燃煤电厂湿式电除尘器低压控制系统应用研究

时间：2021-03-23 10:31:52 所属分类：机械 浏览量:

我国以煤为主的能源结构导致了严重的大气污染，传统的燃煤电厂工艺流程为前端干式除尘装置加湿法脱硫，之后烟气进入烟囱，该工艺流程很难使烟气排放稳定实现《火电厂大气污染物排放标准》(GB132232011)和《煤电节能减排升级与改造行动计划(2014～2020年)》规

　　我国以煤为主的能源结构导致了严重的大气污染，传统的燃煤电厂工艺流程为前端干式除尘装置加湿法脱硫，之后烟气进入烟囱，该工艺流程很难使烟气排放稳定实现《火电厂大气污染物排放标准》(GB13223—2011)和《煤电节能减排升级与改造行动计划(2014～2020年)》规定的超低排放要求。因此，将湿式电除尘器设置在湿法脱硫系统之后，做好终端把关，可实现长期稳定的超低排放，有效控制细微颗粒物(PM2.5)、气溶胶和汞等污染物的排放浓度。

　　1湿式电除尘器低压控制系统研究

　　1.1湿式电除尘器水系统工艺介绍

　　湿式电除尘器水系统工艺分两种，即自循环水系统和直排水系统。自循环水系统设备较多，由于是自循环，多次循环后的水较脏，且pH值较低，容易腐蚀极板，所以要引入加碱系统及灰水过滤系统。自循环水系统由于设备较多，所以成本较高，控制较复杂。但自循环水系统耗水量少，完全可以实现连续喷淋，排放效果可稳定达标。直排水系统设备较少、成本低，湿式电除尘器冲洗后的水无需处理，可直接排入湿法脱硫系统使用或供电厂其他地方使用，由于是直排，无需加碱中和及过滤，控制简单，但需要妥善处理湿式电除尘器冲洗后的大量废水。如果废水没有得到妥善处理或者利用，湿式电除尘器控制系统有可能会采用间歇喷淋的工作方式，甚至停止喷淋，这种情况会导致极板腐蚀，且不能稳定达到排放要求。典型湿式电除尘器自循环水系统常见工艺流程如图1所示[1]。从湿式电除尘器自循环水系统工艺流程可看出，自循环水系统低压控制主要包括循环喷淋子系统和加碱子系统，其控制系统可采用PLC或DCS。

　　1.2循环喷淋子系统控制

　　循环喷淋子系统包括循环水喷淋和补给水喷淋。补给水箱依靠来水电动阀补水维持正常液位，循环水箱依靠补给水喷淋维持正常液位。其工艺流程如图2、图3所示。

　　1.3加碱子系统控制

　　加碱子系统控制是整个湿式电除尘器水系统控制的关键，加碱的目的是维持循环水pH值稳定，从而保证湿式电除尘器各设备的使用寿命。一般pH值的控制方式采用线性前馈—反馈PID控制调节，通过仿真及现场测试，这种调节方式在机组负荷变化或者湿法脱硫效果不佳的情况下很难调稳。为了解决循环水箱pH值调节惯性比较大的问题，采用双闭环PID控制。内环PID控制流量，外环模糊控制pH值，同时引入湿法脱硫出口SO2浓度、烟气量等参数作为前馈系数进行优化计算并进行在线更新的依据，将前馈预测的输出值作为模糊控制输出的尺度变换因子(见图4)。常规线性前馈—反馈PID控制调节在某电厂湿式电除尘器循环水箱pH值控制上的应用效果如图5所示。改良后的自优化前馈+模糊控制+PID串级控制调节效果如图6所示。

　　2典型应用

　　湿式电除尘器低压控制系统设计完成后，先后在几十套湿式电除尘器项目中投入应用，经过调试，系统运行正常稳定，整台湿式电除尘器取得良好的效果。控制系统在大唐黄岛电厂670MW机组配套湿式电除尘器的应用情况如图7所示。经测试，黄岛电厂湿式电除尘器的运行效果良好，出口平均烟尘浓度仅为2.1mg/Nm3，远低于5mg/Nm3的设计保证值，SO3排放浓度低于0.2mg/Nm3，处于自动控制运行状态的水处理系统耗水量为9.0t/h，低于11.97t/h的设计保证值。

　　3结语

　　通过对湿式电除尘器工艺特性的研究，设计出适合湿式电除尘器运行工艺的低压控制系统，并对低压控制系统进行优化，使控制系统更加精细、协同，调节更加灵活，在满足排放要求的同时更加节能。截至目前，湿式电除尘器配套的低压控制系统已经在近百台套项目中得到应用，控制系统及设备运行稳定可靠，出口排放均达到设计目标。

　　参考文献：

　　[1]郑国强.湿式电除尘器控制系统的设计与应用[J].节能与环保，2015(4)：72-74.

　　《燃煤电厂湿式电除尘器低压控制系统应用研究》来源：《中国环保产业》，作者：彭宇泉

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