專利名稱：一種熱電廠鍋爐除塵電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及電力行業(yè)，具體涉及一種火電廠鍋爐煙氣除塵裝置的電源改造方案。
背景技術(shù)：
為了響應(yīng)國(guó)家的節(jié)能、環(huán)保號(hào)召，節(jié)約能源保護(hù)環(huán)境，按照新的電力行業(yè)排放標(biāo)準(zhǔn)要求，應(yīng)把除塵器出口煙氣排放濃度降低到50mg/Nm3以下，脫硫出口煙氣排放濃度降低到30mg/Nm3以下。目前現(xiàn)有技術(shù)中普遍存在這樣的情況，熱電廠由于設(shè)計(jì)煤種缺口較大，導(dǎo)致鍋爐實(shí)際燃燒煤種與設(shè)計(jì)煤種偏差很大，常常用發(fā)熱量較低的褐煤代替，因褐煤發(fā)熱量較 低，故鍋爐燃燒煤量增加，相應(yīng)的煙氣中煙塵含量增加，造成原有除塵裝置效率不足，除塵器出口煙氣中粉塵含量60mg/Nm3左右，直接影響進(jìn)入脫硫系統(tǒng)后的脫硫效率?，F(xiàn)有鍋爐的電除塵系統(tǒng)是每臺(tái)爐配備16套容量為I. 4A/72KV的單相高壓控制設(shè)備、2套低壓控制設(shè)備、I套上位機(jī)系統(tǒng)。其電氣產(chǎn)品使用的是基于90年代控制理論與技術(shù)的電氣設(shè)備，存在控制方式落后、自動(dòng)化程度低等缺點(diǎn)，從環(huán)保要求及電除塵器電氣的發(fā)展角度出發(fā)，已無法滿足現(xiàn)狀，存在的缺陷如下I)波形脈動(dòng)大，輸出平均電壓低，除塵效率低；單相電源的輸出電壓加到ESP所產(chǎn)生的峰值電壓比平均電壓高出25%_35%，造成火花放電提前，而且線性度差，當(dāng)系統(tǒng)阻抗不匹配和在高濃度粉塵的工況下極易產(chǎn)生火花擊穿，容易出現(xiàn)高電壓低電流或低電壓大電流的不正常狀態(tài)，輸入電場(chǎng)的功率降低，整體的除塵效率難以進(jìn)一步提高。2)功率因數(shù)低，電能轉(zhuǎn)換效率低；單相供電，初級(jí)輸入電流大，電網(wǎng)功率因數(shù)低，功率因數(shù)=O. 7，電能轉(zhuǎn)換效率理論計(jì)算只有70%，實(shí)際為65%左右。超過30%的電能無法做有用功，不利于節(jié)能降耗。也不利于設(shè)計(jì)制造超大功率整流電源，難以滿足大型發(fā)電機(jī)組、干法旋窯水泥生產(chǎn)線、鋼鐵大型燒結(jié)機(jī)生產(chǎn)線中電除塵器的要求。3)不平衡供電；單相電源輸入為380VAC/50HZ,其中兩相工作，另一相處于空載。在非三電場(chǎng)的電除塵器應(yīng)用中，相序無法匹配，存在著嚴(yán)重的缺相損耗。電除塵器選用的電源規(guī)格越大，不平衡問題就越嚴(yán)重，無法保障供電電網(wǎng)的功率因數(shù)指標(biāo)和電網(wǎng)安全運(yùn)行。如對(duì)于一臺(tái)1000MA/72KV的設(shè)備就有271A的電流無法平衡。在四電場(chǎng)或五電場(chǎng)實(shí)際應(yīng)用中，至少其中一個(gè)電場(chǎng)的單相高壓電源，無法進(jìn)行相序組合。

實(shí)用新型內(nèi)容為解決現(xiàn)有技術(shù)中火電廠鍋爐在使用褐煤時(shí)，電除塵設(shè)備除塵效率低，導(dǎo)致煙氣粉塵超標(biāo)的問題，本實(shí)用新型提供一種由三相電驅(qū)動(dòng)的通過數(shù)字信號(hào)控制器控制的電除塵設(shè)備，不但滿足了煙氣的除塵要求，而且能夠提高轉(zhuǎn)換效率并保持供電線路間的電壓平衡。具體方案如下一種熱電廠鍋爐除塵電路，包括電除塵本體，其特征在于，所述電除塵本體采用三相電源供電。為方便調(diào)整三相電源所述三相電源與電除塵本體之間安裝有變壓器。為避免電流回流所述三相電源的各相電分別通過一個(gè)穩(wěn)壓二極管與變壓器連接。為控制電除塵本體的工作所述電除塵本體連接有數(shù)字信號(hào)控制器，所述數(shù)字信號(hào)控制器通過控制三相電源的變化進(jìn)而達(dá)到控制電除塵本體的目的。為方便與各元件連接所述數(shù)字信號(hào)控制器通過I/O板分別與三相電源中各相電的穩(wěn)壓二極管負(fù)極連接。了為控制振打電機(jī)所述I/O板連接有控制振打電機(jī)工作的振打控制板。本實(shí)用新型采用三相高壓電源輸入，利用變壓器進(jìn)行調(diào)整每相電的電壓，而調(diào)整過程完全由數(shù)字信號(hào)控制器控制。本實(shí)用新型更換所有電場(chǎng)高壓電源為三相高壓電源，升級(jí)改造低壓控制系統(tǒng)，以使高、低壓電源控制設(shè)備取得更好的除塵節(jié)能效果和實(shí)現(xiàn)完整通訊；并通過數(shù)據(jù)信號(hào)上位機(jī)管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)集中控制、數(shù)據(jù)記錄和振打優(yōu)化、降電壓振打、鍋爐負(fù)荷優(yōu)化及粉塵排放優(yōu)化等，保證和提升了整個(gè)鍋爐的除塵效果。三相高壓電源有反電暈檢測(cè)功能，可以有效避免由反電暈所產(chǎn)生的無效電流和低效電流，因此其具備更高功率因數(shù)和更高的電源轉(zhuǎn)換效率，通過完全的三相調(diào)壓、三相升壓、三相整流后，三相電源的功率因數(shù)3 O. 95，電源轉(zhuǎn)換效率彡87%，而單相電源功率因數(shù)g O. 70，電源轉(zhuǎn)換效率g 64%，在輸出直流功率相同的情況下，三相電源從理論上可提高轉(zhuǎn)換電能效率23%以上，配合三相電源其它的節(jié)能控制手段，可實(shí)現(xiàn)節(jié)能30%-50%，節(jié)能效果明顯。本實(shí)用新型引入斷電振打技術(shù)不僅可提高除塵效率、延長(zhǎng)除塵器使用壽命，同時(shí)可大幅節(jié)能。

圖I本實(shí)用新型的電路連接示意圖。附圖中標(biāo)號(hào)說明1_數(shù)字信號(hào)控制器、101-1/0板、2-振打電機(jī)、201-振打控制板、
3-電除塵本體、4-變壓器。
具體實(shí)施方式
如圖I所示，本實(shí)用新型的除塵電路，包括去除鍋爐煙氣中粉塵的電除塵本體3，其中電除塵本體3利用三相電源供電驅(qū)動(dòng)。為方便控制三相電源的各相電，三相電源與電除塵本體3之間安裝有變壓器4。為避免電流反向流動(dòng)，三相電源的每相電分別通過一個(gè)穩(wěn)壓二極管與變壓器4連接。為精確控制電除塵本體3的工作過程，電除塵本體3連接有數(shù)字信號(hào)控制器1，數(shù)字信號(hào)控制器I通過控制三相電源的變化進(jìn)而達(dá)到控制電除塵本體3的目的，數(shù)字信號(hào)控制器I通過網(wǎng)絡(luò)模塊與熱電廠的整個(gè)控制系統(tǒng)連接，實(shí)現(xiàn)整個(gè)熱電廠的一體控制。數(shù)字信號(hào)控制器I通過I/o板101分別與三相電源中每相電的穩(wěn)壓二極管負(fù)極連接。為了進(jìn)一步加強(qiáng)除塵效果，I/o板201連接有控制振打電機(jī)2工作的振打控制板201。如圖I所示，本實(shí)用新型整個(gè)除塵電路連接說明如下三相電源的每相電A、B、C分別通過三極電路開關(guān)與一個(gè)穩(wěn)壓二極管ZD1、ZD2、ZD3串聯(lián)，三個(gè)穩(wěn)壓二極管ZDI、ZD2、ZD3與變壓器T連接，變壓器T輸出三相電A、B、C分別連接到兩個(gè)串聯(lián)二極管D1、D2、D3之間，三個(gè)串聯(lián)二極管D1、D2、D3采用并聯(lián)的方式接入與電除塵本體連接串聯(lián)的的四個(gè)電阻Rl、R2、R3、R4線路上，控制器通過網(wǎng)絡(luò)接口與整個(gè)控制系統(tǒng)連接，控制器在除塵電路內(nèi)采用I/O板與內(nèi)部元件連接，I/O板通過線路分別與三個(gè)穩(wěn)壓二極管ZDI、ZD2、ZD3的負(fù)極連接，同時(shí)通過線路分別與三個(gè)串聯(lián)二極管Dl、D2、D3線路和四個(gè)電阻Rl、R2、R3、R4串聯(lián)線路連接。I/O板還通過線路與振打電機(jī)的振打控制板連接。本實(shí)用新型采用降壓振打、閉環(huán)節(jié)能控制和間歇供電技術(shù)，使高壓硅整流變壓器的負(fù)荷大幅度降低，控制柜、高壓硅整流變壓器的溫升大幅度下降，減少電除塵器本體磨損，延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命，通過改變高壓供電運(yùn)行工作方式，降低電除塵器總功耗，達(dá)到節(jié)能目的。降低粉塵排放量，達(dá)到國(guó)家新的排放標(biāo)準(zhǔn)。以32位DSP數(shù)字信號(hào)處理器為核心的控制器，為實(shí)現(xiàn)各項(xiàng)基本運(yùn)算和復(fù)雜的提升功能提供了必要的軟硬件基礎(chǔ)。三相電源控制器是調(diào)整、控制靜電除塵器輸入電力的一種數(shù)字信號(hào)處理器控制器。三相電源控制器針對(duì)各種煙氣不同的溫度、灰塵成份、煙氣流量等，使火花率保持適中，同時(shí)跟蹤二次電壓和二次電流的變化，自動(dòng)控制最佳輸出點(diǎn)，達(dá)到使除塵器電氣系統(tǒng)運(yùn)行在最佳的狀態(tài)，從而提高電除塵器的除塵效果和降低電除塵器的電耗量。它控制整流器的方式是隨火花條件變化而·改變通過電除塵器的二次電流；通過變壓器實(shí)時(shí)運(yùn)行優(yōu)化軟件RCQ通過選擇變壓器的供電方式，優(yōu)化電除塵器的電氣運(yùn)行方式。電除塵器的運(yùn)行參數(shù)可通過控制器面板上的大液晶屏進(jìn)行修改，電除塵器工藝計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)或電廠的集散控制系統(tǒng)監(jiān)控整個(gè)操作過程?？刂破鲀?nèi)部?jī)H僅包含三塊電路板(CPU板為貼片封裝四層板、運(yùn)放隔離為雙面板)，電路板具有完成所有控制器而需要的功能，控制器內(nèi)置12組邏輯定時(shí)器和4組I/O接點(diǎn)用于控制振打電機(jī)。每套DHEP同時(shí)還有兩組開關(guān)量輸出用于報(bào)警處理，二組直接接收熱電偶(PT100)溫度信號(hào)輸入，用于電場(chǎng)煙氣溫度及變壓器油溫的溫度監(jiān)測(cè)，二組4-20MA模擬量輸入用于采集濁度信號(hào)接入和鍋爐負(fù)荷接入?？刂破魃暇哂袠?biāo)準(zhǔn)工業(yè)以太網(wǎng)接口，支持M0DEBUS通訊協(xié)議的冗余以太網(wǎng)接口和RS485接口，可向上位機(jī)及輔網(wǎng)傳送運(yùn)行的一次電壓、電流、二次電壓、電流、火花率、設(shè)備啟、停狀態(tài)、設(shè)備故障、變壓器故障、除塵器故障等信號(hào)。電除塵設(shè)備的啟動(dòng)、停止、升壓、降壓、調(diào)整可受上位機(jī)及輔網(wǎng)上的操作員站控制，并在上位機(jī)和輔網(wǎng)上的操作員站之間實(shí)現(xiàn)可靠的閉鎖。此外控制器還能夠?qū)崿F(xiàn)負(fù)載開路、短路保護(hù)，設(shè)備過流保護(hù)、欠壓報(bào)警，變壓器油溫超限、偏勵(lì)磁、輕重瓦斯、低油位報(bào)警及保護(hù)。多組電除塵器本體的控制器，可以其中的一臺(tái)作為主機(jī)功能，其它的控制器為輔助控制運(yùn)行，也就是當(dāng)一臺(tái)控制器被定義為主機(jī)后，它能協(xié)調(diào)、控制在現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)上的所有控制器的運(yùn)行，并在每24小時(shí)將在現(xiàn)場(chǎng)總線上的控制時(shí)鐘同期一次，確保各控制器的振打周期相對(duì)固定不變。本實(shí)用新型收塵效率在機(jī)組負(fù)荷大于設(shè)計(jì)值的70%，燃煤低位發(fā)熱量> 4000kcal/kg工況條件下，保證脫硫出口粉塵排放濃度彡30mg/匪3，用電量節(jié)能率彡30%。在實(shí)際工作中，振打電機(jī)的振打效果不佳會(huì)引起收塵極板嚴(yán)重積灰，電場(chǎng)擊穿點(diǎn)降低；造成極線肥大，產(chǎn)生電暈閉塞，造成除塵效率下降，更為嚴(yán)重的是當(dāng)粉塵低比電阻較高的情況下，如振打運(yùn)行不良，很容易導(dǎo)致反電暈現(xiàn)象的發(fā)生。控制器可獨(dú)立或與低壓系統(tǒng)配合實(shí)現(xiàn)斷電及降功率振打功能。本方案在運(yùn)行斷電振打或降功率振打方式時(shí)，在振打啟動(dòng)前降低或停止電場(chǎng)輸入電壓，以減弱粉塵的靜電吸附力，可大大改善振打清灰效果，提高除塵效率。在高比電阻粉塵工況下，可有效克服反電暈現(xiàn)象的發(fā)生。因振打時(shí)減少了電場(chǎng)的功率輸入，即降低能耗。同時(shí)由于振打清灰效果得以改善，振打頻度可以下降，設(shè)備的磨損減少，使用壽命大幅度延長(zhǎng)。該控制器與低壓及上位機(jī)系統(tǒng)組成的專家系統(tǒng)還具有電場(chǎng)能量自動(dòng)補(bǔ)償功能，即在前級(jí)電場(chǎng)實(shí)行降功率振打的同時(shí)，后級(jí)電場(chǎng)會(huì)自動(dòng)調(diào)整運(yùn)行參數(shù)，從根本上解決了由于降功率振打時(shí)粉塵二次飛揚(yáng)導(dǎo)致的除塵效率下降的問題。控制器通過引入濁度及鍋爐負(fù)荷閉環(huán)反饋控制功能，在已達(dá)到除塵效率的前提下，可以降低電場(chǎng)輸入功率，從而可以有效節(jié)能，與原單相電源相比，在相同的工況條件下，至少可以減少15%以上的粉塵絕對(duì)排放量。以上所述僅是本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并非對(duì)本實(shí)用新型作任何形式上的限制，雖然本實(shí)用新型已以較佳實(shí)施例揭露如上，然而并非用以限定本實(shí)用新型，任何熟悉本專利的技術(shù)人員在不脫離本實(shí)用新型技術(shù)方案范圍內(nèi)，當(dāng)可利用上述提示的技術(shù)內(nèi)容作出些許更動(dòng)或修飾為等同變化的等效實(shí)施例，但凡是未脫離本實(shí)用新型技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本實(shí)用新型的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本實(shí)用新型方案的范圍內(nèi)?！?br> 權(quán)利要求1.一種熱電廠鍋爐除塵電路，包括電除塵本體(3)，其特征在于，所述電除塵本體(3)采用三相電源供電。
2.如權(quán)利要求I所述的一種熱電廠鍋爐除塵電路，其特征在于，所述三相電源與電除塵本體(3 )之間安裝有變壓器(4 )。
3.如權(quán)利要求2所述的一種熱電廠鍋爐除塵電路，其特征在于，所述三相電源的各相電分別通過一個(gè)穩(wěn)壓二極管與變壓器(4)連接。
4.如權(quán)利要求3所述的一種熱電廠鍋爐除塵電路，其特征在于，所述電除塵本體(3)連接有數(shù)字信號(hào)控制器(I )，所述數(shù)字信號(hào)控制器(I)通過控制三相電源的變化進(jìn)而達(dá)到控制電除塵本體(3)的目的。
5.如權(quán)利要求4所述的一種熱電廠鍋爐除塵電路，其特征在于，所述數(shù)字信號(hào)控制器(I)通過I/O板(101)分別與三相電源中各相電的穩(wěn)壓二極管負(fù)極連接。
6.如權(quán)利要求5所述的一種熱電廠鍋爐除塵電路，其特征在于，所述I/O板(101)連接有控制振打電機(jī)(2 )工作的振打控制板(201)。
專利摘要本實(shí)用新型公開一種熱電廠鍋爐除塵電路，包括電除塵本體，所述電除塵本體采用三相電源供電。本實(shí)用新型更換所有電場(chǎng)高壓電源為三相高壓電源，三相高壓電源有反電暈檢測(cè)功能，可以有效避免由反電暈所產(chǎn)生的無效電流和低效電流，因此其具備更高功率因數(shù)和更高的電源轉(zhuǎn)換效率，通過完全的三相調(diào)壓、三相升壓、三相整流后，三相電源的功率因數(shù)≧0.95，電源轉(zhuǎn)換效率≥87%，三相電源從理論上可提高轉(zhuǎn)換電能效率23%以上，配合三相電源其它的節(jié)能控制手段，可實(shí)現(xiàn)節(jié)能30%-50%，節(jié)能效果明顯。本實(shí)用新型引入斷電振打技術(shù)不僅可提高除塵效率、延長(zhǎng)除塵器使用壽命，同時(shí)可大幅節(jié)能。
文檔編號(hào)B03C3/68GK202700655SQ20122032856
公開日2013年1月30日 申請(qǐng)日期2012年7月9日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月9日
發(fā)明者呂作義, 王秀江, 馬文原 申請(qǐng)人:大唐黑龍江發(fā)電有限公司哈爾濱第一熱電廠, 大唐黑龍江發(fā)電有限公司