1、靜電除塵設備中的節能策略上海電阻廠有限公司摘要:在6月4號，中國政府就氣候變化的問題表明了官方立場，這個項目旨在到2010年，通過控制氣體排放，使得能量利用率提高20%本文將對如下問題進行討論，即通過改變靜電除塵器電源部分的自動電壓控器（AVC的操作模式，達到節能的目的，以及基于變壓器設計的節能方法對于一個大型的現代化電廠來說，除塵設備的安裝消耗著相當數 量的能源。通 常情況下，對于四通道的除塵器來說，每 個通道有7套T/R,典型的就是峰值110kV，1000mA或者更高。在這種情況下，視 在功率將超過3MVA那就意味著裝機功 率相應的要2MW顯然，如果能夠使得電廠 運行在低于裝機功率的情況下

2、，就可以節省相當可觀的能耗。在電廠中，可以通過降低能耗達到節能，那么在其他一些廠礦,比如水泥廠， 節能也是在間接的降低廢氣排放，控制環境污染因為如果一個水泥廠可以通過節能 降低自己的能源消耗，那么相對而言，發電廠就可以降低自己的發電量，這個也就意 味著整體的廢氣排放會減少在低于設備最大負載的情況下運行，將會增加設備的壽命。對于T/R來說， 制造過程的本身也造成了一定程度的污染。因此，增加設備壽命也達到了減少污染 的效果。運行原理對于不同的運行模式，原理都是一樣 的。在緒論中提到的一個系統的俯視圖可以如 下表示:FLUEAST/RT/U! TDKV LQCfriAT/PIDHn*T.詳TWtVT

3、/R 7BhV 加啊肋7DkVTtJkV 他2T/fiLO臥占T/R iDMnA171ft7WV L44MMT/R10如油T/RZ!i i1OPACCTVl FAN METERE LECTRQSTATIC PRECIPIT AT 口 F?魯匚 H3MNEY STACK一個與實際發散量成比例的信號由兩個濁度儀產生，并且與參考 值進行比 較。為了避免在工況瞬時改變的情況下，煙塵排放超標，也為了在節能和由此引起 的排放加大之間尋找一個平衡點，我們通常采用一個稍微低于國家排放要求的指 標，從而留有一定的余量。實際信號和需求信號之間的差異可以被視作一個誤差信 號。這個誤差信號通過整定，產生一個能量需求信

4、號。該能量需求信號通過網絡被 傳送到AVC 上,從而改變運行模式。對于 供電模式不同的除塵器，這 種調整運行 模式的方法 會有所不同。但是控制機理是基本上一樣的，如下面的框圖所示：ENERGY NANAGEHCNT CONTROL當計算出能量需求信號，并將其通過網絡傳送到AVC后，能量管理控制單 元的功能就已經結束了。這樣做的原因是，對于不同的操作模式，以及 AVC在通 道內的位置不同，實際降低能耗的方法也不同。因此由AVC自身來完成控制才是 有實際意義的。相對于能量 管理控制單元來完成該功能，AVC進行操作更加具有 靈敏性。為了穩定粉塵排放，需要對控制器的響應時間進行控制。例如，如果實際的

5、排放大于參考值，那么控制系統將提高除塵器的 功率進行補償。因為功率提高，煙 塵排放降低，可能在煙塵達到濁度儀前，排放量已經低于參考值，這樣系統就會降 低除塵器的功率。那么等到經處理的煙塵達到濁度儀后，排放量又會高于參考值， 整個過程將不斷的在加大或降低 排放，顯得非常不穩定。所以，為了穩定反饋回 路，必須有一個設備來調整系統的響應時間。對于位于不同電場位置的AVC，節能的空間也有所不同。這個需要針對不 同的除塵器供電模式，進行詳細的討論。通常，我們為每個AVC設定最大能量參 數和最小能量參數。這個代表著AVC在它所在的電場，能 夠進行節能的空間。 連續運行對于產生較小或中等比電阻的燃煤來說，連

6、續模式是最常用的一種方式。在 這種情況下，電場入口處的煙塵幾乎沒有受到任何處理，煙塵的負載非常高，由于 煙塵負荷很大，放電較為頻繁，因此，在除塵器 入口處，通常采用較低額定的 T/R。通常我們認為，一個運行良好的除塵器可以在入口就達到99%勺收塵效率。 如緒論中提到的那種較大的系統，在除塵器 尾端進入電場的煙塵含量是非常少的。 那么，這些電場收集很少量的飛灰，煙塵密度低，這些電場通常運行在電流額定 值。這些低煙塵收集和高的運行功率成為了進行節能的 理想對象。我們可以把這些 電場中的AVC最大能量參數和最小能量參數設定成比較高的值，在連續模式下， 為了節能，控制器 降低二次電流額定。二次電流介于

7、100%額定和10%額定之間，這個和能量需求信號的最大能量和最小能量成比例。舉例，如果我們為1000mA的 T/R設定AVC的能量最大參數為100，能量最小為85，那么當能量需求信號降低 到100以下時，二次電流限制將低于1000mA，當能量需求信號降低到85% （最低 能量）時，除塵器尾部T/R穩定在100mA（ 10%的額定）。電流限制有10%的底 限，是為了確保電壓不會過低，導致欠電壓故障，引起跳閘。倒數第二個電場可以 為最大能量和最小能量設定為85和60,這樣，如果能量需求信號低于85，出口電 廠將保持在100mA，倒數第二個電場將開始降低二次電流，當能量需求信號降低 到60時候，達到

8、100mA.如果能量需求信號低于65，那么倒數第三個電場開始節能. 依次類推。如果將出口電場的最低能量參數設置為低于倒數第二個電場的最大能量 參數，有可能響應重疊采用這樣的方法，我們可以根據除塵器的布局圖和工況來設定 不同的參數，達到最好的節能效果 脈沖運行在較高的煙塵比電阻的情況下，由于反電暈的產生，連續模式不是一種很有 效的運行模式。為了消除該現象，AVC將會工作在脈沖模式（有時候稱作間歇供 電模式）。在 脈沖模式下，給T/R的供電和輸入供電將會同步被中斷。脈沖可以 設定持續若干半波。一般情況為1 （對于50 HZ供電的話為10mS），間隔設定為 若干半波。可以通過調整最佳占空比將反電暈最

9、小化，從而使得氣體排放 最少。一 般而言，如果由于灰塵比電阻的原因采用脈沖模式，除塵器 只有在部分時間是被供 電的。附帶就會達到節能的 效果。與連續模式相比，這個進一步節能的可能性很 小。然而，對于一個給定的排放量，在 比電阻處于臨界情況的時候，可以降低更 多能耗。改變占空比比改變電流額定對于節能更加有效。如果選擇了脈沖模式，那 么控制器用最大能量和最小能量參數按照占空比設定而不是二次電流額定。電場的 位置與節能空間的關聯已經不是那么緊密。較高的比電阻和較少的煙塵顆粒將會在 除塵器的尾部被收集，因此在最后一個電場，能 耗比較少，而且對于二次飛灰的抑 制更加有力。出口電場將不再是能耗最大的電場。

10、整流脈沖運行在灰塵比電阻非常高的情況下，為了降低排放，需要不斷的調整占空比。盡 管可以通過增大脈沖間隔來節能，從排放的角度來看，已經超過了最佳值，但是由 于脈沖模式，以及比電阻高帶來的較差的工況，能耗很低，這種情況下，能量管理 不是非常需要進行的。結論從節能的觀點來說，根據那些主要的工況，已經給出了很多可能的解決方 法。我們就最好的情況來考慮。即比電阻不高的煙塵，連續能量模式，仍舊以緒論 中提到的系統為例，最后一個電場在電流限制的情況下，電壓 降低到比如55kV。 如果我們假設最后一個電場可以降低到10%勺輸出，而倒數第二個電場降低到50% 的輸出，那么這象征著可以節約300kW 那么值得指出，整體的效率也是很重要 的。在一些高電抗的變壓器的設計中，有 時采用無取向硅鋼片，與有取向的硅鋼片相比，這種無取向硅鋼片 為了在相對較小的通量 密度下工作，增加了圈數，因此增 加了阻抗。這樣的副作用是增加 了