灞桥电厂电除尘器电控改造方案.docx
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灞桥电厂电除尘器电控改造方案
灞电11号12号炉电除尘器电源改造方案
高频电源方案
方案书
杭州天明电子有限公司
2010年03月
一、引言
随着电力行业改革的不断深化，降低电厂用电率，降低发电成本，已成为发电厂努力追求的经济目标，历行节能，已被推到能源战略的首位。
高频电源与传统工频电源相比其特点是：
1、因为工作频率达到40~50KHz，使得输出二次电压几乎没有波动，利于提高二次电压、产生电晕，增强烟尘荷电能力；2、高频电源效率达到92.5%--95%，功率因数达到0.9，明显提高节能效果；3、高低压一体化设计，节约安装空间；4、三相供电，有效控制高次谐波产生和防止相间不平横现象，提高电网安全系数。
图一本体示意图
二、改造方案
备注：
HFHV为天明电子高频电源
方案一：
1、2、3、4电场电源均采用高频电源。
一台炉共安装16台高频电源；
图二电源安装示意图
方案二：
1、2电场使用高频电源。
3、4电场使用工频电源。
一台炉共安装8台高频电源和8台工频电源。
图三电源安装示意图
三、改造方案分析
方案一：
（性价比高）
1、电源采购成本分析：
16台高频电源采购成本为16*（11-14）=176-224万
其他费用包括高压隔离开关箱、网关等。
2、节能效果分析：
传统工频静电除尘电源效率为70%-75%、功率因数为0.6-0.7，高频电源效率为92%-95%、功率因数为0.9。
高频电源与工频电源节能对比表：
选项
目前工频（86.4KW）
高频（72KW）改造后情况
节电数据
单台炉耗电量
电源台数
单台炉耗电量
电源台数
额定功率比较（系数是2.658）
520KW/h
16
433KW/h
16
87KW/h
电源效率
0.7
593KW/h（消耗值）
0.925
93.4（消耗值）
499.6KW/h
降压振打
53.35KW/h
脉冲供电
因为不同设置耗电差别很大，顾暂不计算在内
总计节电
87KW/h+499.6KW/h+53.35KW/h=586.65KW/h
年总计金额
586.65KW/h*5000小时*0.35元=102.66万元（以一年运行5000小时，每度电0.35元）
3、工程复杂度分析：
由于高频电源是高低压一体式设计，后台DCS集中控制，只需设计专用高压隔离开关，利用原有的低压柜，节省了成本和高压柜的空间。
同时由于使用高频电源，使得相同输入功率时输出功率得以提高，势必使排放效果更佳。
综上所诉，3年内可全部收回投资。
4、节能效果：
通过合理的设定控制方式，是节能效率达到60%-80%
方案二：
（前期设备购置费用低）
1、电源采购成本分析：
1、2电场使用工频电源，3、4电场使用高频电源。
共需要工频电源8套和高频电源8套，采购成本为8*（7-10）+8*（11-14）=（144-176）万
2、节能效果分析：
传统工频静电除尘电源效率为70%-75%、功率因数为0.6-0.7，高频电源效率为92%-95%、功率因数为0.9。
高频电源与工频电源节能对比表：
选项
目前工频（86.4KW）
高频（72KW）改造后情况
节电数据
单台炉耗电量
电源台数
单台炉耗电量
电源台数
额定功率比较（系数是2.658）
520KW/h
16
260KW/h+216.7KW/h
16（8+8）
43.5KW/h
电源效率
0.7
593KW/h（消耗值）
0.7+0.925
296.5+46.7（消耗值）
249.8KW/h
降压振打
53.35KW/h
脉冲供电
因为不同设置耗电差别很大，顾暂不计算在内
总计节电
43.5KW/h+249.8KW/h+53.35KW/h=346.65KW/h
年总计金额
346.65KW/h*5000小时*0.35元=60.66万元
3、工程复杂度分析：
由于高频电源是高低压一体式设计，后台DCS集中控制，需设计专用高压隔离开关。
由于高频工频混合使用，在安装工频电源时可选择保留原变压器、低压柜，这样工程成本得以进一步降低，同时由于有8台高频电源的使用，使得在节电的前提下排放至少可以保证不大于目前状况。
如将高频电源放在1、2电场会造成所对应输灰系统负荷增加，需谨慎选择。
综上所诉，3年内可全部收回投资。
4、节能效果
通过合理的设定控制方式，是节能效率达到40%-60%
以上方案运行时如采用脉冲供电或者间歇供电的控制方式，设置较低的火花率，节电效果更加明显。
如将方案一中的排放降低折合成电能节省，那收回投资时间可进一步减少。
四、电控改造特点
1.技术、经济指标目标值：
1.1我公司HFHV高频电源，高低压一体化设计，基于浊度的闭环控制系统，自动完成电除尘的自动闭环运行，并进行节能优化，满足排放达标。
1.2控制系统可以轻松达到以下指标：
✧系统能安全、稳定、可靠运行；
✧系统能达到较高的除尘效率，满足环保排放的要求；
✧系统高效、高质量；至少达到国内先进水平；
✧最大化的节能，机组及电除尘系统正常运行工况下，在原有的基础上节能55%以上；
✧系统多处采用了创新科技。
2.电除尘控制系统优化节能改造
（1、控制方式为以浊度为闭环的自动控制方式，全过程不用人工参与，降低了运行人员的工作量。
（2、采用高频电源，高低压一体化设计，对低压的控制更紧密，更合理，更有效。
（3、新系统采用TCP/IP组网，通讯速度更快，上位机上直接操作更方便。
五、杭州天明电子有限公司电除尘高频电源简介
输入：
3X380VAC
输出：
72KV/1A
电源效率：
>92.5%
品质因数：
0.9重量：
<650Kg
●AVCSparkhandling电火花控制（减排）
●PCR变功率控制振打（便于清灰）
●连续供电、脉冲供电（能适应所有的煤种）
TM—HFHV高频高压电源同传统的工频电源相比有以下优点：
工频电源
高频电源
除尘效果
相同负载，有效输出功率小除尘效果差
相同负载，有效输出功率提高除尘效果好
能耗
输出效率仅为0.7，能源大量浪费
输出效率大于0.925，能源利用率高
输出电压
输出电压脉动幅度大，易闪络
输出电压近似于直流，保持在额定输出
安装方式
高低压分离，需建控制室
高低压一体，只需安装在静电除尘器顶部
对厂用电的影响
造成电网相间不平衡
三相供电，不会造成相间不平衡，保证电网质量
高频电源电压稳定接近直流，利于尘埃荷电；工频电源输出电压波动大，容易引起闪络，不利于尘埃荷电。
常规工频电源高频电源
发生火花闪络后缓慢恢复电压输出，发生火花闪络后快速恢复电压输出，
导致粉尘排放增加。
不影响ESP粉尘排放水平。
技术特点
●手持式LCD屏RTM操作，也可将RTM面板安装，进行数据整定、显示运行参数和动态数据。
●内置时钟芯片，掉电仍可保证时间精准。
●动态火花跟踪，火花率范围为0~200/分钟。
●控制方式丰富，比如电压控制供电、电流控制供电、火花率控制供电、间歇供电和脉冲供电等，对不同本体兼容能力强。
●高低压一体化，集成振打驱动、加热和辅助控制功能，节省安装空间。
●采用RS485通讯接口和以太网接口，兼容Modbus协议，即插即用，可以与任何PLC和组态软件通讯并实现远程控制。
●采用降功率振打，可有效防止出现二次扬尘。
●标准数据接口，实现与后台DCS无缝数据传输，方便操作。
●硬件模块化设计，便于调试、维护和检修。
应用性能对比表（以工频电源为基准）
应用性能
TM-HFHV
工频电源
输出电压
130%
100%
输出电流
200%
100%
排放浓度
50-70%
100%
设备损耗
30%
100%
设备重量
45%
100%
控制室面积
0
100%
能耗
50%
100%
电缆用量
50%
100%
详细介绍
输入：
3X380VAC
输出：
72KV/1A
电源效率：
>92.5%
品质因数：
0.9重量：
<650Kg
体积：
长1184mm宽1147.5mm高1200mm
●AVCSparkhandling电火花控制（减排）
●EPOQ优化充电比（增效）
●OpOpt浊度优化（降耗）
●PCR变功率控制振打（便于清灰）
通讯控制网络如图2，高频高压电源和工频电源可以组建一个网络，通讯相互兼容。
图2
效果图如图3
图三
上图为我公司在山西某电厂应用现场
四、我公司在高频电源应用的项目的说明
南通醋酸自备电厂项目情况，该厂暂无上脱硫装置，具体情况如下：
1、锅炉
本项目锅炉采用的是武汉锅炉厂生产的WGZ75t/3.82-16型液态排渣旋风炉。
每炉设置1台浙江菲达生产的单室三电场除尘器，设计除尘效率≥99％。
锅炉（B－MCR）工况最大连续蒸发量：
75t/h
过热蒸汽温度：
450℃
过热蒸汽压力：
3.82MPa
锅炉保证效率：
90％
2、除尘器（每炉1台）
型号：
FAA3×37.5M-1×52-90
烟气流速：
0.944m/s
除尘效率：
99％
最大处理烟气量：
15.9×104m3/h
烟气通道数：
13
电场有效断面积：
46.8m2
电场数量：
3
阳极板总收尘面积：
2632m2
同极间距：
400mm
灰斗加热方式：
蒸汽
整流变压器：
GGAJO2-0.4A/72KV
3锅炉燃煤和灰分特性
设计煤种及校核煤种煤质资料表
分析项目
符号
单位
分析数据
水分
Mar
%
8.98
工业分析
水分
Mad
%
灰分
Aar
%
29.99
干燥无灰基挥发分
Vdaf
%
31.96
元素分析
氮
Nar
%
0.92
碳
Car
%
48.89
氢
Har
%
2.99
氧
Oar
%
7.65
硫
Sar
%
0.58
发热量
收到基低位发热量
Qnet.ar
kJ/kg
17584
灰分成份及特性分析资料
煤灰成分分析
二氧化硅
SiO2
%
45.7
三氧化二铝
Al2O3
%
21.73
三氧化二铁
Fe2O3
%
4
氧化钙
CaO
%
18.34
氧化镁
MgO
%
1.21
氧化钾
K2O
%
0.96
氧化钠
Na20
%
0.15
三氧化硫
SO3
%
0.001
二氧化钛
TiO2
%
1.21
飞灰比电阻：
4.17~5.56×1012Ω·cm
4烟风及燃烧系统计算
烟风及燃烧系统热力计算成果表（锅炉设计计算书）
序号
项目名称
符号
单位
数值
1
煤种
设计煤种
2
锅炉最大连续负荷时耗煤量
Bg
t/h
12.83
3
锅炉最大连续负荷时计算耗煤量
Bj
t/h
12.77
4
理论空气量
V
Nm3/kg
80000
5
燃烧产物实际体积
Vydw
Nm3/kg
6
冬季室外采暖温度
tt
℃
5
7
锅炉排烟温度（修正后）
tpy
℃
150
8
锅炉效率（保证值）
％
90
9
空预器出口过剩空气系数
αpy
1.38
10
除尘器进口过剩空气系数
αc
1.38
11
除尘器进口烟气量
Vc
m3/h
143000
12
除尘器进口烟气温度
tc
℃
150
13
除尘器进口含尘量
μpy
g/Nm3
10
14
烟气酸露点温度
tld
℃
15
烟气中水蒸气体积百分比
％
该项目在保证能耗降低30%的情况下，其减排数据如下：
改造前浊度约200mg/m3，改造后测试2008年3月数据，测试4组数据，排放浓度分别为72.43mg/m3，77.97mg/m3，101.9mg/m3，100.83mg/m3，对应的排放量为6.63kg/h，7.21kg/h，8.63kg/h，8.79kg/h。
南通醋纤5号炉电除尘项目环保测试数据单
时间
电场号
一次电压（V）
一次电流（A）
二次电压
（KV）
二次电流
（mA）
锅炉负荷（T）
浊度（mg）
火化率（SPM）
10：
22
一电场
40
59.5
350
75
72.43
130
二电场
23.4
44.8
80
0
三电场
15.9
38.8
50
0
11：
30
一电场
23.9
58.8
235
75
77.97
222
二电场
25.9
44.7
90
0
三电场
20.1
38.5
65
0
14：
30
一电场
13.1
50.8
114
75
101.9
348
二电场
25.9
43.9
90
0
三电场
17.4
38.8
55
0
15：
40
一电场
1.9
36
21
75
100.83
333
二电场
18.1
42.8
67
34
三电场
17.4
40
55
0
调试:
记录:
日期:
2008.3.3
注：
测试前根据调整摸索，二电场最佳工作点在二次电流限制80－90mA，二次电压44－46KV；三电场最佳工作点在二次电流限制45－65mA，二次电压38－40KV。
由于测试期间为避免影响，输灰系统未开。
下午灰斗积灰影响导致工况变化，一电场参数明显下降。
输灰开启15分钟后一电场参数明显上升如下：
时间一次电流二次电压二次电流火化率备注
15：
470.443.58117开输灰前
16：
024058.4400139开输灰15分钟
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