1000MW燃煤机组静电除尘二次电流闭环控制方案实施

1000MW燃煤机组静电除尘二次电流闭环

控制方案实施摘要：针对陕西能源某煤电有限公司静电除尘高频电源电耗率高，槽板振打后粉尘值迅速升高，负荷变化时运行调节不及时等问题，热工专业通过提取DCS运行数据，建立数据模型，并在系统中组态实现高频电源二次电流的闭环控制，改造后电除尘出口粉尘浓度实现自动控制，节能效果显著，具有较好的借鉴意义。关键词：静电除尘；高频电源；粉尘；节能；DCS引言陕西能源某煤电有限公司，现有两台1000MW超超临界机组，每台机组配置两台双室五电场的静电除尘器，每侧电场出口烟道处安装一台烟尘浓度仪，电除尘本体由兰州电力修造有限公司设计制造。电除尘高频电源供电装置由浙江大维高新技术有限公司生产的EHC-II系列电除尘用高频高压电源，其具有输出波纹小、平均电压电流高、工况适应性强、体积小、重量轻、模块化结构、转换效率高、三相平衡等多项显著优点。机组运行中，烟尘排放浓度需达到V25mg/m3,以保证脱硫吸收塔浆液品质，由于原控制系统未设计粉尘自动调节功能，出现烟尘浓度调整不及时烟尘浓度超标的问题。随着火电机组经济性要求及安全环保要求日益严苛，如何在保证设备设施安全的前提下，尽可能降低电除尘的功耗成为了一个不可避免的新课题，因此粉尘控制的闭环调节优化设计显得尤为必要。1、原静电除尘系统：1.1原来运行方式高频电源工作方式分为：自动跟踪控制方式、充电比节能控制方式、变频控制方式。自动跟踪控制方式：高频控制器根据现场工况自动控制IGBT逆变器频率（频率范围0-20KHZ），从而调节输入到电除尘电场的功率，提供合适的电晕电压电流。充电比节能控制方式：高频控制器不但调节IGBT逆变器功率，而且对电除尘电场粉尘荷电时间进行控制，脉冲宽度为电场粉尘荷电时间，脉冲周期减去脉冲宽度为电场荷电粉称在阳极板的放电时间。通过不同充电比脉冲宽度与脉冲周期的组合，可以适应各种类型的粉尘比电阻，降低及杜绝反电晕的发生，同时极大的降低了电除尘的能耗。变频控制方式：通过改变高频电源的工作频率，改变高频电源的输出电流电压。由于可以输入任意的频率（0-30K）数值，从而可以细微地调节输出功率，达到最佳的效果。以下为T作方式示意阳：-IIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIII5IIIIIIIIIII荷电时间蔑电时间请电时间故电珅问1.1.2上位机监控通过MODBUS通讯协议传输至DCS实现对每台电除尘器高频电源的运行参数、报警状态、故障信息和通讯状态的监控，保证整个电除尘控制系统正常运行。运行人员在DCS操作员站中设定二次电压、二次电流等参数实现对高频电源的控制。DCS控制策略：仅提供高频电源启停及定二次电压、二次电流等参数的设定功能。1.2原控制方式存在问题1.2.1电耗较高由于静电除尘高频电源的输出调节一直采用手动设定二次电压与二次电流的方法，运行人员为达到调节效果，降低操作频次，往往把高频电源运行参数设定的比较高，因此而增加了高频电源的电耗率。机组运行期间出现大幅变负荷时运行人员不能及时调整高频电源运行参数，会频繁出现烟尘排放浓度偏高的问题。1.2.2运行人员劳动强度大手动运行方式不能适应机组负荷及煤质的变化，运行人员长期高频次进行二次电流调整，劳动强度太大，很难保证调节质量。由于原控制系统未设计二次电流闭环控制功能，因此有必要在现有设备基础上设计高频电源二次电流闭环控制系统。2DCS实现闭环组态方案为了在保证脱硫设施安全的前提下解决高频电源的节能问题，依靠DCS历史数据库建立数据模型确定动态对象特性，确定了机组负荷做粗调，电除尘出口粉尘做细调，兼顾槽板振打的高频电源闭环调节方案。2.1高频电源二次电流值的动态数据模型2.1.1根据运行调节经验确定机组负荷变化时的高频电源二次电流设定值序号机组负荷（MW）二次电流值140010002500100036001200470012005800140069001800710001800一至五电场负荷对应的高频电源二次电流设定值

五电场槽板电机振打时需要手动增加的高频电源二次电流设定值2.1.2按照系统流程分A、B侧建立以粉尘为过程值，以二次电流为被调量的PID控制回路，进行粉尘浓度的闭环控制，五个电场加电流顺序按照五电场一一四电场——三电场——二电场——一电场进行，减电流顺序按照一电场——二电场一一三电场一一四电场一一五电场进行。2.1.3针对槽板振打后粉尘参数难以手动控制的问题，设计槽板电机振打后自动提升五电场高频电源二次电流设定值，提前增加高频电源出力，以保证粉尘参数调节在安全范围内。2.2进行人机画面组态，每个电场三个高频电源可以进行成组操作，进行高频电源二次电流值的偏置给定，高频电源总操可以实现粉尘设定值的给定和手动情况下高频电源二次电流值的给定，以保证人机界面操作的便携性和友好性。3、方案实施后效益两台机组在投入电除尘高频电源二次电流闭环控制后，1号炉除尘电耗由0.35%降低至0.24%，2号炉除尘电耗由0.29%降低至0.24%。截至08月31日，两台机组高频电源共节省电费约22万元(相对于以前手动调节方式)，年度约节约180万元，为赵石畔公司节能降耗做出了较大贡献。4、总结电除尘高频电源二次电流闭环控制系统投入后实际运行效果良好，静