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一、方案概述

電除塵技術(shù)以其除塵效率高、維護費用低等優(yōu)點成為廣泛應用在電力、冶金等工業(yè)行業(yè)煙氣凈化的一項環(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)保標準的提高，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)備的運行電耗，即節(jié)能運行。最后，電除塵器作為重要的環(huán)保設(shè)備，要求提升其自動化水平，減少運行和維護工作量。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火電機組，鍋爐設(shè)計燃煤煤種為硫份僅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)按國家標準要求達標排放，并實現(xiàn)煙氣排放污染物的連續(xù)在線監(jiān)測。該鍋爐采用了國電南自（SAC）公司的最新產(chǎn)品機電一體化靜電除塵系統(tǒng)。整個電除塵系統(tǒng)配置有：

1.鍋爐出口配NDE系列電除塵器本體一臺，采用雙室四電場結(jié)構(gòu)；

2.配置DKZ-2型電除塵器電源及控制裝置8臺，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，實現(xiàn)節(jié)能運行；

3.配置DCC2000靜電除塵器自動監(jiān)控系統(tǒng)一套，實現(xiàn)集中閉環(huán)控制；

4.配置YLJ2000煙氣在線連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)一套，實現(xiàn)對排放煙氣的在線連續(xù)監(jiān)測。

系統(tǒng)由NDE靜電除塵器、DKZ-2電除塵器電源及控制裝置、DCC2000靜電除塵器自動監(jiān)控系統(tǒng)和YLJ2000煙氣在線連續(xù)監(jiān)測系統(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行煙氣凈化，將煙氣中的粉塵進行分離及收集。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輔助低壓設(shè)備進行控制。DCC2000靜電除塵器監(jiān)控系統(tǒng)為全新一代計算機監(jiān)視和控制系統(tǒng)，實現(xiàn)電除塵系統(tǒng)運行的遠程監(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)測系統(tǒng)的功能為對電除塵器出口的排放情況進行監(jiān)測，為系統(tǒng)進行自動調(diào)整及用戶進行科學管理，提供可靠的數(shù)據(jù)依據(jù)。

1.高效除塵功能：對粉塵特性、煙氣濃度等物理化學特性不同的煙氣進行凈化處理，使其達到環(huán)保排放標準。

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，對運行參數(shù)進行動態(tài)調(diào)整，實現(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)實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)。

5.煙氣在線監(jiān)測功能：系統(tǒng)實時在線監(jiān)測煙氣溫度、流速，粉塵濃度、SO_X濃度、NO_X濃度等參數(shù)，為科學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電南自公司獨立開發(fā)具有自主知識產(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、機械、醫(yī)藥等行業(yè)新建電除塵器的工程配套及已運行電除塵器電氣設(shè)備改造。該系列產(chǎn)品在國內(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設(shè)計理念，將模糊控制等先進控制思想應用于體系之中，具有自動化程度高、節(jié)能提效等諸多特點。憑借其先進的設(shè)計理念和技術(shù)優(yōu)勢，該產(chǎn)品先后榮獲2004年度“南京市科技進步獎”及2004年度“中國電力科技獎”，2005年被認定為“南京市高新技術(shù)產(chǎn)品”。

1.主要特點

國內(nèi)率先采用多處理器并行處理設(shè)計，通過構(gòu)建高起點、大資源硬件平臺，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)約電除塵器運行電耗最高達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。

完善的通用型保護模塊對各類低壓設(shè)備的各種故障進行保護。

具備高速通信接口，與上位機系統(tǒng)連接實現(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

保護動作時間：

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

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，模塊化設(shè)計，具有全面的高壓測控和低壓控制保護功能。DKZ-2型產(chǎn)品為基本型，設(shè)計中兼顧了技術(shù)先進和功能實用的原則，具有較高的性能價格比。DKZ-2B型產(chǎn)品是在DKZ-2型產(chǎn)品大量現(xiàn)場運行經(jīng)驗的基礎(chǔ)上開發(fā)的升級改進型產(chǎn)品，具有更加完善的功能，適用于綜合自動化程度要求較高的場合。該型號產(chǎn)品人機接口友好，采用大屏幕液晶中文圖形界面和動態(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、測量、保護于一體的無觸點型低壓控制器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，可適應更加復雜的運行工況，并具有更大的節(jié)能潛力。

四、DCC2000 靜電除塵器自動監(jiān)控系統(tǒng)

DCC2000型靜電除塵器自動監(jiān)控系統(tǒng)（以下簡稱DCC2000系統(tǒng)）是國電南自公司立足多年來自身在電除塵器方面的深入研究，同時吸收國內(nèi)外同類產(chǎn)品的先進技術(shù)，并應用最新的計算機數(shù)據(jù)庫和網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)而自行研制開發(fā)的計算機監(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)對整個電除塵系統(tǒng)的遠程監(jiān)控、運行數(shù)據(jù)記錄、各類特性曲線繪制、報表生成等功能，可以大大減少運行人員的工作量，實現(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，自動優(yōu)化電除塵器的運行參數(shù)，使電除塵器始終工作在最佳狀態(tài)，并在故障時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)的自動化水平，廣泛適用于電力、冶金、石化、建材、機械、醫(yī)藥等行業(yè)的電除塵系統(tǒng)運行監(jiān)控。

1.系統(tǒng)的組成

工業(yè)控制計算機

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煙塵測量裝置（可選配濁度儀）

2.主要特點

自動化程度高。遠程監(jiān)控、閉環(huán)控制的強大功能，始終確保電除塵器始終工作在最佳狀態(tài)，實現(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)計算機構(gòu)成硬件基本平臺，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)校驗技術(shù)，確保設(shè)備運行穩(wěn)定和通信可靠。

在線專家故障診斷系統(tǒng)，通過對電除塵系統(tǒng)的在線監(jiān)控，及時發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)運行中的異常情況和故障，并對產(chǎn)生的原因進行分析并提供解決思路，減輕運行維護人員的工作量。

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)和對話框提示，方便運行人員操作。

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/服務(wù)器）模式和基于Internet適用遠程用戶的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。

3.主要功能配置

系統(tǒng)自檢、啟動、關(guān)閉功能

運行數(shù)據(jù)與狀態(tài)檢測功能

程序監(jiān)控功能，可以對系統(tǒng)運行中出現(xiàn)的異常和故障進行實時檢測

上下位機的通信功能

通過鍵盤或鼠標實現(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)運行的各種數(shù)據(jù)及用戶操作

系統(tǒng)運行經(jīng)驗值管理功能：DCC2000系統(tǒng)中設(shè)了一個系統(tǒng)運行參數(shù)設(shè)定值數(shù)據(jù)庫，庫的每一個文件都用來保存適合于某一工況時的最佳運行控制參數(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，在保證煙氣達標排放的同時，達到了節(jié)能的目的。同時還適用于高比電阻粉塵下的反電暈現(xiàn)象的消除，達到節(jié)能提效的目的。
綜合判斷振打效果，自動優(yōu)化振打周期及時序關(guān)系。

具備與DCS、SIS等系統(tǒng)連接的通用接口。

4.軟件配置

運行平臺： Microsoft Windows 2000;

數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)：Microsoft SQL Server 7.0以上；

遠程客戶端瀏覽器：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；

一級數(shù)據(jù)刷新周期： ≤15s；

一個子站二級數(shù)據(jù)刷新周期：≤15s；

遙測平均周期： ≤1s；

誤碼率：10-5；

6.粉塵濃度的指標

零點漂移：≤±2％；

量程漂移：≤±5％；

響應時間：≤0.2ms；

線形度：≤±1％；

五、YLJ2OOO煙氣在線連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)

YLJ2OOO煙氣在線連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)是國電南自公司根據(jù)電力行業(yè)環(huán)保監(jiān)測設(shè)備的特點和要求，本著方便安裝、使用、維護的目的，利用國內(nèi)外均有成熟運行業(yè)績的產(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)測系統(tǒng)能夠穩(wěn)定地為用戶對污染物的排放進行有效地監(jiān)控，是用戶和環(huán)保部門進行科學管理的有效工具。

系統(tǒng)構(gòu)成：

1.煙塵監(jiān)測子系統(tǒng)

PFM97煙塵儀是德國Dr.Foedisch公司的最新一代煙塵在線監(jiān)測儀，該儀器是基于電荷感應法原理，集煙塵濃度、煙氣流量、煙氣溫度測量于一體而設(shè)計的一種高靈敏度、高辨力、高精度的在線監(jiān)測設(shè)備。由于該儀器在測量粉塵濃度的同時，對煙氣的流速及溫度同時進行測量，因此能自動修正流速及溫度對粉塵濃度的影響，從而克服了以往測量粉塵濃度時流速變化帶來的影響。

2.氣體污染物監(jiān)測子系統(tǒng)

德國西門子公司的ULTRAMAT23非分散紅外吸收（NDIR）法多組份氣體分析儀的優(yōu)點在于將來增加其他氣體監(jiān)測項，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、樣氣預處理設(shè)備和樣氣控制系統(tǒng)等），同時主機柜也含有分析儀的位置。

3.濕度監(jiān)測子系統(tǒng)（可選）

用氧傳感器測定除濕前、后煙氣中的含氧量，利用含氧量的差計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)是國電南京自動化股份有限公司專門為煙氣排放連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)（CEMS）而設(shè)計開發(fā)的NZ-DAS數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng)。

五、工程效果

1．經(jīng)測試電除塵器出口排放粉塵濃度比相關(guān)標準低130mg/Nm³。

2．脈沖供電方式能大大降低電除塵器的運行電耗，節(jié)能幅度達到80%，年可節(jié)約電除塵器運行費用60余萬元。

3．電除塵系統(tǒng)實現(xiàn)閉環(huán)控制后，可實現(xiàn)無人值守。電除塵運行數(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)機組運行情況進行相應的設(shè)備啟停操作，設(shè)定粉塵濃度控制上下限，系統(tǒng)即進入自適應調(diào)整狀態(tài)。專家故障診斷功能通過對設(shè)備狀態(tài)的監(jiān)測和運行數(shù)據(jù)分析，結(jié)合專家知識推理，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，實現(xiàn)了高效除塵和節(jié)能運行，其綜合自動化水平使用戶操作的難度和強度都大大降低。

5．系統(tǒng)能為用戶提供實時連續(xù)的煙氣溫度、流速，粉塵濃度、SO₂濃度、NO_X濃度等各種參量；通過遠程互聯(lián)，環(huán)保部門同時獲得監(jiān)管所需粉塵及硫氮化合物數(shù)據(jù)，將電廠實時數(shù)據(jù)納入統(tǒng)一的環(huán)保監(jiān)測數(shù)據(jù)管理網(wǎng)絡(luò)。