摘 要：2021、2022年協(xié)鑫濱海發(fā)電公司兩臺(tái)機(jī)組電除塵廠(chǎng)用電分別占發(fā)電量的0.922%、0.933%，優(yōu)化機(jī)組運(yùn)行方式，降低發(fā)電成本，提高機(jī)組經(jīng)濟(jì)性已成為各發(fā)電企業(yè)當(dāng)務(wù)之急。高頻電源在電除塵系統(tǒng)中擔(dān)負(fù)著重要角色，同時(shí)也是電廠(chǎng)的耗電大戶(hù)，現(xiàn)詳細(xì)介紹了電除塵節(jié)能優(yōu)化自動(dòng)控制投入后實(shí)現(xiàn)高頻電源智慧除塵控制功能的試驗(yàn)過(guò)程，對(duì)電除塵節(jié)能優(yōu)化運(yùn)行前后煙囪出口煙塵變化、能耗進(jìn)行了對(duì)比分析，驗(yàn)證了在滿(mǎn)足環(huán)保要求的前提下，能夠確保電除塵高頻電源運(yùn)行在最佳工況，從而實(shí)現(xiàn)電除塵節(jié)能降耗的目的。

關(guān)鍵詞：高頻電源；節(jié)能優(yōu)化自動(dòng)控制；廠(chǎng)用電率；煙塵含量；漿液品質(zhì)

中圖分類(lèi)號(hào)：TM621.7" " 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A" " 文章編號(hào)：1671-0797（2023）14-0061-04

DOI：10.19514/j.cnki.cn32-1628/tm.2023.14.015

1" " 電除塵系統(tǒng)概述

我公司干式電除塵系統(tǒng)由福建龍凈環(huán)保股份有限公司生產(chǎn)提供，每臺(tái)爐配置兩臺(tái)電除塵器，電除塵器采用三室六電場(chǎng)，電除塵陽(yáng)極板采用大“C”型冷軋板，同極間距400 mm，一、二、三、四電場(chǎng)陰極線(xiàn)采用針刺線(xiàn)，五、六電場(chǎng)陰極線(xiàn)采用波形線(xiàn)，陰陽(yáng)極振打均為電磁錘振打裝置。每臺(tái)電除塵器配有18臺(tái)整流變壓器，規(guī)格型號(hào)為GGYJ-STR03，額定容量142/125 kVA，燃煤灰分12.22%（本文所有數(shù)據(jù)均用設(shè)計(jì)煤種數(shù)據(jù)），入口煙氣量為1 573 200 Nm³/h，入口含塵量為15.9 g/Nm³，煙氣流速0.96 m/s，煙氣停留時(shí)間26.62 s，除塵設(shè)計(jì)效率≥99.94%，電除塵出口允許排放濃度≤20 mg/Nm³。

電除塵器設(shè)36只灰斗，每只灰斗設(shè)一個(gè)排灰口。為了避免煙氣旁路，灰斗內(nèi)裝有阻流板。每只灰斗的容積按除塵器進(jìn)口最大含塵量至少滿(mǎn)足鍋爐8～10 h滿(mǎn)負(fù)荷運(yùn)行設(shè)計(jì)，灰斗內(nèi)裝設(shè)灰斗板式陶瓷電加熱器，其加熱負(fù)荷保持灰斗壁溫不低于120 ℃，且高于煙氣露點(diǎn)溫度5～10 ℃?；叶芳訜崞髟O(shè)有恒溫裝置，以保持電加熱器安全、穩(wěn)定運(yùn)行。每只灰斗裝設(shè)兩塊灰斗氣化板，對(duì)稱(chēng)布置，由灰斗氣化風(fēng)機(jī)提供氣化空氣。

工作原理：干式電除塵器是在電暈極和收塵極上通過(guò)施加高壓直流電，使兩極間產(chǎn)生極不均勻的電場(chǎng)，利用強(qiáng)電場(chǎng)使氣體電離，即產(chǎn)生電暈放電，使粉塵荷電，并在電場(chǎng)力的作用下依附到極板上，將粉塵從氣體中分離出來(lái)，極板表面上的粉塵沉積到一定厚度后，通過(guò)振打裝置將其清除掉，使之落入下部灰斗中的除塵裝置。

正常運(yùn)行中，由值班員根據(jù)機(jī)組負(fù)荷、煙塵含量手動(dòng)調(diào)整各高頻電源參數(shù)，確保煙塵含量達(dá)到環(huán)保要求。

2" " 我公司電除塵系統(tǒng)運(yùn)行現(xiàn)狀

我公司采用的高頻電源具有直流供電和脈沖供電兩種供電方式，為達(dá)到節(jié)能優(yōu)化運(yùn)行的目的，在保證超低排放污染控制指標(biāo)合格的情況下，兩臺(tái)機(jī)組電除塵高頻電源均采用一、二電場(chǎng)脈沖供電，三、四、五、六電場(chǎng)直流供電運(yùn)行方式。每臺(tái)機(jī)組電除塵共36臺(tái)高頻電源，其中四、五電場(chǎng)共12臺(tái)，以一用一備的方式定期切換，即常用高頻電源為30臺(tái)，根據(jù)不同負(fù)荷及煙囪出口粉塵含量調(diào)整高頻電源電流極限進(jìn)行控制。

煙氣中的粉塵在電除塵中絕大多數(shù)被一、二電場(chǎng)高頻電源捕集，到達(dá)三、四、五、六電場(chǎng)的粉塵含量相對(duì)較少。因此采用一、二電場(chǎng)高頻電源直流供電方式，三、四、五、六電場(chǎng)高頻電源脈沖供電方式進(jìn)行試驗(yàn)。一、二電場(chǎng)高頻電源采用純直流供電方式，保證一、二電場(chǎng)能夠穩(wěn)定地收集煙氣中絕大多數(shù)粉塵，保障基本的除塵效率。三、四、五、六電場(chǎng)高頻電源采用脈沖供電方式，不僅能顯著降低電除塵用電量，還能對(duì)高比電阻粉塵起到良好的除塵效果，有效抑制反電暈的產(chǎn)生[1]。

3" " 試驗(yàn)?zāi)康?/p>

我公司機(jī)組負(fù)荷受新能源影響變化較快，燃煤灰分偏高，干式電除塵系統(tǒng)廠(chǎng)用電率偏高，為了更好地實(shí)現(xiàn)節(jié)能優(yōu)化，公司實(shí)施了1號(hào)機(jī)組電除塵節(jié)能控制優(yōu)化技術(shù)改造項(xiàng)目，通過(guò)增加一套PLC優(yōu)化控制系統(tǒng)，根據(jù)機(jī)組負(fù)荷、煙塵含量等關(guān)鍵參數(shù)，實(shí)現(xiàn)電除塵高頻電源的智慧除塵控制功能。為驗(yàn)證在滿(mǎn)足環(huán)保要求的前提下，能夠確保電除塵高頻電源運(yùn)行在最佳工況，實(shí)現(xiàn)1號(hào)機(jī)組電除塵節(jié)能控制的目的，從而降低除塵能耗、減輕運(yùn)行人員壓力，開(kāi)展靜電除塵器節(jié)能優(yōu)化自動(dòng)控制試驗(yàn)。

4" " 試驗(yàn)工期

1號(hào)機(jī)組電除塵節(jié)能控制優(yōu)化技術(shù)改造項(xiàng)目經(jīng)過(guò)前期準(zhǔn)備，于2022年11月21日開(kāi)始投入自動(dòng)模式運(yùn)行，其中2023年1月13日08：30至1月24日09：00為手動(dòng)模式運(yùn)行，其余時(shí)間均在自動(dòng)模式運(yùn)行。

5" " 試驗(yàn)過(guò)程

5.1" " 試驗(yàn)前除塵器二次電流起始設(shè)定值調(diào)整

通過(guò)調(diào)整干式電除塵電流極限，調(diào)整一、二電場(chǎng)二次電流在1 200 mA（額定值的75%）左右，三、四電場(chǎng)二次電流在1 000 mA（額定值的62.5%）左右，五、六電場(chǎng)通過(guò)調(diào)整電流極限，調(diào)整高頻電源二次電流到640 mA（額定值的40%）；穩(wěn)定運(yùn)行后，觀(guān)察是否滿(mǎn)足脫硫進(jìn)口煙塵濃度（修正后）達(dá)到20 mg/Nm³以?xún)?nèi)，總排口煙塵濃度（修正后）達(dá)到1.5 mg/Nm³以?xún)?nèi)的要求。若脫硫進(jìn)口煙塵濃度（修正后）高于20 mg/Nm³，同時(shí)調(diào)整干式電除塵前四電場(chǎng)高頻電源的電流極限，直到脫硫進(jìn)口煙塵濃度（修正后）接近20 mg/Nm³，穩(wěn)定運(yùn)行一段時(shí)間，待數(shù)據(jù)穩(wěn)定后記錄試驗(yàn)數(shù)據(jù)[2]。

5.2" " 所有電室一、二、三、四電場(chǎng)靜態(tài)特性及能耗試驗(yàn)

在上述二次電流基礎(chǔ)上，如果脫硫進(jìn)口煙塵濃度（修正后）小于20 mg/Nm³，同步減少一、二、三、四電場(chǎng)的電流極限，調(diào)整脫硫進(jìn)口煙塵濃度（修正后）至20 mg/Nm³，待數(shù)據(jù)穩(wěn)定后記錄數(shù)據(jù)。對(duì)所有電室一、二、三、四電場(chǎng)的電流極限進(jìn)行調(diào)整，使其二次電流滿(mǎn)足表1要求。

5.3" " 所有電室五、六電場(chǎng)響應(yīng)動(dòng)態(tài)特性試驗(yàn)

在上述試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，將干式電除塵所有電室五電場(chǎng)電流極限增加10，待數(shù)據(jù)穩(wěn)定后記錄試驗(yàn)數(shù)據(jù)。在條件允許的情況下，繼續(xù)對(duì)六電場(chǎng)進(jìn)行階躍試驗(yàn)[3]。

6" " 試驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)比情況

（1）1號(hào)機(jī)組40%負(fù)荷工況下干式電除塵手動(dòng)模式運(yùn)行，吸收塔入口煙塵含量為10.7 mg/Nm³，煙囪出口粉塵含量為1.64 mg/Nm³。1號(hào)機(jī)組40%負(fù)荷工況下干式電除塵自動(dòng)模式運(yùn)行，吸收塔入口煙塵含量為8.04 mg/Nm³，煙囪出口粉塵含量為1.35 mg/Nm³。

耗電量對(duì)比：2022年8月30日19：00至23：00，1號(hào)機(jī)組40%負(fù)荷工況下干式電除塵手動(dòng)模式運(yùn)行，燃煤灰分10.95%，吸收塔入口煙塵10.7 mg/Nm³，煙囪出口煙塵1.64 mg/Nm³，耗電量3 590 kW·h。2022年11月24日18：00至22：00，1號(hào)機(jī)組40%負(fù)荷工況下干式電除塵自動(dòng)模式運(yùn)行，燃煤灰分11.18%，吸收塔入口煙塵8.04 mg/Nm³，煙囪出口煙塵1.35 mg/Nm³，耗電量4 310 kW·h。

對(duì)比結(jié)果：機(jī)組40%負(fù)荷情況下，在燃煤灰分偏差不大、可忽略不計(jì)的情況下，電除塵投入自動(dòng)運(yùn)行模式，耗電量比手動(dòng)運(yùn)行模式略有增加。

（2）1號(hào)機(jī)組60%負(fù)荷工況下干式電除塵手動(dòng)模式運(yùn)行，吸收塔入口煙塵含量為5.76 mg/Nm³，煙囪出口煙塵含量為1.05 mg/Nm³。1號(hào)機(jī)組60%負(fù)荷工況下干式電除塵自動(dòng)模式運(yùn)行，吸收塔入口煙塵含量為5.52 mg/Nm³，煙囪出口煙塵含量為0.92 mg/Nm³。

耗電量對(duì)比：2022年11月8日12：00至16：00，1號(hào)機(jī)組60%負(fù)荷工況下干式電除塵手動(dòng)模式運(yùn)行，燃煤灰分22.01%，吸收塔入口煙塵5.76 mg/Nm³，煙囪出口煙塵1.05 mg/Nm³，耗電量4 360 kW·h。2022年11月24日18：00至22：00，1號(hào)機(jī)組60%負(fù)荷工況下干式電除塵自動(dòng)模式運(yùn)行，燃煤灰分21.65%，吸收塔入口煙塵5.52 mg/Nm³，煙囪出口煙塵0.92 mg/Nm³，耗電量3 840 kW·h。

對(duì)比結(jié)果：機(jī)組60%負(fù)荷情況下，在燃煤灰分偏差不大、可忽略不計(jì)的情況下，電除塵投入自動(dòng)運(yùn)行模式，耗電量比手動(dòng)運(yùn)行模式有所減少[4]。

（3）1號(hào)機(jī)組80%負(fù)荷工況下干式電除塵手動(dòng)模式運(yùn)行，吸收塔入口煙塵含量為5.17 mg/Nm³，煙囪出口煙塵含量為1.91 mg/Nm³。1號(hào)機(jī)組80%負(fù)荷工況下干式電除塵手動(dòng)模式運(yùn)行，吸收塔入口煙塵含量為5.39 mg/Nm³，煙囪出口煙塵含量為1.57 mg/Nm³。

耗電量對(duì)比：2023年1月17日18：00至22：00，1號(hào)機(jī)組80%負(fù)荷工況下干式電除塵手動(dòng)模式運(yùn)行，燃煤灰分21.05%，吸收塔入口煙塵5.17 mg/Nm³，煙囪出口煙塵1.91 mg/Nm³，耗電量8 550 kW·h。2023年1月10日15：00至19：00，1號(hào)機(jī)組80%負(fù)荷工況下干式電除塵自動(dòng)模式運(yùn)行，燃煤灰分20.23%，吸收塔入口煙塵5.39 mg/Nm³，煙囪出口煙塵1.57 mg/Nm³，耗電量5 100 kW·h。

對(duì)比結(jié)果：機(jī)組80%負(fù)荷情況下，在燃煤灰分偏差不大、可忽略不計(jì)的情況下，電除塵投入自動(dòng)運(yùn)行模式，耗電量比手動(dòng)運(yùn)行模式明顯減少。

具體節(jié)能情況如表2所示。

對(duì)比結(jié)果：隨著機(jī)組負(fù)荷率的上升，在燃煤灰分偏差不大、可忽略不計(jì)的情況下，電除塵投入自動(dòng)運(yùn)行模式運(yùn)行，耗電率比手動(dòng)運(yùn)行模式有明顯下降。

7" " 試驗(yàn)結(jié)論

機(jī)組40%負(fù)荷情況下，為保證環(huán)保參數(shù)達(dá)標(biāo)、防止吸收塔漿液品質(zhì)惡化，高頻電源電流極限設(shè)有底限保護(hù)，電流極限不會(huì)持續(xù)降低，故此工況下電除塵自動(dòng)運(yùn)行模式耗電率比手動(dòng)運(yùn)行模式耗電率升高。機(jī)組60%負(fù)荷情況下，高頻電源電流極限受負(fù)荷主調(diào)、煙塵含量輔調(diào)影響不會(huì)持續(xù)升高，故此工況下電除塵自動(dòng)運(yùn)行模式耗電率比手動(dòng)運(yùn)行模式耗電率明顯下降。機(jī)組70%負(fù)荷情況下，高頻電源電流極限設(shè)置不斷升高，但自動(dòng)運(yùn)行模式下參數(shù)調(diào)整速率比手動(dòng)運(yùn)行模式調(diào)整快，故此工況下電除塵自動(dòng)運(yùn)行模式耗電率比手動(dòng)運(yùn)行模式耗電率下降。

7.1" " 2023年2月2日1號(hào)吸收塔漿液及石膏品質(zhì)化驗(yàn)數(shù)據(jù)

1號(hào)吸收塔漿液pH為6.22，漿液密度1 187 kg/m³，吸收塔漿液氯離子含量26.88 mg/mL。1號(hào)吸收塔石膏含水量14.12%，硫酸鹽75.55%，碳酸鹽2.72%，亞硫酸鹽0.05%，氯離子101.59 mg/kg。基于以上400、600、800 MW吸收塔入口及煙囪出口煙塵含量變化對(duì)比，根據(jù)吸收塔漿液及石膏品質(zhì)化驗(yàn)數(shù)據(jù)分析，投自動(dòng)情況下吸收塔入口煙塵含量無(wú)較大變化，均能滿(mǎn)足吸收塔入口煙塵含量≤20 mg/Nm³要求，投自動(dòng)情況下煙囪出口煙塵含量有輕微下降，由此判斷1號(hào)電除塵節(jié)能優(yōu)化控制方式下運(yùn)行，對(duì)吸收塔漿液及石膏品質(zhì)無(wú)影響，后續(xù)仍需通過(guò)長(zhǎng)期運(yùn)行進(jìn)行分析研判[5]。

7.2" " 節(jié)約廠(chǎng)用電量

根據(jù)公司2022年1號(hào)機(jī)組年平均負(fù)荷率67.59%，發(fā)電量390 970.8萬(wàn)kW·h，取表2中2022年11月15日和11月24日耗電率下降0.023%，扣除全年1號(hào)機(jī)組深度調(diào)峰電量占總發(fā)電量的10%，計(jì)算得出：

（0.023%×9-0.046%）/10=0.016 1%

可知干式電除塵投入自動(dòng)運(yùn)行模式，全年電除塵日耗電率約降低0.016 1%，初步判斷全年單臺(tái)機(jī)組節(jié)約廠(chǎng)用電量約62.56萬(wàn)kW·h，廠(chǎng)用電價(jià)按0.46元/（kW·h）計(jì)，單臺(tái)機(jī)組全年可節(jié)省生產(chǎn)成本約28.78萬(wàn)元。

8" " 結(jié)論與建議

（1）目前，1號(hào)爐干式電除塵節(jié)能優(yōu)化自動(dòng)控制采用機(jī)組負(fù)荷主調(diào)、煙塵含量輔調(diào)的方式進(jìn)行，當(dāng)機(jī)組負(fù)荷高、燃煤灰分含量低時(shí)，易使高頻電源電流極限高參數(shù)運(yùn)行，導(dǎo)致電除塵耗電率升高；當(dāng)機(jī)組負(fù)荷低、燃煤灰分含量高時(shí)，易使高頻電源電流極限低參數(shù)運(yùn)行，大量粉塵進(jìn)入吸收塔漿液內(nèi)，導(dǎo)致吸收塔漿液品質(zhì)惡化。建議改為吸收塔入口煙塵含量主調(diào)、機(jī)組負(fù)荷輔調(diào)。

（2）目前，1號(hào)爐干式電除塵節(jié)能優(yōu)化自動(dòng)控制采用吸收塔入口煙塵儀一個(gè)測(cè)點(diǎn)進(jìn)行自動(dòng)跟蹤調(diào)節(jié)，當(dāng)該測(cè)點(diǎn)發(fā)生故障或測(cè)量不準(zhǔn)時(shí)，易導(dǎo)致高頻電源電流極限低參數(shù)或高參數(shù)運(yùn)行，失去自動(dòng)調(diào)整的準(zhǔn)確性。建議在吸收塔入口增加一個(gè)煙塵含量測(cè)量?jī)x表，將煙塵含量跟蹤調(diào)節(jié)由單測(cè)點(diǎn)改為雙測(cè)點(diǎn)自動(dòng)跟蹤調(diào)節(jié)；或者將自動(dòng)跟蹤調(diào)節(jié)測(cè)點(diǎn)改為煙囪出口煙塵含量測(cè)點(diǎn)自動(dòng)跟蹤調(diào)節(jié)。

（3）目前，1號(hào)機(jī)組高負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，電除塵自動(dòng)運(yùn)行模式下耗電率下降不是十分明顯，建議調(diào)整自動(dòng)控制的跟蹤速率，并設(shè)定自動(dòng)運(yùn)行模式下某個(gè)負(fù)荷段電除塵高頻電源的電流極限上下限值。

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收稿日期：2023-03-23

作者簡(jiǎn)介：邵文勇（1983—），男，江蘇人，工程師，研究方向：火力發(fā)電廠(chǎng)電除塵自動(dòng)化控制。