北極星大氣網訊:摘要
目前我國的大氣霧霾汙染日益嚴重，電力行業自2014年以來全面推行超低排放，即燃煤電廠汙染排放同時滿足：煙塵<5mg/Nm3，二氧化硫<35mg/Nm3，氮氧化物<50mg/Nm3。因此，實現對電除塵器全生命周期的運行優化管理尤為重要。
本文通過在電廠電除塵現有設備基礎上，搭建數據採集和集控中心，辨識電除塵設備在煙氣流程中的運行狀態。實時採集的數據通過雲傳輸到後臺，並對數據進行梳理、分析，提供有針對性的節能提效策略，優化控制。進而使整個電除塵設備持續運行在節能高效的狀態下。
關鍵詞：火電機組；電除塵設備；節能提效；優化控制
目前，節能降耗和汙染減排一樣，是電力行業的關注重點。在燃煤電廠裡環保設備在運行過程中的效率和能耗也應同樣受到關注。因此，在保證除塵效率等綜合效率的情況下，根據系統工況的變化情況，合理調整高壓整流設備、電加熱系統、振打系統等設備的工作策略，才能形成電除塵的智能管理，達到降低能耗，提高設備運行可靠性的目的。
1 項目實施理論和實踐依據
本項目針對六安電廠4#（660MW）火電機組中以電除塵設備為主要研究對象，開展設備健康狀況評估。主要研究內容如下。
（1）在對鍋爐運行、煙氣等重要參數和整個電除塵設備系統參數的數據採集分析基礎之上，根據預設置的預警策略，並結合運行在線數據，實時診斷設備運行狀態，一旦發現設備數據異常，第一時間通過簡訊或者微信通知現場運維人員，並根據具體情況，提出相應解決方案。
（2）在線監測 26 多臺臺除塵器重要設備，包括20 臺高頻設備和 6 臺低壓設備的電氣運行參數，對設備運行參數進行深入分析，結合設備的故障機理，預測設備劣化趨勢，實現除塵類設備在線預警。
（3）結合在線監測、檢修、精密點檢、試驗、歷史臺帳等數據，運用數據挖掘分析技術，建立評估模型，擬定評判標準，對火電機組輔機的運行狀態進行健康分級；對於複雜缺陷和故障情況，結合知識管理系統和各種帶電檢測手段開展深入分析，並對其發展趨勢進行預判，為火電機組除塵的狀態檢修提供輔助決策。
2 電除塵節能提效實施方案與控制策略
2.1實施方案
如圖 1 所示，從電除塵器整體運營角度出發，在充分認知多種汙染物與電除塵設備交互影響機理的基礎之上，通過分析從電廠採集網傳回的數據，為電除塵提效控制系統提出相應的節能提效控制策略，優化電除塵的運行方式，並持續升級優化，發揮電除塵設備潛在優勢，
提升電除塵控制運行水平，在確保火電廠超低排放的前提下，降低電除塵運行能耗、物耗。
2.2 電除塵節能提效控制分析
（1）節能提效控制策略。目前電除塵設備的現狀是由多個控制（自動化）單體組成的體系，電除塵節能提效控制系統，是基於各控制單體搭建起來的協同控制系統，通過對各電場整流系統運行數據、振打系統數據和加熱系統數據的分析管理，根據不同場景為客戶定製相應的控制策略，使電除塵設備運行在最佳狀態，並建立電除塵設備的全流程生命周期管理。
圖1電除塵持續提效方案示意圖
（2）系統煙氣量變化協同控制策略。鍋爐負荷、燃煤參數及煙氣溫度決定著系統煙氣量指標，且電除塵自身系統內的煙氣流量還沿程不斷變化，既有系統溫度變化導致的體積流量變化，也有由於系統收塵、系統漏風等因素引發的質量流量變化，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的運行控制策略也隨之改變，以保證各個電場的工作效率，降低系統能耗。
（3）「二次揚塵」調整優化控制策略。振打系統在工作過程中，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的清灰效果，更關係著系統引起的二次揚塵。通過制定相應的控制策略，降低系統的二次揚塵，防止系統末電場二次揚塵帶來的排放超標。
（4）「反電暈」故障調整優化控制策略。系統煙塵濃度、煙氣流量、極板極線積灰厚度等決定著系統的粉塵電阻率，而在運行過程當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能源的浪費，而且會使設備除塵效率下降。通過尋找反電暈故障的先兆特徵，定製相應的控制策略，抑制反電暈故障，提高系統設備運行穩定性。
（5）「伏安特性」調整優化控制策略。電除塵器各設備系統運行工作效率變化時，整流設備的運行數據會有規律的發生變化，通過對整流設備「伏安特性」數據的分析管理，尋找整流設備、振打裝置、電加熱器之間的相互關係，定製相應的控制策略，提高電除塵器系統工作效率，降低系統故障率。
2.3 電除塵設備預警
策略在對鍋爐運行、煙氣等重要參數和整個電除塵設備系統參數的數據採集分析基礎之上，根據預設置的預警策略，並結合運行在線數據，實時診斷設備運行狀態，一旦發現設備數據異常，第一時間通過智能軟體通知現場運維人員，並根據具體情況，提出相應解決方案。
（1）排放預警策略。根據煙塵相關數據、電除塵設備運行數據等影響出口粉塵指標數據，設置排放預策略，包括但不限於以下控制策略：根據設備工作狀態參數，並參照質量控制指標，預警設備功能失效及提示備件更新；根據電除塵高壓整流設備運行數據，合理分析其伏安特性，智能管理振打裝置的工作模式，防止設備故障，工作效率下降；結合輸灰系統排灰壓力、電除塵高壓整流運行參數、灰鬥加熱工作狀態分析灰鬥堵灰情況，降低灰鬥堵灰概率。
（2）能耗預警策略。根據煙氣實際體積流量隨機組負荷、煙氣溫度、以及電除塵設備運行能耗的特點，制定能耗預警策略，包括但不限於以下控制策略：根據電除塵器各電場高壓整流設備的供電參數及方式對除塵效率的影響，結合煙氣狀態數據，智能管理設備運行狀態；根據煙氣溫度、氣候溫度等數據的分析管理，調整加熱系統及整流設備的運行方式。
（3）設備預警策略。對於長期連續運行設備來說，發生設備故障大多數是一個緩慢的惡化過程，傳統監測手段無法做到實時監測和提前預警。通過對設備進行預警設置，對歸檔的歷史設備運行數據進行分析，並與設備實時運行狀態進行比較，計算出當前值和期望值的偏差，提供故障和劣化趨勢早期預警，以降低設備故障的風險，提供設備運行的可靠性。及時以智能軟體推送預警信息，同時通知備件庫進行及時備件，確保設備正常運轉。
3 效益分析
福建龍淨環保股份有限公司長期以來在除塵等環保領域有著牢固的研發基礎，針對電廠存在的節能空間結合當前的物聯網技術發展提出了本系統的改造思路。本系統為實現對電除塵器全生命周期的運行優化管理，在電廠電除塵現有設備基礎上，搭建數據採集和集控中心，辨識電除塵設備在煙氣流程中的運行狀態。實時採集的數據通過雲傳輸到後臺，並對數據進行梳理、分析，提供有針對性的節能提效策略，優化控制，使整個電除塵設備持續運行在節能高效的狀態下。同時通過採集的指標數據，預設預警策略，實時監控運行數據，及預警信息，建立故障專家診斷系統，提高了設備運行的穩定性。隨著優化控制策略軟體系統持續改進免費升級，智能控制水平不斷提升。
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