表性。该数据来自电气系统2#炉电除尘MCC段（表3）。

脱硫吸收塔入口粉尘浓度：20～28 mg/Nm3。

表3　改造后投智能节能系统时的电耗数据

（4）采集改造前各个负荷区段电除尘的电耗数据（数据采集时间2016-01-11—2016-01-17），改造后不投节能系统各个负荷区段电除尘的电耗数据（数据采集时间2016-02-15—2016-02-21），改造后投节能系统各个负荷区段电除尘的电耗数据（数据采集时间2016-02-25—2016-03-02），该数据来自电气系统2#炉电除尘MCC段，各数据对比如图1所示。实际运行有所变化，但从长期观察该数据有代表性。表4电耗为平均每小时电耗。

图1　电除尘段电耗对比图

3　改造后与改造前的电除尘电耗对比及节电率计算

图1所示为2#炉电除尘段在不同运行模式下，电除尘段的电耗对比图。改造后投入节能系统后与改造前相比节电率：

改造后不投节能系统与改造前相比节电率：

表4　平均每小时电耗

4　结论

根据以上电除尘控制系统改造节能数据的分析，在当前工况的条件下，2#炉电除尘在现有系统架构上进行节能控制技术的应用，实现了节能运行的目的。由于电除尘电场工况条件的变化，与锅炉负荷、燃煤情况、煤质等因素都有关联关系，电除尘实际消耗的功率是随着负荷和电场工况条件的变化而动态变化。IPC节能软件能够根据工况和负荷变化自动寻找最佳工作方式，减少无效功率的输出，达到了节能效果。通过调试，2#炉电除尘IPC系统运行稳定正常，对比电除尘出口浊度数据与脱硫系统入口粉尘浓度数据发现，电除尘出口实际排放浓度低于改造以前。从运行功率比较图看，节电效果显著。从本次2#炉电除尘自动节能技术改造来看，节能管理应用在电除尘上的应用完全可行。

［1］朱琪.电除尘电源节能改造［J］.华电技术，2008（7）:68-70.

［2］郝建宏，马永光.电除尘器节电控制策略的优化［J］.华北电力技术，2010（1）:1-4.

［3］乔永成，王新中.火电厂电除尘器电控系统的节能改造［J］.中国环保产业，2010（8）:35-37.

The study of improving efficiency and saving energy by application of high frequency power supply

PENG Yuquan
（Fujian Longking Co.，Ltd.，Longyan 364000，China）

On the base of the transform about unit 2 ESP of one power plant in Jilin province，from the high frequency power supply to high voltage power supply，and by analyzing and contrasting the before-and-after changes on the data of the energy consumption and the opacity of the entrance of ESP，we can explore the feasibility of improving efficiency and saving energy for high frequency power supply through energy management software.

high frequency power supply；ESP；alteration；energy-saving

TP273；X38

A

1674-0912（2016）09-0042-03

彭宇泉（1983-），男，湖北黄冈人，大学本科，中级工程师，大气污染治理电控专业。

（2016－05－24）