大坝发电厂5、6电除尘节能技术项目建议书

宁夏 XX 国际大坝发电厂 #5、 #6 炉 节能控制技术应用 项目建议书 福建 XX 环 保 股 份 有 限 公 司 2011 年 6 月 前言 节能降耗是我国的基本国策，已日益受到重视，电除尘器耗电占电厂厂用电很大比例，在保证现有除尘器除尘效率的前提下 ， 如果能 够 降低电除尘器 运行 能耗 ，将 具有巨大的经济效益和社会效益。根据电除尘器节能 研究和项目的前期工作 ，拟写在 #5， #6 炉电除尘器实施电除尘 节能技术应用 技术方案。 一、 除尘器布置图如下： 二、 电除尘器能耗为高压系统与电加热系统两大耗电部件，电除尘器电气负荷表如下： 序号 设备名称 型号规格 单台套容量 台套数 总容量 相关设备说明 1 高压硅整流设备 GGAj02K-1.2A/72kV 2380V 496 A 123.5KVA 4 10 4940kVA 整流变压器、高压隔离开关箱、高压控制柜等 2 振打系统（阳极） 380V 0.18kW 4 10 7.2 kW 估算，分析对比 3 振打系统 （阴极） 380V 7.5kW 4 2 60 kW 估算，分析对比 4 保温箱电 加热器 1.5 kW/380V 1.5kW 4 40 240 kW 估算，分析对比 5 灰斗电加 热器 2kW/380V 2kW 4 48 384 kW 估算，分析对比 6 照明箱 3N380V 6kW 4 1 24kW 估算，分析对比 7 检修箱 3N380V 30kVA 1 30kVA 估算，分析对比 负荷及各自比例统计： A TR1 除尘器 布置图 A 列 B 列 A TR1 A TR2 A TR2 A TR3 A TR3 A TR4 A TR4 A TR5 A TR5 B TR1 B TR1 B TR2 B TR2 B TR3 B TR3 B TR4 B TR4 B TR5 B TR5 序号 内容 负荷 所占比例 1 高压硅整流设备 4940kW 87.4% 2 电加热系统 624kW 11% 3 振打系统 67.2kW 1.2% 4 照明箱 24kW 0.4% 5 检修箱 30kVA 不计入运行分析 总负荷 5655.2kW 从上面统计 中可看出：高压硅整流设备占电除尘器用电的大部分。 灰斗及保温箱加热这部分耗电比较稳定，正常运行时已采用恒温控制。 因此，电除尘节能技术的应用，采取技术措施的主要对象是高压硅整流控制设备。 三、电除尘器耗电情况 长期耗电设备主要是电除尘器高压硅整流设备，它们实际耗电容量见下表： （ 2011年 某 日运行数据为例，实 际运行有所变化，但观察该数据 应 有代表性） 运行日期 电场名称 U1 I1 U2 I2 P1(VA) P2(VA) 1I1电场 7 0 6.6 0 0 0 1I2电场 185 187 40.1 798 34595 31999.8 1I3电场 199 211 42.2 700 41989 29540 1I4电场 0 0 0 0 0 0 1I5电场 0 0 0 0 0 0 1 1电场 242 212 43 720 51306 30960 1 2电场 265 265 40.8 802 70225 32721.6 1 3电场 196 217 40.2 698 42532 28059.6 1 4电场 0 0 0 0 0 0 1 5电场 0 0 0 0 0 0 2I1电场 262 238 46.8 898 62356 42026.4 2I2电场 208 229 38.7 798 47632 30882.6 2I3电场 173 224 43.3 698 38752 30223.4 2I4电场 0 0 0 0 0 0 2I5电场 0 0 0 0 0 0 2 1电场 257 225 45.1 718 57825 32381.8 2 2电场 213 199 41.0 798 42387 32718 2 3电场 205 212 41.4 698 43460 28897.2 2 4电场 0 0 0 0 0 0 2 5电场 0 0 0 0 0 0 #5 炉电除尘高压硅整流消耗电晕功率估算 (按 四、五电场全 关 ) 380.4KW 四、电控提效节能的原理及 XX节能技术特点 在电除尘器运行过程中，除尘效率与电晕功率有着直接的关系。在一般情况下，电晕功率越高，除尘效率越高。但在燃用 低硫煤、高比阻粉尘条件下，由于存在反电晕现象，过分增加电除尘器高压供电 功率，反而会加重反电晕、引起除尘效率降低。所谓反电晕就是沉积在收尘极表面上高比电阻粉尘层产生的局部放电现象。荷电后的高比电阻粉尘到达收尘极后，电荷不易释放。随着沉积在极板上的粉尘层增厚，释放电荷更加困难。此时一方面由于粉尘层未能将电荷全部释放，其表面仍有电晕极相同的极性，便排斥后来的荷电粉尘。另一方面，由于荷电粉尘电荷释放缓慢，于是在粉尘间形成较大的电位梯度。当粉尘层中的电场强度大于其临界值时，就在粉尘层的孔隙间产生局部击穿，产生与电晕极 极性相反的正离子，所产生的正离子便向电晕极运动，中和电晕区带负电的粒子，其结果是电流增大、电压降低，导致收尘性能显著恶化。由此可见，高比电阻粉尘可能产生反电晕现象，消耗更多电能的同时导致收尘效率降低。 图 3 反电晕时供电和除尘效率的关系 理论分析和实践证明 ,简单采用降低电除尘器运行功率克服反电晕不是个好方法，而采用间歇脉冲供 电技术来克服高比电阻粉尘引起的反电晕 不但可以提高除尘效率而且可以大量节约电能。 同时，在锅炉负荷变化时电除尘运行有节能潜力：负荷下降导致电除尘器的进口烟气量 下降，电场风速降低，在这种条件下可以降低电除尘器运行功率来实现节能。 而 简单采用降低电除尘器运行功率和用人工设定间歇脉冲占空比的方法克服反电晕，一是无法科学、准确地设定参数；二是无法随工矿变化自动改变参数和工作方式，对除尘器的工况变化又具有不适应性。 因此，达不到提效节能的目的，甚至影响除尘效率。 XX的节能控制技术不把浊度仪的测量值作为 必要的 闭环反馈控制信号 ,而是根据工况特性 分析诊断的数学模型 ，从电参数映射出工况的变化情况， 根据工况的变化自动选择运行参数、自动选择间歇脉冲供电占空比从而 达到最佳的 除 尘 效率 和节能效 果。 五、 节能控制改造方案内容： 在 #5,#6 炉电除尘现有系统 结 构上进行节能控制技术的应用，实现保效节能，对 电除尘控制 系统功能进行技术升级和优化 。 具体改造方案如下： 1、 保留 原有除尘器 双室双列控制室中现有的 40 台高压控制柜、 12 台振打加热控制柜、保留除尘器顶上的 40 套高压硅整流装置，保留使用现有的动力电缆和信号电缆， 保持原有主回路，更换控制系统 ，改造范围小，避免重复投资； 2、采用 高压硅整流控制系统 GGaj02-K 型 控制 器 ， 对 40 台高压控制柜 进行控制 升级 改 造，改进后，完全具备系统现有的 保护、通讯、人机接口模式的功能，在这个前提下，根据多类型电除尘工况数学模型 参数，创建 最佳运行方式对工况变化自适应的控制系统 。 3、 采用 IPC-SES控制 系统 对现有电除尘上位机系统进行改造， 增加 #5， #6炉机组锅炉负荷信号 （表征锅炉燃煤量信号） 、锅炉给煤量信号， 采集 通道 (信号 4-20 mA )，使电除尘 IPC控制系统获取锅炉负荷及给煤量 信号 。 4、 低压控制柜 振打控制系统 升级 ，增加复合式功率控制振打信号输出接口，增加增强型振打控制输入，增加复合式功率控制振打控制功能，使 #5， #6 炉 40 台高压控制柜具备振打响 应和输入接口，建立高压控制与低压振打联动的振打控制策略，满足根据工况变化，采用不同力度、频度的振打要求 ，提高除尘器极板、极线的清灰效果 获取最佳振打效果，使除尘器长期处于平稳工况，以保持除尘效率。 5、电除尘 IPC智能控制系统根据高压控制系统、振打控制系统功能的内容 ，增加节能管理控制功能，增加 TR 扩展配置功能、设置负荷区间与节能调节参数功能、 节能数据处理功能，对整个除尘器的节能进行统一的管理和调度， 通过操作选择不同负荷 区间的节能级别、 选择各高压设备的节能级别，使节能控制有效、合理。 六、 经济效益分析 因电除尘 器多电厂没实际运行，以下数据为保守估计，实际 节能 效果可能会更好。 参照 5 炉 2011 年 某 日运行数据，运行 消耗电晕 功率 =380.4KW 从技术分析和应用经验得知， 节能可达 30以上， 以 30%计算，则 节电功率 114.12kW 每天运行 24 小时计算，每天可节电 114.12 24 小时 =2328.88（ KW.h） 2.4（千度） 每月按运行 30天估算，每月可节电 2328.88 30=69866.4（ KW.h） 7.0（万度） 每年按运行 280天估算，每年可节电 114.12kW 24小时 280天 =985996.8kW.h 98.6（万度） 按每度电 0.26元估算，每年可省 985996.8kW.h 0.4元 /kW.h =39.4万 元 预估计 两台炉每年可省 39.4 2=78.8万元。 实际上，以上估算是在有部分设备投入间歇脉冲供电的数据基础上计算的，如以全波供电方式的指标相比较投入新型节能系统后实际的节能指标会更高。 现在的人工投入间歇脉冲供电方式可能会影响除尘效率。新型节能系是综合考虑除尘效率和节能的指标的。 并且是在停掉后 2电场的情况下，如果全开，经济效应肯定更明显。 七 、设备改进工作内容： 1、 #5,#6炉 40台电除 尘高压整流控制系统 GGaJ02-K， 控制柜改造 。 2、低压振打控制柜振打及电加热控制改造 。 序号 所属设备 名称 数量 属性 1 A列振打控制 振打控制升级 4 I/O及 AD 2 B列振打控制 振打控制升级 4 I/O及 AD 3 振打控制 复合功率振打控制 2 I/O 3、从主机敷设电缆到除尘控制室，将 #5， #6炉锅炉负荷信号 、给煤量 信号 （ 模拟信号 4-20mA） 引入到 IPC控制系统 ,分配通道号与输入信号对应关系如下： 序号 通道号 通道定义 信号类型 量程 1 IN1 除尘器浊度仪信号 4 20mA 0 100% IN1 2 IN2 除尘器浊度仪信号 4 20mA 0 100% IN2 3 IN3 #5、 #6 炉锅炉负荷信号 4 20mA 0 100% IN3 4 IN4 #5、 #6 炉锅炉给煤量信号 4 20mA 0 100% IN4 4、 IPC-SES 系统根据 改造的 控制内容 进行 开发 、调试、安装、热态调试 ，主要为： 节能管理 ， TR扩展配置、负荷控制、复合式功率振打控制、节能数据处理。 5、成套系统厂内测试。 6、技术改造所需材料 ： 序号 名称 型号 数量 单位 1 电压自动调整器 MVC196-E 40 套 2 振打控制模块 AZD 8 套 3 IPC-SES节能控制 系统 IPC_server 1 套 IPC_client 套 4 AD模块 RM2011 1 套 5 锅炉负荷信号 ，给煤量信号 电缆 RVVP3 1.0 1 批 7、现场安装、调试工作。 序号 内容 数量 单位 1 安装高压硅整流控制系统控制 器 ； 40 台 2 安装低压振打控制； 8 台 3 锅炉负荷 、给煤量 4-20mA模拟信号接入，数据调试； 1 路 4 IPC-SES智能控制系统 改造 ； 1 套 5 高压硅整流控制系统冷态高压控制、保护、通讯、复合式功率振打控制调试； 40 台 6 低压振打控制柜控制振打 加热控制调试 、通讯、复合式功率振打控制调试； 8 台 7 系统成套冷态调试、热态调试，系统投运； 1 套 八、安装调试工期 序号 内容 工期（天） 备注 说明 1 高压系统改造 16 阶段 阶段为安装工期，