寧夏 XX 國際大壩發(fā)電廠 #5、 #6 爐 節(jié)能控制技術(shù)應(yīng)用 項目建議書 福建 XX 環(huán) 保 股 份 有 限 公 司 2011 年 6 月 前言 節(jié)能降耗是我國的基本國策，已日益受到重視，電除塵器耗電占電廠廠用電很大比例，在保證現(xiàn)有除塵器除塵效率的前提下 ， 如果能 夠 降低電除塵器 運行 能耗 ，將 具有巨大的經(jīng)濟效益和社會效益。根據(jù)電除塵器節(jié)能 研究和項目的前期工作 ，擬寫在 #5， #6 爐電除塵器實施電除塵 節(jié)能技術(shù)應(yīng)用 技術(shù)方案。 一、 除塵器布置圖如下： 二、 電除塵器能耗為高壓系統(tǒng)與電加熱系統(tǒng)兩大耗電部件，電除塵器電氣負荷表如下： 序號 設(shè)備名稱 型號規(guī)格 單臺套容量 臺套數(shù) 總?cè)萘?相關(guān)設(shè)備說明 1 高壓硅整流設(shè)備 GGAj02K-1.2A/72kV 2380V 496 A 123.5KVA 4 10 4940kVA 整流變壓器、高壓隔離開關(guān)箱、高壓控制柜等 2 振打系統(tǒng)（陽極） 380V 0.18kW 4 10 7.2 kW 估算，分析對比 3 振打系統(tǒng) （陰極） 380V 7.5kW 4 2 60 kW 估算，分析對比 4 保溫箱電 加熱器 1.5 kW/380V 1.5kW 4 40 240 kW 估算，分析對比 5 灰斗電加 熱器 2kW/380V 2kW 4 48 384 kW 估算，分析對比 6 照明箱 3N380V 6kW 4 1 24kW 估算，分析對比 7 檢修箱 3N380V 30kVA 1 30kVA 估算，分析對比 負荷及各自比例統(tǒng)計： A TR1 除塵器 布置圖 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 序號 內(nèi)容 負荷 所占比例 1 高壓硅整流設(shè)備 4940kW 87.4% 2 電加熱系統(tǒng) 624kW 11% 3 振打系統(tǒng) 67.2kW 1.2% 4 照明箱 24kW 0.4% 5 檢修箱 30kVA 不計入運行分析 總負荷 5655.2kW 從上面統(tǒng)計 中可看出：高壓硅整流設(shè)備占電除塵器用電的大部分。 灰斗及保溫箱加熱這部分耗電比較穩(wěn)定，正常運行時已采用恒溫控制。 因此，電除塵節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用，采取技術(shù)措施的主要對象是高壓硅整流控制設(shè)備。 三、電除塵器耗電情況 長期耗電設(shè)備主要是電除塵器高壓硅整流設(shè)備，它們實際耗電容量見下表： （ 2011年 某 日運行數(shù)據(jù)為例，實 際運行有所變化，但觀察該數(shù)據(jù) 應(yīng) 有代表性） 運行日期 電場名稱 U1 I1 U2 I2 P1(VA) P2(VA) 1I1電場 7 0 6.6 0 0 0 1I2電場 185 187 40.1 798 34595 31999.8 1I3電場 199 211 42.2 700 41989 29540 1I4電場 0 0 0 0 0 0 1I5電場 0 0 0 0 0 0 1 1電場 242 212 43 720 51306 30960 1 2電場 265 265 40.8 802 70225 32721.6 1 3電場 196 217 40.2 698 42532 28059.6 1 4電場 0 0 0 0 0 0 1 5電場 0 0 0 0 0 0 2I1電場 262 238 46.8 898 62356 42026.4 2I2電場 208 229 38.7 798 47632 30882.6 2I3電場 173 224 43.3 698 38752 30223.4 2I4電場 0 0 0 0 0 0 2I5電場 0 0 0 0 0 0 2 1電場 257 225 45.1 718 57825 32381.8 2 2電場 213 199 41.0 798 42387 32718 2 3電場 205 212 41.4 698 43460 28897.2 2 4電場 0 0 0 0 0 0 2 5電場 0 0 0 0 0 0 #5 爐電除塵高壓硅整流消耗電暈功率估算 (按 四、五電場全 關(guān) ) 380.4KW 四、電控提效節(jié)能的原理及 XX節(jié)能技術(shù)特點 在電除塵器運行過程中，除塵效率與電暈功率有著直接的關(guān)系。在一般情況下，電暈功率越高，除塵效率越高。但在燃用 低硫煤、高比阻粉塵條件下，由于存在反電暈現(xiàn)象，過分增加電除塵器高壓供電 功率，反而會加重反電暈、引起除塵效率降低。所謂反電暈就是沉積在收塵極表面上高比電阻粉塵層產(chǎn)生的局部放電現(xiàn)象。荷電后的高比電阻粉塵到達收塵極后，電荷不易釋放。隨著沉積在極板上的粉塵層增厚，釋放電荷更加困難。此時一方面由于粉塵層未能將電荷全部釋放，其表面仍有電暈極相同的極性，便排斥后來的荷電粉塵。另一方面，由于荷電粉塵電荷釋放緩慢，于是在粉塵間形成較大的電位梯度。當(dāng)粉塵層中的電場強度大于其臨界值時，就在粉塵層的孔隙間產(chǎn)生局部擊穿，產(chǎn)生與電暈極 極性相反的正離子，所產(chǎn)生的正離子便向電暈極運動，中和電暈區(qū)帶負電的粒子，其結(jié)果是電流增大、電壓降低，導(dǎo)致收塵性能顯著惡化。由此可見，高比電阻粉塵可能產(chǎn)生反電暈現(xiàn)象，消耗更多電能的同時導(dǎo)致收塵效率降低。 圖 3 反電暈時供電和除塵效率的關(guān)系 理論分析和實踐證明 ,簡單采用降低電除塵器運行功率克服反電暈不是個好方法，而采用間歇脈沖供 電技術(shù)來克服高比電阻粉塵引起的反電暈 不但可以提高除塵效率而且可以大量節(jié)約電能。 同時，在鍋爐負荷變化時電除塵運行有節(jié)能潛力：負荷下降導(dǎo)致電除塵器的進口煙氣量 下降，電場風(fēng)速降低，在這種條件下可以降低電除塵器運行功率來實現(xiàn)節(jié)能。 而 簡單采用降低電除塵器運行功率和用人工設(shè)定間歇脈沖占空比的方法克服反電暈，一是無法科學(xué)、準確地設(shè)定參數(shù)；二是無法隨工礦變化自動改變參數(shù)和工作方式，對除塵器的工況變化又具有不適應(yīng)性。 因此，達不到提效節(jié)能的目的，甚至影響除塵效率。 XX的節(jié)能控制技術(shù)不把濁度儀的測量值作為 必要的 閉環(huán)反饋控制信號 ,而是根據(jù)工況特性 分析診斷的數(shù)學(xué)模型 ，從電參數(shù)映射出工況的變化情況， 根據(jù)工況的變化自動選擇運行參數(shù)、自動選擇間歇脈沖供電占空比從而 達到最佳的 除 塵 效率 和節(jié)能效 果。 五、 節(jié)能控制改造方案內(nèi)容： 在 #5,#6 爐電除塵現(xiàn)有系統(tǒng) 結(jié) 構(gòu)上進行節(jié)能控制技術(shù)的應(yīng)用，實現(xiàn)保效節(jié)能，對 電除塵控制 系統(tǒng)功能進行技術(shù)升級和優(yōu)化 。 具體改造方案如下： 1、 保留 原有除塵器 雙室雙列控制室中現(xiàn)有的 40 臺高壓控制柜、 12 臺振打加熱控制柜、保留除塵器頂上的 40 套高壓硅整流裝置，保留使用現(xiàn)有的動力電纜和信號電纜， 保持原有主回路，更換控制系統(tǒng) ，改造范圍小，避免重復(fù)投資； 2、采用 高壓硅整流控制系統(tǒng) GGaj02-K 型 控制 器 ， 對 40 臺高壓控制柜 進行控制 升級 改 造，改進后，完全具備系統(tǒng)現(xiàn)有的 保護、通訊、人機接口模式的功能，在這個前提下，根據(jù)多類型電除塵工況數(shù)學(xué)模型 參數(shù)，創(chuàng)建 最佳運行方式對工況變化自適應(yīng)的控制系統(tǒng) 。 3、 采用 IPC-SES控制 系統(tǒng) 對現(xiàn)有電除塵上位機系統(tǒng)進行改造， 增加 #5， #6爐機組鍋爐負荷信號 （表征鍋爐燃煤量信號） 、鍋爐給煤量信號， 采集 通道 (信號 4-20 mA )，使電除塵 IPC控制系統(tǒng)獲取鍋爐負荷及給煤量 信號 。 4、 低壓控制柜 振打控制系統(tǒng) 升級 ，增加復(fù)合式功率控制振打信號輸出接口，增加增強型振打控制輸入，增加復(fù)合式功率控制振打控制功能，使 #5， #6 爐 40 臺高壓控制柜具備振打響 應(yīng)和輸入接口，建立高壓控制與低壓振打聯(lián)動的振打控制策略，滿足根據(jù)工況變化，采用不同力度、頻度的振打要求 ，提高除塵器極板、極線的清灰效果 獲取最佳振打效果，使除塵器長期處于平穩(wěn)工況，以保持除塵效率。 5、電除塵 IPC智能控制系統(tǒng)根據(jù)高壓控制系統(tǒng)、振打控制系統(tǒng)功能的內(nèi)容 ，增加節(jié)能管理控制功能，增加 TR 擴展配置功能、設(shè)置負荷區(qū)間與節(jié)能調(diào)節(jié)參數(shù)功能、 節(jié)能數(shù)據(jù)處理功能，對整個除塵器的節(jié)能進行統(tǒng)一的管理和調(diào)度， 通過操作選擇不同負荷 區(qū)間的節(jié)能級別、 選擇各高壓設(shè)備的節(jié)能級別，使節(jié)能控制有效、合理。 六、 經(jīng)濟效益分析 因電除塵 器多電廠沒實際運行，以下數(shù)據(jù)為保守估計，實際 節(jié)能 效果可能會更好。 參照 5 爐 2011 年 某 日運行數(shù)據(jù)，運行 消耗電暈 功率 =380.4KW 從技術(shù)分析和應(yīng)用經(jīng)驗得知， 節(jié)能可達 30以上， 以 30%計算，則 節(jié)電功率 114.12kW 每天運行 24 小時計算，每天可節(jié)電 114.12 24 小時 =2328.88（ KW.h） 2.4（千度） 每月按運行 30天估算，每月可節(jié)電 2328.88 30=69866.4（ KW.h） 7.0（萬度） 每年按運行 280天估算，每年可節(jié)電 114.12kW 24小時 280天 =985996.8kW.h 98.6（萬度） 按每度電 0.26元估算，每年可省 985996.8kW.h 0.4元 /kW.h =39.4萬 元 預(yù)估計 兩臺爐每年可省 39.4 2=78.8萬元。 實際上，以上估算是在有部分設(shè)備投入間歇脈沖供電的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上計算的，如以全波供電方式的指標相比較投入新型節(jié)能系統(tǒng)后實際的節(jié)能指標會更高。 現(xiàn)在的人工投入間歇脈沖供電方式可能會影響除塵效率。新型節(jié)能系是綜合考慮除塵效率和節(jié)能的指標的。 并且是在停掉后 2電場的情況下，如果全開，經(jīng)濟效應(yīng)肯定更明顯。 七 、設(shè)備改進工作內(nèi)容： 1、 #5,#6爐 40臺電除 塵高壓整流控制系統(tǒng) GGaJ02-K， 控制柜改造 。 2、低壓振打控制柜振打及電加熱控制改造 。 序號 所屬設(shè)備 名稱 數(shù)量 屬性 1 A列振打控制 振打控制升級 4 I/O及 AD 2 B列振打控制 振打控制升級 4 I/O及 AD 3 振打控制 復(fù)合功率振打控制 2 I/O 3、從主機敷設(shè)電纜到除塵控制室，將 #5， #6爐鍋爐負荷信號 、給煤量 信號 （ 模擬信號 4-20mA） 引入到 IPC控制系統(tǒng) ,分配通道號與輸入信號對應(yīng)關(guān)系如下： 序號 通道號 通道定義 信號類型 量程 1 IN1 除塵器濁度儀信號 4 20mA 0 100% IN1 2 IN2 除塵器濁度儀信號 4 20mA 0 100% IN2 3 IN3 #5、 #6 爐鍋爐負荷信號 4 20mA 0 100% IN3 4 IN4 #5、 #6 爐鍋爐給煤量信號 4 20mA 0 100% IN4 4、 IPC-SES 系統(tǒng)根據(jù) 改造的 控制內(nèi)容 進行 開發(fā) 、調(diào)試、安裝、熱態(tài)調(diào)試 ，主要為： 節(jié)能管理 ， TR擴展配置、負荷控制、復(fù)合式功率振打控制、節(jié)能數(shù)據(jù)處理。 5、成套系統(tǒng)廠內(nèi)測試。 6、技術(shù)改造所需材料 ： 序號 名稱 型號 數(shù)量 單位 1 電壓自動調(diào)整器 MVC196-E 40 套 2 振打控制模塊 AZD 8 套 3 IPC-SES節(jié)能控制 系統(tǒng) IPC_server 1 套 IPC_client 套 4 AD模塊 RM2011 1 套 5 鍋爐負荷信號 ，給煤量信號 電纜 RVVP3 1.0 1 批 7、現(xiàn)場安裝、調(diào)試工作。 序號 內(nèi)容 數(shù)量 單位 1 安裝高壓硅整流控制系統(tǒng)控制 器 ； 40 臺 2 安裝低壓振打控制； 8 臺 3 鍋爐負荷 、給煤量 4-20mA模擬信號接入，數(shù)據(jù)調(diào)試； 1 路 4 IPC-SES智能控制系統(tǒng) 改造 ； 1 套 5 高壓硅整流控制系統(tǒng)冷態(tài)高壓控制、保護、通訊、復(fù)合式功率振打控制調(diào)試； 40 臺 6 低壓振打控制柜控制振打 加熱控制調(diào)試 、通訊、復(fù)合式功率振打控制調(diào)試； 8 臺 7 系統(tǒng)成套冷態(tài)調(diào)試、熱態(tài)調(diào)試，系統(tǒng)投運； 1 套 八、安裝調(diào)試工期 序號 內(nèi)容 工期（天） 備注 說明 1 高壓系統(tǒng)改造 16 階段 階段為安裝工期，