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EPCON新电源技术在静电除尘器控制系统中的应用
作者:管理员    发布于:2017-11-21 14:01:50    文字:【】【】【

  效果及节能方面也表现的越来越突出。介绍了内蒙古大唐国际托克托发电有限责任公司一期两台600MW机组电除尘器在原有控制系统基础上进行改造及应用EPCON新电源技术,包括增加ROQ实时供电优化系统、完善振打功能、火花控制精细化和采用机组负荷管理模式等,实现了大幅度提高除尘效率和降低能耗的目的。

  概况内蒙古大唐国际托克托发电有限责任公司(以下简称托电)一期两台600MW机组静电除尘器本体型号为2F480,其控制系统采用WF-CON控制器。

  从近几年的使用情况来看,该控制器性能上存在以下不足:1)对电场内部反电晕现象无抑制能力;2)高、低压控制系统分开配置,采用单一模式的循环振打,无降压振打功能;3)不能及时捕捉火花并进行有效控制,火花抑制方面采取单一模式的减电压方式等。

  由于控制器的局限性,制约了除尘器本体性能的发挥,同时导致除尘器能耗大等问题。从节能减排角度考虑,应当对托电一期电除尘控制系统进行合理改造⑴。

  1改造前后性能比较分析将托电一期电除尘电场控制器更换为EPCON型控制器后,以下是对更换前后控制器性能的分析比较。

  1.1对电场内部反电晕的抑制作用反电晕对除尘器性能的影响由于受煤质影响,托电各机组煤粉燃烧后所产生的飞灰比电阻比较大,电除尘器内部反电晕现象普遍存在。

  反电晕的产生对除尘效率有非常大的负面作用,如阳极板附近电离出了大量的阴、阳离子,阳离子会在电场的作用下向阴极线运动,中和荷电粉尘表面的阴离子,使粉尘颗粒的电性变为中型或带电量降低。荷电尘粒在电场中受到的静电力与粉尘的带电量成正比关系,因此粉尘飞向阳极板的有效驱进力降低,驱进速度降低,粉尘非常容易逃逸出电场,从而使电除尘的效率大大降低。严重时,可使电除尘器收尘处于中断状态。

  另外,反电晕的产生还使电场内产生火花的临界电压降低,使电场间频繁闪络,进一步恶化收尘效果。

  反电晕对除尘器能耗的影响为电场伏安特性图,由中有、无反电晕曲线对比可清楚地看到,当电场内部有反电晕时,将有大量无效电流产生,使电除尘器的用电量大幅提升,造成浪费。

  两种控制器对反电晕的抑制作用比较抑制反电晕最有效的途径是采用间歇供电方式并选取合适的间隔充电比实现。WF-CON和EPCON控制器都具备间歇供电功能,所不同的是,EPCON静电除尘器电源控制器还内置了ROQ实时供电优化软件,对电场内部反电晕情况进行抑制。其具体原理为:反电晕的发生并不是瞬间完成的,在一个足够强的、持续的极板间电流密度下,粉尘层的微电场从建立到放电需要一个最小临界时间tu其大小与电流密度、电场强度、本体时间常数、粉尘的比电阻、粉尘的介电常数、烟气中的粉尘密度、烟气的化学成分都有关系。ROQ软件能近似计算出tu从而确定间隔充电运行方的充电时间t,当t  而WF-CON控制器对电场内部反电晕抑制方式为:当反电晕现象严重时,伏安特性曲线将上翘,斜率反转,控制器检测到此斜率后启动振打,减少极板积灰实现。

  可见,EPCON控制器对反电晕的控制方面更加合理。而且通过ROQ软件优化充电比后,能耗显著降低。

  1.2振打控制方面的影响WF-CON控制器振打模式为单一循环模式,无降压振打方式。

  EPCON控制器集成了3路振打控制回路,多达8组振打控制定时器,通过模式切换可设置最多36种控制时序及减电压方式。

  EPCON控制器采用减电压振打,使极板间的电场强度降低,粉尘的附着能力大幅下降,从而有效地减少高比电阻的灰尘在收尘板上累积的问题,同时还减少可能发生的反电晕现象。各振打时段的有序组合可保障能彻底清扫集尘板上的粉尘,改善除尘效果。

  1.3火花控制方面的影响为提高除尘效率,应尽可能提高阳极板和阴极线之间的电压,以获得更高的电场强度。但电压提高到一定程度后,电晕电离会贯穿整个电场,产生强烈的火花放电。如果不加以控制,还会发展成电弧,使整个电场被彻底击穿。这不仅降低除尘效率,浪费电能,而且还可能使极板和极线损坏,造成安全隐患。

  WF-CON控制器对电场内部火花控制采用能级控制。其原理是:小火花时不闭锁可控硅,快速恢复;当突发的大火花产生后(如振打时),才闭锁可控硅以避免燃弧,然后在30ms~50ms快速恢复到原供电电压的90%,之后进入第二折线平缓升压。

  EPCON控制器每半个周波(10ms)对二次电流及二次电压进行64个点的采样。正常运行中,EPCON控制器通过不断的采样、计算、比较,更加准确的判断火花的产生。

  当火花准确检测及控制后,二次电压和电流将被迅速升至略低于火花发生前的电压及电流水平(般是电流水平的95%左右),此为上升的第斜率,上升斜率是正常上升斜率的数倍。

  当第上升斜率结束后,电压和电流的上升进入第二斜率,它将以个较慢的上升速度升至更接近火花发生前的电压及电流水平(98%左右)。

  最后,电压和电流将以第三斜率(非常缓慢)继续上升,直到下一个火花发生。为其火花控制示意图。

  两种控制器相比较而言,后者在判断火花、火花控制及抑制火花后电场电源恢复等方面均好于前者,且在抑制火花的同时,不影响电场除尘效率。

  1.4模式管理功能EPCON控制器除了默认模式外,还提供了其他3套运行模式可供设定切换,这3种模式都提供手动启动和定时启动两种方式。模可以预先设定好充电比、二次脉冲电流和不同振打参数等。任一模式启动后,在新的模式未到来之前,都会按已启动的模式运行,直到有新的模式启动。

  控制系统可以通过采集机组负荷信号,实现在机组不同负荷段的闭环控制,对高、低负荷的节能减排有重要实用价值。

  2效率分析华北电科院对托电一期电除尘器效率进行了测试,表1对比了改造前后的测试数据。

  由表1数据可见,托电一期电除尘控制系统改造后,烟气排放浓度由70~90mg/Nm3降低至30mg/Nm3左右,除尘效率由99.7%提升至99.9%,效果非常好。

  表1改造前后托电一期机组除尘器效率表控制系统机组设备名称烟气排放浓度(mg/Nm3)除尘效率1除尘器出口1出口2 2除尘器出口1出口2 1除尘器出口1出口2 2除尘器出口1出口2 1除尘器出口1出口2 2除尘器出口1出口2 1除尘器出口1出口2 2除尘器出口1出口2备注:以上数据均为机组满负荷情况下测得。

  3经济效益分析改造前1、2机组平均曰负荷系数分别为69.90%和71.36%.选取改造后两台机组平均日负荷系数最为接近时曰耗电量进行比较,具体数据见表2.表2改造前后电除尘耗电量和所占厂用电比率机组电除尘曰均机组日均发电除尘耗电量所耗电量(MWh)占厂用电比率改造前改造后=335.54万元(按照厂用电0.342元/kWh计算)。

  ―期两台机组电除尘系统改造主材料加上人工费用共计260万,改造年节约成本约335.54万元,即改造后不到一年可收回成本。

  4结论通过对托电一期电除尘电控系统进行改造,在抑制反电晕、改善振打、火花控制方面都取得了良好效果,烟气排放浓度首次降低到30mg/Nm3.另外,采用负荷管理模式,实现了供电参数随机组负荷自动优化,避免了各电场内部的大量无用功耗,节能效果十分显著。

脚注信息
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