摘要

目前我國的大氣霧霾污染日益嚴(yán)重，電力行業(yè)自2014年以來全面推行超低排放，即燃煤電廠污染排放同時滿足：煙塵<5mg/Nm3，二氧化硫<35mg/Nm3，氮氧化物<50mg/Nm3。因此，實(shí)現(xiàn)對電除塵器全生命周期的運(yùn)行優(yōu)化管理尤為重要。

本文通過在電廠電除塵現(xiàn)有設(shè)備基礎(chǔ)上，搭建數(shù)據(jù)采集和集控中心，辨識電除塵設(shè)備在煙氣流程中的運(yùn)行狀態(tài)。實(shí)時采集的數(shù)據(jù)通過云傳輸?shù)胶笈_，并對數(shù)據(jù)進(jìn)行梳理、分析，提供有針對性的節(jié)能提效策略，優(yōu)化控制。進(jìn)而使整個電除塵設(shè)備持續(xù)運(yùn)行在節(jié)能高效的狀態(tài)下。

關(guān)鍵詞：火電機(jī)組；電除塵設(shè)備；節(jié)能提效；優(yōu)化控制

目前，節(jié)能降耗和污染減排一樣，是電力行業(yè)的關(guān)注重點(diǎn)。在燃煤電廠里環(huán)保設(shè)備在運(yùn)行過程中的效率和能耗也應(yīng)同樣受到關(guān)注。因此，在保證除塵效率等綜合效率的情況下，根據(jù)系統(tǒng)工況的變化情況，合理調(diào)整高壓整流設(shè)備、電加熱系統(tǒng)、振打系統(tǒng)等設(shè)備的工作策略，才能形成電除塵的智能管理，達(dá)到降低能耗，提高設(shè)備運(yùn)行可靠性的目的。

1 項(xiàng)目實(shí)施理論和實(shí)踐依據(jù)

本項(xiàng)目針對六安電廠4#（660MW）火電機(jī)組中以電除塵設(shè)備為主要研究對象，開展設(shè)備健康狀況評估。主要研究內(nèi)容如下。

（1）在對鍋爐運(yùn)行、煙氣等重要參數(shù)和整個電除塵設(shè)備系統(tǒng)參數(shù)的數(shù)據(jù)采集分析基礎(chǔ)之上，根據(jù)預(yù)設(shè)置的預(yù)警策略，并結(jié)合運(yùn)行在線數(shù)據(jù)，實(shí)時診斷設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，一旦發(fā)現(xiàn)設(shè)備數(shù)據(jù)異常，第一時間通過短信或者微信通知現(xiàn)場運(yùn)維人員，并根據(jù)具體情況，提出相應(yīng)解決方案。

（2）在線監(jiān)測 26 多臺臺除塵器重要設(shè)備，包括20 臺高頻設(shè)備和 6 臺低壓設(shè)備的電氣運(yùn)行參數(shù)，對設(shè)備運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行深入分析，結(jié)合設(shè)備的故障機(jī)理，預(yù)測設(shè)備劣化趨勢，實(shí)現(xiàn)除塵類設(shè)備在線預(yù)警。

（3）結(jié)合在線監(jiān)測、檢修、精密點(diǎn)檢、試驗(yàn)、歷史臺賬等數(shù)據(jù)，運(yùn)用數(shù)據(jù)挖掘分析技術(shù)，建立評估模型，擬定評判標(biāo)準(zhǔn)，對火電機(jī)組輔機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行健康分級；對于復(fù)雜缺陷和故障情況，結(jié)合知識管理系統(tǒng)和各種帶電檢測手段開展深入分析，并對其發(fā)展趨勢進(jìn)行預(yù)判，為火電機(jī)組除塵的狀態(tài)檢修提供輔助決策。

2 電除塵節(jié)能提效實(shí)施方案與控制策略

2.1實(shí)施方案

如圖 1 所示，從電除塵器整體運(yùn)營角度出發(fā)，在充分認(rèn)知多種污染物與電除塵設(shè)備交互影響機(jī)理的基礎(chǔ)之上，通過分析從電廠采集網(wǎng)傳回的數(shù)據(jù)，為電除塵提效控制系統(tǒng)提出相應(yīng)的節(jié)能提效控制策略，優(yōu)化電除塵的運(yùn)行方式，并持續(xù)升級優(yōu)化，發(fā)揮電除塵設(shè)備潛在優(yōu)勢，

提升電除塵控制運(yùn)行水平，在確?；痣姀S超低排放的前提下，降低電除塵運(yùn)行能耗、物耗。

2.2 電除塵節(jié)能提效控制分析

（1）節(jié)能提效控制策略。目前電除塵設(shè)備的現(xiàn)狀是由多個控制（自動化）單體組成的體系，電除塵節(jié)能提效控制系統(tǒng)，是基于各控制單體搭建起來的協(xié)同控制系統(tǒng)，通過對各電場整流系統(tǒng)運(yùn)行數(shù)據(jù)、振打系統(tǒng)數(shù)據(jù)和加熱系統(tǒng)數(shù)據(jù)的分析管理，根據(jù)不同場景為客戶定制相應(yīng)的控制策略，使電除塵設(shè)備運(yùn)行在最佳狀態(tài)，并建立電除塵設(shè)備的全流程生命周期管理。

圖1電除塵持續(xù)提效方案示意圖

（2）系統(tǒng)煙氣量變化協(xié)同控制策略。鍋爐負(fù)荷、燃煤參數(shù)及煙氣溫度決定著系統(tǒng)煙氣量指標(biāo)，且電除塵自身系統(tǒng)內(nèi)的煙氣流量還沿程不斷變化，既有系統(tǒng)溫度變化導(dǎo)致的體積流量變化，也有由于系統(tǒng)收塵、系統(tǒng)漏風(fēng)等因素引發(fā)的質(zhì)量流量變化，煙氣量的變化直接影響電除塵各電場高壓整流設(shè)備的工作效率，且所受影響程度不同，彼此之間還互相制約。不同煙氣量下各個電場相應(yīng)的運(yùn)行控制策略也隨之改變，以保證各個電場的工作效率，降低系統(tǒng)能耗。

（3）“二次揚(yáng)塵”調(diào)整優(yōu)化控制策略。振打系統(tǒng)在工作過程中，振打力度、極板極線積灰的厚度、靜電場作用力、煙氣流速等不僅決定著系統(tǒng)的清灰效果，更關(guān)系著系統(tǒng)引起的二次揚(yáng)塵。通過制定相應(yīng)的控制策略，降低系統(tǒng)的二次揚(yáng)塵，防止系統(tǒng)末電場二次揚(yáng)塵帶來的排放超標(biāo)。

（4）“反電暈”故障調(diào)整優(yōu)化控制策略。系統(tǒng)煙塵濃度、煙氣流量、極板極線積灰厚度等決定著系統(tǒng)的粉塵電阻率，而在運(yùn)行過程當(dāng)粉塵電阻率過高時就會引起電場的反電暈故障，反電暈故障不僅會造成系統(tǒng)能源的浪費(fèi)，而且會使設(shè)備除塵效率下降。通過尋找反電暈故障的先兆特征，定制相應(yīng)的控制策略，抑制反電暈故障，提高系統(tǒng)設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定性。

（5）“伏安特性”調(diào)整優(yōu)化控制策略。電除塵器各設(shè)備系統(tǒng)運(yùn)行工作效率變化時，整流設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù)會有規(guī)律的發(fā)生變化，通過對整流設(shè)備“伏安特性”數(shù)據(jù)的分析管理，尋找整流設(shè)備、振打裝置、電加熱器之間的相互關(guān)系，定制相應(yīng)的控制策略，提高電除塵器系統(tǒng)工作效率，降低系統(tǒng)故障率。

2.3 電除塵設(shè)備預(yù)警

策略在對鍋爐運(yùn)行、煙氣等重要參數(shù)和整個電除塵設(shè)備系統(tǒng)參數(shù)的數(shù)據(jù)采集分析基礎(chǔ)之上，根據(jù)預(yù)設(shè)置的預(yù)警策略，并結(jié)合運(yùn)行在線數(shù)據(jù)，實(shí)時診斷設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，一旦發(fā)現(xiàn)設(shè)備數(shù)據(jù)異常，第一時間通過智能軟件通知現(xiàn)場運(yùn)維人員，并根據(jù)具體情況，提出相應(yīng)解決方案。

（1）排放預(yù)警策略。根據(jù)煙塵相關(guān)數(shù)據(jù)、電除塵設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)等影響出口粉塵指標(biāo)數(shù)據(jù)，設(shè)置排放預(yù)策略，包括但不限于以下控制策略：根據(jù)設(shè)備工作狀態(tài)參數(shù)，并參照質(zhì)量控制指標(biāo)，預(yù)警設(shè)備功能失效及提示備件更新；根據(jù)電除塵高壓整流設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)，合理分析其伏安特性，智能管理振打裝置的工作模式，防止設(shè)備故障，工作效率下降；結(jié)合輸灰系統(tǒng)排灰壓力、電除塵高壓整流運(yùn)行參數(shù)、灰斗加熱工作狀態(tài)分析灰斗堵灰情況，降低灰斗堵灰概率。

（2）能耗預(yù)警策略。根據(jù)煙氣實(shí)際體積流量隨機(jī)組負(fù)荷、煙氣溫度、以及電除塵設(shè)備運(yùn)行能耗的特點(diǎn)，制定能耗預(yù)警策略，包括但不限于以下控制策略：根據(jù)電除塵器各電場高壓整流設(shè)備的供電參數(shù)及方式對除塵效率的影響，結(jié)合煙氣狀態(tài)數(shù)據(jù)，智能管理設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)；根據(jù)煙氣溫度、氣候溫度等數(shù)據(jù)的分析管理，調(diào)整加熱系統(tǒng)及整流設(shè)備的運(yùn)行方式。

（3）設(shè)備預(yù)警策略。對于長期連續(xù)運(yùn)行設(shè)備來說，發(fā)生設(shè)備故障大多數(shù)是一個緩慢的惡化過程，傳統(tǒng)監(jiān)測手段無法做到實(shí)時監(jiān)測和提前預(yù)警。通過對設(shè)備進(jìn)行預(yù)警設(shè)置，對歸檔的歷史設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，并與設(shè)備實(shí)時運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行比較，計算出當(dāng)前值和期望值的偏差，提供故障和劣化趨勢早期預(yù)警，以降低設(shè)備故障的風(fēng)險，提供設(shè)備運(yùn)行的可靠性。及時以智能軟件推送預(yù)警信息，同時通知備件庫進(jìn)行及時備件，確保設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

3 效益分析

福建龍凈環(huán)保股份有限公司長期以來在除塵等環(huán)保領(lǐng)域有著牢固的研發(fā)基礎(chǔ)，針對電廠存在的節(jié)能空間結(jié)合當(dāng)前的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展提出了本系統(tǒng)的改造思路。本系統(tǒng)為實(shí)現(xiàn)對電除塵器全生命周期的運(yùn)行優(yōu)化管理，在電廠電除塵現(xiàn)有設(shè)備基礎(chǔ)上，搭建數(shù)據(jù)采集和集控中心，辨識電除塵設(shè)備在煙氣流程中的運(yùn)行狀態(tài)。實(shí)時采集的數(shù)據(jù)通過云傳輸?shù)胶笈_，并對數(shù)據(jù)進(jìn)行梳理、分析，提供有針對性的節(jié)能提效策略，優(yōu)化控制，使整個電除塵設(shè)備持續(xù)運(yùn)行在節(jié)能高效的狀態(tài)下。同時通過采集的指標(biāo)數(shù)據(jù)，預(yù)設(shè)預(yù)警策略，實(shí)時監(jiān)控運(yùn)行數(shù)據(jù)，及預(yù)警信息，建立故障專家診斷系統(tǒng)，提高了設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性。隨著優(yōu)化控制策略軟件系統(tǒng)持續(xù)改進(jìn)免費(fèi)升級，智能控制水平不斷提升。