高频电源及控制器在柳钢电除尘改造中的应用

韦柳婵，韦永生，孙明

（广西柳州钢铁集团有限公司，广西 柳州545002）

1 265m2 烧结机机尾电除尘器改造前的运行状况

265m2烧结机机尾电除尘器2005 年投入运行，运行时间较长，使用环境恶劣，电除尘本体和电气都存在较多问题，尤其是电控方面，从表1 可以看出，电除尘的部分电场二次电压和二次电流均运行在一个较低的水平上，尤其是第一级电场。同时，现有电除尘的控制无法实现快速、准确的火花跟踪控制，充电优化，降功率振打等先进的控制功能。同时，受到电除尘入口浓度较高的影响，导致火化率较高，电流受限。另外，由于振打不力，导致阴极线积灰严重，产生电晕闭塞现象，影响电场收尘，导致目前的排放较高，达到80mg/Nm3。同时，现有电除尘本体因长期受气流冲刷及振打锤振动导致振打承击砧脱落，在一定程度上影响了极线、极板的清灰效果，并且振打位置不准确，振打效果减弱，造成阴、阳极板偏离原位置，并且阳极振打承击安装时工艺不对，引起承击砧脱焊、固定螺栓松动，严重影响了振打力。因此，为了适应日益严苛的环保要求，对电除尘进行改造迫在眉睫[1]。

2 265m2 烧结机机尾电除尘器主要改造工作

针对265m2烧结机机尾电除尘器的特点，对电除尘进行详细的本体检查，通过本体检查的结果对电除尘机械本体进行必要的维护，使电除尘本体恢复至正常的工作状态，保证了本体极间距良好，对本体的振打部分进行了修复。在不改动除尘本体的情况下，通过改电源和振打控制模式进行改造。在此基础上采用了高频电源SIR4 加EPICⅢ改造方案，即用两台高频电源SIR4-85kV/1200mA 取代原电除尘器A1、B1 两个一电场的高压电源T/R 和控制柜，用4 台EPICⅢ控制器改造原有二、三电场的四台高压柜内的控制系统，同时改造低压控制柜，将振打系统接入高频电源和EPICⅢ控制器，实现高低压的统一集中控制，使电能得到高效利用。EPICⅢ有EPOQ 充电比优化软件，可以根据不同的工况条件对电除尘运行的充电比和运行电流等参数进行优化，有效防止反电晕的发生，降低排放，有效节能。EPICⅢ有PCR 降功率振打软件，由ALSTOM的优化专家根据烟气和粉尘特性，结合电除尘运行的工况，设置合理有效的振打，振打时减少电除尘器能量的注入，保证振打的有效性，使得清灰更加彻底，同时降低二次扬尘的影响，减少振打次数，延长设备寿命。同时，安装上位机软件ProMoⅢ，对所有的高频电源实施监控，包括电场高压侧的电压电流运行参数、电场振打系统的运行参数、电场火花率，拉弧检测等级的参数、电场出现的报警，跳闸的故障等。通过修复本体损坏部件，恢复本体至良好状态，电场供电分区安装ALSTOM 先进的智能控制器EPICⅢ，大幅度改善有效能量注入水平，提高电除尘整体的除尘效率。采用智能控制器EPICⅢ可进一步优化调试控制参数及降功率振打，避免极板积灰和极线肥大的现象的发生，确保电除尘长期、高效、稳定运行[2]。改造控制拓扑如图1 所示。

图1 265m2 烧结机机尾电除尘器电气改造示意图

由于高频电源是成套系统且易安装，改造时间约为7 天。改造完成后，对高频电源和控制器参数进行了优化，如火花控制优化、电流密度优化和振打优化等。通过火花控制和电流密度优化，使各电场电流比改造前有显著提升，有效提高了电除尘能量注入水平，通过振打优化主要包括振打时间优化、降功率振打功能等先进的控制方式，增强阳极板的清灰效果，并有效减少电除尘二次扬尘的产生。这些优化措施可以有效地加强粉尘荷电与捕集，显著增强振打清灰效果。

3 265m2 烧结机机尾电除尘器改造后的节能减排效果

经过改造后的系统优化，265m2烧结机机尾电除尘器排放改造后排放平均值为6.3mg/Nm3，低于10mg/Nm3，与改造前的排放80mg/Nm3相比，降低幅度约80%（见表3），取得了满意的减排结果。减排的原因在于通过安装高频电源SIR4 及控制器EPICⅢ，电除尘能量水平注入明显增加（见表2、表3），能量注入水平的增加就意味着排放浓度的降低。同时，高频电源的使用效率、功率因素得到了很明显的提升，这也使得改造后的电除尘能耗降低，有节能20%的效果。高频电源和控制器EPICⅢ的稳定使用，使后期的设备维护很小，这也远远低于布袋除尘器的维护成本。与传统的控制器相比，EPICⅢ控制器对火花的跟踪判断及处理更加准确、灵活、有效。EPICⅢ控制器具有完善的报警处理功能，能够保证故障得到及时的处理，降低故障损失，减少非计划停机。EPICⅢ和RTU 为电除尘器提供分析和远程诊断功能，操作快捷、方便。EPICⅢ使用以太网通讯，能够方便有效地与现有网络进行通讯，方便监控和管理。改造后的监控操作画面显示，重要数据显示直观，并有时间报警记录功能和历史趋势调用功能，为后期查找故障原因提供有力参考。改造后的电源柜工作方式能在控制画面上选择工作模式，根据生产要求，实时调整工作模式，并能收集火花率，了解除尘工作效率，振打柜能实现振打的全自动和上位机手动，减小岗位工的工作压力，提高了振打效率，增强清灰效果，同时也提高了除尘的效率。

表2 265m2 烧结机机尾电除尘器改造后各电场运行参数

表3 265m2 机尾除尘器外排烟气测试结果

4 结论

通过以上实例不难看出，ALSTOM 高频电源SIR4 以及智能控制器EPICⅢ应用于钢铁厂除尘器有非常好的适用性，对于相对低比电阻的钢厂机尾、环境电除尘器，采用高频电源改造方案，对于高比电阻的钢厂机电除尘器，采用控制器改造方案通过适当的参数设置和优化调试，通常可以使排放降低至少50%。此种改造方式，改造周期短，甚至可以在不停机、不影响生产的情况下进行改造，同时，电除尘器改造范围较小，在保持本体状况不变的情况下，只需对本体做相应的维护，就可以获得理想的减排效果，取得良好的经济效益与社会效益。