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1、宁夏XX国际大坝发电厂#5、#6炉节能控制技术应用项目建议书福建XX环保股份有限公司2011年6月 前言 节能降耗是我国的基本国策，已日益受到重视，电除尘器耗电占电厂厂用电很大比例，在保证现有除尘器除尘效率的前提下，如果能够降低电除尘器运行能耗，将具有巨大的经济效益和社会效益。根据电除尘器节能研究和项目的前期工作，拟写在#5，#6炉电除尘器实施电除尘节能技术应用技术方案。 一、除尘器布置图如下：ATR1除尘器布置图A列B列ATR1ATR2ATR2ATR3ATR3ATR4ATR4ATR5ATR5BTR1BTR1BTR2BTR2BTR3BTR3BTR4BTR4BTR5BTR5 二、电除尘器能耗为高
2、压系统与电加热系统两大耗电部件，电除尘器电气负荷表如下：序号设备名称型号规格单台套容量台套数总容量相关设备说明1高压硅整流设备GGAj02K-1.2A/72kV 2380V 496 A123.5KVA4104940kVA整流变压器、高压隔离开关箱、高压控制柜等2振打系统（阳极）380V0.18kW4107.2 kW估算，分析对比3振打系统（阴极）380V7.5kW4260 kW估算，分析对比4保温箱电加热器1.5 kW/380V1.5kW440240 kW估算，分析对比5灰斗电加热器2kW/380V2kW448384 kW估算，分析对比6照明箱3N380V6kW4124kW估算，分析对比7检修
3、箱3N380V30kVA130kVA估算，分析对比负荷及各自比例统计：序号内容负荷所占比例1 高压硅整流设备4940kW87.4%2电加热系统624kW11%3振打系统67.2kW1.2%4照明箱24kW0.4%5检修箱30kVA不计入运行分析总负荷5655.2kW 从上面统计中可看出：高压硅整流设备占电除尘器用电的大部分。灰斗及保温箱加热这部分耗电比较稳定，正常运行时已采用恒温控制。因此，电除尘节能技术的应用，采取技术措施的主要对象是高压硅整流控制设备。 三、电除尘器耗电情况 长期耗电设备主要是电除尘器高压硅整流设备，它们实际耗电容量见下表：（2011年某日运行数据为例，实际运行有所变化，但
4、观察该数据应有代表性）运行日期电场名称U1I1U2I2P1(VA)P2(VA)1I1电场706.60001I2电场18518740.17983459531999.81I3电场19921142.270041989295401I4电场0000001I5电场00000011电场24221243720513063096012电场26526540.88027022532721.613电场19621740.26984253228059.614电场00000015电场0000002I1电场26223846.88986235642026.42I2电场20822938.77984763230882.62I3电场
5、17322443.36983875230223.42I4电场0000002I5电场00000021电场25722545.17185782532381.822电场21319941.0798423873271823电场20521241.46984346028897.224电场00000025电场000000#5炉电除尘高压硅整流消耗电晕功率估算(按四、五电场全关)380.4KW 四、电控提效节能的原理及XX节能技术特点 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。在一般情况下，电晕功率越高，除尘效率越高。但在燃用低硫煤、高比阻粉尘条件下，由于存在反电晕现象，过分增加电除尘器高压供电功率
6、，反而会加重反电晕、引起除尘效率降低。所谓反电晕就是沉积在收尘极表面上高比电阻粉尘层产生的局部放电现象。荷电后的高比电阻粉尘到达收尘极后，电荷不易释放。随着沉积在极板上的粉尘层增厚，释放电荷更加困难。此时一方面由于粉尘层未能将电荷全部释放，其表面仍有电晕极相同的极性，便排斥后来的荷电粉尘。另一方面，由于荷电粉尘电荷释放缓慢，于是在粉尘间形成较大的电位梯度。当粉尘层中的电场强度大于其临界值时，就在粉尘层的孔隙间产生局部击穿，产生与电晕极极性相反的正离子，所产生的正离子便向电晕极运动，中和电晕区带负电的粒子，其结果是电流增大、电压降低，导致收尘性能显著恶化。由此可见，高比电阻粉尘可能产生反电晕现象
7、，消耗更多电能的同时导致收尘效率降低。 图3 反电晕时供电和除尘效率的关系理论分析和实践证明,简单采用降低电除尘器运行功率克服反电晕不是个好方法，而采用间歇脉冲供 电技术来克服高比电阻粉尘引起的反电晕不但可以提高除尘效率而且可以大量节约电能。同时，在锅炉负荷变化时电除尘运行有节能潜力：负荷下降导致电除尘器的进口烟气量下降，电场风速降低，在这种条件下可以降低电除尘器运行功率来实现节能。而简单采用降低电除尘器运行功率和用人工设定间歇脉冲占空比的方法克服反电晕，一是无法科学、准确地设定参数；二是无法随工矿变化自动改变参数和工作方式，对除尘器的工况变化又具有不适应性。因此，达不到提效节能的目的，甚至影
8、响除尘效率。XX的节能控制技术不把浊度仪的测量值作为必要的闭环反馈控制信号,而是根据工况特性分析诊断的数学模型，从电参数映射出工况的变化情况，根据工况的变化自动选择运行参数、自动选择间歇脉冲供电占空比从而达到最佳的除尘效率和节能效果。五、节能控制改造方案内容：在#5,#6炉电除尘现有系统结构上进行节能控制技术的应用，实现保效节能，对电除尘控制系统功能进行技术升级和优化。具体改造方案如下：1、保留原有除尘器双室双列控制室中现有的40台高压控制柜、12台振打加热控制柜、保留除尘器顶上的40套高压硅整流装置，保留使用现有的动力电缆和信号电缆，保持原有主回路，更换控制系统，改造范围小，避免重复投资；2
9、、采用高压硅整流控制系统GGaj02-K型控制器，对40台高压控制柜进行控制升级改造，改进后，完全具备系统现有的保护、通讯、人机接口模式的功能，在这个前提下，根据多类型电除尘工况数学模型参数，创建最佳运行方式对工况变化自适应的控制系统。3、 采用IPC-SES控制系统对现有电除尘上位机系统进行改造，增加#5，#6炉机组锅炉负荷信号（表征锅炉燃煤量信号）、锅炉给煤量信号，采集通道(信号4-20 mA )，使电除尘IPC控制系统获取锅炉负荷及给煤量信号。4、低压控制柜振打控制系统升级，增加复合式功率控制振打信号输出接口，增加增强型振打控制输入，增加复合式功率控制振打控制功能，使#5，#6炉40台高
10、压控制柜具备振打响应和输入接口，建立高压控制与低压振打联动的振打控制策略，满足根据工况变化，采用不同力度、频度的振打要求，提高除尘器极板、极线的清灰效果获取最佳振打效果，使除尘器长期处于平稳工况，以保持除尘效率。5、电除尘IPC智能控制系统根据高压控制系统、振打控制系统功能的内容，增加节能管理控制功能，增加TR扩展配置功能、设置负荷区间与节能调节参数功能、节能数据处理功能，对整个除尘器的节能进行统一的管理和调度，通过操作选择不同负荷区间的节能级别、选择各高压设备的节能级别，使节能控制有效、合理。六、经济效益分析因电除尘器多电厂没实际运行，以下数据为保守估计，实际节能效果可能会更好。参照5炉20
11、11 年某日运行数据，运行消耗电晕功率=380.4KW从技术分析和应用经验得知，节能可达30以上，以30%计算，则节电功率114.12kW每天运行24小时计算，每天可节电114.1224小时=2328.88（KW.h）2.4（千度）每月按运行30天估算，每月可节电2328.8830=69866.4（KW.h）7.0（万度）每年按运行280天估算，每年可节电114.12kW24小时280天=985996.8kW.h98.6（万度）按每度电0.26元估算，每年可省985996.8kW.h0.4元/kW.h =39.4万元预估计两台炉每年可省39.42=78.8万元。实际上，以上估算是在有部分设备投
12、入间歇脉冲供电的数据基础上计算的，如以全波供电方式的指标相比较投入新型节能系统后实际的节能指标会更高。现在的人工投入间歇脉冲供电方式可能会影响除尘效率。新型节能系是综合考虑除尘效率和节能的指标的。并且是在停掉后2电场的情况下，如果全开，经济效应肯定更明显。七、设备改进工作内容：1、#5,#6炉40台电除尘高压整流控制系统GGaJ02-K，控制柜改造。2、低压振打控制柜振打及电加热控制改造。序号所属设备名称数量属性1A列振打控制振打控制升级4I/O及AD2B列振打控制振打控制升级4I/O及AD3振打控制复合功率振打控制2I/O3、从主机敷设电缆到除尘控制室，将#5，#6炉锅炉负荷信号、给煤量信号
13、（模拟信号4-20mA）引入到IPC控制系统,分配通道号与输入信号对应关系如下：序号通道号通道定义信号类型量程1IN1除尘器浊度仪信号420mA0100%IN12IN2除尘器浊度仪信号420mA0100%IN23IN3#5、#6炉锅炉负荷信号420mA0100%IN34IN4#5、#6炉锅炉给煤量信号420mA0100%IN4 4、IPC-SES系统根据改造的控制内容进行开发、调试、安装、热态调试 ，主要为：节能管理， TR扩展配置、负荷控制、复合式功率振打控制、节能数据处理。5、成套系统厂内测试。6、技术改造所需材料：序号名称型号数量单位1电压自动调整器MVC196-E40套2振打控制模块AZD8套3IPC-SES节能控制系统IPC_server1套IPC_client套4AD模块RM20111套5锅炉负荷信号，给煤量信号电缆RVVP31.01批7、现场安装、调试工作。序号内容数量单位1安装高压硅整流控制系统控制器；40台2
