火電廠電除塵器的電氣優(yōu)化設(shè)計(jì)路徑

周小川

摘? 要：伴隨國(guó)家經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，促使當(dāng)前的電力資源需求數(shù)量大幅增加?；痣姀S在資源生產(chǎn)的過(guò)程中，由于其使用的方式，對(duì)當(dāng)前生態(tài)環(huán)境造成了一定破壞，為避免該情況，并達(dá)到可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略目標(biāo)，便增加了在電除塵器的使用數(shù)量，同時(shí)，管理人員為保障其能夠與工作開(kāi)展相適應(yīng)，對(duì)電氣設(shè)計(jì)進(jìn)行了優(yōu)化?；诖耍疚闹攸c(diǎn)分析了電除塵器的電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)，同時(shí)，細(xì)致闡述了相關(guān)的優(yōu)化措施，供參考。

關(guān)鍵詞：火電廠;除塵器;電氣設(shè)計(jì)

引言：

隨著人們對(duì)環(huán)境空氣質(zhì)量要求的逐漸提升，國(guó)家開(kāi)始逐漸嚴(yán)格控制對(duì)火電廠污染物質(zhì)排放的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值。火電廠為控制自身的排放情況，并對(duì)周邊環(huán)境進(jìn)行保護(hù)，便開(kāi)始大量的使用電除塵器，但是隨著管控工作開(kāi)展的力度逐漸加重，以及新型機(jī)器的最低排放標(biāo)準(zhǔn)上的限制，這讓電廠管理人員在進(jìn)行設(shè)備型號(hào)選擇、控制時(shí)，多選用更加成熟的措施，來(lái)達(dá)到能源節(jié)約、減少人工成本使用的效果，由此能夠看出電除塵器優(yōu)化設(shè)計(jì)的關(guān)鍵作用。

一、電除塵器的電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)

（一）設(shè)計(jì)特點(diǎn)

火電廠中使用的電除塵器，其自動(dòng)控制系統(tǒng)的關(guān)鍵點(diǎn)便是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，操作、運(yùn)行安全穩(wěn)定。電除塵器的內(nèi)部自動(dòng)化控制系統(tǒng)包含了以下幾方面：一、人力操作使用較低;二、受控設(shè)備數(shù)量較少;三、操作精準(zhǔn)程度較高;四、工作效率較高。在現(xiàn)實(shí)操作的過(guò)程中，想要實(shí)現(xiàn)以上優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)，便需要在設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)反應(yīng)敏捷、高強(qiáng)度抗干擾的能力、操作簡(jiǎn)單方便等一系列原則進(jìn)行遵守。

（二）設(shè)計(jì)方式

1.集中監(jiān)控

技術(shù)人員在開(kāi)展電除塵器的自動(dòng)化控制時(shí)，主要是依據(jù)集中控制方式來(lái)達(dá)到目標(biāo)。集中控制方式便是通過(guò)對(duì)相應(yīng)系統(tǒng)使用，來(lái)完成對(duì)機(jī)械設(shè)備運(yùn)行、檢查、維修養(yǎng)護(hù)等多方面的監(jiān)督、控制、管理，之后將多項(xiàng)功能集中在一起，并對(duì)不同環(huán)節(jié)中的問(wèn)題數(shù)據(jù)進(jìn)行細(xì)致分析、整合，降低分散監(jiān)控措施使用時(shí)存在的數(shù)據(jù)不一致情況概率，但是該方式在使用的過(guò)程中，對(duì)自動(dòng)監(jiān)控技術(shù)要求較高，還可以將多樣化的管控功能集中同一系統(tǒng)內(nèi)部，這對(duì)其自身的承載、運(yùn)行、敏捷等方面的性能、能力產(chǎn)生了更高的標(biāo)準(zhǔn)。從火電廠企業(yè)的角度進(jìn)行分析，對(duì)該集中控制方式進(jìn)行選擇使用，可以將分散控制中的復(fù)雜程度大幅提升;但面對(duì)一部分經(jīng)濟(jì)效益較低的企業(yè)時(shí)，自動(dòng)化電除塵方式的落實(shí)會(huì)存在一定困難[1]。

2.遠(yuǎn)程監(jiān)控

為了實(shí)現(xiàn)少人增效，工作人員使用了遠(yuǎn)程監(jiān)控的措施，來(lái)實(shí)現(xiàn)該設(shè)備的自動(dòng)化運(yùn)作。正常情況下，系統(tǒng)設(shè)計(jì)工作開(kāi)展是在互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)上來(lái)實(shí)現(xiàn)的，之后根據(jù)電腦對(duì)其的控制，來(lái)對(duì)設(shè)備運(yùn)行狀況進(jìn)行了解，這突破了時(shí)間、空間上存在的限制，并且還將自動(dòng)化系統(tǒng)與多方面進(jìn)行良好融合。與此同時(shí)，電除塵器的運(yùn)行在產(chǎn)生問(wèn)題之后，如果火電廠技術(shù)人員的實(shí)力不足以科學(xué)解決，還可以聘請(qǐng)更加專業(yè)的人員來(lái)對(duì)遠(yuǎn)程監(jiān)控情況進(jìn)行處理。

二、電除塵器的電氣設(shè)計(jì)優(yōu)化措施

（一）高壓系統(tǒng)

在火電廠內(nèi)部，電除塵器是在兩個(gè)曲率差距較大的金屬陽(yáng)極、陰極上同步的高壓直流電，促使內(nèi)部成為一個(gè)能夠完成氣體電離的靜電場(chǎng)所，廢氣在經(jīng)過(guò)其中時(shí)，會(huì)由于電子的吸附，讓灰塵帶上電荷。在電場(chǎng)力產(chǎn)生的作用下，因?yàn)楫愋韵辔脑?，這讓其中電極相反的灰塵會(huì)由于電極的驅(qū)動(dòng)，集積于陽(yáng)極板上并被收集到除塵器灰斗中，因此實(shí)現(xiàn)了氣塵的分離效果。該設(shè)備在使用的過(guò)程中，驅(qū)進(jìn)速度、電場(chǎng)強(qiáng)度之間成正比的狀態(tài);電廠內(nèi)部的強(qiáng)度、電壓之間是正比的關(guān)系，因此在設(shè)備使用的過(guò)程中，內(nèi)部產(chǎn)生的電壓提高時(shí)，會(huì)讓其使用效率大幅提升。與此同時(shí)，火電廠中使用的除塵器高壓電源在進(jìn)行選擇時(shí)，多會(huì)考慮高頻、三流電源種類。高頻電源使用時(shí)，設(shè)備功率的因數(shù)、設(shè)備效率等方面會(huì)更高一些，所以其在使用的過(guò)程中固有能源為20%，諧振頻率在35kHz左右，與正常規(guī)格下的電壓相比較來(lái)講，其產(chǎn)生的紋波系數(shù)小于5%，并提供無(wú)波動(dòng)的直流輸出電流，讓設(shè)備能夠以次火花發(fā)生點(diǎn)的電壓下運(yùn)行，提高除塵工作的成效。不僅如此，在大量的工作情況下，設(shè)備運(yùn)行中在保障效率的基礎(chǔ)上，還可以讓除塵系統(tǒng)節(jié)省50%的電能，達(dá)到了節(jié)能環(huán)保的工作目標(biāo)。

（二）上位機(jī)系統(tǒng)

在火電廠中，上位機(jī)系統(tǒng)主要使用在遠(yuǎn)程集中監(jiān)控的高低設(shè)備內(nèi)部，之后通過(guò)高電壓源、低壓設(shè)備信號(hào)，以及控制通訊措施，來(lái)將其傳送到上位機(jī)的系統(tǒng)中，這樣其便會(huì)將設(shè)備當(dāng)前的運(yùn)行情況清晰展示出來(lái)。與此同時(shí)，上位機(jī)系統(tǒng)在使用的過(guò)程中，主要是將鍋爐負(fù)荷作為關(guān)鍵，除塵器出口煙道位置中的渾濁程度信號(hào)作為輔助，之后使用高壓脈沖運(yùn)行方式自動(dòng)調(diào)控的閉環(huán)控制系統(tǒng)，其在現(xiàn)實(shí)工作中應(yīng)用時(shí)具備節(jié)能效果。工作人員可以根據(jù)產(chǎn)生煙塵的情況、規(guī)模，來(lái)在創(chuàng)建的數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)部查找與其相似的運(yùn)行方式，來(lái)讓系統(tǒng)可以合理運(yùn)轉(zhuǎn)，讓其在保障工作完成效率的前提下，還可以減少能源消耗的總量?；痣姀S工作人員通過(guò)將上位機(jī)系統(tǒng)安放在現(xiàn)場(chǎng)操作室、集中室內(nèi)部，這讓其在運(yùn)行的過(guò)程中可以達(dá)到“互為冗余”效果。不僅如此，還可以依據(jù)通信與DCS系統(tǒng)產(chǎn)生聯(lián)系，之后完成設(shè)備中的參數(shù)、控制的傳輸工作。

（三）本體電氣系統(tǒng)

1.防雷接地

在進(jìn)行防雷接地的過(guò)程中，電除塵器的接地電阻要低于2.0Ω，并選擇使用DN50型號(hào)的鍍鋅焊接管材;其中連接使用鍍鋅扁鋼正常都會(huì)使用60*6的型號(hào);除塵器、鋼支架的立柱需要使用以上型號(hào)的鍍鋅焊接管材，或是120mm2的軟銅絞線跨接焊，確保其中電流良好傳送。與此同時(shí)，每列中的電除塵設(shè)備中，鋼支架與接地網(wǎng)之間至少需要6根的接地線引。正常情況下，電除塵器原本需要設(shè)置單獨(dú)的接地網(wǎng)，但將其使用在火電廠內(nèi)部后，便需要與主接地網(wǎng)連接4處。不僅如此，電除塵設(shè)備本體上的變壓接地端，以及現(xiàn)場(chǎng)中的操作箱、設(shè)備、管道在使用的過(guò)程中，都需進(jìn)行可靠接地。

2.電纜架橋

電除塵器結(jié)構(gòu)是由鋼材組成的，其中電纜在敷設(shè)的過(guò)程中，多是將橋架作為關(guān)鍵，并使用階梯、托盤的形式進(jìn)行組建。由于火電廠內(nèi)部的防火系數(shù)相對(duì)較高，電纜多為阻燃類型，其中一部分使用標(biāo)準(zhǔn)更高的則會(huì)選用耐火類型。工作人在進(jìn)行橋架敷設(shè)的過(guò)程中，要先使用防火封堵材料、隔板來(lái)組成阻火區(qū)段，來(lái)達(dá)到封堵的效果。一般情況下，都會(huì)使用兩種以上的材料組合使用，之后讓其進(jìn)入到盤、屏、箱等區(qū)域中，外部則使用了阻燃類型的金屬軟管來(lái)開(kāi)展保護(hù)，其在進(jìn)入到孔洞內(nèi)部之后，還要在電纜周邊設(shè)置防火封堵。

3.照明系統(tǒng)

正常情況下，在電除塵本體平臺(tái)上的照明用具，多為工業(yè)級(jí)別的三防、投光燈具種類，并且在使用的過(guò)程中，還擁有防水、防灰塵、防化學(xué)腐蝕的獨(dú)特功能。但是在是當(dāng)前使用次數(shù)、頻率較多的便是LED能源節(jié)約型號(hào)的燈具，這與金鹵燈相比較來(lái)講，在同樣的光照程度之下，其在使用時(shí)間長(zhǎng)度上、經(jīng)濟(jì)性上都會(huì)更加優(yōu)秀。不僅如此，LED燈具還可以通過(guò)立管的方式進(jìn)行安裝，之后將其固定在除塵器本體附近的欄桿一層，或是吊立柱的上方。與此同時(shí)，工作中使用的照明配電箱需要放置在電除塵的0m層平臺(tái)內(nèi)部，這樣可以在一定程度上將操作的便捷程度大幅提升，并且內(nèi)部還會(huì)設(shè)四光控、時(shí)控的開(kāi)關(guān)，這樣不僅可以達(dá)到能源節(jié)約的效果，還能降低人員在現(xiàn)場(chǎng)中查詢的任務(wù)次數(shù)。

總結(jié)：綜上所述，由于國(guó)家對(duì)火電廠排放的標(biāo)準(zhǔn)逐漸提升，電除塵器作為煙氣排放前處理的關(guān)鍵設(shè)備，其在運(yùn)行中的情況會(huì)對(duì)工作質(zhì)量產(chǎn)生嚴(yán)重影響。通過(guò)對(duì)電除塵器的電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)、優(yōu)化措施進(jìn)行細(xì)致分析后，了解到在當(dāng)前的情況之下，火電廠企業(yè)要注重和自身的投入，提升電氣控制的自動(dòng)化程度，只有這樣才能實(shí)現(xiàn)企業(yè)良好發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]閆東杰，莊倩，玉亞，等.煙氣溫度對(duì)電除塵器性能影響的數(shù)值模擬[J].中國(guó)環(huán)境科學(xué)，2021，41（6）：2577-2585.