高壓電場節能模式改造

趙曉亮

摘 要：通過高壓電場節能模式的開發，改變150T干法除塵系統的靜電除塵器工作模式，降低故障率，從而達到節能降耗的目的。

關鍵詞：高壓電場 節能 靜電除塵器 滿負荷

中圖分類號：TM621 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）04（b）-0109-02

應節能環保要求，在河北鋼鐵“綠色發展”戰略和宣鋼公司“提質增效獻一計”活動政策指引下，我們積極探索，不放過一個細節，從小處入手，通過優化工藝設備參數，達到降低能源消耗，降低煉鋼成本的目的。150T轉爐的干法除塵系統以靜電除塵器為主要核心設備，根據現有經驗，對靜電除塵器電源系統進行優化，有效降低電場的電能消耗。

1 系統及工藝概述

干法除塵系統的靜電除器由A，B，C，D四個電場組成，其中A，B電場安裝在靜電除塵器入口，60%～70%的煙塵由A，B電場收集，其余由C，D電場收集。A，B電場一次側電流約為300～400 A，二次側電壓約為40～55 kV；C，D電場一次側電流約為600 A，二次側電壓約為50～60 kV。在電場投用的這兩年時間里，除塵效果良好，煙氣含塵量小于10 mg/m3。但電場一直處于接近于滿負荷狀態，尤以C，D電場嚴重，因為煙塵經過A，B電場后，比電阻增加，C，D電場平均電壓和電流一直處于一個很高的水平，且在非吹煉階段四個電場也處于高電壓水平，所以就造成了電能的巨大浪費。長時間滿負荷運行，造成設備溫升高，造成設備故障較多，影響設備的使用壽命。

2 控制方案

根據設備運行情況和基于設備穩定運行和節能降耗的目的。首先開發出一種全新的控制方式，即在吹煉時期電場工作在標準模式，在非吹煉階段電場即降低負荷工作在低電壓模式即節能模式。這樣就能大大降低電場的電能消耗，且電場設備也不會一直工作在滿負荷狀態。根據對電場內部的觀察和對C，D電場在標準模式下的電壓和電流的分析，認為在標準模式下，C，D電場提供的能量也遠超出工藝需求，所以針對這一現象，在保證除塵效果的前提下，對C，D電場的電壓和電流進行了限幅處理，進一步達到節能降耗的目的。

對高壓電場的節能模式的開發分為兩個部分，第一步首先完成在非吹煉期間使得四個電場工作在低電壓模式，該模式投用后，根據實際情況在繼續進行第二步，在保證除塵效果的前提下，對工作在標準模式下的C，D電場電壓和電流進行優化，進一步達到節能的效果。

3 技術原理

靜電除塵器電源系統由智能控制柜，高壓整流變壓器，信號傳輸光纜等組成。如圖1所示，智能控制單元輸出脈沖控制信號給脈沖變換單元，控制SCR整流器相位角，SCR整流器由處于同一相位上的兩個反并聯晶閘管構成。通過高壓采集單元采集變壓器二次側電壓和電流信號，并通過光纜將該信號傳輸到智能控制單元，通過其內部引入的模糊控制數學模型計算，來控制晶閘管的相位角，從而達到控制變壓器二次側電流和電壓的目的。

靜電除塵器主要目的就是對轉爐冶煉過程中的煙塵進行凈化處理，所以其和轉爐的生產緊密相關。當轉爐冶煉完畢后，基本沒有沒有煙氣產生，當此時讓電場繼續工作在標準模式下，勢必會造成電能的巨大浪費。因此在非吹煉期間只要將電場的電流和電壓降低就可以實現電場的節能目的。

電場由A，B，C，D四個電場組成，其中A，B兩個電場處于電場的進口，C，D電場處于電場的出口。轉爐吹煉產生的煙塵經過蒸發冷卻器降溫調質后進入靜電除塵器內部，由于A，B電場內部煙塵量較大，比電阻較小，電離程度大，閃絡次數較多，而經過A，B電場凈化后的煙氣到達C，D電場后，比電阻明顯增大，電離程度較低，那么C，D電場的自消式閃絡將比較少，火化率較低，那么電壓和電流將處于很高的水平。但隨之而來的就是大多數靜電除塵器都會出現的反電暈現象，即隨著能量的不斷注入，當收塵效率達到最佳除塵效率后，如果繼續加強電能的注入，高比電阻值的粉塵將會產生反電暈現象，灰塵電荷不能很快的移動至集電極，結果灰塵之間就有很強的電場，將導致灰層內的局部放電，同時產生正電荷離子，將已分離的粉塵再次返回至氣流中，不僅造成電能的巨大浪費，同時也造成電場內部二次揚塵，造成除塵效率低下。圖2為電場電壓和煙氣排放的一直數據對比，可以看出，即使電場電壓增加到很高，但排放的煙塵卻沒有明顯的變化。當前C，D電場在正常模式下工作電壓可以達到55KV，電流在2200～2700 mA。已經大大超出了最佳除塵電壓，因此可以根據現場除塵效果，將C，D電場的參數做適當的優化處理。

4 技術方案

4.1 電場節能模式的開發

制定出以下的節能模式方案：在轉爐出鋼時，C，D電場首先進入節能模式，A，B電場為收集濺渣護爐時的煙氣仍然工作在高電壓模式，待濺渣護爐完畢后，A，B電場也工作在節能模式下。直到下一次兌鐵信號來臨，四個電場恢復到高電壓模式。具體實施步驟如下。

（1）修改高壓電場控制柜參數，增加工作模式2，并設置其二次側電壓幅值為Us=35 kV，并在通訊設置中允許PLC變更模式選擇。

（2）重新設置電場與PLC之間的通訊參數，增加PLC控制高壓電場模式選擇參數和模式使能參數，如A電場增加DB201.DBX0.4為電場模式選擇使能開關，增加DB201.DBB2為電場模式選擇，當DB201.DBX0.4從0變為1時，模式選擇有效，同時DB201.DBB2給出當期電場需要工作的模式，為1時電場處于工作模式1，即為高電壓模式，為2時電場處于工作模式2，即為節能模式。

（3）編制程序，實現在出鋼時，C，D電場進入工作模式2，濺渣護爐結束后，A，B電場進入工作模式2，即濺渣護爐結束后，四個電場全部進入節能模式，直到轉爐兌鐵信號到來，高壓電場恢復至工作模式1。

（4）繪制HMI畫面，增加電場手自動切換，在自動狀態下，按照步驟3執行，手動狀態下，可以實現高壓電場1，2模式的切換。

4.2 C，D電場參數優化

C，D電場工作在最佳電暈模糊功率的模糊優化模式下工作，電場內部閃絡次數很少，電壓和電流一直維持在很高的位置，二次側電壓Us大約維持在60～70 kV之間，二次側電流Is大約在2900～3000 mA，接近于設備的滿負荷工作狀態，綜合以上分析，C，D電場的工作方式不僅造成電能的巨大浪費，同時也產生了一定的反電暈現象。高壓控制柜內快熔燒壞故障較多有發生，且變壓器的油溫高達80 ℃，HV檢測單元因為高溫也經常保護造成控制柜報光纜故障。為增強電場運行穩定性和節能效果，需要對電場的控制參數進行修整，以適應當前的工況。

4.3 運行情況

設備投用以來，沒有影響電場的除塵效率，不僅節約了大量的電能，同時設備溫度和線纜溫度由原有的50℃降低至30攝氏度，故障率明顯降低。

5 結語

在沒有影響除塵效果的前提下，開發靜電除塵器的節電模式，經濟效益十分明顯，同時有效的降低了設備的負荷，增加了設備運行穩定率和使用壽命。

參考文獻

[1] 趙會良，羅承沐，覃穆，等.電除塵中的高壓供電技術[J].高電壓技術，1996（1）：66-69.

[2] 蒙騮.火電廠影響電除塵器性能的主要因素[J].2006，11.endprint

摘 要：通過高壓電場節能模式的開發，改變150T干法除塵系統的靜電除塵器工作模式，降低故障率，從而達到節能降耗的目的。

關鍵詞：高壓電場 節能 靜電除塵器 滿負荷

中圖分類號：TM621 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）04（b）-0109-02

應節能環保要求，在河北鋼鐵“綠色發展”戰略和宣鋼公司“提質增效獻一計”活動政策指引下，我們積極探索，不放過一個細節，從小處入手，通過優化工藝設備參數，達到降低能源消耗，降低煉鋼成本的目的。150T轉爐的干法除塵系統以靜電除塵器為主要核心設備，根據現有經驗，對靜電除塵器電源系統進行優化，有效降低電場的電能消耗。

1 系統及工藝概述

干法除塵系統的靜電除器由A，B，C，D四個電場組成，其中A，B電場安裝在靜電除塵器入口，60%～70%的煙塵由A，B電場收集，其余由C，D電場收集。A，B電場一次側電流約為300～400 A，二次側電壓約為40～55 kV；C，D電場一次側電流約為600 A，二次側電壓約為50～60 kV。在電場投用的這兩年時間里，除塵效果良好，煙氣含塵量小于10 mg/m3。但電場一直處于接近于滿負荷狀態，尤以C，D電場嚴重，因為煙塵經過A，B電場后，比電阻增加，C，D電場平均電壓和電流一直處于一個很高的水平，且在非吹煉階段四個電場也處于高電壓水平，所以就造成了電能的巨大浪費。長時間滿負荷運行，造成設備溫升高，造成設備故障較多，影響設備的使用壽命。

2 控制方案

根據設備運行情況和基于設備穩定運行和節能降耗的目的。首先開發出一種全新的控制方式，即在吹煉時期電場工作在標準模式，在非吹煉階段電場即降低負荷工作在低電壓模式即節能模式。這樣就能大大降低電場的電能消耗，且電場設備也不會一直工作在滿負荷狀態。根據對電場內部的觀察和對C，D電場在標準模式下的電壓和電流的分析，認為在標準模式下，C，D電場提供的能量也遠超出工藝需求，所以針對這一現象，在保證除塵效果的前提下，對C，D電場的電壓和電流進行了限幅處理，進一步達到節能降耗的目的。

對高壓電場的節能模式的開發分為兩個部分，第一步首先完成在非吹煉期間使得四個電場工作在低電壓模式，該模式投用后，根據實際情況在繼續進行第二步，在保證除塵效果的前提下，對工作在標準模式下的C，D電場電壓和電流進行優化，進一步達到節能的效果。

3 技術原理

靜電除塵器電源系統由智能控制柜，高壓整流變壓器，信號傳輸光纜等組成。如圖1所示，智能控制單元輸出脈沖控制信號給脈沖變換單元，控制SCR整流器相位角，SCR整流器由處于同一相位上的兩個反并聯晶閘管構成。通過高壓采集單元采集變壓器二次側電壓和電流信號，并通過光纜將該信號傳輸到智能控制單元，通過其內部引入的模糊控制數學模型計算，來控制晶閘管的相位角，從而達到控制變壓器二次側電流和電壓的目的。

靜電除塵器主要目的就是對轉爐冶煉過程中的煙塵進行凈化處理，所以其和轉爐的生產緊密相關。當轉爐冶煉完畢后，基本沒有沒有煙氣產生，當此時讓電場繼續工作在標準模式下，勢必會造成電能的巨大浪費。因此在非吹煉期間只要將電場的電流和電壓降低就可以實現電場的節能目的。

電場由A，B，C，D四個電場組成，其中A，B兩個電場處于電場的進口，C，D電場處于電場的出口。轉爐吹煉產生的煙塵經過蒸發冷卻器降溫調質后進入靜電除塵器內部，由于A，B電場內部煙塵量較大，比電阻較小，電離程度大，閃絡次數較多，而經過A，B電場凈化后的煙氣到達C，D電場后，比電阻明顯增大，電離程度較低，那么C，D電場的自消式閃絡將比較少，火化率較低，那么電壓和電流將處于很高的水平。但隨之而來的就是大多數靜電除塵器都會出現的反電暈現象，即隨著能量的不斷注入，當收塵效率達到最佳除塵效率后，如果繼續加強電能的注入，高比電阻值的粉塵將會產生反電暈現象，灰塵電荷不能很快的移動至集電極，結果灰塵之間就有很強的電場，將導致灰層內的局部放電，同時產生正電荷離子，將已分離的粉塵再次返回至氣流中，不僅造成電能的巨大浪費，同時也造成電場內部二次揚塵，造成除塵效率低下。圖2為電場電壓和煙氣排放的一直數據對比，可以看出，即使電場電壓增加到很高，但排放的煙塵卻沒有明顯的變化。當前C，D電場在正常模式下工作電壓可以達到55KV，電流在2200～2700 mA。已經大大超出了最佳除塵電壓，因此可以根據現場除塵效果，將C，D電場的參數做適當的優化處理。

4 技術方案

4.1 電場節能模式的開發

制定出以下的節能模式方案：在轉爐出鋼時，C，D電場首先進入節能模式，A，B電場為收集濺渣護爐時的煙氣仍然工作在高電壓模式，待濺渣護爐完畢后，A，B電場也工作在節能模式下。直到下一次兌鐵信號來臨，四個電場恢復到高電壓模式。具體實施步驟如下。

（1）修改高壓電場控制柜參數，增加工作模式2，并設置其二次側電壓幅值為Us=35 kV，并在通訊設置中允許PLC變更模式選擇。

（2）重新設置電場與PLC之間的通訊參數，增加PLC控制高壓電場模式選擇參數和模式使能參數，如A電場增加DB201.DBX0.4為電場模式選擇使能開關，增加DB201.DBB2為電場模式選擇，當DB201.DBX0.4從0變為1時，模式選擇有效，同時DB201.DBB2給出當期電場需要工作的模式，為1時電場處于工作模式1，即為高電壓模式，為2時電場處于工作模式2，即為節能模式。

（3）編制程序，實現在出鋼時，C，D電場進入工作模式2，濺渣護爐結束后，A，B電場進入工作模式2，即濺渣護爐結束后，四個電場全部進入節能模式，直到轉爐兌鐵信號到來，高壓電場恢復至工作模式1。

（4）繪制HMI畫面，增加電場手自動切換，在自動狀態下，按照步驟3執行，手動狀態下，可以實現高壓電場1，2模式的切換。

4.2 C，D電場參數優化

C，D電場工作在最佳電暈模糊功率的模糊優化模式下工作，電場內部閃絡次數很少，電壓和電流一直維持在很高的位置，二次側電壓Us大約維持在60～70 kV之間，二次側電流Is大約在2900～3000 mA，接近于設備的滿負荷工作狀態，綜合以上分析，C，D電場的工作方式不僅造成電能的巨大浪費，同時也產生了一定的反電暈現象。高壓控制柜內快熔燒壞故障較多有發生，且變壓器的油溫高達80 ℃，HV檢測單元因為高溫也經常保護造成控制柜報光纜故障。為增強電場運行穩定性和節能效果，需要對電場的控制參數進行修整，以適應當前的工況。

4.3 運行情況

設備投用以來，沒有影響電場的除塵效率，不僅節約了大量的電能，同時設備溫度和線纜溫度由原有的50℃降低至30攝氏度，故障率明顯降低。

5 結語

在沒有影響除塵效果的前提下，開發靜電除塵器的節電模式，經濟效益十分明顯，同時有效的降低了設備的負荷，增加了設備運行穩定率和使用壽命。

參考文獻

[1] 趙會良，羅承沐，覃穆，等.電除塵中的高壓供電技術[J].高電壓技術，1996（1）：66-69.

[2] 蒙騮.火電廠影響電除塵器性能的主要因素[J].2006，11.endprint

摘 要：通過高壓電場節能模式的開發，改變150T干法除塵系統的靜電除塵器工作模式，降低故障率，從而達到節能降耗的目的。

關鍵詞：高壓電場 節能 靜電除塵器 滿負荷

中圖分類號：TM621 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）04（b）-0109-02

應節能環保要求，在河北鋼鐵“綠色發展”戰略和宣鋼公司“提質增效獻一計”活動政策指引下，我們積極探索，不放過一個細節，從小處入手，通過優化工藝設備參數，達到降低能源消耗，降低煉鋼成本的目的。150T轉爐的干法除塵系統以靜電除塵器為主要核心設備，根據現有經驗，對靜電除塵器電源系統進行優化，有效降低電場的電能消耗。

1 系統及工藝概述

干法除塵系統的靜電除器由A，B，C，D四個電場組成，其中A，B電場安裝在靜電除塵器入口，60%～70%的煙塵由A，B電場收集，其余由C，D電場收集。A，B電場一次側電流約為300～400 A，二次側電壓約為40～55 kV；C，D電場一次側電流約為600 A，二次側電壓約為50～60 kV。在電場投用的這兩年時間里，除塵效果良好，煙氣含塵量小于10 mg/m3。但電場一直處于接近于滿負荷狀態，尤以C，D電場嚴重，因為煙塵經過A，B電場后，比電阻增加，C，D電場平均電壓和電流一直處于一個很高的水平，且在非吹煉階段四個電場也處于高電壓水平，所以就造成了電能的巨大浪費。長時間滿負荷運行，造成設備溫升高，造成設備故障較多，影響設備的使用壽命。

2 控制方案

根據設備運行情況和基于設備穩定運行和節能降耗的目的。首先開發出一種全新的控制方式，即在吹煉時期電場工作在標準模式，在非吹煉階段電場即降低負荷工作在低電壓模式即節能模式。這樣就能大大降低電場的電能消耗，且電場設備也不會一直工作在滿負荷狀態。根據對電場內部的觀察和對C，D電場在標準模式下的電壓和電流的分析，認為在標準模式下，C，D電場提供的能量也遠超出工藝需求，所以針對這一現象，在保證除塵效果的前提下，對C，D電場的電壓和電流進行了限幅處理，進一步達到節能降耗的目的。

對高壓電場的節能模式的開發分為兩個部分，第一步首先完成在非吹煉期間使得四個電場工作在低電壓模式，該模式投用后，根據實際情況在繼續進行第二步，在保證除塵效果的前提下，對工作在標準模式下的C，D電場電壓和電流進行優化，進一步達到節能的效果。

3 技術原理

靜電除塵器電源系統由智能控制柜，高壓整流變壓器，信號傳輸光纜等組成。如圖1所示，智能控制單元輸出脈沖控制信號給脈沖變換單元，控制SCR整流器相位角，SCR整流器由處于同一相位上的兩個反并聯晶閘管構成。通過高壓采集單元采集變壓器二次側電壓和電流信號，并通過光纜將該信號傳輸到智能控制單元，通過其內部引入的模糊控制數學模型計算，來控制晶閘管的相位角，從而達到控制變壓器二次側電流和電壓的目的。

靜電除塵器主要目的就是對轉爐冶煉過程中的煙塵進行凈化處理，所以其和轉爐的生產緊密相關。當轉爐冶煉完畢后，基本沒有沒有煙氣產生，當此時讓電場繼續工作在標準模式下，勢必會造成電能的巨大浪費。因此在非吹煉期間只要將電場的電流和電壓降低就可以實現電場的節能目的。

電場由A，B，C，D四個電場組成，其中A，B兩個電場處于電場的進口，C，D電場處于電場的出口。轉爐吹煉產生的煙塵經過蒸發冷卻器降溫調質后進入靜電除塵器內部，由于A，B電場內部煙塵量較大，比電阻較小，電離程度大，閃絡次數較多，而經過A，B電場凈化后的煙氣到達C，D電場后，比電阻明顯增大，電離程度較低，那么C，D電場的自消式閃絡將比較少，火化率較低，那么電壓和電流將處于很高的水平。但隨之而來的就是大多數靜電除塵器都會出現的反電暈現象，即隨著能量的不斷注入，當收塵效率達到最佳除塵效率后，如果繼續加強電能的注入，高比電阻值的粉塵將會產生反電暈現象，灰塵電荷不能很快的移動至集電極，結果灰塵之間就有很強的電場，將導致灰層內的局部放電，同時產生正電荷離子，將已分離的粉塵再次返回至氣流中，不僅造成電能的巨大浪費，同時也造成電場內部二次揚塵，造成除塵效率低下。圖2為電場電壓和煙氣排放的一直數據對比，可以看出，即使電場電壓增加到很高，但排放的煙塵卻沒有明顯的變化。當前C，D電場在正常模式下工作電壓可以達到55KV，電流在2200～2700 mA。已經大大超出了最佳除塵電壓，因此可以根據現場除塵效果，將C，D電場的參數做適當的優化處理。

4 技術方案

4.1 電場節能模式的開發

制定出以下的節能模式方案：在轉爐出鋼時，C，D電場首先進入節能模式，A，B電場為收集濺渣護爐時的煙氣仍然工作在高電壓模式，待濺渣護爐完畢后，A，B電場也工作在節能模式下。直到下一次兌鐵信號來臨，四個電場恢復到高電壓模式。具體實施步驟如下。

（1）修改高壓電場控制柜參數，增加工作模式2，并設置其二次側電壓幅值為Us=35 kV，并在通訊設置中允許PLC變更模式選擇。

（2）重新設置電場與PLC之間的通訊參數，增加PLC控制高壓電場模式選擇參數和模式使能參數，如A電場增加DB201.DBX0.4為電場模式選擇使能開關，增加DB201.DBB2為電場模式選擇，當DB201.DBX0.4從0變為1時，模式選擇有效，同時DB201.DBB2給出當期電場需要工作的模式，為1時電場處于工作模式1，即為高電壓模式，為2時電場處于工作模式2，即為節能模式。

（3）編制程序，實現在出鋼時，C，D電場進入工作模式2，濺渣護爐結束后，A，B電場進入工作模式2，即濺渣護爐結束后，四個電場全部進入節能模式，直到轉爐兌鐵信號到來，高壓電場恢復至工作模式1。

（4）繪制HMI畫面，增加電場手自動切換，在自動狀態下，按照步驟3執行，手動狀態下，可以實現高壓電場1，2模式的切換。

4.2 C，D電場參數優化

C，D電場工作在最佳電暈模糊功率的模糊優化模式下工作，電場內部閃絡次數很少，電壓和電流一直維持在很高的位置，二次側電壓Us大約維持在60～70 kV之間，二次側電流Is大約在2900～3000 mA，接近于設備的滿負荷工作狀態，綜合以上分析，C，D電場的工作方式不僅造成電能的巨大浪費，同時也產生了一定的反電暈現象。高壓控制柜內快熔燒壞故障較多有發生，且變壓器的油溫高達80 ℃，HV檢測單元因為高溫也經常保護造成控制柜報光纜故障。為增強電場運行穩定性和節能效果，需要對電場的控制參數進行修整，以適應當前的工況。

4.3 運行情況

設備投用以來，沒有影響電場的除塵效率，不僅節約了大量的電能，同時設備溫度和線纜溫度由原有的50℃降低至30攝氏度，故障率明顯降低。

5 結語

在沒有影響除塵效果的前提下，開發靜電除塵器的節電模式，經濟效益十分明顯，同時有效的降低了設備的負荷，增加了設備運行穩定率和使用壽命。

參考文獻

[1] 趙會良，羅承沐，覃穆，等.電除塵中的高壓供電技術[J].高電壓技術，1996（1）：66-69.

[2] 蒙騮.火電廠影響電除塵器性能的主要因素[J].2006，11.endprint