电除尘高频电源改造节能分析
电除尘高频电源改造节能分析
翟永骞
国电荥阳煤电一体化有限公司，450100
The analysis of the reconstruction of the electrostatic precipitator’shigh-frequency power
Yongqian
Zhai
Guodian Xingyang Power&Coalco.,LTD,450100
ABSTRACT:As an important part of environmental protection in power station, electrostatic precipitator is high
energy-consuming equipment. In today's sustainable development environment, its working condition has an important impact on the unit’sstable and economic operation. In order to achieve higher collection efficiency and lower power consumption, the power plants all take various measures and new technologies, so that the equipment reduces dust emissions and energy consumption. High-frequency power is a power device of the new generation of the electrostatic precipitator. Compared to the currently used frequency power, it can improve the efficiency of electrostatic precipitator. More importantly, it is able to significantly reduce the power consumption.
Key words:electrostatic precipitator ；high-frequency power ；reconstruction ；higher efficiency ；lower power consumption
摘要：电除尘器作为电厂环保的重要环节之一，是火力发电厂重要的环保设备，属于高耗能的设备。在当今可
持续发展的大环境下，其工作状况的好坏，对机组的稳定运行和经济性有着重要影响。为了达到更高的除尘效率和更低的电耗,各发电厂皆采取各种措施和新技术，就是为了减少烟尘排放，减少能耗。大功率高频电源是新一代电除尘器供电装置，与目前使用的工频电源相比，可以提高电除尘器的除尘效率，更重要的是能够大幅减少电除尘电耗。
关键词：电除尘器；高频电源；设备改造；高效率；低能耗
1引言
我公司#1、#2机于2010年底先后投运，2台电除尘能耗偏高，效率未能达到设计要求。为提高除尘效率、减少污染物排放，更是为了降低电除尘能耗，针对电除尘器主要电能消耗
是高压电源的特点，利用春节调停机会，对#2电除尘进行了高频电源改造。经过一段时间的运行，通过对电除尘运行中的主要数据进行统计，对未改造的#1机电除尘和改造后的#2机电除尘的能耗、厂用电率等指标进行节能效果
比较。2高频电源的改造
2.1改造前设备概况
我公司一期(2×600MW) 工程每台炉配备浙江信雅达环保工程有限公司生产的两台2SY521-4型双室四电场电除尘器，电场有效断面积2×520.8m2，单台处理最大烟气量1677280m3/h，设计除尘效率≥99.76％。除尘器电源为浙江信雅达环保工程有限公司的GGAJO2-2.2A/72kV型电除尘器高压电源（12台）和GGAJO2-2.0A/72kV型电除尘器高压电源（4台），控制系统采用大连电子研究所生产DDL06节能专家系统。电除尘器低压系统采
用PLC （AB 公司）控制。
#1、2机电除尘实际运行中电耗每台大约
在1400kW 左右。2.2改造方案
1) 高频电源供电装置代替原工频电源的高压控制柜、整流变压器。将原除尘器顶部的16台整流变压器拆除，在整流变压器位置上安装上高频电源，并将原先16台高压电源控制柜拆除，在原有位置上增加高频电源配电柜。2) 将原上位机拆除，重新建立上位机系统。3) 低压系统保持不变。2.3高频电源原理
高频电源是将三相交流电经整流和滤波
后得到约530V 左右的直流电压，经全桥逆变，
形成20kHz 左右的交变电流，再经高频变压器
升压整流后形成高频高压脉动直流送电除尘
器。高频电源系统原理框图见图1。
图1高频电源系统原理框图
2.4改造过程
由南京国电环保设备有限公司利用#2机小修时间，对#2机电除尘进行了高频开关电源
改造工作，主要包括原16台整流变及电缆的
拆除，原16台高压控制柜的改造以及16台高
频开关电源及动力电缆、通讯电缆的安装敷设工作。工期约14天，改造结束后进行了空载升压试验合格。#2机组启动后，电除尘投入运行，除尘效果良好。
3效果和效益
3.1效果
1) 2011年2月底，我厂委托南京电力设备质量性能检验中心来我厂对#2电除尘进行性能试
验
（
检
测
报
告
NICE/P/2011-J10048-04-0207），检测报告显
示：#2电除尘除尘效率99.8%。
2) 由于电除尘每台电场电源处无计量点，电
除尘电耗以主厂房6kV 配电室内A 、B 电除尘
变压器6kV 侧的电度读数为依据，电度读数来
自综合保护装置，精度0.5级。为使数据有可比性，特选取两台机发电量极其接近的月份（2011年3月）；为使数据有代表性，选取较长的时间段（31天）为样本。两台机电除尘电耗数据见表1。
表1
#1、2机电除尘电耗数据
项目
3月#1机
29498.062
发电量(万kWh)
#2机29580.804#1机
66.08
负荷率(%)
#2机66.265#1机
99.3电除尘电耗(万kWh)
#2机43#1机
0.337电除尘电耗率(%)
#2机
0.146由表1可以得出：#1、2机3月份发电量相差百分数为（29580.80-29498.06）*100/29580.80=0.28%，
在3月份发电量几乎一样的情况下（仅相差0.28%），#2电除尘器比#1电除尘器月节电：99.304-43.085=56.219万kWh
#1
电
除
尘
器
电
耗
功
率
99.3/31/24*10000=1335kW
#2电除尘器电耗功率43.0/31/24*10000=578kW
#2电除尘器比#1电除尘器节电：（1335-578）*100%/1335=56.7%3.2效益
由以上数据得出：#2炉电除尘电源改造后，电除尘功率可减少757kW ，比改造前节约
电量56.7%。现上网电价为0.4112元/kWh，每月可节约757*24*30*0.4112/10000=22.41万元。按设计年运行5500小时计算，一台机电除尘全年节约757*5500*0.4112/10000=171.2万元。
4. 节能原理分析
4.1电场参数
为找出节电原因，选取#1、2机日负荷曲线最相似一天（2011年4月26日）的电除尘详细数据进行比较。#1电除尘器A 侧1室1、2电场参数见表2，#2电除尘器A 侧1室1、2电场参数见表3。
表2
4月26日#1电除尘器A 侧1室1、2电场参数
表34月26日#2电除尘器A 侧1室1、2电场参数
4.2电场参数对比
1) 选取#1、2电除尘1室1电场不同负荷下、24小时的一次电流进行比较，发现在不同负荷下，#2电除尘各电场一次电流波动不明显，而#1电除尘各电场一次电流波动非常显著，见图2；
2) 选取#1、2电除尘1室1电场不同负荷下、24小时的二次电压进行比较，发现在不同负荷下，#2电除尘各电场二次电压都低于#1电除尘各对应电场二次电压约10kV ～20kV ，见图3。
图2#1、2电除尘1室1电场4月26日一次电流曲
线
图3#1、2电除尘1室1电场4月26日二次电压曲
线
3) #2电除尘1电场火花率基本为0，#1电除尘1电场火花率接近30次。4.3结果分析
1) 高频电源可增大电晕功率，增加电场粉尘的荷电效果，较好的荷电效果使极板吸附能力增强，除尘效率提升，不需要过高功耗就可以
达到效果，因而耗电较少；高频电源在纯直流供电方式时电压平稳、波动小；两个特点反应在一次电流上，就是电流值较小，波动较小。2) #1电除尘的火花率较高，是为了保有较高电压来保证除尘效率。这样较高的火化率，直接导致高电耗；还有就是调整要在就地电源柜上进行，不方便运行人员操作。高频电源可以保证除尘高效率情况下控制火花率为0，且调整可以在DCS 上进行，操作简单，使得火花及时得到控制，火花能量也很小，这样，电场恢复快从而进一步提高了电场的平均电压，提高除尘效率，也达到了节电效果。
5. 结论
5.1高频电源输出电压为纯直流，电晕放电强烈，电场强度高，烟尘粒子荷电量大，除尘效率明显优于传统工频电源。
5.2工频电源改造为高频电源供电后，输出电压可稳定在火花电压的临界值，可以保持0火花率；又因为尘粒荷电量大，较低的功耗即可达到除尘效果，节电效果显著，能够省电50%以上。
5.3改造后电除尘的调整都是在控制室内微机上进行，操作简单、直观、方便。
6问题与建议
6.1低压部分未改，阴、阳极振打等仍采用原程序，原程序设定振打次数是根据原设备除尘原理来设定的。建议只改造高频电源的，应对低压部分进行优化，除尘效果会更好，也更能节约电耗。
6.2由于只改造了高频电源部分，它与低压部分的控制分别为不同公司提供的系统控制，运行人员监控的微机数量过多，劳动量大，而且不利及时发现问题。
6.3高频电源改造是在投产不到2个月进行的，造成了一定投资浪费。建议新建电除尘器应当
首选高频电源，这样就一劳永逸，避免浪费。
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[4]张谷勋，蒋云峰.电除尘器电源的发展方向—高频化和数
字化[J].电源世界，2007，10（1）：1－4.作者简介：
翟永骞（1969-），男，工程师，国电荥阳煤电一体化有限公司电气主管，[email protected]。
电除尘高频电源改造节能分析
作者：作者单位：
翟永骞
国电荥阳煤电一体化有限公司,450100
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