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1、寶電#1、#2機組電除塵高頻電源改造技術方案批準： 審核： 編制： 一、改造背景及目的依據最新頒布執行的火電廠大氣污染物排放標準（GB13223-2011），2014年7月1日起火力發電鍋爐粉塵排放限值為30mg/Nm3，而在國土開發密度較高，環境承載能力開始減弱，或大氣環境容量較小、生態環境脆弱，容易發生嚴重大氣環境污染問題而需要嚴格控制大氣污染物排放的地區（即重點地區），火力發電鍋爐粉塵排放限值為20mg/Nm3。目前我廠#1機組600MW負荷時電除塵器出口煙塵濃度為44.8 mg/Nm3,#2機組600MW負荷時電除塵器出口煙塵濃度為48.4 mg/Nm3，經過對國華三河電廠、國華盤山電2、廠、國華滄東電廠及國華臺山電廠調研，通過對電除塵器電源改造可以實現降低粉塵目的，并均實現了電除塵器出口粉塵濃度低于20mg/Nm3目標，同時也可實現不同程度的節能，因此，為達到環保排放要求，我廠對#1、#2爐電除塵器進行高頻電源改造二、設備情況介紹國華呼倫貝爾電廠#1、2爐原設計安裝四臺浙江菲達環保科技股份有限公司生產的臥式雙室四電場電除塵器，除塵器出口煙塵排放濃度設計值為100mg/Nm3，現有靜電除塵器主要參數見下表：序號項 目單位數據1設計效率：設計煤種 校核煤種保證效率：%99.7599.7599.52本體阻力Pa2003本體漏風率%2.54噪聲dB855有效斷面積m24966長、高比3、/1.167室數/電場數個2/48通道數個2409單個電場的有效長度m4.510電場的總有效長度m1811比集塵面積/一個供電區不工作時的比集塵面積m2/m3/sec83.2/74.6212驅進速度/一個供電區不工作時的逐進速度cm/sec7.2/7.2913煙氣流速m/sec1.0814煙氣停留時間sec16.715陽極系統陽極板型式及材質/C型,spcc同極間距mm400陽極板規格：高寬厚mmmmm15.54801.5單個電場陽極板塊數塊738陽極板總有效面積(不包括出口槽形板)m244640振打方式/最小振打加速度/側部機械振打,150g振打裝置的數量 套816陰極系統陰極線型式及材質/4、前三電場整體RSB線,第四電場螺旋線沿氣流方向陰極線間距mm500,250陰極線總長度m11160振打方式/最小振打加速度/側部機械振打,50g振打裝置的數量套817殼體設計壓力負壓正壓KPaKPa-5.95.918殼體材質/Q23519灰斗每臺除塵器灰斗數量個16灰斗加熱型式/板式電加熱灰斗料位計型式/射頻導納20整流變壓器數量臺8整流變型號ZZDJ2-2.0A/72KVHW整流變壓器型式(油浸式或干式)/重量/t油浸式,3每臺整流變壓器的額定容量KVA206整流變壓器適用的海拔高度和環境溫度m、1000,-454021每臺爐電氣總負荷KVA3740每臺爐電除塵電氣系統配置如下： 序號名 稱5、規格型號單位數量產地生產廠家備注1硅整流變壓器ZZDJ2-2.0A/72kVHW臺16大連電子研究所整流變容量206kVA入交流電壓值380V（兩相）輸出直流電壓值72kV輸出直流電流值2.0A2高低壓控制柜2.0A/72kV臺16北京信實德EPMA-控制方式單片3阻尼電阻ZG12只16北京信實德4高壓穿墻套管ZDT-07只16宣化宣化電瓷5高壓隔離開關柜FT9G臺16宣化宣化電瓷6振打操作箱D只8北京信實德7板式電加熱控制柜只2浙江海鹽電器8安全聯鎖箱LS臺2北京信實德9測溫傳感器Pt100支12北京信實德10程序控制系統(1)上位機工控機臺1臺灣研華公司(2)彩色顯示器21”液晶臺1韓國三6、星(3)打印機A3激光臺1日本惠普(4)UPS1kVA臺1廣東山特(5)計算機操作臺/臺1北京信實德11系統軟件/套1北京信實德12濁度儀DCEM2100臺2英國COLD13檢修箱D只4北京信實德14通訊電纜/套1北京信實德15其它所需部件（1）母線銅排套1北京信實德2015年煤質灰分數據日期1月1日2月1日3月1日4月1日5月1日6月1日灰分（Aar%）7.8510.237.2511.148.9511.92日期7月1日8月1日9月1日10月1日11月1日12月1日灰分（Aar%）7.815.1815.1310.369.778.77三、改造方案1、電源部分1.1、高頻電源原理介紹電除塵用高頻高7、壓整流設備通過有效地使用新材料和新型電力半導體器件，綜合應用電力電子技術、微電子技術等，實現對電能的高效能變換和控制，包括電壓、電流、頻率和波形的變換，從而滿足電除塵的供電特性和要求。如上圖所示，高頻電源將工頻三相交流電源整流為直流電源，通過變換器實現直流到高頻交流電源的轉換，高頻整流變壓器實現升壓和二次整流，輸出直流負高壓，其與我廠目前使用的工頻兩項電源區別在于增加了一路整流逆變環節，使初次整流逆變后的交流電源頻率能夠達到20kHZ以上，在二次整流逆變時，紋波系數大大降低，使其輸出的直流電壓峰值與低谷值相差較小。由于高頻電源采用IGBT逆變成20kHz高頻信號，升壓整流輸出。當發生閃絡火花放8、電時，由于高頻電源采用I G B T 器件控制，所以高頻電源瞬間火花封鎖是由IG B T自動保護的，火花封鎖時間比較短，只需幾毫秒，能夠更好的控制電場內火花的產生，同時也大大提高了除塵效率，降低能耗。我廠電源波形高頻電源波形1020T二次電壓波形對比圖1.2改造技術路線及說明結合我廠目前情況及國內同類型電廠成功案例，此次改造方式是1、2電場使用高頻電源，3、4電場使用三相電源，詳細說明如下：1.2.1、針對電除塵器前電場入口濃度大，易發生火花閃絡，實際運行過程中高壓設備運行平均電壓一般在60kV左右，按工頻電源30%的紋波系數計算，高壓設備峰值電壓在78kV，而高頻電壓的平均電壓等于峰值電壓，9、參照原工頻電源容量，將原有第一、第二電場8臺2.0A/72kv工頻電源改成2.0A/80kv高頻電源。把高頻電源布置在1、2電場，可充分發揮高頻電源火花響應速度快的特性（約1520ms），將二次電壓始終保持較高水平，可有效提高前電場的收塵效率； 1.2.2、三相電源有類似于高頻電源的供電特性，可提供比工頻電源更高的二次電壓和二次電流，但三相電源采用3對反向可控硅進行整流，火花響應特性較差；電除塵3、4電場由于粉塵濃度低，粉塵粒徑小，幾乎不會發生火花閃絡，但需要更高的二次電壓捕集更多的微細粉塵，使用三相電源不會觸發電場閃絡，可以克服高頻電源電壓容量受限問題（三相電源容量可達90kV），更有利于末10、電場微細粉塵的捕集，故將3、4電場改為三相電源；、由于高頻電源及三相電源的控制柜與變壓器是一體化配置，故將現有的電除塵整流變拆除，將高頻電源及三相電源的變壓器及控制柜安裝在原有設備基礎上，隔離開關仍舊使用原隔離開關部分，不做更換及改造（高頻電源及三相電源在生產制造時，按照現有隔離開關接口的尺寸制作輸出母線外殼接口）。1.2.4、原控制柜保留低壓震打及加熱部分，其余全部拆除，同時在原控制柜兩相電源的基礎上，增加一相作為高頻電源及三相電源的供電電源；1.2.5、現常規電源柜的額定一次電流為568A，至工頻整流變壓器之間聯絡電力電纜為3根VV-1KV 2150mm2，單芯額定載流量為310A，而改造11、后的高頻電源2.0A/80KV的輸入電流為294A，輸入功率為193KVA；三相電源2.2A/85KV的輸入電流為332A，輸入功率為219KVA，可見現常規電源所用的電力電纜規格滿足新增高頻電源所需的電力電纜規格，高頻電源及三相電源的一次電纜仍舊使用現有電纜；、將原有的電除塵器控制系統上位機拆除，安裝新控制系統及上位機，使其具備斷電振打功能以及實現高低壓設備能夠進行聯動控制，從而降低二次揚塵現象以及提高節能效果；1.2.7、將現有的隔離開關位置節點及保護信號接入高頻電源/三相電源就地控制柜，并會同高頻電源/三相電源的控制及保護信號傳至上位機；1.2.8、目前電除塵電源控制柜內一次電源斷路器無12、零序保護，為防止電纜發生接地故障后越級跳閘導致整個電除塵退出運行，將一次電源的斷路器改為帶零序保護的斷路器；1.2.9、目前我廠電除塵電源單臺容量為206kVA，每臺機組電除塵器電源由電除塵PC A、B段提供電源，每段帶8臺，每段上負載共計1648kVA，改造后電除塵PC每段帶4臺高頻電源（單臺容量為193kVA）、4臺三相電源（單臺容量為219kVA），每段上負載共計1648kVA，與現有電除塵器電源容量一致，不需對電除塵PC段變壓器進行增容。1.2.10、控制柜布置位置2、電除塵本體部分目前我廠電除塵本體部分運行已達6年，2015年10月份對#2機電除塵本體進行過一次檢修，#1機電除塵本體13、無檢修，根據目前運行情況可以看出，電除塵器本體無較大缺陷，但為保證此次改造后，不發生因電除塵器本體缺陷導致排放指標不合格，此次改造時需對#1、#2機電除塵器本體進行一次檢修。電除塵檢修中，主要檢修工作是對電除塵進行深度清洗，檢查和檢修電除塵陰極線及陰極線框架、陽極板及懸掛、振打系統、瓷瓶懸掛、灰斗壁焊縫及支撐，電場頂部瓷瓶，電場高壓引線，瓷瓶電加熱及通風回路，除塵器機械五防系統，消除設備隱患，確保修后電除塵高效、可靠、安全、長期的運行。具體檢修內容如下：2.1檢查進、出口氣流分布板的腐蝕，磨損情況，變形校正和檢修更換。2.2檢查陰極懸掛系統，調整瓷瓶安裝位置，調整陰極懸掛框架，使大框架恢復原始14、狀態，并滿足設計要求。2.3 檢查陰極大框架變形，焊口情況，有變形或焊縫開裂加以校正補焊。2.4陰極小框架，支架損壞部位，給予修復。2.5全面檢查陰極錢及固定連接件做好記錄，對于斷線進行更換新線，對于松馳線進行處理或更換新線，對磨損變形螺旋線掛鉤更換，陰極線固定螺栓脫落和松動的更換螺栓并點焊牢固。2.6連接板磨損的修復，做好檢修記錄2.7檢查陽極懸掛裝置變形，裂焊，螺栓緊固情況，進行校正，補焊，更換，對變形陽極板校正，更換變形嚴重的陽極板，檢查、修復陽極板固定夾板。2.8 陰陽極同、異極距全面檢查與調整。2.9灰斗內部檢查，清除積灰和雜物，檢查灰斗壁焊縫是否開裂和灰斗壁是否有裂縫，如有損壞修復15、處理。2.10全面檢查陽極板積灰情況，檢查檢修陽極板下橫梁。2.11檢查人孔門密封性能，消除漏風。2.12除塵器各孔洞密封裝置檢查清掃，消除爬電現象。2.13電場高壓引線檢查處理。2.14瓷瓶電加熱及通風回路檢查及處理。2.15頂部瓷瓶小室密封檢查及處理。2.16除塵器機械五防系統檢查及處理。2.17輸灰倉泵組閥門、節流孔板、止回閥、彎頭更換及積灰清除外運。（備件自理）a檢查各灰斗內積灰情況，并全面清除積灰。b 倉泵內部雜物清理，氣化板檢查。2.18陰極大小框架調整。全面檢查陰極大框架，所有非電場間距是否符合設計要求，調整時應保證框架的平面度，對角線尺寸，但兩者相矛盾時以保證電場間距為前題。216、.19極線檢查、檢修。電場所有陰極線全面檢查，發現松動、損壞等缺陷的極絲必須拆除，消除缺陷后重新安裝。2.20極距調整異極距檢測分別采用“T”型塞尺從上到下不低于6點，從外到內不低于5點，全面檢測異極距做到100%的檢查，達到設計要求20010mm。2.21電場刀閘檢查a 刀閘無變形，接觸良好。b 刀閘外觀無異常。2.22電場頂部瓷瓶檢查a瓷瓶無裂紋、缺損。b瓷瓶內外清潔。c瓷瓶電加熱及通風回路2.23加熱器直阻合格、加熱器加熱正常。2.24通風機通風及加熱回路正常。2.25頂部瓷瓶小室密封正常。2.26其它要求a檢查進出口氣流分布板及阻流板，對已變形的進行校正。b 全面檢查所有人孔門：對銹蝕17、較重的進行處理或更換,對密封件進行檢查更換。c電除塵器密封性：殼體、進、出口喇叭內壁情況檢查，對滲水及漏風處進行補焊修復，所有人孔門密封性檢查并處理；d 進、出口喇叭：檢查氣流分布板、導流板及吊掛固定部件的磨損及焊接固定情況，對損壞部件進行修復；3、上位機部分此次改造需將原上位機系統全部拆除，使用新上位機及系統，以實現高低壓聯動功能，同時將電除塵控制系統與輔控網相連，以實現數據實時監測電除塵器上位機的編程方式，以及通道能夠對應施耐德昆騰系列品牌的PLC，同時還需要支持Mdbus協議進行上傳數據。傳輸介質選用光纖,當傳輸距離不能滿足要求時，應提供中繼器。軟件部分主要由監控軟件、編程軟件以及實時數18、據庫組成,它們分別實現各電除塵器電源控制柜的監控、各電除塵器電源控制柜控制功能以及系統內部、外部的數據接口。上位機要求在中文版Windows環境下運行, 監控軟件應采用WONDERWARE 的正版INTOUCH軟件，采用10.0版本。確保系統既有較好的運行實時性,又有良好的開放性。所有設備的代號和測點編號應采用KKS編碼。在交貨時應同時提供的針對呼倫貝爾工程的正版軟件授權證明文件，確保提供的軟件為正版軟件，具有軟件授權光盤及硬件加密鎖，否則，在任何階段無償提供。 編程軟件也應基于WINDOWS 環境下運行,能對各系統PLC進行控制算法和邏輯組態的軟件。編程軟件必須支持功能塊圖、梯形圖、順序功能19、流程圖、指令表、結構化文本等多種方法編程,既可離線又可在線進行組態。應根據所覆蓋的工藝系統實際情況完成監控軟件的組態、編程和調試，并負責與各車間控制系統的接口和協調，最終保證系統正常投運。4、性能試驗改造前后對電除塵器進行性能試驗，對比改造效果，性能試驗由省級及以上電科院或環保單位進行（東北電科院、內蒙古電科院及西安熱工院），性能試驗主要有煙氣動壓、煙氣靜壓、煙氣流速、煙氣量、標態煙氣量、煙塵濃度。四、費用預算以下費用預算以1臺機組電除塵器電源改造為列：序 號設備名稱型號數量單位單價（萬元）小計（萬元）1高頻電源2.0A/80kV8套181442三相電源2.2A/85KV8套171363低壓控20、制系統改造DDPX2套5104電除塵深度檢修1項40405節能軟件改造IPEC1套10106總計340五、改造工期及計劃電除塵器高頻電源設備制造及運輸周期約為45天，設備現場安裝及電除塵器本體檢修工期約為30天，根據2016年機組停運計劃，現對#1、#2爐電除塵高頻電源改造工期計劃排定如下：序號時間節點完成工作內容責任人配合部門1201512.30完成技術方案編制、審批及立項工作郝曉杰生技部22016.1.10完成技術規范及招標文件編制，并掛網招標郝曉杰經營財務部32016.2.15完成中標單位合同簽訂經營財務部42016.2.28帶領中標單位人員完成現場勘測及施工方案編寫、審批郝曉杰王國良521、2016.4.30設備全部到貨，并完成驗收工作郝曉杰62016.5.15完成電除塵高頻電源改造前性能試驗郝曉杰運行部72016.5.25完成施工人員安全教育及施工人員食宿問題，具備開工條件王國良82016.6.1#2機組停機，開始進行#2機組電除塵器高頻電源改造工作（包含電除塵器內部檢修）郝曉杰王國良李大鵬運行部92016.6.25完成#2機組電除塵器高頻電源改造工作（包含電除塵器內部檢修）102016.6.30完成#2機組電除塵器高頻電源改造后調試工作郝曉杰運行部112016.7.5-根據#2機組運行情況完成改造后性能試驗郝曉杰生技部運行部12#1機組電除塵器高頻電源改造開工郝曉杰13完成#1機組電除塵器高頻電源改造后工作郝曉杰14完成#1機組電除塵器高頻電源改造后調試工作郝曉杰運行部15-根據#1機組運行情況完成改造后性能試驗郝曉杰生技部運行部