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【摘 要】为降低电除尘器运行能耗，进一步提高除尘效率，广州市旺隆热电有限公司#4机组电除尘器利用原有设备进行改造，采用根据锅炉负荷进行调节和脉冲供电方式可以提高电除尘器电能的利用率，大幅度地降低电除尘器的能耗，取得了显著地节能效果。
【关键词】电除尘；高压电源控制装置；脉冲；节能
1 前言
电除尘器是重要的环保设备，早期建造的绝大多数火力发电厂都是利用电除尘器来降低锅炉烟尘的排放量。近年来，能源紧张、环境恶化已成为全世界共同关注的热点和焦点，摒弃或淘汰落后的生产装备，推进技术改造，走资源消耗少、经济效益好、环境压力小的新型工业化道路，已成为发电企业的明智之选。广州市旺隆热电有限公司#4机组电除尘器的电控系统改造为实例，阐述了采用根据锅炉负荷进行调节和脉冲供电方式可以提高电除尘器电能的利用率，大幅度降低电除尘器的能耗，取得了显著地节能效果。
2 改造前电除尘器运行能耗分析
目前，我国所有燃煤电厂的电除尘器几乎都运行在火花整定工作方式下，在这种工作下，电能利用率很低。电除尘器在运行过程中，用于静电高压除尘的电耗一般可分为3类：1）用于粉尘的荷电与捕集的电能，称为“有效”电能；2）对粉尘的荷电和捕集起破坏作用的电能，称为“反效”电能，如二次扬尘等；3）介于上述两者之间的电能称为“无效”电能。研究资料表明，电除尘器在实际运行中，这三种电能是同时存在的，在火花率整定模式下，有效电能占的比例很小，其他两种电能却占绝大部分。因此，改造的目的在于提高电除尘器有效电能的比例，降低其他两种电能比例，从而达到电除尘器节能的目标。
广州市旺隆热电有限公司总装机容量为4×200MW，为燃煤火力发电机组。#4机组电除尘器配置了两台双室四电场电除尘器，电除尘器本体采用浙江某环保有限公司的产品，电除尘器电气控制系统采用福建某环保有限公司的GGA型高压电源控制装置，额定电压72kV、额定电流1200mA，正常运行时二次电压运行在50～67kV，二次电流运行在800～1200mA，工作方式为火花率整定。
目前，国内企业已自主研发出新型的电除尘节能优化控制系统，该系统采用根据锅炉负荷进行调节和脉冲供电方式的控制模式，通过对锅炉负荷、烟尘浊度、烟气温度、吹灰信号等多种信号的控制，使电除尘器始终处于一个经济的运行模式，从而达到在保证除尘效率的前提下最大限度地节约电除尘器的耗电量，实现提效最优化、节能最大化。
3 电控系统改造的方法及特点
广州市旺隆热电有限公司电除尘器电控系统改造前采用福建某环保有限公司的GGA型高压电源控制装置，由于受投产初期技术水平限制，电场供电采用持续直流供电方式，电除尘器运行中的二次电压和二次电流很大，有时部分参数接近于额定值。改造前电除尘器本体设备运行状况良好，考虑到本次#4炉电除尘器电控系统改造的经济性和实用性，本次电除尘本体不做改动，将电除尘高压供电控制装置由原来福建某环保有限公司的GGA型高压电源控制装置改为大连蓝清自控设备有限公司MC-Ⅱ型高压电源控制新型节能装置，并将上位机系统进行全面改造。MC-Ⅱ型高压电源控制新型装置采用根据锅炉负荷进行调节和脉冲供电方式，可充分利用整流变的电感特性和本体电场的电容特性，在一定范围内控制输出脉冲的周期、幅度等参数，通过对锅炉负荷、烟尘浊度、烟气温度、吹灰信号等多种信号的控制，提高电除尘器的电能利用率，提高电除尘器运行的经济性。
本项目是改造高压电源控制柜，原有的硅整流变、隔离开关、电汇母线铜排、电缆等设备尽量利用，以节约投资。因为只更换高压电源控制柜，且数量保持不变，所以新更换的高压电源控制柜必须与原有控制柜尺寸、母线布置一样，使得设计的高压电源控制柜尺寸、总体布置能配合原有电汇母排布置，合理使用原有电缆。新设计的高压电源控制柜既要在有限的空间内安装好全部电气元器件，又应满足当操作柜内设备时电气设备安全距离的规定，且要和原控制柜母线布置一样。
本次电除尘器电控系统改造的特点有：
（1）提高有效电能的比例
MC-Ⅱ型高压供电控制器控制芯片采用了十六位单片机，大大提高了数据的处理速度，并且采用了12位的ADC芯片，使得控制器对信号的分析更精确，显示部分采用了高清晰背光液晶显示器，能够清晰的显示各种运行参数及数据，包括一二次运行参数及曲线、伏安曲线、工作状态、设定参数、故障等，具有记忆功能，可以将用户修改的参数及伏安曲线存储，可以与上位机系统高速通讯，实现集中控制。
采用脉冲供电控制方式，间歇占空比，脉冲幅值和休止波数（偶数）可在1～16范围内调节，当休止波的幅值为0时，即变为富能供电方式，周期性改变供电半波幅度，该控制方式适用于粉尘比电阻较高的场合。可以根据电场中电压电流的变化，自动调整工作点，使设备提供的电压维持在电场能接受的最高电压附近，并有效地减小二次电流，防止反电晕的出现。电除尘器在实际运行中，可有效地兼顾节能与除尘效率，从而得到较好的除尘效果。
（2）根据锅炉机组负荷自动控制供电模式，提高节能效果
对上位机系统进行了改造，增加了负荷自动控制功能。使上位机系统可以根据机组不同的负荷，按照预先设定的策略表，及时修改各电场的供电方式和参数，减少了人为因素对电除尘设备运行的影响，提高了设备运行的可靠性和安全性；可有效地利用电除尘电能，及时提高电除尘的有效电能，达到节能的效果。
（3）通过对锅炉负荷、烟尘浊度、烟气温度、吹灰信号等多种信号的控制，提高电除尘器的电能利用率
MC-Ⅱ型高压供电控制通过对锅炉负荷、烟尘浊度、烟气温度、吹灰信号等多种信号和电场电参量的实时监测和分析，更准确、全面地获得了电除尘器运行的工况信息，通过上位机整体优化与下位机动态自动化相结合的思路，自动的调整各控制参数，将出口烟尘浊度控制在设定范围中，可提高电除尘器的清灰效果，有效减少烟尘的排放量。
4 改造后的经济性分析
经测试，与为改造前相比，改造后的电除尘器能耗大幅下降，节能效果明显。以电厂统计的4#炉电除尘设备运行数据为例：改造前电除尘器高压电场总电晕功率为803.03kW，改造后电除尘高压电场总电晕功率为477.39kW，与改造前相比，改造后电晕功率降低325.64kW，降幅为40.55%，节能幅度十分显著，产生的经济效益非常可观。
5 结论
广州市旺隆热电有限公司4x200MW机组#4炉电除尘器在不改动本体，仅通过高压电源控制器及上位机系统的技术改造成功地实现了大幅度降低电除尘设备的电耗，降低厂用耗电量，对企业节能减排工作产生了良好的社会效益。通过改造，优化、提高了电除尘设备的可靠性、稳定性，减少了设备的维修量，提高了有效电能的比例和电能有效利用率，达到了环保与节能二者的兼顾与统一。
参考文献：
[1]高香林.除尘技术[M].北京：华北电力大学出版社，2001.
[2]陈沫，周元龙.基于效率的电除尘电源节能改造分析及应用[J].中国电力，2008（9）.
作者简介：
柳顺芳（1976—），男，南京师范大学自动化专业，工程师职称，主要从事电厂脱硫、脱硝、除尘、除灰等方面的电控设计工作。
【关键词】电除尘；高压电源控制装置；脉冲；节能
1 前言
电除尘器是重要的环保设备，早期建造的绝大多数火力发电厂都是利用电除尘器来降低锅炉烟尘的排放量。近年来，能源紧张、环境恶化已成为全世界共同关注的热点和焦点，摒弃或淘汰落后的生产装备，推进技术改造，走资源消耗少、经济效益好、环境压力小的新型工业化道路，已成为发电企业的明智之选。广州市旺隆热电有限公司#4机组电除尘器的电控系统改造为实例，阐述了采用根据锅炉负荷进行调节和脉冲供电方式可以提高电除尘器电能的利用率，大幅度降低电除尘器的能耗，取得了显著地节能效果。
2 改造前电除尘器运行能耗分析
目前，我国所有燃煤电厂的电除尘器几乎都运行在火花整定工作方式下，在这种工作下，电能利用率很低。电除尘器在运行过程中，用于静电高压除尘的电耗一般可分为3类：1）用于粉尘的荷电与捕集的电能，称为“有效”电能；2）对粉尘的荷电和捕集起破坏作用的电能，称为“反效”电能，如二次扬尘等；3）介于上述两者之间的电能称为“无效”电能。研究资料表明，电除尘器在实际运行中，这三种电能是同时存在的，在火花率整定模式下，有效电能占的比例很小，其他两种电能却占绝大部分。因此，改造的目的在于提高电除尘器有效电能的比例，降低其他两种电能比例，从而达到电除尘器节能的目标。
广州市旺隆热电有限公司总装机容量为4×200MW，为燃煤火力发电机组。#4机组电除尘器配置了两台双室四电场电除尘器，电除尘器本体采用浙江某环保有限公司的产品，电除尘器电气控制系统采用福建某环保有限公司的GGA型高压电源控制装置，额定电压72kV、额定电流1200mA，正常运行时二次电压运行在50～67kV，二次电流运行在800～1200mA，工作方式为火花率整定。
目前，国内企业已自主研发出新型的电除尘节能优化控制系统，该系统采用根据锅炉负荷进行调节和脉冲供电方式的控制模式，通过对锅炉负荷、烟尘浊度、烟气温度、吹灰信号等多种信号的控制，使电除尘器始终处于一个经济的运行模式，从而达到在保证除尘效率的前提下最大限度地节约电除尘器的耗电量，实现提效最优化、节能最大化。
3 电控系统改造的方法及特点
广州市旺隆热电有限公司电除尘器电控系统改造前采用福建某环保有限公司的GGA型高压电源控制装置，由于受投产初期技术水平限制，电场供电采用持续直流供电方式，电除尘器运行中的二次电压和二次电流很大，有时部分参数接近于额定值。改造前电除尘器本体设备运行状况良好，考虑到本次#4炉电除尘器电控系统改造的经济性和实用性，本次电除尘本体不做改动，将电除尘高压供电控制装置由原来福建某环保有限公司的GGA型高压电源控制装置改为大连蓝清自控设备有限公司MC-Ⅱ型高压电源控制新型节能装置，并将上位机系统进行全面改造。MC-Ⅱ型高压电源控制新型装置采用根据锅炉负荷进行调节和脉冲供电方式，可充分利用整流变的电感特性和本体电场的电容特性，在一定范围内控制输出脉冲的周期、幅度等参数，通过对锅炉负荷、烟尘浊度、烟气温度、吹灰信号等多种信号的控制，提高电除尘器的电能利用率，提高电除尘器运行的经济性。
本项目是改造高压电源控制柜，原有的硅整流变、隔离开关、电汇母线铜排、电缆等设备尽量利用，以节约投资。因为只更换高压电源控制柜，且数量保持不变，所以新更换的高压电源控制柜必须与原有控制柜尺寸、母线布置一样，使得设计的高压电源控制柜尺寸、总体布置能配合原有电汇母排布置，合理使用原有电缆。新设计的高压电源控制柜既要在有限的空间内安装好全部电气元器件，又应满足当操作柜内设备时电气设备安全距离的规定，且要和原控制柜母线布置一样。
本次电除尘器电控系统改造的特点有：
（1）提高有效电能的比例
MC-Ⅱ型高压供电控制器控制芯片采用了十六位单片机，大大提高了数据的处理速度，并且采用了12位的ADC芯片，使得控制器对信号的分析更精确，显示部分采用了高清晰背光液晶显示器，能够清晰的显示各种运行参数及数据，包括一二次运行参数及曲线、伏安曲线、工作状态、设定参数、故障等，具有记忆功能，可以将用户修改的参数及伏安曲线存储，可以与上位机系统高速通讯，实现集中控制。
采用脉冲供电控制方式，间歇占空比，脉冲幅值和休止波数（偶数）可在1～16范围内调节，当休止波的幅值为0时，即变为富能供电方式，周期性改变供电半波幅度，该控制方式适用于粉尘比电阻较高的场合。可以根据电场中电压电流的变化，自动调整工作点，使设备提供的电压维持在电场能接受的最高电压附近，并有效地减小二次电流，防止反电晕的出现。电除尘器在实际运行中，可有效地兼顾节能与除尘效率，从而得到较好的除尘效果。
（2）根据锅炉机组负荷自动控制供电模式，提高节能效果
对上位机系统进行了改造，增加了负荷自动控制功能。使上位机系统可以根据机组不同的负荷，按照预先设定的策略表，及时修改各电场的供电方式和参数，减少了人为因素对电除尘设备运行的影响，提高了设备运行的可靠性和安全性；可有效地利用电除尘电能，及时提高电除尘的有效电能，达到节能的效果。
（3）通过对锅炉负荷、烟尘浊度、烟气温度、吹灰信号等多种信号的控制，提高电除尘器的电能利用率
MC-Ⅱ型高压供电控制通过对锅炉负荷、烟尘浊度、烟气温度、吹灰信号等多种信号和电场电参量的实时监测和分析，更准确、全面地获得了电除尘器运行的工况信息，通过上位机整体优化与下位机动态自动化相结合的思路，自动的调整各控制参数，将出口烟尘浊度控制在设定范围中，可提高电除尘器的清灰效果，有效减少烟尘的排放量。
4 改造后的经济性分析
经测试，与为改造前相比，改造后的电除尘器能耗大幅下降，节能效果明显。以电厂统计的4#炉电除尘设备运行数据为例：改造前电除尘器高压电场总电晕功率为803.03kW，改造后电除尘高压电场总电晕功率为477.39kW，与改造前相比，改造后电晕功率降低325.64kW，降幅为40.55%，节能幅度十分显著，产生的经济效益非常可观。
5 结论
广州市旺隆热电有限公司4x200MW机组#4炉电除尘器在不改动本体，仅通过高压电源控制器及上位机系统的技术改造成功地实现了大幅度降低电除尘设备的电耗，降低厂用耗电量，对企业节能减排工作产生了良好的社会效益。通过改造，优化、提高了电除尘设备的可靠性、稳定性，减少了设备的维修量，提高了有效电能的比例和电能有效利用率，达到了环保与节能二者的兼顾与统一。
参考文献：
[1]高香林.除尘技术[M].北京：华北电力大学出版社，2001.
[2]陈沫，周元龙.基于效率的电除尘电源节能改造分析及应用[J].中国电力，2008（9）.
作者简介：
柳顺芳（1976—），男，南京师范大学自动化专业，工程师职称，主要从事电厂脱硫、脱硝、除尘、除灰等方面的电控设计工作。