電廠除塵器改造工程的電氣設(shè)計與控制

羅平，程志會，馮立中

（1.大唐環(huán)境產(chǎn)業(yè)集團股份有限公司，北京 100761；2.中國能源工程（海門）發(fā)展有限公司，江蘇 海門 226100）

電廠除塵器改造工程的電氣設(shè)計與控制

羅平1，程志會1，馮立中2

（1.大唐環(huán)境產(chǎn)業(yè)集團股份有限公司，北京 100761；2.中國能源工程（海門）發(fā)展有限公司，江蘇 海門 226100）

本文結(jié)合實例，介紹電廠除塵器改造工程的價值意義、發(fā)展概況，并進行改進技術(shù)的可行性分析、實施方案的可行性設(shè)計、控制系統(tǒng)模型以及未來的發(fā)展方向等，以燃煤電廠做為實踐對象，將其除塵器進行技術(shù)創(chuàng)新，以降低煙塵排放濃度為基礎(chǔ)目標(biāo)，設(shè)計出符合最新的污染物排放標(biāo)準(zhǔn)的工程方法。進一步探析除塵器經(jīng)過創(chuàng)新改造投入市場使用后的運行狀態(tài)，以便能夠較好的提供運行系統(tǒng)的數(shù)據(jù)支持。經(jīng)過實踐證明，最后評價改造的電氣設(shè)計與控制有效可靠。同時，實驗數(shù)據(jù)也表明了，靜電除塵器經(jīng)過創(chuàng)新設(shè)計成布袋除塵器后，除塵效果顯著提高，煙塵排放濃度都在20mg/Nm3標(biāo)準(zhǔn)之下，這不僅符合了國家最新的煙塵污染物的排放限值要求，同時也為其它的火電廠除塵器燃煤機組的改造提供了堅實的實踐經(jīng)驗。

火電廠；除塵器；電氣設(shè)計；控制

1 電廠除塵器改造工程的研究背景

改革開放以來我國經(jīng)濟發(fā)展迅速，電廠以及電力行業(yè)的不斷發(fā)展壯大，以國家能源局的統(tǒng)計數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，以2012年年底為截止日期，在國內(nèi)所覆蓋到的全口徑發(fā)電裝機容量已經(jīng)達到11．44億千瓦，而這其中就包含有8．19億千瓦的火電廠發(fā)電量，占據(jù)全國的71．59%。近幾年來，國內(nèi)使用的發(fā)電裝機容量主要是火電裝機容量，而燃煤機組容量的運行就是火電裝機容量的核心工作原理。煤炭作為一種污染性的一次性原料，通過燃煤機組將熱能轉(zhuǎn)換為電能，這個轉(zhuǎn)換過程伴隨著燃燒過程，會有大量的煙塵廢氣排放到大氣中，嚴(yán)重污染環(huán)境，影響人體健康。

煤炭在燃燒過程中主要排放二氧化硫和氮氧化物，只要遏制住并減少這兩種污染物的排放，而后對煙塵的治理便輕而易舉，順理成章。近年來，各大城市出現(xiàn)霧霾天氣越來越普遍，特別是北京、天津等大型城市此種情況更是嚴(yán)重，這讓人們意識到了治理煙塵的重要性，煙塵已經(jīng)成為城市亟待解決的空氣問題。已出臺了相關(guān)的財政政策，加大了對火力發(fā)電行業(yè)煙塵治理的支持力度。

2 除塵器改造工藝可行性分析

《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》出臺后，2012年1月1日起新建火力發(fā)電鍋爐與舊火力發(fā)電鍋相比較，最高可以執(zhí)行30mg/m3的污染物排放標(biāo)準(zhǔn)，至2014年7月初開始，除了重點地區(qū)的火力發(fā)電鍋爐可以執(zhí)行20mg/m3的污染區(qū)排放標(biāo)準(zhǔn)外，其他火力發(fā)電鍋爐需要執(zhí)行30mg/m3的污染物排放標(biāo)準(zhǔn)。以煤質(zhì)資料為基礎(chǔ)來進行計算煙氣系統(tǒng)理論，由此可以知道一臺火力發(fā)電鍋爐所對應(yīng)的除塵器前入口參數(shù)，計算結(jié)果如表1所示。

表1 除塵器前入口參數(shù)

3 除塵器改造電氣設(shè)計

3.1 清灰系統(tǒng)

清灰系統(tǒng)是布袋除塵器的重要組成部分，其核心的工作原理在于行脈沖噴吹((FL)和低壓回轉(zhuǎn)噴吹(CFB)兩種清灰方式的工作運行，本工程以行脈沖噴吹((FL)型為例，如圖1所示，以逐行(每列)為基礎(chǔ)進行行脈沖噴吹的濾袋清灰工作。采用大口徑脈沖閥，噴吹口采用二次引流裝置清灰系統(tǒng)由脈沖閥、氣包、噴吹管組。

3.2 濕度、濃度、氧量、壓力、差壓、溫度檢測裝置

為了能夠更好進行除塵器的監(jiān)測工作，需要不斷提高除塵器的運營自控控制程度以及應(yīng)對故障的辨別能力，以便在運作過程中能夠得到更加科學(xué)合理的數(shù)據(jù)支持。因此，在實踐過程中，必須給除塵器裝配濕度、濃度、氧量、差壓、壓力、溫度等相關(guān)的配套檢測設(shè)施設(shè)備。一般情況下，常規(guī)的除塵器會在除塵的進出口處設(shè)置溫度檢測，在其他的相關(guān)通道設(shè)置差壓檢測，在壓縮空氣管路上設(shè)置壓力檢測。除此之外，還要根據(jù)檢測裝置的實際數(shù)據(jù)情況設(shè)置煙氣超高超低溫自動判斷裝置、報警裝置、壓力壓差檢測報警裝置以及定時定壓超越清灰等裝置。

圖1 行脈沖噴吹清灰系統(tǒng)

3.3 初始化模塊

本文使用的力控組態(tài)軟件為6．0版本，腳本建立在“特殊功能-動作-應(yīng)用程序”下。進入程序后，首先進行初始化，初始化模塊腳本程序如下所示：

3.4 自動清灰模塊

自動清灰模塊腳本程序如圖2所示。

4 結(jié)語

靜電除塵器經(jīng)過改裝后成為了新型的布袋除塵器，精簡原裝電氣設(shè)備的同時降低了電量的使用。經(jīng)粗略估計，單獨一臺布袋除塵器在投入使用的3個月期間，1個小時就可以省下35萬kW·h的電量，如果四臺機組同時使用，將其換算后四臺機組每年總共可以省下560萬kW·h的電量，以1kW·h=0．47元計算，1年365天可以省下的耗電費是260萬元。同時，由于使用了新型的布袋除塵器，排污量大大減少，隨之而來的就是排污經(jīng)費的減少，而且布袋除塵器質(zhì)量有極高的保障，每年需要支付的維修費、人工成本費用也得到大大的降低，由此可以帶來非常可觀的經(jīng)濟效益，每年大約可達260萬元。從整體上來看，布袋除塵器整體性能極佳，與降低煙塵排放濃度20mg/Nm3的核心要求相一致，除塵器的改造的電氣設(shè)計與控制是非常成功的。

圖2

[1]龔立賢，張哲軍．除塵器在火電廠中的應(yīng)用及發(fā)展趨勢[J]．熱電技術(shù),2010, (2):1-6．

[2]中國電力工程顧問集團公司．燃煤電廠靜電除塵器與布袋除塵器應(yīng)用情況研究報告．

[3]陳金，趙斌．我國變量施肥技術(shù)研究現(xiàn)狀與發(fā)展對策，2017．

[4]王飛．大型火力發(fā)電廠除塵技術(shù)比較[J]．能源與環(huán)境，2011, (3):45-49．

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1671-0711（2017）09（上）-0088-02