基于效率的電除塵電源節(jié)能改造分析及應用ppt課件

1、基于效率的電除塵電源節(jié)能改造分析及運用基于效率的電除塵電源節(jié)能改造分析及運用 陳 沫 周元龍大唐集團江蘇徐塘發(fā)電，江蘇 邳州 221300陳 沫1976-，男，江蘇東海人，四川大學電力系畢業(yè)，武漢大學工程碩士，工程師，從事火力發(fā)電廠電氣設備管理任務。Phonemobile：15370：周元龍1972-，男，江蘇東海人，東北電力學院電力系畢業(yè)，復旦大學MBA，高級工程師，從事火力發(fā)電廠設備管理任務。Phonemobile：52467879： xtzyl163 電除塵器是環(huán)境維護的重要設備，主要用于降低消費性粉塵的排放量，由于其具有除塵效

2、率高、處置煙氣量大、運轉維護費用低等優(yōu)點，被廣泛運用于電力、冶金、建材等工業(yè)領域的煙塵治理。 在我國電力行業(yè)，運用電除塵器的火電裝機容量曾經(jīng)占火電裝機總量的90%以上，運用非常廣泛。然而隨著環(huán)保要求的提高，燃煤電廠電除塵器正面臨著新的挑戰(zhàn)和機遇。 隨著環(huán)保要求的提高，燃煤電廠電除塵器正面臨著新的挑戰(zhàn)和機遇。自2004年1月1日起，GB132232003正式實施，新的國家規(guī)范對新建火電機組和已建成運轉的不同年代的老機組煙塵排放濃度均有了更加嚴厲的規(guī)定。其次，許多火電廠煙氣脫硫工藝對煙氣中的粉塵濃度有嚴厲要求，電除塵器面臨提效改造。再次，電除塵器是重要的環(huán)保設備，同時也是火電廠的高能耗設備，普通情

3、況下電除塵器的耗電量約占機組容量的4,能耗偏高。 為呼應國家“十一五規(guī)劃明確提出的“建立資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會的要求，江蘇徐塘發(fā)電首先對電除塵器電源供電技術進展改良，在保證除塵效率同時，大幅度地降低了電除塵器的能耗，實現(xiàn)了電除塵器的節(jié)能、高效運轉，到達了節(jié)能減排效果。徐塘發(fā)電公司總裝機容量為4300MW，其中6號機組配置了兩臺雙室四電場電除塵器，2005年9月，6號機組達標投產(chǎn)時電科院對除塵器總體效能進展了實驗，測試除塵效率為99.7%，除塵器高壓電場總電暈功率為P=822.7kW。除塵器雖然滿足了環(huán)保要求，但能耗相對較大，無法滿足現(xiàn)代企業(yè)經(jīng)濟運轉要求。 火電廠飛灰粒徑分布通常為1025m

4、，現(xiàn)假設塵粒直徑為10m，向著收塵極板運動所經(jīng)過的平均間隔d=10cm，荷電塵粒的驅(qū)進速度=30cm/s，那么可以得到一個球形塵粒所耗費的功為：W=6ad=61.810-4510-43010=5.1010-4(erg)= 5.1010-11J 火電廠鍋爐產(chǎn)生的煙氣含塵濃度普通為1040g/m3，進一步再假設煙氣中的含塵濃度C為20 g/m3，塵粒的密度為1 g/cm3，那么單位煙氣量中的塵粒數(shù)量N0為：N0 =因此，使1 m3煙氣中全部塵粒分別需求的能量為：W0 =WN0=5.1010-43.821010 =1.95107 (erg)=1.95 J =3.821010(個/m3)一臺300MW

5、火電機組鍋爐產(chǎn)生的煙氣量Q約為1224498m3/h，從這些煙氣量中分別出全部塵粒假設粒徑為10m，所需的功率約為：P=W0Q/3600=1.951071224498/3600 =6.63109(erg/s) =663 W 這是一個很小的數(shù)值，分別300MW機組鍋爐煙氣量的塵粒只需求663W那樣小的功率。分別不同粒徑所需求的功率不同，粒徑越大所需功率越小，粒徑越小所需功率越大，但不論是什么樣的塵粒，所耗費的能量都是微缺乏道的。 上述分析闡明，在理想情況下，6號電除塵器僅需求0.663kW的電功率就能滿足運轉要求，然而，實踐工程運用中卻高到達822.7kW，實踐值高于實際值1240倍。為什么會出

6、現(xiàn)如此大的差距，經(jīng)過分析研討發(fā)現(xiàn)，火花整定方式下，電能利用率極低是其主要緣由。電除塵器在實踐運轉過程中，用于高壓收塵的電能耗費可分為3類:(1)用于粉塵的荷電與捕集的電能，稱為“有效電能；(2)對粉塵的荷電與捕集起破壞作用的電能，稱“反效電能，如反電暈、二次揚塵等；(3)介于上述兩者之間的電能稱為“無效電能，如電暈放電過程中，沒有用于粉塵的荷電與捕集的多余電荷等，這部分屬于浪費的電能亦稱“浪費電能。電除塵器實踐運轉過程中，有效、反效、無效電能是交錯在一同的，實踐上，在總的電能耗費中，有效電能的比例很小，而反效和無效電能占了絕大部分。因此，經(jīng)過先進的技術措施，提高有效電能比例，降低反效與無效電能

7、比例，那么可使電除塵器在原有根底上到達進一步提高除塵效率，降低煙塵排放濃度，并同時大幅度降低電能耗費之目的。徐塘發(fā)電公司電除塵器早期采用DJ96型電源控制安裝，當時技術程度限制，電場供電采用繼續(xù)直流供電方式，為了使除塵器的除塵效率盡量高，煙塵排放濃度盡量低，往往任務在火花整定方式下，使其運轉中的二次電壓U2盡量接近火花閃絡電壓，二次電流I2盡量大，因此，除塵器處在一種“大功率高能耗的任務方式下。 新型電除塵器電源技術-電源脈沖供電技術是在實際分析和自創(chuàng)國內(nèi)外先進技術的根底上開展起來的;該供電方式可以大幅度減少電除塵器運轉過程中無效和反效電能的耗費，可以在提高或保證除塵效率的根底上，實現(xiàn)電除塵器

8、的節(jié)能運轉，降低電除塵器的運轉電耗。 電源脈沖供電技術利用了晶閘管元件的開關作用和整流二極管的單導游電性，以及利用電除塵器系統(tǒng)回路固有電容C、整流變壓器回路固有電感L、回路損耗電阻R，構成RLC振蕩回路，在整流變壓器低壓端產(chǎn)生脈沖，然后升壓整流后構成既有根底電壓，又稱窄脈沖供電。脈沖供電技術任務原理圖市場調(diào)研江蘇徐塘發(fā)電搜集了部分工程運用實例 ，對進口品牌和國產(chǎn)品牌優(yōu)缺陷進展充分比較，最終選用國產(chǎn)DKZ-2B型電源脈沖供電安裝。除了具有環(huán)保節(jié)能特點外，該安裝的另一顯著特點是，將原來除塵器集中管理的低壓控制系統(tǒng)均勻分布在每個高壓控制單元。單個電場高壓供電安裝和低壓控制設備集成于一臺安裝，不僅提高

9、了安裝的集成度，節(jié)省了安裝占地面積，而且處理了低壓集中控制時，由于低壓控制設備缺點導致整臺除塵器低壓設備控制失效的難題。 工程運用江蘇徐塘發(fā)電公司利用機組檢修時機，首先對6號爐電除塵器電源進展改造，經(jīng)過舊柜撤除、新柜安裝、回路接線、調(diào)實驗收，整個工程僅需求10d就順利終了，且設備一次投運勝利。改造后電源安裝見以下圖。工程運用6號爐電除塵器改造前后月度耗電量同期比較圖 電除塵器電源改造后，節(jié)能效果立竿見影，從除塵變高壓側開關電能表上來看，根據(jù)2021年3月至8月延續(xù)六個月的統(tǒng)計分析，與改造前的去年同期進展比較，電除塵器耗電量明顯下降，降幅均在50%以上。效能比較思索到機組在負荷不同時呵斥的電除塵

10、器耗電量差別，因此，根據(jù)月度發(fā)電量計算出6號電除塵器改造前后月度耗電率，比較如下。從圖中仍能得到明顯的改造效果，月度耗電率也有超越50%的下降。6號爐電除塵器改造前后月度耗電率同期比較圖 效能比較上述統(tǒng)計結果不僅包括電除塵器高壓電場的耗電量，還包括低壓振打和加熱設備的月度耗電量，也就是6號爐電除塵器高、低壓設備月度耗電量之和；但實踐上，本次電源改造并未涉及到低壓部分節(jié)能。改造后高壓電源的節(jié)能效果終究如何呢？改造后除塵效率能否滿足環(huán)保要求呢 ？效能分析在6號機組穩(wěn)定后，江蘇電科院對電除塵器進展改造后的效能測試。在機組滿負荷300 MW出力情況下，實驗測得的電除塵效率為99.7%，與改造前一致，滿

11、足現(xiàn)行環(huán)保要求。改造前后除塵效率比較見下表：項目改造前改造后燃煤灰份25.79%33.73%除塵效率99.7%99.7%效能分析實驗期間高壓電場運轉在脈沖電源供電方式下，實驗參數(shù)及電暈功率計算詳見下表 。電場運轉參數(shù)及電暈功率計算Operating parameter and corona power of electric field參數(shù)61號1室61號2室一電場二電場三電場四電場一電場二電場三電場四電場二次電壓U2/kV38.5 44.1 36.5 42.7 52.6 63.6 42.3 46.2 二次電流I 2/mA309.5 282.8 261.5 277.8 267.8 219.8

12、247.0 313.5 電暈功率P/kW11.9 12.5 9.5 11.8 14.1 14.0 10.4 14.5 參數(shù)62號1室62號2室一電場二電場三電場四電場一電場二電場三電場四電場二次電壓U2/kV51.6 47.3 38.4 39.0 42.5 44.3 41.5 40.0 二次電流I 2/mA298.8 283.8 262.5 231.3 312.8 301.5 253.8 190.3 電暈功率P/kW15.4 13.4 10.1 9.0 13.3 13.4 10.5 7.6 效能分析經(jīng)計算，改造后電除塵高壓電場總電暈功率P為：P=11.9+12.5+9.5+11.8+14.1+

13、14.0+10.4+14.5+ 15.4 +13.4+10.1+9.0+13.3+13.4+10.5+7.6 =191.4kW 與改造前相比，改造后電暈功率降低的數(shù)值P為：P=P-P=822.7-191.4=631.3 kW 降幅為=P/ P= 631.3/822.7=76.74%，節(jié)能幅度非常顯著。效能分析效能分析5號爐配置2臺雙室三電場靜電除塵器，電源改造后，進展了300MW電負荷工況下的電除塵器效能實驗，主要結果見下表。參數(shù)名稱符號單位改造前改造后試驗日期Day年-月-日2002-12-262008-10-29除塵器效率%99.37%99.43%高壓總電暈功率PkW583.381.6效能

14、分析與2002年達標投產(chǎn)時實驗數(shù)據(jù)相比，改造后5號爐電除塵器高壓電暈功率降低的數(shù)值P為：P=P-P=583.3-81.6=501.7 kW 降幅為=P/ P= 501.7/583.3=86.01%高壓收塵能耗下降幅度驚人！同時，除塵效率為99.43%，高于改造前的99.37% ，滿足環(huán)保要求！環(huán)保與節(jié)能雙效兼得！可見，經(jīng)改造后，電除塵器除塵效率不僅滿足嚴厲的環(huán)保要求，同時，大大降低了電除塵的電耗，可謂一舉兩得。 以6號機組為例，按照機組年運轉小時為6000h來計算，一年可節(jié)約電量W為：W=P6000=3787800 kWh按照現(xiàn)行平均上網(wǎng)電價0.36元/ kWh計算，那么改造后僅6號電除塵器每

15、年將為企業(yè)添加利潤M為：M= W0.36=37878000.36=3608元 經(jīng)濟性分析截至2021年10月31日，全公司4臺機組已陸續(xù)改造完成并投入正式運轉，僅此一項每年至少為企業(yè)發(fā)明利潤500萬元以上，其經(jīng)濟效益非?？捎^，且投資報答期不到12個月。經(jīng)濟性分析技術鑒定2021年11月12日，中國大唐江蘇分公司組織召開了“江蘇徐塘發(fā)電有限責任公司4300MW機組電除塵器電源節(jié)能改造工程技術鑒定會。技術鑒定 參與會議的有：國家電網(wǎng)公司、華北電力大學、中國電除塵委員會、江蘇省經(jīng)貿(mào)委、江蘇省發(fā)改委、江蘇省工業(yè)經(jīng)濟結合會、江蘇省電力實驗研討院等單位的指點和專家 。 專家組一致以為，徐塘發(fā)電公司經(jīng)過采用

16、節(jié)能脈沖供電技術，大大提高了電除塵器的電能利用率，電源改造在性能及技術目的上滿足工程驗收的要求，并且到達了目前國際先進程度，環(huán)保及節(jié)能目的得到專家的普遍認可。 技術鑒定 2021年6月4日，由中國電機工程學會協(xié)辦的第二屆全國電氣節(jié)能大賽在上海光大會展中心盛大舉行，本成果榮獲一等獎，論文作者受邀在頒獎大會上宣講。獲得獎項時間：2021年10月7日地點：中國大唐集團公司獎項：2021年度中國大唐集團公司科技成果二等獎獲得獎項電除塵器在凈化煙氣中的粉塵顆粒時，實際上需求的能量很小，實踐運轉的電除塵器耗費的電能卻很大，其根本緣由是電能的利用效率太低； 緣由分析11結語1開展方向2電源脈沖供電技術可以大幅度降低除塵器運轉中無效電能和反效電能的耗費量，提高有效電能的比例，提高了電能的利用效率，實現(xiàn)了電除塵器的大幅度節(jié)能運轉