300MW机组电除尘电源节能增效改造

３００ＭＷ机组电除尘电源节能增效改造　国电永福发电有限公司 杨福才 广西桂林 邮编：５４１８０５　中国国电集团公司广西分公司 唐细致 广西南宁 邮编：５３００２２　Abstract: The conventional view of the current use of the existing electrostatic precipitator power supply and high energy consumption, collection efficiency is low, difficult to meet the national emission standards for new issues such as the use of high frequency electrostatic precipitator power supply on the transformation of the original ESP replacement, making good energy-savingsynergistic effect, in order to have reference to other plants.Keywords: high-frequency electrostatic precipitator power supply, power supply, power consumption, collection efficiency., Energy efficiency, energy consumption test摘 要：针对当前使用的常规电除尘电源存在的能耗高、除尘效率低、难于达到国家规定新的排放标准等问题，使用电除尘高频电源对原电除尘电源的改造更换，取得良好的节能增效效果，以期对其他电厂有所借鉴。

关键字：电除尘高频电源、供电方式、功耗、除尘效率．、节能增效、能耗测试　０前言　随着现代工业的飞速发展及市场竞争的激烈，国家环保政策的越来越严格，企业对生产节能降耗、降低生产成本的意识和要求在不断增强。

另外为了降低生产设备的故障率，延长设备的使用寿命，所以电除尘系统的节能降耗工作得到广泛的重视。

　国电永福发电有限公司３００ＭＷ机组电除尘使用的是浙江佳环电子有限公司的型号为ＧＧＡｊ０２（ＤＪ－９６）型额定输出１．２Ａ／７２ｋＶ的工频高压电源，在实际运行中电源的转换效率低，能耗大，给整个的公司长远效益带来了影响，企业存在急迫的节能减排改造需求。

１原设备概况　１．１电除尘本体　国电永福发电有限公司３００ＭＷ机组每台机组配置两台天洁集团有限公司生产的２ＹＳＣ－３２３－４型双室四电场静电除尘器。

该电除尘器为双室四电场布置，阳极板型式为４８０Ｃ型，Ｉ电场阴极板型式为ＢＳ－０４芒刺线，　ＩＩ电场阴极板型式为ＢＳ－０５芒刺线，　Ⅲ、Ⅳ电场阴极板型式为螺旋线。

每台电除器有８套阳极振打装置，采用挠臂锤下部振打方式；有８套阴极振打装置，采用挠臂锤侧部振打方式。

电除尘器每个电场设有１只灰斗来收集从阴、阳极板上振打下来的粉尘。

　１．２电除尘电源控制　原电源控制部分由１６台高压控制柜和５台低压控制柜组成。

高压控制柜的控制部分采用的是８０Ｃ１９６ＫＢＨ单片机为核心的控制器，为数码管的显示方式。

低压控制柜的控制部分采用的是１６位８０Ｃ１９６ＫＢＨ单片机为核心的控制器，用于控制电除尘器的振打、加热等相关的低压用电设备，并由一台ＰＬＣ控制器进行管理。

高、低压柜通过ＲＳ４８５通讯接口与上位工控机通讯，实现远程监控与操作。

　２改造方案　根据现场情况本次改造不对本体及低压控制部分进行改造，只对电除尘器高压控制部分进行改造，一台机组双列双室四电场的电除尘器每个电场分区分别用一台高频电源全部替换传统的ＳＣＲ电源，每台机组电除尘器就需要更换１６台的高频电源。

将原除尘器顶部的整流变压器拆除，在整流变压器位置上安装上高频电源，保留并改接原高压控制柜作为高频电源供电柜；保留高压控制柜到整流变压器的动力电缆作为高频电源的动力电缆。

另外，同时在电除尘值班室配备２台上位机对两台机组４台电除尘器上所有工作的３２台电源进行实时远程监控与操作，并铺设上位机到各高频电源的通讯电缆。

保留低压控制柜及原控制方式，低压控制柜通过ＲＳ４８５接口与上位机通讯，实现远程监控与操作。

　３ＨＦ－０１　型电除尘高频电源原理、结构及功能特点　３．１高频电源工作原理简介　高频电源是将三相交流电经整流和滤波后得到约　５３０Ｖ　左右的直流电压，经全桥逆变，形成２０ｋＨｚ　左右的交变电流，再经高频变压器升压整流后形成高频高压脉动直流送电除尘器。

高频电源系统原理框图如图所示。

　高频电源系统原理框图　３．２高频电源结构　ＨＦ－０１　型电除尘高频电源其结构主要由主机外壳、低压配电系统、全桥逆变器、高频高压变压器、控制电路、散热系统等组成。

ＨＦ－０１　型电除尘高频电源采用一体化结构设计，将主机外壳、低压配电系统、全桥逆变器、高频高压变压器、控制电路、散热系统集成在一起。

全桥逆变器布置在高频变压器的正面，低压配电布置在变压器的侧面，控制电路布置在正面门板内侧。

散热系统采用强迫风冷方式给高频变压器和大功率逆变元件散热。

　３．３高频电源功能特点　电除尘器高频电源是利用高频开关技术而形成的逆变式电源，其供电电流是由一系列窄脉冲构成，可以给电除尘器提供具有从接近纯直流到脉动幅度很大的各种电压波形。

高频电源控制方式灵活多样，可根据电除尘器运行工况选择最合适的电压波形，减少电除尘能耗，提高除尘效率；另外，高频电源还有体积小、重量轻、节省电缆用量，三相平衡供电等诸多优点。

　３．４高频电源供电控制　ＨＦ－０１型电除尘器高频高压电源供电控制有三种方式：手动连续、自动连续、脉冲供电方式。

　（１）手动连续：手动连续供电时，谐振电路按照设定的固定频率运行，输出到电场的能量基本恒定，运行状态最稳定。

一般在系统状态不太稳定的情况下，如电场有问题频繁闪络，一次电流、二次电流或二次电压采样有问题，系统运行参数及状态需要调试等情况下可采用该模式。

（２）自动连续高频电源根据二次电流、二次电压设定值，对二次电压和二次电流进行自动跟踪调整，使其运行在整定参数附近。

其中二次电流设定值不超过１３００ｍＡ，二次电压设定值不超过７２ｋＶ。

（３）脉冲供电：脉冲供电方式下，由高能脉冲和低能脉冲构成了一个简易脉冲周期。

因此，脉冲供电方式既保证了除尘效率又节省了电能。

但由于设备在高能脉冲和低能脉冲之间不停切换，故稳定性不如手动、自动连续方式。

　　三种方式应根据电除尘器的实际工况来选择。

３．５自动监控系统　自动监控系统是一个以工业控制计算机为核心，以ＩＦＩＸ系统为平台的智能型自动化系统，以４８５工业总线将电除尘的高压供电电源、低压配套设备的控制处理　、粉尘浓度仪等设备连接成分布式网络控制系统，可对此系统进行远程监控。

　４施工安装　４．１预先敷设电缆及增加上位机　每台机组增加一台控制计算机，铺设高频电源通讯电缆。

安装好ＩＦＩＸ软件，并进行系统组态。

　４．２配电系统母线改动　保留并改接原高压控制柜，作为高频电源供电柜，利用原有（２＊２＊９５）电缆作为高频电源的相线和零线，具体方案如下：分别停原工频电源控制柜Ａ、Ｂ侧母排电源，在工频电源每台柜内，从母排多引一根电源线接入工频电源控制柜内的刀铡开关，接好后，将工频电源继续投运。

　４．３电缆改动　保留高压控制柜到整流变压器的动力电缆作为高频电源的动力电缆。

　４．４高压电源更改　高频电源安装和工频电源运行可相互独立，工频电源可继续在原有上位机上进行操作，当每台高频电源安装完毕后就可独立运行，可通过新增上位机进行操作，直到所有高频电源安装完毕，可将工频电源上位机拆除。

当每个电场安装高频电源时，只需将该电场原控制柜内断路器断开，将断路器三个相线及零线引至控制柜下部端子并与原动力电缆相接。

将原除尘器顶部的整流变压器拆除，在整流变压器位置上安装上高频电源，连接好动力电缆。

电场高频电源安装完毕后，可将该电场高频电源投运，继续安装其他电场的高频电源。

５改造前后能耗测试和经济性分析　为了验证电除尘电源改造后的节能效果，由广西中试院对改造前后电除尘器的除尘效率和高压柜的输入功率进行了测试（测试数据见表１～表４）及每日厂用电量抄表数据（表５～表６）。

表１：　３号炉改造前电除尘器运行参数记录（Ｂ运行方式）电场高压控制柜电除尘运行方式U1 V I1 A U2 KV I2 mA 输入功率 KW B11 B方式313 290 64 884B12 B方式211 164 42 337B13 B方式178 206 44 780B14 B方式178 201 43 809199B21 B方式318 208 60 884B22 B方式218 164 43 310B23 B方式198 189 45 710B侧B24 B方式185 201 43 784176.5表２：　３号炉改造后电除尘器运行参数记录（一电场为自动连续，其他电场为脉冲供电）电场高压控制柜电除尘运行方式U1 V I1 A U2 KV I2 mA 输入功率 KW B11 自动连续524 12 50 101B12 脉冲供电499 30 42 295B13 脉冲供电529 30 39 274B14 脉冲供电533 24 40 30086.5B21 自动连续548 11 47 101B22 脉冲供电549 27 41 263B23 脉冲供电546 20 39 244B侧B24 脉冲供电537 19 38 23672.7表３：３号炉电除尘器改造前主要性能试验数据表　表４：３号炉电除尘器改造后主要性能试验数据表　电除尘器进口电除尘器出口名称烟气量(Nm3/h) 烟尘浓度(mg/m3）烟尘排放量（kg/h）烟气量(Nm3/h) 烟尘浓度(mg/m3）烟尘排放量（kg/h）除尘效率（%）A1列300314 31405.82 9431.61A2列250291 30333.59 7592.22563815 22.35 12.60 99.97 B1列/ / /B2列318372 31070.67 9892.03611455 28.60 17.49 99.94 表５：３号炉电除尘器改造前３００ＭＷ负荷情况下电耗情况　300MW机组主要辅机耗电量统计表（10月28日）设备名称倍率本次抄表数（10月28日24：00）上次抄表数（10月27日24：00）电量（kW.h)#3A电除尘变36 35175 34764 14796#3B电除尘变36 37905 37482 15228 表６：３号炉电除尘器改造后３００ＭＷ负荷情况下电耗情况　300MW机组主要辅机耗电量统计表（12月26日）设备名称倍率本次抄表数（12月26日24：00）上次抄表数（12月25日24：00）电量（kW.h)#3A电除尘变36 49407 49276 4716#3B电除尘变36 52071 51967 3744改造前排放烟尘浓度为４７．４２（ｍｇ／ｍ３），改造后排放烟尘浓度为２８．６０　（ｍｇ／ｍ３）。