《高頻電源節(jié)能問題研究（論文）》

PAGEPAGE6高頻電源節(jié)能提效技術研究綜述報告前言我們的國家的經(jīng)濟快速的發(fā)展，各個建設都得到了很大的成就。但是也付出了很大的資源和環(huán)境的代價，經(jīng)濟發(fā)展和資源環(huán)境的矛盾一天比一天大，大家對于環(huán)境污染的問題有著非常大的反應。這種情況跟經(jīng)濟結構不合理、增長的形式粗放是有著直接的關系的。如果不加速調整經(jīng)濟的結構、變換增長的形式，資源支撐不下去，環(huán)境容納不下去，社會承擔不起，經(jīng)濟的發(fā)展很難繼續(xù)下去。只能堅持節(jié)約發(fā)展，清潔發(fā)展，安全發(fā)展，才能夠讓經(jīng)濟又快速又好的發(fā)展。然后，溫室的氣體排放讓全球的氣候變暖，全國的霧霾被大范圍包圍，都受到了國際社會的很多人的關注。進一步增強節(jié)能減排的工作，也是因為要應對全球氣候變化。節(jié)能減排也是我們國家對國際社會應該要負擔的責任。我們應該要好好的認識節(jié)能工作的重要性和緊張性。發(fā)電廠是燒煤的大戶，電除塵器是發(fā)電廠要完成環(huán)保排放的重要的設備，但是也是一個非常耗電的設備，通過不完全的統(tǒng)計來看，現(xiàn)在電除塵器的耗電量差不多是整臺機組的發(fā)電容量的0.25％。假如能夠在確保電除塵器正常的工作而且效率不低的情況下，減少電除塵器的耗電量，提升電除塵器的運作的經(jīng)濟性，對于發(fā)電廠來說有著很大的經(jīng)濟效益和社會效益。高頻電源在電除塵中的節(jié)能原理從電除塵器的理論能夠知道，帶電粒子在電場里面的驅進速度越大的話，電除塵器的效率就越高。驅進的速度和電場強度的平方是一個正比，電場的強度和電場里面的電壓是成正比的，所以在一般的情況下面，電場的運行的電壓越高的話，電除塵的效率就越高。電除塵器用高頻高壓整流設備（簡稱高頻電源）是一個跟電路頻率沒有關系的可變脈動電源，給除塵器帶來了一個跟純直流到脈動的幅度很大的各種電壓波形比較接近的，對于各種特定的情況，能夠提供最適合的電壓波形，來提升除塵率。跟工頻50/60Hz高壓電源來比較的話，高頻電源純直流供電時候的輸出電壓紋一般小于5％，比工頻電源35％－45％的波紋百分比要小的多，它的閃絡電壓很高，運行平均能夠達到工頻電源的1.3倍，在相同的電場里面，可以輸入更多的功率，來更加有效的提升收塵的效率。圖1－高頻電源與常規(guī)電源供電輸出對比圖高比電阻粉塵可能會有電暈的情況，耗費更多電的時候就會讓收塵的效率變低。高頻電源用間歇性供電的時候能夠有效的控制電除塵器的反電暈的情況，用間歇性脈沖技術能夠克服高比電阻粉塵帶來的反電暈，除了能夠減少電除塵功率的消耗以外，還能夠提升除塵的效率，非常適合高比電阻粉塵的工況。間歇供電的示意圖如下圖所示：圖2－除塵高壓柜間歇供電方式波形圖還有，現(xiàn)在這個階段我們國家發(fā)電廠機組負荷常常會在50％?80％之間來回浮動，負荷的變化還是比較大的。當機組發(fā)生變化的時候，假如電除塵一直運行在一個穩(wěn)定的模式下的時候，在確保電除塵排放達標的標準下，會浪費很多的電能。還有鍋爐燃燒煤種、煙氣量、煙氣溫度還有人員操作的原因都是一直變化的，這個都會阻礙到電除塵器的運行，也是節(jié)能控制必須要想到的一點。高頻電源IPC節(jié)能控制系統(tǒng)把發(fā)電廠機組負荷分為幾個區(qū)間段，比如針對某300MW機組的電除塵器，負荷劃分為0－150MW、150－200MW、200－250MW、250－300MW共四個區(qū)間，每個負荷段又分為十幾到幾十個步數(shù)，每個步數(shù)從低到高對應不同的功率輸出，根據(jù)鍋爐負荷進行自動調整，負荷越高，功率輸出越大，負荷越低，功率輸出越小，如此有達到節(jié)能的目的。當然，該控制系統(tǒng)還會綜合濁度儀濃度、除塵器空況、溫度等條件，以求保證除塵效率的前提下盡可能節(jié)約用電量。通過這么多年的研究和實驗說明：在滿足排放規(guī)定的或者是除塵的效率有提高的情況下，電除塵器有非常大的節(jié)電的潛力，經(jīng)濟效益也非常明顯。某發(fā)電有限責任公司5號爐300MW機組電除塵器節(jié)能改造應用.1改造原因這幾年來，我們公司把現(xiàn)場的情況的特點分析來當作基礎，以鍋爐符合，煙氣溫度等很多的參數(shù)當作參考的閉環(huán)反饋控制節(jié)能的能力能能的壯大起來了，在很多的大型火電廠已經(jīng)開始用上了，效果也非常的明顯，這個系統(tǒng)在確保除塵效率的情況下，節(jié)電率能夠達到80％以上，平均節(jié)電能夠超過50％，真正的實現(xiàn)了節(jié)能的效果。在現(xiàn)在火力發(fā)電競爭非常猛烈的情況之下，這個系統(tǒng)能夠大程度的減少發(fā)電成本，得到最大的利潤。這個發(fā)電有限責任公司5號組電除塵器日常運行耗電率比較高，機組廠用電率差別不大，發(fā)電的成本比較高。盡管電除塵系統(tǒng)有著一些節(jié)能的功效，但還是只能依靠運行人員手動來進行調整，而且因為在不同的媒種和不一樣的機組負荷之下，要改變的情況也是不一樣的，調整工作的量非常大，在實際的運行里面運行人員基本不會一直改變電除塵的運行方式，所以節(jié)能能夠實現(xiàn)的可能性和操作性不是太大，才讓電除塵的耗電量一直沒有下降的趨勢。而且，電除塵電期系統(tǒng)一直都運行在大電流、高功率的方式下，不僅很耗電，還容易造成電除塵器原件尤其是高壓控制柜和整流變常常因為電流比較大，溫度比較高，設備出現(xiàn)故障的情況也比較多，保護的費用和工作量都非常的大。在加上現(xiàn)在電煤的價格也沒有下降的趨勢，企業(yè)不好經(jīng)營下去，對電除塵電氣控制系統(tǒng)來做節(jié)能技術的改變就會變得非常著急，意義很重大。為了這個，這個發(fā)電有限公司會在5號機組電除塵控制系統(tǒng)的改造當作是2814年的重要性項目，并在2014年6月份開始進行施工。2、改造方案2.1本工程改造方案：2.1.1在除塵器頂部，將原第一、二、三、四電場工頻供電的硅整流變壓器拆除，保留隔離刀閘開關柜，安裝高頻電源，敷設通訊電纜，一臺爐16套；2.1.2在控制室中將原第一、二、三、四電場的高壓控制柜，進行柜內改造，為對應電場的高頻電源提供動力開關，一臺爐共16套；2.1.3在高、低壓控制柜之間敷設和連接高低壓聯(lián)動控制信號電纜，主要是增加斷電振打功能；2.1.4從鍋爐主機控制室敷設1路鍋爐負荷信號電纜至IPC控制室，給IPC系統(tǒng)提供負荷控制信號源；2.1.5升級低壓振打PLC程序，該程序主要新增斷電振打功能2.1.6IPC控制軟件更新升級，新增自動節(jié)能控制功能；2.1.7、低壓控制柜單機調試；斷電振打功能調試；節(jié)能系統(tǒng)調試。3、改造后的運行情況這次改造電除塵施工期一共30天左右順利的完成了全部的改造工作。通過改造以后，這個發(fā)電有限責任5號公司爐電除塵實現(xiàn)了以機組負荷當作閉環(huán)反饋控制信號，電除塵系統(tǒng)能夠通過機組負荷的變化來自動選擇高壓會柜各個運行的參數(shù)還有振打的模式。整個控制過程都由電除塵IPC控制系統(tǒng)來自己完成，減少了很多人為的因素對于電除塵運行帶來的影響，提升了設備運行的可靠性和安全性。電除塵系統(tǒng)有著監(jiān)控模式、節(jié)能模式：在節(jié)能模式之下還有：普通節(jié)能、增加節(jié)能、超級節(jié)能等很多種運行方式能讓運行的人員來選擇，確保在不同煤質的時候，電除塵不僅能夠節(jié)能，還能保證排放達標。電除塵的耗電量大大降低了，比改造以前節(jié)電了40％以上。這次節(jié)能改變了另外一個技術就是增加斷電振打功效。通過對電除塵板來進行斷電振打（某一個區(qū)域來進行振打時，對于這個區(qū)域的高壓柜斷電，減少粉塵的粘附力，提升對極板和極線的振打效果，減少積灰，并用這個來維持電除塵長期運行在極板和極線比較干凈的狀態(tài)下，給電除塵節(jié)能帶來有用的條件。）把不好清除灰的電阻粉塵來進行清除，不要讓電暈發(fā)生，把極板和極線上長期累積的黏附力比較強的灰塵給振掉，讓極板和極線處于干凈的狀態(tài)。用斷電來振打有下面這些好處：1能除去極板積灰，降低反電暈的現(xiàn)象；2能夠加強對于粘性很大的粉塵清理；3能夠大幅度的提高有效的電壓的輸出；4能夠幫助除塵的效率；降低除塵器無用的消耗，拉長振打裝備的使用時間。斷電振打功能的運用在對電除塵的運行有著好的推進作用，效果還是比較明顯的。在電場斷電的時候，粉塵的黏附能力就會降低，所以在電場沒有斷電的時候振打不掉的灰塵，在電場斷電的時候基本上都被打掉了，尤其是對于電除塵極板，極線能夠進行清洗。改造后的經(jīng)濟分析根據(jù)電廠發(fā)電量習慣把鍋爐負荷分成合適的區(qū)間段，再結合濁度儀和電除塵空況等因素，經(jīng)過半個月的調試工作，把高頻電源IPC控制系統(tǒng)的參數(shù)調整到最佳狀態(tài)，改造后電除塵高壓控制柜的運行電壓、運行電流與未改造前相比均大幅降低，電除塵能耗大幅下降，除塵效率又不受影響。這次高頻改造節(jié)能效果顯著,節(jié)能效率約為40.2%。根據(jù)#5爐負荷與耗電量的報表，作出改造前后對比分析：（以10天時間作對比）5號爐改造前（以2014-5-20至2014-5-29為例）統(tǒng)計時間負荷(萬KWH/天)耗電量（KWH）5月20日483.202119525月21日471.731117725月22日482.521118125月23日499.121119985月24日506.245120085月25日508.162120525月26日488.346119805月27日496.542119985月28日510.420120195月29日518.76812112平均值統(tǒng)計496.506119705號爐改造后（以2014-7-1至2014-7-10為例）統(tǒng)計時間鍋爐負荷(萬KWH/天)耗電量（KWH）7月1日498.12479517月2日502.21272547月3日501.43970647月4日490.21070017月5日508.20271067月6日499.31070907月7日509.30871107月8日497.80169527月9日495.21469917月10日501.1487012平均值統(tǒng)計500.2977153按此計算，1臺鍋爐電除塵每年可節(jié)約的電量為(11970-7153)×365＝1758205千瓦時。按照每千瓦時電價為0.3元計算，一臺電除塵器每年可以節(jié)約資金52.75萬元，經(jīng)濟效益非?？捎^。五、結論本次高頻電源改造，大大降低了電除塵電氣設備的電耗，降低電廠用電率，對火電企業(yè)節(jié)能減排工作和經(jīng)營工作都起到極大的促進作用，對于所有火電廠均值得借鑒和參考。同時通過改造，還一同處理了電除塵系統(tǒng)存在的缺陷和隱患，優(yōu)化、提高了電除塵的可靠性、穩(wěn)定性，從而大大減少設備損耗，延長設備使用壽命，減少設備維護量，降低設備維護費用。