内蒙古国电能源锡林热电厂2炉电除尘器高频电源改造节能分析

　2012年5月内蒙古科技与经济M ay2012　第9期总第259期Inner M o ngo lia Science T echnolo gy&Economy N o.9T o tal N o.259内蒙古国电能源锡林热电厂

#2炉电除尘器高频电源改造节能分析

孟祥龙

(内蒙古国电能源投资有限公司锡林热电厂,内蒙古锡林浩特　026000)

摘　要:介绍了高频电源节能提效的工作原理、高频电源的结构及功能、高频电源的主要性能特点,并对内蒙古国电能源投资有限公司锡林热电厂除尘器高频电源改造情况作了介绍。

关键词:电除尘;工频电源;高频电源;节能;热电厂

中图分类号:X701.2(226) 文献标识码:A 文章编号:1007—6921(2012)09—0043—03

内蒙古国电能源投资有限公司国家在“十一五”

规划中大力提倡建设节约型社会。各大发电企业,也

正通过节能降耗,降低厂用电率,降低发电成本,提高电价竞争力,积极建设节约型企业来推动建设节约型社会。锡林热电厂在逐步完成大功率辅机变频器改造后,又进行了电除尘器高频电源改造。改造后的高频电源与改造前的工频电源相比,其工作原理及功能的适应性更强、节能效果更好。

1　概述

锡林热电厂#2机组中两台双室四电场电除尘器为华鹏集团镇江市电力设备厂提供,设计除尘效率99.6%,出口浓度小于150mg/m3。除尘器电源为浙江佳环电子有限公司生产的GGAJO2- 1.8A/ 72kV型电除尘器高压电源。电除尘器于2007年8月随机组正式投运。改造前,根据测试报告显示,机组满负荷运行时,其除尘效率低于99.6%,同时除尘器的高压电源在实际运行中能耗较高。为了提高除尘效率、实现节能减排,本次改造工程,对其两台双室四电场高压电源进行改造换型。

改造后,除尘器的电源更换为南京国电环保设备有限公司的开发研制的HF-01系列高频电源,提高了除尘效率和大幅度降低了电除尘器耗电率。2　高频电源节能提效的工作原理

目前,电除尘器普遍采用工频可控硅电源供电。其电路结构是两相工频电源经过可控硅移相控制幅度后,送整流变压器升压整流,形成100Hz的脉动电流送除尘器。

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,其工作频率在20kHz左右。

高频电源的供电电流由一系列窄脉冲构成,其脉冲幅度、宽度及频率均可以调整,可以给电除尘器提供各种电压波形,控制方式灵活,因而可以根据电除尘器的工况提供最合适的电压波形,提高电除尘器的除尘效率,提高供电效率,节约电能。高频电源和工频电源工作原理的主要区别见图1

所示。

图1　高频电源和工频电源工作原理比较

3　高频电源结构及其功能介绍

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。

3.1　低压配电系统

低压配电系统除为高频电源供电外,还给集成在高频电源内部的风机、振打、加热诸单元供电。它具有在设备运行故障时的断电保护功能。

3.2　全桥逆变器

逆变电路由全桥串联谐振逆变器组成,将整流滤波电路产生530V左右的直流电逆变成20kHz左右的高频交流电送高频高压变压器。

3.3　控制电路

控制电路包括电源电路、信号调理电路、DSP 控制电路、驱动电路、二次电流电压采样电路。信号调理板分模拟量调理电路和开关量隔离电路两大部分。

3.4　高频高压变压器

大功率高频高压变压器采用油浸式设计,是高频电源的核心部件,其作用将逆变电路产生的高频交流电升压整流后形成高频高压脉动直流送电除尘器。

3.5　散热系统

HF-01型高频电源采用强迫风冷进行散热,由安装在高频电源底部的风机和分部在高频电源四周的风道配合进行散热,确保变压器和大功率开关元件的温度在正常工作范围之内。

4　高频电源的主要性能特点

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收稿日期:2012-03-18

作者简介:孟祥龙(1981-),男,蒙古族,电气工程师,内蒙古国电能源投资有限公司锡林热电厂电气二次专工,从事继电保护及电气二次检修管理工作。

　总第259期

内蒙古科技与经济

4.1　与工频电源相比,高频电源可增大电晕功率,从而增加了电场内粉尘的荷电能力

如图2所示,高频电源在纯直流供电方式时,其电压波动更小(一般在1%左右,而工频电压波动>30%),其电晕电压更高(可达到工频电源二次电压的130%),其电晕电流更大(峰值电流是工频电源二次电流的200%)

。

图2　工频电源与高频电源电晕功率比较

4.2　与工频电源相比,高频电源的火花控制特性好

高频电源的火花控制,仅需很短时间(<25us ,而工频电源需10000us)即可检测到火花发生并立刻关闭供电脉冲,因而火花能量很小,电场恢复快(仅需工频电源恢复时间的20%),从而进一步提高了电场的平均电压,提高了除尘效率。两者比较见图3所示。

4.3　与工频电源相比,高频电源的适应性更强

高频电源的供电电流由一系列窄脉冲构成,其脉冲幅度、宽度及频率均可以调整,可以给电除尘器提供各种电压波形,控制方式灵活,因而可以根据电除尘器的工况提供最合适的电压波形。间歇供电时,可有效抑制反电晕现象,特别适用于高比电阻粉尘工况。两者输出电压、电流比较见图4所示。

4.4　与工频电源相比,高频电源更高效节能

高频电源提供给电场的电能有效利用率高,减少了无功的供电损耗。实验表明,在保证除尘效率不变的情况下,与工频电源相比,节能幅度最高可达90%。

4.5　高频电源的体积更小、重量更轻,可高度集成

高频电源的配电系统、控制系统、高频整流变压器及振打、加热控制系统可根据需要设计集成在一个箱体内,而总重量只有工频电源的1/4。4.6　高频电源的安装更方便,辅助设备更少

高频电源直接安装在电除尘器顶部,节省配电室空间,节省大部分信号电缆和控制电缆,减少安装费用。

4.7　高频电源堪称绿色能源

高频电源采用三相平衡电源,对电网影响小,无缺相损耗,无电网污染。

5　内蒙古国电能源投资有限公司锡林热电厂电除尘高频电源改造方案

改造内容主要包括高压部分、上位机以及相关的辅助设备。额定输入电压:三相电压380V,50Hz,额定输入电流180A ,额定直流输出电压:72kV ,额定直流输出电流:1.2A 。5.1　高压部分

每电场配置一台72kV /1.2A 规格的高频电源,更换原来工频电源的整流变压器。高频电源安装在电除尘器顶部原来整流变压器位置上;原高压控制柜改为对应电场的高频电源配电柜,原高压控制柜至整流变压器的2×120mm 2动力电缆,更换为高压配电柜至高频电源的3×120mm 2动力电缆。高压部分改造方案见图5

所示。

图5　工频电源控制柜改高频电源配电柜动力接线示意

图5左图为原有工频电源控制柜内部动力接线图,图5右图为高频电源改造工频电源控制图,跳闸,安全联锁可以采用原先工频控制柜内设备,只需将工频二相供电,多接一根变成三相供电,将可控硅拆除,将工频的两根2×120m m 2动力电缆作为高频电源三相四线制电缆。5.2　低压部分

原阴极、阳极振打以及瓷轴加热、绝缘子加热、灰斗加热等配电和控制系统保持不变。5.3　上位机部分

上位机每台炉一套,包含工控机、液晶显示器、网卡等,以及相应的操作系统、iFIX 工控软件平台及应用软件等。上位机与第一台高频电源之间的通讯联络可采用通讯电缆或光缆连接,而除尘器顶部各台高频电源之间的通讯连接则采用通讯电缆。

上位机控制平台为iF IX 工控软件,除提供标准

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