國(guó)電南自環(huán)保電除塵解決方案
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一、方案概述
電除塵技術(shù)以其除塵效率高、維護(hù)費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn)成為廣泛應(yīng)用在電力、冶金等工業(yè)行業(yè)煙氣凈化的一項(xiàng)環(huán)保技術(shù)。然而,電除塵技術(shù)本身也遇到了新的挑戰(zhàn)。首先,隨著環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)的提高,要求電除塵器的排放濃度越來越低,除塵效率越來越高。其次,要求在不降低電除塵器除塵效率的基礎(chǔ)上,降低設(shè)備的運(yùn)行電耗,即節(jié)能運(yùn)行。最后,電除塵器作為重要的環(huán)保設(shè)備,要求提升其自動(dòng)化水平,減少運(yùn)行和維護(hù)工作量。解決好上述問題,已經(jīng)成為電除塵技術(shù)發(fā)展的方向。
某135MW火電機(jī)組,鍋爐設(shè)計(jì)燃煤煤種為硫份僅0.44%的低硫煤,鍋爐出口粉塵具有較高的比電阻,用戶要求電除塵系統(tǒng)按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求達(dá)標(biāo)排放,并實(shí)現(xiàn)煙氣排放污染物的連續(xù)在線監(jiān)測(cè)。該鍋爐采用了國(guó)電南自(SAC)公司的最新產(chǎn)品機(jī)電一體化靜電除塵系統(tǒng)。整個(gè)電除塵系統(tǒng)配置有:
1.鍋爐出口配NDE系列電除塵器本體一臺(tái),采用雙室四電場(chǎng)結(jié)構(gòu);
2.配置DKZ-2型電除塵器電源及控制裝置8臺(tái),工作于脈沖供電狀態(tài),克服高比電阻粉塵產(chǎn)生的反電暈工況,實(shí)現(xiàn)節(jié)能運(yùn)行;
3.配置DCC2000靜電除塵器自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)一套,實(shí)現(xiàn)集中閉環(huán)控制;
4.配置YLJ2000煙氣在線連續(xù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)一套,實(shí)現(xiàn)對(duì)排放煙氣的在線連續(xù)監(jiān)測(cè)。
系統(tǒng)由NDE靜電除塵器、DKZ-2電除塵器電源及控制裝置、DCC2000靜電除塵器自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)和YLJ2000煙氣在線連續(xù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)構(gòu)成。
二、NDE系列靜電除塵器
NDE系列靜電除塵器本體的功能為進(jìn)行煙氣凈化,將煙氣中的粉塵進(jìn)行分離及收集。DKZ-2系列電除塵器電源及控制裝置的功能為向電除塵器本體提供高壓電源并對(duì)輔助低壓設(shè)備進(jìn)行控制。DCC2000靜電除塵器監(jiān)控系統(tǒng)為全新一代計(jì)算機(jī)監(jiān)視和控制系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)電除塵系統(tǒng)運(yùn)行的遠(yuǎn)程監(jiān)控、閉環(huán)控制、專家故障在線診斷及與DCS的聯(lián)網(wǎng)功能。YLJ2000煙氣在線連續(xù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的功能為對(duì)電除塵器出口的排放情況進(jìn)行監(jiān)測(cè),為系統(tǒng)進(jìn)行自動(dòng)調(diào)整及用戶進(jìn)行科學(xué)管理,提供可靠的數(shù)據(jù)依據(jù)。
1.高效除塵功能:對(duì)粉塵特性、煙氣濃度等物理化學(xué)特性不同的煙氣進(jìn)行凈化處理,使其達(dá)到環(huán)保排放標(biāo)準(zhǔn)。
2.智能閉環(huán)控制功能:系統(tǒng)根據(jù)電除塵器出口的粉塵排放情況,對(duì)運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整,實(shí)現(xiàn)總體優(yōu)化和配置,使電除塵器始終工作在高效的狀態(tài)。
3.脈沖供電功能:該功能有效的克服了高比電阻粉塵引起的反電暈工況,在保證除塵效率不變的情況下,節(jié)省電除塵器運(yùn)行能耗20%-80%。
4.聯(lián)網(wǎng)功能:系統(tǒng)具備多種網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)方式,可與DCS等其他控制系統(tǒng)、生產(chǎn)管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)。
5.煙氣在線監(jiān)測(cè)功能:系統(tǒng)實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)煙氣溫度、流速,粉塵濃度、SOX濃度、NOX濃度等參數(shù),為科學(xué)管理提供可靠有效的數(shù)據(jù)依據(jù)。
三、DKZ-2系列電除塵器電源及控制裝置
DKZ-2系列電除塵器電源及控制裝置是國(guó)電南自公司獨(dú)立開發(fā)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的新一代靜電除塵器電源及控制裝置。廣泛適用于電力、冶金、石化、建材、機(jī)械、醫(yī)藥等行業(yè)新建電除塵器的工程配套及已運(yùn)行電除塵器電氣設(shè)備改造。該系列產(chǎn)品在國(guó)內(nèi)率先采用多處理器并行處理,高低壓合一控制、脈沖供電等諸多先進(jìn)設(shè)計(jì)理念,將模糊控制等先進(jìn)控制思想應(yīng)用于體系之中,具有自動(dòng)化程度高、節(jié)能提效等諸多特點(diǎn)。憑借其先進(jìn)的設(shè)計(jì)理念和技術(shù)優(yōu)勢(shì),該產(chǎn)品先后榮獲2004年度“南京市科技進(jìn)步獎(jiǎng)”及2004年度“中國(guó)電力科技獎(jiǎng)”,2005年被認(rèn)定為“南京市高新技術(shù)產(chǎn)品”。
1.主要特點(diǎn)
國(guó)內(nèi)率先采用多處理器并行處理設(shè)計(jì),通過構(gòu)建高起點(diǎn)、大資源硬件平臺(tái),提供更加優(yōu)異的控制性能。
高壓供電與低壓設(shè)備控制合一,有效改善電除塵器振打清灰效果,提高除塵效率。
獨(dú)有的脈沖供電方式,有效克服電除塵器反電暈工況,節(jié)約電除塵器運(yùn)行電耗最高達(dá)80%。
軟件判別為主,硬件判別為輔的雙重火花判別方式,大大提高火花捕捉精度。
良好的電磁兼容性,保證設(shè)備穩(wěn)定可靠運(yùn)行。
2.主要功能配置
四種高壓供電方式可供選擇,滿足不同煙氣工況下的運(yùn)行要求。
低壓控制具有多種工作方式,可滿足振打、加熱、卸灰等各類低壓設(shè)備的控制要求。
完善的通用型保護(hù)模塊對(duì)各類低壓設(shè)備的各種故障進(jìn)行保護(hù)。
具備高速通信接口,與上位機(jī)系統(tǒng)連接實(shí)現(xiàn)無人或少人值守。
3.主要技術(shù)數(shù)據(jù)
輸出直流電流額定值: 0.2~2.4A,每0.1A為一檔
輸出直流電壓額定值: 48kV~100kV范圍內(nèi)約定
低壓設(shè)備控制路數(shù): 16路
保護(hù)動(dòng)作時(shí)間:
高壓設(shè)備: 50ms~5s(程序設(shè)定)
低壓設(shè)備: 0.5s~5s(程序設(shè)定)
供電電源: 三相電源、線電壓380V、50HZ
4.產(chǎn)品型號(hào)
DKZ-2系列電除塵器電源及控制裝置采用統(tǒng)一的硬件與軟件平臺(tái),模塊化設(shè)計(jì),具有全面的高壓測(cè)控和低壓控制保護(hù)功能。DKZ-2型產(chǎn)品為基本型,設(shè)計(jì)中兼顧了技術(shù)先進(jìn)和功能實(shí)用的原則,具有較高的性能價(jià)格比。DKZ-2B型產(chǎn)品是在DKZ-2型產(chǎn)品大量現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上開發(fā)的升級(jí)改進(jìn)型產(chǎn)品,具有更加完善的功能,適用于綜合自動(dòng)化程度要求較高的場(chǎng)合。該型號(hào)產(chǎn)品人機(jī)接口友好,采用大屏幕液晶中文圖形界面和動(dòng)態(tài)操作按鈕,顯示內(nèi)容豐富,直觀易用;低壓部分采用集低壓設(shè)備控制、驅(qū)動(dòng)、測(cè)量、保護(hù)于一體的無觸點(diǎn)型低壓控制器DKZ-2B30,集成度更高,性能更加穩(wěn)定可靠;高壓參數(shù)調(diào)整范圍更大,具有更好的控制特性,可適應(yīng)更加復(fù)雜的運(yùn)行工況,并具有更大的節(jié)能潛力。
四、DCC2000 靜電除塵器自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)
DCC2000型靜電除塵器自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)(以下簡(jiǎn)稱DCC2000系統(tǒng))是國(guó)電南自公司立足多年來自身在電除塵器方面的深入研究,同時(shí)吸收國(guó)內(nèi)外同類產(chǎn)品的先進(jìn)技術(shù),并應(yīng)用最新的計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)庫和網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)而自行研制開發(fā)的計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)。該系統(tǒng)通過RS-485總線與DKZ-2系列電除塵器電源及控制裝置相連接,能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)整個(gè)電除塵系統(tǒng)的遠(yuǎn)程監(jiān)控、運(yùn)行數(shù)據(jù)記錄、各類特性曲線繪制、報(bào)表生成等功能,可以大大減少運(yùn)行人員的工作量,實(shí)現(xiàn)無人值守或少人值守。此外,系統(tǒng)還具備閉環(huán)控制和專家故障診斷功能,自動(dòng)優(yōu)化電除塵器的運(yùn)行參數(shù),使電除塵器始終工作在最佳狀態(tài),并在故障時(shí)為檢修人員提供必要的檢修思路。該系統(tǒng)能夠大大提高電除塵系統(tǒng)的自動(dòng)化水平,廣泛適用于電力、冶金、石化、建材、機(jī)械、醫(yī)藥等行業(yè)的電除塵系統(tǒng)運(yùn)行監(jiān)控。
1.系統(tǒng)的組成
工業(yè)控制計(jì)算機(jī)
DKZ-2系列電除塵器電源及控制裝置
數(shù)據(jù)采集通信模塊
PFM97煙塵測(cè)量裝置(可選配濁度儀)
2.主要特點(diǎn)
自動(dòng)化程度高。遠(yuǎn)程監(jiān)控、閉環(huán)控制的強(qiáng)大功能,始終確保電除塵器始終工作在最佳狀態(tài),實(shí)現(xiàn)無人或少人值守。
良好的穩(wěn)定性和可靠性。選用技術(shù)性能優(yōu)異的工業(yè)計(jì)算機(jī)構(gòu)成硬件基本平臺(tái),并在通信硬件上采用光電隔離技術(shù),在軟件上采用CRC循環(huán)校驗(yàn)技術(shù),確保設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定和通信可靠。
在線專家故障診斷系統(tǒng),通過對(duì)電除塵系統(tǒng)的在線監(jiān)控,及時(shí)發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)運(yùn)行中的異常情況和故障,并對(duì)產(chǎn)生的原因進(jìn)行分析并提供解決思路,減輕運(yùn)行維護(hù)人員的工作量。
界面友好。采用面向?qū)ο螅∣OP)程序開發(fā)技術(shù),完整的幫助系統(tǒng)和對(duì)話框提示,方便運(yùn)行人員操作。
采用TCP/IP網(wǎng)絡(luò)協(xié)議,支持基于本地局域網(wǎng)的C/S(客戶機(jī)/服務(wù)器)模式和基于Internet適用遠(yuǎn)程用戶的B/S(瀏覽器/服務(wù)器)模式兩層體系結(jié)構(gòu)的新穎設(shè)計(jì)。
3.主要功能配置
系統(tǒng)自檢、啟動(dòng)、關(guān)閉功能
運(yùn)行數(shù)據(jù)與狀態(tài)檢測(cè)功能
程序監(jiān)控功能,可以對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行中出現(xiàn)的異常和故障進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)
上下位機(jī)的通信功能
通過鍵盤或鼠標(biāo)實(shí)現(xiàn)控制參數(shù)設(shè)定
數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)可記錄系統(tǒng)運(yùn)行的各種數(shù)據(jù)及用戶操作
系統(tǒng)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)值管理功能:DCC2000系統(tǒng)中設(shè)了一個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)設(shè)定值數(shù)據(jù)庫,庫的每一個(gè)文件都用來保存適合于某一工況時(shí)的最佳運(yùn)行控制參數(shù)。這些參數(shù)可以為系統(tǒng)操作人員提供參考。
節(jié)能功能:DCC2000系統(tǒng)根據(jù)除塵器出口煙道粉塵濃度值的變化,自動(dòng)調(diào)整各高壓供電設(shè)備的工作方式和輸出功率,在保證煙氣達(dá)標(biāo)排放的同時(shí),達(dá)到了節(jié)能的目的。同時(shí)還適用于高比電阻粉塵下的反電暈現(xiàn)象的消除,達(dá)到節(jié)能提效的目的。
綜合判斷振打效果,自動(dòng)優(yōu)化振打周期及時(shí)序關(guān)系。
具備與DCS、SIS等系統(tǒng)連接的通用接口。
4.軟件配置
運(yùn)行平臺(tái): Microsoft Windows 2000;
數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng):Microsoft SQL Server 7.0以上;
遠(yuǎn)程客戶端瀏覽器:Internet Explorer 5.0以上。
5.主要技術(shù)數(shù)據(jù)
通信距離:≤1000m(無中繼);
信息傳輸速度: ≥9600 bps;
狀態(tài)量刷新周期:≤15s;
一級(jí)數(shù)據(jù)刷新周期: ≤15s;
一個(gè)子站二級(jí)數(shù)據(jù)刷新周期:≤15s;
遙測(cè)平均周期: ≤1s;
誤碼率:10-5;
6.粉塵濃度的指標(biāo)
零點(diǎn)漂移:≤±2%;
量程漂移:≤±5%;
響應(yīng)時(shí)間:≤0.2ms;
線形度:≤±1%;
五、YLJ2OOO煙氣在線連續(xù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)
YLJ2OOO煙氣在線連續(xù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是國(guó)電南自公司根據(jù)電力行業(yè)環(huán)保監(jiān)測(cè)設(shè)備的特點(diǎn)和要求,本著方便安裝、使用、維護(hù)的目的,利用國(guó)內(nèi)外均有成熟運(yùn)行業(yè)績(jī)的產(chǎn)品,并根據(jù)用戶的要求自主開發(fā)的數(shù)據(jù)采集和控制系統(tǒng)。
YLJ2OOO煙氣在線連續(xù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)能夠穩(wěn)定地為用戶對(duì)污染物的排放進(jìn)行有效地監(jiān)控,是用戶和環(huán)保部門進(jìn)行科學(xué)管理的有效工具。
系統(tǒng)構(gòu)成:
1.煙塵監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)
PFM97煙塵儀是德國(guó)Dr.Foedisch公司的最新一代煙塵在線監(jiān)測(cè)儀,該儀器是基于電荷感應(yīng)法原理,集煙塵濃度、煙氣流量、煙氣溫度測(cè)量于一體而設(shè)計(jì)的一種高靈敏度、高辨力、高精度的在線監(jiān)測(cè)設(shè)備。由于該儀器在測(cè)量粉塵濃度的同時(shí),對(duì)煙氣的流速及溫度同時(shí)進(jìn)行測(cè)量,因此能自動(dòng)修正流速及溫度對(duì)粉塵濃度的影響,從而克服了以往測(cè)量粉塵濃度時(shí)流速變化帶來的影響。
2.氣體污染物監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)
德國(guó)西門子公司的ULTRAMAT23非分散紅外吸收(NDIR)法多組份氣體分析儀的優(yōu)點(diǎn)在于將來增加其他氣體監(jiān)測(cè)項(xiàng),僅需要增加分析儀,不再需要增加其他設(shè)備(如采樣探頭、采樣管線、樣氣預(yù)處理設(shè)備和樣氣控制系統(tǒng)等),同時(shí)主機(jī)柜也含有分析儀的位置。
3.濕度監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)(可選)
用氧傳感器測(cè)定除濕前、后煙氣中的含氧量,利用含氧量的差計(jì)算煙氣中的水份含量。
4.系統(tǒng)控制及數(shù)據(jù)采集處理子系統(tǒng)
本系統(tǒng)是國(guó)電南京自動(dòng)化股份有限公司專門為煙氣排放連續(xù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)(CEMS)而設(shè)計(jì)開發(fā)的NZ-DAS數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng)。
五、工程效果
1.經(jīng)測(cè)試電除塵器出口排放粉塵濃度比相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)低130mg/Nm3。
2.脈沖供電方式能大大降低電除塵器的運(yùn)行電耗,節(jié)能幅度達(dá)到80%,年可節(jié)約電除塵器運(yùn)行費(fèi)用60余萬元。
3.電除塵系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制后,可實(shí)現(xiàn)無人值守。電除塵運(yùn)行數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)功能送往電廠集控室,集控室值班人員根據(jù)機(jī)組運(yùn)行情況進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)備啟停操作,設(shè)定粉塵濃度控制上下限,系統(tǒng)即進(jìn)入自適應(yīng)調(diào)整狀態(tài)。專家故障診斷功能通過對(duì)設(shè)備狀態(tài)的監(jiān)測(cè)和運(yùn)行數(shù)據(jù)分析,結(jié)合專家知識(shí)推理,分析故障原因,為故障定位和設(shè)備檢修提供思路。
4.系統(tǒng)對(duì)資源的優(yōu)化和配置使設(shè)備的潛力得到最大的發(fā)揮,實(shí)現(xiàn)了高效除塵和節(jié)能運(yùn)行,其綜合自動(dòng)化水平使用戶操作的難度和強(qiáng)度都大大降低。
5.系統(tǒng)能為用戶提供實(shí)時(shí)連續(xù)的煙氣溫度、流速,粉塵濃度、SO2濃度、NOX濃度等各種參量;通過遠(yuǎn)程互聯(lián),環(huán)保部門同時(shí)獲得監(jiān)管所需粉塵及硫氮化合物數(shù)據(jù),將電廠實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)納入統(tǒng)一的環(huán)保監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)管理網(wǎng)絡(luò)。
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