電除塵高頻電源改造技術方案設計

1、2k醉國華探J9Sn9gjchj* 躍 ww寶電# 1、#2機組電除塵高頻電源改造技術方案批準：審核：編制：神華內(nèi)蒙古國華呼倫貝爾發(fā)電有限公司2013年12月6日一、改造背景及目的依據(jù)最新頒布執(zhí)行的火電廠大氣污染物排放標準(GB13223-2011) , 2014 年7月1日起火力發(fā)電鍋爐粉塵排放限值為 30mg/Nm3而在國土開發(fā)密度較高， 環(huán)境承載能力開始減弱，或大氣環(huán)境容量較小、生態(tài)環(huán)境脆弱，容易發(fā)生嚴重大 氣環(huán)境污染問題而需要嚴格控制大氣污染物排放的地區(qū)(即重點地區(qū))，火力發(fā)電鍋爐粉塵排放限值為20mg/Nm3目前我廠#1機組600MV負荷時電除塵器出口煙塵濃度為 44.8 mg/Nm

2、3,#2機 組600MW負荷時電除塵器出口煙塵濃度為 48.4 mg/Nm3,經(jīng)過對國華三河電廠、 國華盤山電廠、國華滄東電廠及國華臺山電廠調(diào)研，通過對電除塵器電源改造可以實現(xiàn)降低粉塵目的，并均實現(xiàn)了電除塵器出口粉塵濃度低于20mg/Nm3目標，同時也可實現(xiàn)不同程度的節(jié)能，因此，為達到環(huán)保排放要求，我廠對#1、#2爐電除塵器進行高頻電源改造、設備情況介紹國華呼倫貝爾電廠#1、2爐原設計安裝四臺浙江菲達環(huán)?？萍脊煞萦邢薰?生產(chǎn)的臥式雙室四電場電除塵器，除塵器出口煙塵排放濃度設計值為 100mg/Nr 現(xiàn)有靜電除塵器主要參數(shù)見下表：序號項目單位數(shù)據(jù)設計效率：設計煤種%99.751校核煤種%99.

3、75保證效率：%99.52本體阻力Pa2003本體漏風率%2.54噪聲dB855有效斷面積2 m4966長、高比/1.167室數(shù)/電場數(shù)個2/48通道數(shù)個2 X 409單個電場的有效長度m4.510電場的總有效長度m1811比集塵面積/一個供電區(qū)不工作時的比集塵面積m/m3/sec83.2/74.6212驅(qū)進速度/一個供電區(qū)不工作時的逐進速度cm/sec7.2/7.2913煙氣流速m/sec1.0814煙氣停留時間sec16.715陽極系統(tǒng)序號項目單位數(shù)據(jù)陽極板型式及材質(zhì)/C 型,spcc同極間距mm400陽極板規(guī)格：高X寬X厚mX mnX mm15.5 X 480 X 1.5單個電場陽極板塊

4、數(shù)塊738陽極板總有效面積（不包括出口槽形板）44640振打方式/最小振打加速度/側(cè)部機械振打，150g振打裝置的數(shù)量套816陰極系統(tǒng)陰極線型式及材質(zhì)/前二電場整體RSB線, 第四電場螺旋線沿氣流方向陰極線間距mm500,250陰極線總長度m11160振打方式/最小振打加速度/側(cè)部機械振打,50g振打裝置的數(shù)量套817殼體設計壓力 負壓正壓KPaKPa-5.95.918殼體材質(zhì)/Q23519灰斗每臺除塵器灰斗數(shù)量個16灰斗加熱型式/板式電加熱灰斗料位計型式/射頻導納20整流變壓器數(shù)量臺8整流變型號ZZD42.0A/72KVHW整流變壓器型式（油浸式或干式）/重量/t油浸式,3每臺整流變壓器的額

5、定容量KVA206整流變壓器適用的海拔高度和環(huán)境溫度1000,-45 4021每臺爐電氣總負荷KVA3740每臺爐電除塵電氣系統(tǒng)配置如下:序號名稱規(guī)格型號單位數(shù)量產(chǎn)地生產(chǎn)廠家備注1硅整流變壓器ZZDJ2-2.0A/72kVHW臺16大連電子研究所整流變?nèi)萘?06kVA入交流電壓值380V （兩相）輸出直流電壓值72kV輸出直流電流值2.0A2高低壓控制柜2.0A/72kV臺16北京信實德EPMX -川序號名稱規(guī)格型號單位數(shù)量產(chǎn)地生產(chǎn)廠家備注控制方式單片3阻尼電阻ZG12只16北京信實德4高壓穿墻套管ZDT-07只16宣化宣化電瓷5咼壓隔離開關柜FT9G臺16宣化宣化電瓷6振打操作箱X D只8北

6、京信實德7板式電加熱控制柜只2浙江海鹽電器8安全聯(lián)鎖箱X LS臺2北京信實德9測溫傳感器Pt100支12北京信實德10程序控制系統(tǒng)上位機工控機臺1臺灣研華公司(2)彩色顯示器21 ”液晶臺1韓國三星打印機A3激光臺1日本惠普UPS1kVA臺1廣東山特計算機操作臺/臺1北京信實德11系統(tǒng)軟件/套1北京信實德12濁度儀DCEM2100臺2英國COLD13檢修箱X D只4北京信實德14通訊電纜/套1北京信實德15其它所需部件（1）母線銅排套1北京信實德2015年煤質(zhì)灰分數(shù)據(jù)日期1月1日2月1日3月1日4月1日5月1日6月1日灰分(Aar%)7.8510.237.2511.148.9511.92日期7

7、月1日8月1日9月1日10月1日11月1日12月1日灰分(Aar%)7.815.1815.1310.369.778.77三、改造方案1、電源部分1.1、高頻電源原理介紹電除塵用高頻高壓整流設備通過有效地使用新材料和新型電力半導體器件，綜合應用電力電子技術、微電子技術等，實現(xiàn)對電能的高效能變換和控制， 包括 電壓、電流、頻率和波形的變換，從而滿足電除塵的供電特性和要求。主頻率功率的工藝高頻率功率的工藝HV DC如上圖所示，高頻電源將工頻三相交流電源整流為直流電源，通過變換器實 現(xiàn)直流到高頻交流電源的轉(zhuǎn)換，高頻整流變壓器實現(xiàn)升壓和二次整流， 輸出直流 負高壓，其與我廠目前使用的工頻兩項電源區(qū)別在于

8、增加了一路整流逆變環(huán)節(jié)， 使初次整流逆變后的交流電源頻率能夠達到 20kHZ以上，在二次整流逆變時，紋 波系數(shù)大大降低，使其輸出的直流電壓峰值與低谷值相差較小。由于高頻電源采用IGBT逆變成20kHz高頻信號，升壓整流輸出。當發(fā)生閃 絡火花放電時，由于高頻電源采用 I GBT 器件控制，所以高頻電源瞬間火花 封鎖是由IG B T自動保護的，火花封鎖時間比較短，只需幾毫秒，能夠更好的 控制電場內(nèi)火花的產(chǎn)生，同時也大大提高了除塵效率，降低能耗。1.2改造技術路線及說明結合我廠目前情況及國內(nèi)同類型電廠成功案例，此次改造方式是1、2電場使用高頻電源，3、4電場使用三相電源，詳細說明如下：、針對電除塵器

9、前電場入口濃度大，易發(fā)生火花閃絡，實際運行過程 中高壓設備運行平均電壓一般在 60kV左右，按工頻電源30%勺紋波系數(shù)計算， 高壓設備峰值電壓在 78kV,而高頻電壓的平均電壓等于峰值電壓，參照原工頻 電源容量，將原有第一、第二電場8臺2.0A/72kv工頻電源改成2.0A/80kv高頻 電源。把高頻電源布置在1、2電場，可充分發(fā)揮高頻電源火花響應速度快的特 性（約1520mS,將二次電壓始終保持較高水平，可有效提高前電場的收塵效 率；、三相電源有類似于高頻電源的供電特性，可提供比工頻電源更高的 二次電壓和二次電流，但三相電源采用3對反向可控硅進行整流，火花響應特性 較差；電除塵3、4電場由于

10、粉塵濃度低，粉塵粒徑小，幾乎不會發(fā)生火花閃絡， 但需要更高的二次電壓捕集更多的微細粉塵，使用三相電源不會觸發(fā)電場閃絡， 可以克服高頻電源電壓容量受限問題（三相電源容量可達90kV），更有利于末電場微細粉塵的捕集，故將3、4電場改為三相電源；、由于高頻電源及三相電源的控制柜與變壓器是一體化配置，故將現(xiàn)有的電除塵整流變拆除，將高頻電源及三相電源的變壓器及控制柜安裝在原有設 備基礎上，隔離開關仍舊使用原隔離開關部分， 不做更換及改造（高頻電源及三 相電源在生產(chǎn)制造時，按照現(xiàn)有隔離開關接口的尺寸制作輸出母線外殼接口）。、原控制柜保留低壓震打及加熱部分，其余全部拆除，同時在原控制 柜兩相電源的基礎上，增

11、加一相作為高頻電源及三相電源的供電電源；、現(xiàn)常規(guī)電源柜的額定一次電流為 568A,至工頻整流變壓器之間聯(lián)絡 電力電纜為3根VV-1KV 2X 150mm2單芯額定載流量為310A而改造后的高頻 電源2.0A/80KV的輸入電流為294A,輸入功率為193KVA三相電源2.2A/85KV 的輸入電流為332A輸入功率為219KVA可見現(xiàn)常規(guī)電源所用的電力電纜規(guī)格 滿足新增高頻電源所需的電力電纜規(guī)格，高頻電源及三相電源的一次電纜仍舊使 用現(xiàn)有電纜；、 將原有的電除塵器控制系統(tǒng)上位機拆除，安裝新控制系統(tǒng)及上位機，使其具備斷電振打功能以及實現(xiàn)高低壓設備能夠進行聯(lián)動控制，從而降低二次揚塵現(xiàn)象以及提高節(jié)能

12、效果；127、 將現(xiàn)有的隔離開關位置節(jié)點及保護信號接入高頻電源/三相電源就地 控制柜，并會同高頻電源/三相電源的控制及保護信號傳至上位機；128、目前電除塵電源控制柜內(nèi)一次電源斷路器無零序保護，為防止電纜發(fā)生接地故障后越級跳閘導致整個電除塵退出運行，將一次電源的斷路器改為帶零序保護的斷路器；129、目前我廠電除塵電源單臺容量為 206kVA每臺機組電除塵器電源由 電除塵PCA、B段提供電源，每段帶8臺，每段上負載共計1648kVA改造后電 除塵PC每段帶4臺高頻電源（單臺容量為193kVA）、4臺三相電源（單臺容量為 219kVA），每段上負載共計1648kVA與現(xiàn)有電除塵器電源容量一致，不需

13、對電 除塵PC段變壓器進行增容。、控制柜布置位置2、電除塵本體部分目前我廠電除塵本體部分運行已達 6年，2015年10月份對#2機電除塵本體 進行過一次檢修，#1機電除塵本體無檢修，根據(jù)目前運行情況可以看出，電除 塵器本體無較大缺陷，但為保證此次改造后，不發(fā)生因電除塵器本體缺陷導致排 放指標不合格，此次改造時需對#1、#2機電除塵器本體進行一次檢修。電除塵 檢修中，主要檢修工作是對電除塵進行深度清洗，檢查和檢修電除塵陰極線及陰極線框架、陽極板及懸掛、振打系統(tǒng)、瓷瓶懸掛、灰斗壁焊縫及支撐，電場頂部 瓷瓶，電場高壓引線，瓷瓶電加熱及通風回路，除塵器機械五防系統(tǒng)，消除設備 隱患，確保修后電除塵高效、

14、可靠、安全、長期的運行。具體檢修內(nèi)容如下：2.1檢查進、出口氣流分布板的腐蝕，磨損情況，變形校正和檢修更換。2.2檢查陰極懸掛系統(tǒng)，調(diào)整瓷瓶安裝位置，調(diào)整陰極懸掛框架，使大框架 恢復原始狀態(tài)，并滿足設計要求。2.3檢查陰極大框架變形，焊口情況，有變形或焊縫開裂加以校正補焊。2.4陰極小框架，支架損壞部位，給予修復。2.5全面檢查陰極錢及固定連接件做好記錄，對于斷線進行更換新線，對于 松馳線進行處理或更換新線，對磨損變形螺旋線掛鉤更換，陰極線固定螺栓脫落和松動的更換螺栓并點焊牢固。2.6連接板磨損的修復，做好檢修記錄2.7檢查陽極懸掛裝置變形，裂焊，螺栓緊固情況，進行校正，補焊，更換， 對變形陽

15、極板校正，更換變形嚴重的陽極板，檢查、修復陽極板固定夾板。2.8陰陽極同、異極距全面檢查與調(diào)整。2.9灰斗內(nèi)部檢查，清除積灰和雜物，檢查灰斗壁焊縫是否開裂和灰斗壁是 否有裂縫，如有損壞修復處理。2.10全面檢查陽極板積灰情況，檢查檢修陽極板下橫梁。2.11檢查人孔門密封性能，消除漏風。2.12除塵器各孔洞密封裝置檢查清掃，消除爬電現(xiàn)象。2.13電場高壓引線檢查處理。2.14瓷瓶電加熱及通風回路檢查及處理。2.15頂部瓷瓶小室密封檢查及處理。2.16除塵器機械五防系統(tǒng)檢查及處理。2.17輸灰倉泵組閥門、節(jié)流孔板、止回閥、彎頭更換及積灰清除外運。（備件自理）a檢查各灰斗內(nèi)積灰情況，并全面清除積灰。

16、b倉泵內(nèi)部雜物清理，氣化板檢查。2.18陰極大小框架調(diào)整。全面檢查陰極大框架，所有非電場間距是否符合 設計要求，調(diào)整時應保證框架的平面度，對角線尺寸，但兩者相矛盾時以保證電 場間距為前題。2.19極線檢查、檢修。電場所有陰極線全面檢查，發(fā)現(xiàn)松動、損壞等缺陷 的極絲必須拆除，消除缺陷后重新安裝。2.20極距調(diào)整異極距檢測分別采用“ T”型塞尺從上到下不低于6點，從外 到內(nèi)不低于5點，全面檢測異極距做到100%勺檢查，達到設計要求200 10mm2.21電場刀閘檢查a刀閘無變形，接觸良好。b刀閘外觀無異常。2.22電場頂部瓷瓶檢查a瓷瓶無裂紋、缺損。b瓷瓶內(nèi)外清潔。c瓷瓶電加熱及通風回路2.23加

17、熱器直阻合格、加熱器加熱正常。2.24通風機通風及加熱回路正常。2.25頂部瓷瓶小室密封正常。2.26其它要求a檢查進出口氣流分布板及阻流板，對已變形的進行校正。b全面檢查所有人孔門：對銹蝕較重的進行處理或更換，對密封件進行檢查更換。c電除塵器密封性：殼體、進、出口喇叭內(nèi)壁情況檢查，對滲水及漏風處進 行補焊修復，所有人孔門密封性檢查并處理；d進、出口喇叭：檢查氣流分布板、導流板及吊掛固定部件的磨損及焊接固 定情況，對損壞部件進行修復；3、上位機部分此次改造需將原上位機系統(tǒng)全部拆除， 使用新上位機及系統(tǒng)，以實現(xiàn)高低壓 聯(lián)動功能，同時將電除塵控制系統(tǒng)與輔控網(wǎng)相連，以實現(xiàn)數(shù)據(jù)實時監(jiān)測電除塵器上位機的

18、編程方式，以及通道能夠?qū)┠偷吕ヲv系列品牌的 PLC同時還需要支持Mdbus協(xié)議進行上傳數(shù)據(jù)。傳輸介質(zhì)選用光纖，當傳輸距離不能滿足要求時，應提供中繼器。軟件部分主要由監(jiān)控軟件、編程軟件以及實時數(shù)據(jù)庫組成，它們分別實現(xiàn)各電除塵器電源控制柜的監(jiān)控、各電除塵器電源控制柜控制功能以及 系統(tǒng)內(nèi)部、外部的數(shù)據(jù)接口。上位機要求在中文版 Windows環(huán)境下運行，監(jiān)控軟件應采用 WONDERWARE 的正版INTOUCH軟件，采用10.0版本。確保系統(tǒng)既有較好的運行實時性,又有良好的開放性。所有設備的代號和測點編號應采用KKS編碼。在交貨時應同時提供的針對呼倫貝爾工程的正版軟件授權證明文件， 確保提供的軟件

19、為正版軟件，具有軟件授權光盤及硬件加密鎖，否則，在 任何階段無償提供。編程軟件也應基于 WINDOW酥境下運行,能對各系統(tǒng)PLC進行控制算 法和邏輯組態(tài)的軟件。編程軟件必須支持功能塊圖、梯形圖、順序功能流 程圖、指令表、結構化文本等多種方法編程，既可離線又可在線進行組態(tài)。應根據(jù)所覆蓋的工藝系統(tǒng)實際情況完成監(jiān)控軟件的組態(tài)、編程和調(diào)試，并負責與各車間控制系統(tǒng)的接口和協(xié)調(diào)，最終保證系統(tǒng)正常投運。4、性能試驗改造前后對電除塵器進行性能試驗， 對比改造效果，性能試驗由省級及以上 電科院或環(huán)保單位進行（東北電科院、內(nèi)蒙古電科院及西安熱工院） ，性能試驗 主要有煙氣動壓、煙氣靜壓、煙氣流速、煙氣量、標態(tài)煙氣量、煙塵濃度。四、費用預算以下費用預算以1臺機組電除塵器電源改造為列:序號設備名稱型號數(shù)量單位單價（萬元）小計（萬元）1高頻電源2.0A/80kV8套181442三相電源2.2A/85KV8套171363低壓控制系統(tǒng)改造DDPX2套5104電除塵深度檢修1項40405節(jié)能軟件改造IPEC1套10106總計340五、改造工期及計劃電除塵器高頻電源設備制造及運輸周期約為