电厂除尘器改造工程的电气设计与控制

2017-09-18罗平程志会冯立中

中国设备工程 2017年17期

关键词：清灰火力发电烟尘

罗平，程志会，冯立中

（1.大唐环境产业集团股份有限公司，北京 100761；2.中国能源工程（海门）发展有限公司，江苏海门 226100）

电厂除尘器改造工程的电气设计与控制

罗平1，程志会1，冯立中2

（1.大唐环境产业集团股份有限公司，北京 100761；2.中国能源工程（海门）发展有限公司，江苏海门 226100）

本文结合实例，介绍电厂除尘器改造工程的价值意义、发展概况，并进行改进技术的可行性分析、实施方案的可行性设计、控制系统模型以及未来的发展方向等，以燃煤电厂做为实践对象，将其除尘器进行技术创新，以降低烟尘排放浓度为基础目标，设计出符合最新的污染物排放标准的工程方法。进一步探析除尘器经过创新改造投入市场使用后的运行状态，以便能够较好的提供运行系统的数据支持。经过实践证明，最后评价改造的电气设计与控制有效可靠。同时，实验数据也表明了，静电除尘器经过创新设计成布袋除尘器后，除尘效果显著提高，烟尘排放浓度都在20mg/Nm3标准之下，这不仅符合了国家最新的烟尘污染物的排放限值要求，同时也为其它的火电厂除尘器燃煤机组的改造提供了坚实的实践经验。

火电厂；除尘器；电气设计；控制

1 电厂除尘器改造工程的研究背景

改革开放以来我国经济发展迅速，电厂以及电力行业的不断发展壮大，以国家能源局的统计数据为基础，以2012年年底为截止日期，在国内所覆盖到的全口径发电装机容量已经达到11．44亿千瓦，而这其中就包含有8．19亿千瓦的火电厂发电量，占据全国的71．59%。近几年来，国内使用的发电装机容量主要是火电装机容量，而燃煤机组容量的运行就是火电装机容量的核心工作原理。煤炭作为一种污染性的一次性原料，通过燃煤机组将热能转换为电能，这个转换过程伴随着燃烧过程，会有大量的烟尘废气排放到大气中，严重污染环境，影响人体健康。

煤炭在燃烧过程中主要排放二氧化硫和氮氧化物，只要遏制住并减少这两种污染物的排放，而后对烟尘的治理便轻而易举，顺理成章。近年来，各大城市出现雾霾天气越来越普遍，特别是北京、天津等大型城市此种情况更是严重，这让人们意识到了治理烟尘的重要性，烟尘已经成为城市亟待解决的空气问题。已出台了相关的财政政策，加大了对火力发电行业烟尘治理的支持力度。

2 除尘器改造工艺可行性分析

《火电厂大气污染物排放标准》出台后，2012年1月1日起新建火力发电锅炉与旧火力发电锅相比较，最高可以执行30mg/m3的污染物排放标准，至2014年7月初开始，除了重点地区的火力发电锅炉可以执行20mg/m3的污染区排放标准外，其他火力发电锅炉需要执行30mg/m3的污染物排放标准。以煤质资料为基础来进行计算烟气系统理论，由此可以知道一台火力发电锅炉所对应的除尘器前入口参数，计算结果如表1所示。

表1 除尘器前入口参数

3 除尘器改造电气设计

3.1 清灰系统

清灰系统是布袋除尘器的重要组成部分，其核心的工作原理在于行脉冲喷吹((FL)和低压回转喷吹(CFB)两种清灰方式的工作运行，本工程以行脉冲喷吹((FL)型为例，如图1所示，以逐行(每列)为基础进行行脉冲喷吹的滤袋清灰工作。采用大口径脉冲阀，喷吹口采用二次引流装置清灰系统由脉冲阀、气包、喷吹管组。

3.2 湿度、浓度、氧量、压力、差压、温度检测装置

为了能够更好进行除尘器的监测工作，需要不断提高除尘器的运营自控控制程度以及应对故障的辨别能力，以便在运作过程中能够得到更加科学合理的数据支持。因此，在实践过程中，必须给除尘器装配湿度、浓度、氧量、差压、压力、温度等相关的配套检测设施设备。一般情况下，常规的除尘器会在除尘的进出口处设置温度检测，在其他的相关通道设置差压检测，在压缩空气管路上设置压力检测。除此之外，还要根据检测装置的实际数据情况设置烟气超高超低温自动判断装置、报警装置、压力压差检测报警装置以及定时定压超越清灰等装置。

图1 行脉冲喷吹清灰系统

3.3 初始化模块

本文使用的力控组态软件为6．0版本，脚本建立在“特殊功能-动作-应用程序”下。进入程序后，首先进行初始化，初始化模块脚本程序如下所示：

3.4 自动清灰模块

自动清灰模块脚本程序如图2所示。

4 结语

静电除尘器经过改装后成为了新型的布袋除尘器，精简原装电气设备的同时降低了电量的使用。经粗略估计，单独一台布袋除尘器在投入使用的3个月期间，1个小时就可以省下35万kW·h的电量，如果四台机组同时使用，将其换算后四台机组每年总共可以省下560万kW·h的电量，以1kW·h=0．47元计算，1年365天可以省下的耗电费是260万元。同时，由于使用了新型的布袋除尘器，排污量大大减少，随之而来的就是排污经费的减少，而且布袋除尘器质量有极高的保障，每年需要支付的维修费、人工成本费用也得到大大的降低，由此可以带来非常可观的经济效益，每年大约可达260万元。从整体上来看，布袋除尘器整体性能极佳，与降低烟尘排放浓度20mg/Nm3的核心要求相一致，除尘器的改造的电气设计与控制是非常成功的。