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龙净环保节能型电控设备技术特点
时间:2013-03-12 04:55 来源: 浏览次数:5

 

一、前言

节能是我国的基本国策,已日益受到重视,电除尘器耗电占电厂厂用电很大比例。在保证除尘效率的前提下,如果能降低电除尘器能耗将具有巨大的经济效益和社会效益。龙净环保是我国电除尘器行业中的首家上市公司,是国家定点生产电除尘设备的主要骨干企业,是国内唯一的电除尘器本体电控一体化、专业设计制造大型电除尘器的厂家,对电除尘器节能降耗有较深研究。90年代中期就在国内率先成功开发出具有EMS能量管理功能、技术先进、节电率高达50%以上的电除尘智能计算机控制(IPC)系统,并有众多业绩。近年来,龙净的节能技术又有突破性发展,控制精度、节电率、使用范围、智能化程度等指标均大幅度提高,在众多大型火电厂成功应用,效果十分显著。

二、电除尘器能耗情况

近期,新上电厂电除尘器的设备容量(并不是耗电功率)大约为:1000MW机组,5000~6000kVA;600MW机组,3000~4000kVA;300MW机组,2000~2500kVA。电除尘器的耗电主要由高压硅整流设备和电加热系统两部分组成,其中电除尘器的高压系统耗电约占80%左右,电加热系统采用恒温控制,因此电除尘器的节能控制主要是降低高压硅整流设备的耗电。

表一:近两年新上电厂电除尘器典型用电负荷

名称

斗地主游戏免费下载 机组容量

设备总容量(kVA)

斗地主游戏免费下载 高压设备容量(kVA)

高压设备计算负荷(kW)

备注

A电厂

1000MW

5085

4566

斗地主游戏免费下载 2968

设备容量和计算负荷的换算系数不同,各设计院略有不同

B电厂

1000MW

6022

5418

斗地主游戏免费下载 3522

C电厂

600MW

3506

3324

2160

D电厂

600MW

3288

3088

2007

E电厂

300MW

2202

斗地主游戏免费下载 1932

1256

可见,如果能大幅度降低电除尘器高压硅整流设备的耗电,则效益显著。

三、电控提效节能的原理

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、飞灰高比阻粉尘条件下,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。

所以电除尘器的节能表现为: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,根据工况条件变化自动选择工作方式(选择间歇脉冲供电的占空比)、自动选择运行参数,这样做不但可以提高除尘效率而且可以大量节约电能。

另外,锅炉负荷变化(燃煤量变化)时有节能潜力: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。

但是,煤种变化、烟气量变化、烟气温度变化、锅炉操作因素都是影响电除尘器运行的重要因素,也是节能控制必须考虑的重要因素。因此成熟的电除尘节能智能控制技术,要从分析大量不同煤种条件、不同工况条件、不同负荷条件下的各种运行数据入手,总结分析出运行与控制的规律、解出数学模型,才能在燃烧煤种等条件变化的复杂条件下,运用正确的技术手段和控制方法,为电除尘器保效节能提供潜能,在保证除尘效率基础上节约电能。

四、效率与节能的关系

斗地主游戏免费下载 效率与节电之间应该综合考虑。对于排放达标的电除尘器,节能必须建立在仍然满足达标排放、保证除尘效率的基础上,充分挖掘其节能空间;排放未达标的则应优先考虑提效,在此基础上再考虑节能。总之必须根据电除尘器的实际工况条件来考虑节能。

理论研究和实践表明:电除尘器在一定的条件下,确实具有较大的节电潜力,问题的关键在于如何加以正确地识别与控制,达到良好的节能效果。实际上,不是所有的煤种适合间歇脉冲供电(节能的主要技术措施),也不是运行的所有过程所有工况适合节能。这需要有可靠的数学模型和大量工程应用经验的研究分析和总结。

由于中国国内煤炭分布广、参数差异大,电除尘器的运行面临着极其复杂的工况条件,不同类型的燃煤锅炉,不同的燃烧煤种所产生的烟气量、含尘浓度、烟气温度、烟气成分、运行操作条件变化等等均会严重影响除尘效率,使电除尘器的运行效率处于不稳定之中。因此必须根据电除尘器的实际工况条件来考虑节能,而且系统必须能根据工况的变化自动改变工作方式和自动设定运行参数才能始终运行在最佳状态,龙净环保正是基于这样的思想成功开发出新一代的节能控制系统并获得广泛应用的。

五、龙净电控设备的节能技术特点

1、      全方位获取设备运行信息

任何好的控制策略均要以全面、准确获取有效控制信息为基础。否则,这种控制将是不完整和不精确的。①龙净设备可以对高压硅整流设备的二次电压、二次电流进行连续检测,获取电压、电流连续波形和火花放电波形。这种检测是设备自动完成的,不需人工操作,而且这些波形会自动不断刷新,一直保持着最新的信息;②龙净设备可以自动快速测试电场动态伏安(V-I)曲线族,该族曲线包括电压平值、电压峰值、电压谷值三组曲线。动态曲线族与静态曲线相比,更真实、全面地反映了电场内部情况。在此基础上建立了最新的工况特性分析诊断的数学模型,开发出电场工况状态自动诊断软件包,能实现自动对电场动态阻抗的分析和反电晕检测与定量分析,亦可对电场电晕放电能力及火花控制特性作出评价,把检测、分析、诊断与控制紧密结合起来,进一步提高检测和控制精度。因此,即使不把浊度仪的测量值作为闭环反馈控制信号,高压供电设备也能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,达到最佳除尘效率同时又节能的目的。这是其它厂家目前无法做到的。

2、      自动选择运行方式功能

众所周知,电除尘的运行过程是个动态过程,不同的工况应有不同的最佳运行参数和不同的运行方式。中高比电阻粉尘容易出现反电晕,造成除尘效率下降。理论和实践表明间歇脉冲供电可以有效克服高比电阻粉尘引起的反电晕,但由于间歇脉冲供电的占空比有1﹕2、1﹕4、1﹕6、1﹕8……1﹕20和2﹕2、2﹕4、2﹕6、2﹕8……2﹕20等高达几十种,运行方式必须跟踪工况的变化,如何自动找到合适的控制方式、如何自动设定运行参数是高压供电设备的一个难题。龙净环保公司根据电除尘专业理论和积累的大量电除尘现场应用经验开发出“自动选择运行方式”功能。它可以使高压供电设备自动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,自动选择运行参数、自动选择间歇脉冲供电占空比,达到最佳除尘效率同时又节能的目的。实践使用证明,该功能对粉尘比电阻高、运行电压低而运行电流大、除尘效果差的除尘器节能率可达60%以上,除尘效率可提高30%以上。

3、      智能闭环节能控制

龙净环保具有自主知识产权的计算机智能集中控制系统(IPC),自动管理、控制电除尘器高低压等各设备的运行,通过工况特性分析及反馈控制使设备始终运行在功耗最小、效率最高的理想状态。

众所周知,电场工况分析诊断对电除尘器的运行与控制是十分重要的,也是电除尘器节能控制的基础。龙净环保在电力行业有着广泛的用户,上千台电除尘器在运行,同时又具有独特的机电一体化强大技术优势。几年来,龙净对众多正在运行的电除尘器进行了大量的现场测试工作,收集了大量的极其重要的现场运行数据,形成了完整的运行数据库。经过我们不断的分析、归纳、总结,经过多次改进,建立了最新的工况特性分析诊断的数学模型,从而得出电除尘器的反电晕指数或常电晕指数可靠的计算方法,可以正确地反映整台电除尘器的工况状态和变化趋势,准确地选择出最佳运行方式和节能工作方式。在此基础上,我们以现场工况分析为基础,以锅炉负荷、浊度、烟气量、烟气温度、吹灰信号等多种信号为反馈,开发实现了新的电除尘器节能软件。在节能软件包控制下后,IPC系统根据工况特性分析软件对工况的分析、根据锅炉负荷的变化情况自动选择高压供电的间歇供电占空比和运行参数,从而达到最佳的除尘效率和节能效果,新型IPC节能控制效果十分显著,最高节电率可达90%,平均节电率大于60%。

龙净控制系统可以很好地把高压硅整流设备设备具有的“自动选择运行方式”功能和计算机智能集中控制系统的智能闭环控制有机结合起来,实现智能化控制,使设备始终运行在功耗最小,效率最高的理想状态。

4、      国内首家开发成功低损耗、高效率的节能型新型供电电源:高频电源

众所周知,节能首先需要在技术原理和技术装备上的突破和节能型新产品的开发与应用。高频电源是新一代高效率、低损耗、高功率因数的节能型电源。国外公司不肯对中国企业技术转让。龙净环保经过坚持不懈的技术攻关,完全依靠自主创新成功地研究开发出技术性能达到国际先进水平、具有完全自主知识产权的国产化高频电源设备。高频电源与传统的可控硅控制工频电源相比性能优异,具有输出纹波小、平均电压电流高、体积小、重量轻、成套设备集成一体化、对高比电阻粉尘,它有更窄的脉冲、更宽的调节范围从而提高除尘效率等特点。设备效率与功率因数均达到0。9以上(常规工频电源的设备利用率仅为0。7左右),而且高频电源采用三相电源,负载平衡等多项显著优点,不仅大大提高了电除尘器配套电源产品的整体控制水平,极大地拓展了电除尘器的适应范围,同等除尘效率条件下高频电源还比工频电源节能20%以上。高频电源可有效提高了电除尘的收尘效率,是今后电除尘器节能减排的主力设备。目前,龙净的高频电源在全国同行中率先开发应用,单台电源容量达到80kW,已经在二十多个发电厂应用。

5、      复合式功率控制振打技术既有高低压设备联动断电振打,又有IPC系统增强型断电振打,显著提高振打清灰效果,提高除尘效率,从而拓展了电除尘器高效运行的节能空间。

振打效果不佳会引起收尘极板严重积灰,造成二次电流严重变小、除尘效率下降。K型设备具有先进的振打控制策略,其断电振打功能使高压供电设备和振打清灰装置有机地联系起来。当某电场振打时,K型高压硅整流设备接受对应低压设备发来的的振打信号,自动降低该电场的运行参数或改变运行方式,使极板对粉尘的吸附力下降,便于清灰。增强型定时断电振打功能则从整台电除尘器的系统角度来考虑如何实现断电振打,以更彻底地清灰。应用此功能,不但可以显著改善振打清灰效果,提高运行参数从而较大幅度提高除尘效率,提高了电除尘器运行的节能空间。同时,由于振打清灰效果得以改善,振打频度可以下降,设备的磨损减少,使用寿命大幅度延长。实践证明该功能对飞灰粘度大、振打效果不佳、运行电流小的除尘器有非常好的效果。

6、      斗地主游戏免费下载 实际应用时,既可以单独应用上述各种技术或产品,还可以二者或多者综合应用,相得益彰,从而最大限度地提高除尘效率,最大可能地节约能耗。与此同时,龙净拥有多年电除尘器选型、机电一体化配合、全方位现场调试服务等各种能力与经验,面对日益复杂的电除尘器运行工况和更高的保效节能要求,龙净能够根据不同的工况实际提供不同的但又是有效的技术或技术组合与工程能力,来满足用户的需要。

六、龙净节能技术和其它厂家的主要区别

龙净设备可以获取高压硅整流设备的二次电压、二次电流连续波形和火花放电波形并一直保持着最新的信息,可以自动快速测试电场动态伏安(V-I)曲线族。由此开发出电场工况状态自动诊断软件,把检测、分析、诊断与控制紧密结合起来,进一步提高检测和控制精度,它可以使高压供电设备自动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,使高压供电设备能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;同时以现场工况分析为基础,以锅炉负荷、浊度、烟气量、烟气温度、吹灰信号等多种信号为反馈,开发实现了新型电除尘器节能软件,根据工况分析和变化的情况自动选择运行参数,从而达到最佳的除尘效率和节能效果。高频电源更是新一代高效率、低损耗、高功率因数的节能型电源。

如果没有电场工况状态自动诊断功能,控制系统不能正确地识别和判断电场的运行状况,简单地用人工设定运行方式(间歇脉冲供电占空比)和运行参数的方法降低电晕功率,其结果:一是仅靠人工经验不科学、不精确,系统不能运行在最佳的运行方式和运行参数,不能充分发挥节能潜力;二是运行方式和运行参数不能随工况变化自动调节,可能降低除尘效率。这二种结果均可能导致节能潜力挖掘不充分同时可能引起除尘效率显著降低、排放超标。

目前,其它厂家通常是用人工手动设定运行方式(间歇脉冲供电占空比)和运行参数的方法来降低电晕功率,达到节能的目的。

显然,同样是节能,不同厂家的节能效果是不一样的,节能后对除尘效率的影响是大相径庭的。

七、经济效益分析

原电除尘电控设备,无论是龙净公司的或是其它厂家(含国外进口)的,只要花较少的资金即可升级改造为龙净新型节能产品,升级改造工作量不大、需要的时间很短。龙净可提供从设计到调试的全套服务。从众多节能用户的节电数据可看到:节能改造可获得非常显著的经济效益。以新上600MW机组为例,目前大部分电厂的每台炉除尘器高压硅整流设备的耗电约在1300kW以上。根据实际应用情况,采用龙净节能新技术后每台炉除尘器高压硅整流设备的耗电约在700kW以下,节电可达600kW以上。(不同厂家、不同工况节能可能不同,从运行的实际数据看,通常超过此节能指标)

八、       节能提效案例

斗地主游戏免费下载 龙净环保拥有当前国际最先进、节能率最高的节能型控制系统,在保证除尘效率的前提下,平均节电率>60%,最高节电率可达90%。应用我司节能技术,机组的平均运行功耗是非常低的。龙净有众多的节能应用业绩,以下简单介绍几个在各电力集团的典型应用。

    大唐陕西韩城第二发电厂#1~#4炉节能改造后,在保证除尘效率的前提下,平均节电率>70%,以#2炉600MW机组电除尘器为例:20套高压硅整流设备(单台容量129.6 kW)总的耗电功率仅275kW,其它3台炉的效率和节能指标也基本相同。

阜阳华润电力有限公司#2机组为640MW的燃煤超临界机组,改造后单个电场耗电功率介于1。06kW~7。917kW,#2炉所有高压硅整流设备的耗电功率只有54。6703kW。#1炉的效率和节能率和#2炉相近。

   华电福州可门电厂#2炉600MW机组电除尘段电量统计,改造后日平均总耗电0.586万度,包括保温箱和灰斗电加热及高压硅整流设备,整台炉除尘器耗电功率平均为244kW。

   华能汕头电厂#3炉600MW机组改造后,包括保温箱和灰斗电加热及高压硅整流设备的耗电,电除尘总的耗电功率只有287 kW。