孫 波，王 會

（國華浙能發(fā)電有限公司，浙江 寧波 315612）

電除塵器作為大氣治理的主要設(shè)備在燃煤發(fā)電廠安全生產(chǎn)和環(huán)境保護中發(fā)揮著重要的作用。電除塵耗電較大，而造成電能消耗較大的原因是電除塵控制方式的調(diào)整與實際工況存在著嚴重的脫節(jié)，人工調(diào)整無法滿足實際運行的需要，為了使電除塵控制方式與實際工況相適應(yīng)，國華寧海發(fā)電B廠2×1 000 MW超超臨界機組采用了電除塵閉環(huán)控制，在滿足環(huán)境要求的同時，最大限度地節(jié)約了電能。

1 高壓供電方式與節(jié)能

決定電除塵器除塵效率高低的因素有很多，如粉塵本身的特性和除塵器本體的結(jié)構(gòu)特性等。在特定的粉塵及除塵器情況下，電氣控制特性是影響除塵效率的重要因素。針對不同的工況，采用不同供電方式及供電功率，可以最大限度地提高除塵效率和節(jié)約電能。

一般情況下，電場供電單元能保證該單元最佳的供電方式及輸出功率，但對除塵器整體而言，并不一定是最佳供電方式。采用以電除器出口煙氣濁度的大小來實現(xiàn)閉環(huán)控制，可以很好地解決除塵器的最佳供電問題。

電除塵器閉環(huán)控制根據(jù)不同工況，采取不同的控制方式。電場運行工況從電場供電參數(shù)上看，可以分為三大類情況。

（1）在整個供電過程中，二次電流的增加隨二次電壓的增大而增大，一直達到額定值或達到電場閃絡(luò)點為止，如圖1所示。此種情況，除塵效率一般是隨電場輸入功率增大而增高。結(jié)合濁度信號，可以通過降壓的方式來達到整體除塵效率與供電能耗的最佳平衡。

（2）電場二次電流隨二次電壓增大而緩慢增大，當達到某一值時，二次電流迅猛增大，此時二次電壓增加很小，此種方式也叫最佳結(jié)合點方式，如圖2所示。此種情況下，末端增加的電流，對除塵效率的貢獻很少，能耗與除塵效率不成比例。結(jié)合濁度的變化，閉環(huán)控制可以找到一個效率與能耗的最佳結(jié)合點，使電場運行在較低能耗狀態(tài)又能滿足除塵效率的要求。

圖1 電流隨電壓增大而增大

圖2 最佳結(jié)合點方式

（3）二次電流隨二次電壓增加而增加，當達到一定的電壓后，二次電流繼續(xù)增加，而二次電壓反而下降，此種情況一般也稱為反電暈，如圖3所示。如果電場運行在反電暈的情況下，除塵效率往往較低，較大的電場輸入功率反而可能降低了除塵效率。此時，閉環(huán)控制會在拐點附近尋找最佳運行點，采用臨界反電暈控制方式或拐點電流設(shè)定以提高運行效率并節(jié)能。

從以上3種情況看，后2種運行工況，采用閉環(huán)控制的節(jié)能效果最為明顯。在整個閉環(huán)自動調(diào)整過程中，根據(jù)電場的次序不同，調(diào)整的方式和運行參數(shù)調(diào)整幅度也不相同。因為末電場對前級電場振打的二次揚塵有最后捕捉作用，因此末電場的運行電壓不應(yīng)太低。在調(diào)整過程中，末電場調(diào)整有別于其他電場。電場參數(shù)的自動調(diào)整一般按從后至前的順序進行，調(diào)整參數(shù)或方式也是按逐步逼近的方法進行，根據(jù)濁度的變化情況，逐步調(diào)整運行參數(shù)及運行方式，而不進行大幅度一次性調(diào)整。

圖3 反電暈情況

粉塵在通過電場時，由于分級除塵的結(jié)果，前后電場的粉塵特性不同，除塵器前后電場的物理特性也往往不同，不同的電場物理結(jié)構(gòu)適合不同的粉塵，如果停用某一電場，某類粉塵往往會難于收集。因此在閉環(huán)控制中，一般不停用電場，而采用全電場調(diào)整。

2 問題處理

2.1 高壓柜通信故障

電除塵器高壓適配器均采用冗余配置，其中適配器分為兩個網(wǎng)段配置，但上位機與高壓側(cè)通信時常中斷，每次出現(xiàn)的情況均不相同，有時能夠讀取數(shù)據(jù)但不能寫，有時既不能讀取也不能寫，有時部分能夠讀寫等。在適配器上發(fā)命令后，以太網(wǎng)能夠正常顯示數(shù)據(jù)，說明并非以太網(wǎng)部分的問題；將高壓適配器通信電纜屏蔽層接地，力圖排除外界干擾，發(fā)現(xiàn)依然存在上述問題；最終改變了高壓適配器的網(wǎng)絡(luò)配置結(jié)構(gòu)，將冗余的配置改為單網(wǎng)，另外一個網(wǎng)段作為備用，上述問題終得到有效的解決。

2.2 濁度波動

電除塵出口煙氣濁度波動一直較大，短時間內(nèi)濁度顯示呈鋸齒狀波動，濁度的頻繁波動直接影響高壓側(cè)二次電流的頻繁調(diào)整，從而造成高壓側(cè)設(shè)備頻繁動作，使高壓側(cè)設(shè)備使用壽命明顯縮短。為了減少濁度在短時間內(nèi)呈鋸齒狀波動，將濁度儀和PLC控制器中的濾波時間調(diào)大，解決了濁度波動大的問題，使?jié)岫鹊淖兓軌驖M足電除塵閉環(huán)的需要。

濁度的變化受諸多因素的影響，如負荷、測量的距離、反射孔與接收孔的位置、振打、濕度等，濕度的影響尤為明顯，每當陰雨天濁度的波動非常明顯。采取加裝防雨罩、吹掃反光鏡上的灰塵等防護措施后，濁度的波動有了明顯改善。

2.3 反電暈現(xiàn)象的處理

電除塵閉環(huán)試驗期間發(fā)現(xiàn)電除塵B側(cè)通道出現(xiàn)反電暈情況，濁度變化情況與電除塵二次電流呈現(xiàn)正比，無法投入閉環(huán)控制，經(jīng)過長期的試驗，將高壓運行方式由火花率整定運行方式改為臨界反電暈控制方式，很好地抑制了除塵反電暈的產(chǎn)生。

3 閉環(huán)控制前后的節(jié)能對比

電除塵濁度閉環(huán)控制投用后，電除塵的廠用電量有了明顯的減少。圖4和圖5是某2天內(nèi)煙氣濁度及二次電流曲線。經(jīng)過長時間的觀察，發(fā)現(xiàn)濁度和二次電流有如下的規(guī)律：

（1）當實際濁度小于下限大于上限時，4個電場的二次電流相繼發(fā)生變化，其中一、四電場二次電流變化比較頻繁，起到主調(diào)節(jié)作用，可設(shè)定一、四電場額定電流的下限為500 mA，上限為1 000 mA（考慮電纜發(fā)熱等問題），二、三電場的額定電流下限為350 mA，上限為1 000 mA。

（2）二次電流的變化均以固定步長的整數(shù)倍進行增減，當濁度在設(shè)定范圍內(nèi)時，二次電流保持當前值不變，當二次電流以固定步長的整數(shù)倍增減超限時，二次電流的設(shè)定選擇相應(yīng)的限值。

圖4 一、四電場二次電流與濁度的關(guān)系

圖5 二、三電場二次電流與濁度的關(guān)系

當實際濁度超出設(shè)定的范圍時，二次電流立即發(fā)生變化，該過程中不存在時間延遲。

4 結(jié)語

經(jīng)過長時間的數(shù)據(jù)采集分析，發(fā)現(xiàn)在保證環(huán)境要求的條件下，電除塵閉環(huán)控制的投入大幅度地降低了電除塵的廠用電量，每臺機組每年節(jié)能150萬元左右。下一步計劃將負荷量或者煤量的變化引入到電除塵閉環(huán)控制中，對電除塵閉環(huán)控制進行修正，增強電除塵閉環(huán)控制的精度，進一步提高節(jié)能效果。

[1]金軍.電除塵通過CEMS煙塵濃度閉環(huán)控制與節(jié)能潛力[C]//全國600 MW機組第十三屆節(jié)能會議論文集.2009.

[2]謝祥，劉玉成.高壓脈沖供電方式在電除塵器控制中的應(yīng)用[J].浙江電力，2009，28（7）：65-68.