CN116060212A - 电除尘器协同控制节能优化方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明针对现有技术中除尘器的节电控制仅仅考虑各个电场的电场内电气特性分析而各自独立的控制，而很少考虑电除尘器的整个系统运行状况的问题，提出了一种电除尘器协同控制节能优化方法及系统，包括根据总目标确定若干个电除尘室，并确定各电除尘室的烟尘控制分目标，针对烟气条件设置各高压电源的运行模式和相关控制参数，同一电除尘室内的高压电场额定输出功率及工作方式差异化分配，在确保烟尘控制分目标不变的前提下各高压电场的输出功率自动调节，并且各高压电场之间可协同工作。本发明对电除尘器内的各高压电场进行系统性的全局调配控制，各高压电场相互之间能够协同运行，除尘能耗利用率更高，从而使整个电除尘器节能效率大大提高。
Description
技术领域
本发明属于电除尘技术领域，具体涉及一种电除尘器协同控制节能优化方法及系统。
背景技术
国内外专家学者及相关制造厂家对除尘器的节能优化进行了较为长期的研究，在国内电厂电除尘器已有部分应用，但在控制理论、控制手段、控制方法及控制系统性和整体性上仍存在许多不足，如：
1）仅考虑单个电场的独立控制，很少考虑除尘器全部电场耦合的整体运行优化。
现在许多除尘器的节电控制仅仅考虑各个电场的电场内电气特性分析而各自独立的控制，而很少考虑电除尘器的整个系统运行状况、各电场的运行影响以及烟尘特性等。因此容易片面强调各自的控制器特性而追求电控改造，而没有抓住其节电的真正核心内容。
2）控制参数及功能不完善，无法对多变工况及非正常工况作出灵活性调整控制
在节电控制中许多控制参数和功能还不完善。
3）未建立除尘器的有效供电理念
未建立电除尘器的有效供电理念，在节电控制中不能从保证为整个电除尘器各电场提供其相应的有效供电上进行电源配置和运行方式、运行参数的选取，因此不能达到最佳的运行控制模式。
4）反电晕控制观念有待完善
一般认为电除尘器电场内发生反电晕主是：极板上烟尘层的电荷未能及时释放而局部形成电场，当整个二次电压增加到一定程度时，烟尘层的电场发生局部放电或击穿。但是，电除尘器的供电特性不是简单电路的控制特性，除尘器内的电场也不是简单的等效于一个阻容电路，而是一个复杂变化的电场。因此在克服反电晕降低运行参数时，有时也降低了其电场内需要的有效供电，有时将大大降低除尘效率，增加排放浓度。因此片面强调克服反电晕节电控制有时是有害的。
发明内容
本发明针对现有技术中除尘器的节电控制仅仅考虑各个电场的电场内电气特性分析而各自独立的控制，而很少考虑电除尘器的整个系统运行状况的问题，提出了一种电除尘器协同控制节能优化方法及系统。
本发明的发明目的是通过以下技术方案实现的：一种电除尘器协同控制节能优化方法，包括：
S01、根据烟尘排放标准以及电厂机组额定运行负荷、燃煤煤种选择来确定电除尘器的总的额定运行负荷；
S02、电除尘器的总的输出功率随着电厂机组实际运行负荷和燃煤煤种变化对应的增大或减小；
S03、电除尘器由多个运行负荷相同的电除尘室组成，每个电除尘室由多个高压电场组成；
S04、同一电除尘室的控制器对各高压电场输出功率及工作方式差异化分配，在确保烟尘排放标准的前提下各高压电场的输出功率自动调节；
所述自动调节为检测电除尘室的实际运行负荷相较于额定运行负荷是否增大或减小：
当电除尘室的实际运行负荷相较于额定运行负荷增大，则该电除尘室内的各高压电场按差异化分配比例相应的增加输出功率，
当电除尘室的实际运行负荷相较于额定运行负荷减小，则该电除尘室内的各高压电场按差异化分配比例相应的减小输出功率，或者将该电除尘室内的其中一个高压电场停机。
一种电除尘协同控制节能优化系统，包括利用上述优化方法对电除尘器进行优化控制的计算机系统。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明对电除尘器内的各高压电场进行系统性的全局调配控制，各高压电场相互之间能够协同运行，使整个电除尘器的除尘能力更加稳定，除尘能耗利用率更高，从而使整个电除尘器节能效率大大提高。
附图说明
图1为本优化方法的流程图；
图2为本发明同一电除尘室的高压电场自动调节控制流程图；
图3为本发明同一电除尘室的高压电场运行异常时的功率补偿控制流程图。
具体实施方式
下面结合附图所表示的实施例对本发明作进一步描述：
如图1、图2所示，一种电除尘器协同控制节能优化方法，包括：
S01、根据烟尘排放标准以及电厂机组额定运行负荷、燃煤煤种选择来确定电除尘器的总的额定运行负荷；
S02、电除尘器的总的输出功率随着电厂机组实际运行负荷和燃煤煤种变化对应的增大或减小；
S03、电除尘器由多个运行负荷相同的电除尘室组成，每个电除尘室由多个高压电场组成；
S04、同一电除尘室的控制器对各高压电场输出功率及工作方式差异化分配，在确保烟尘排放标准的前提下各高压电场的输出功率自动调节；
所述自动调节为检测电除尘室的实际运行负荷相较于额定运行负荷是否增大或减小：
当电除尘室的实际运行负荷相较于额定运行负荷增大，则该电除尘室内的各高压电场按差异化分配比例相应的增加输出功率，
当电除尘室的实际运行负荷相较于额定运行负荷减小，其中当电除尘室的负荷减小量小于该电除尘室内的各高压电场的额定输出功率，则该电除尘室内的各高压电场的实际输出功率根据差异化分配比例相应减少；
当电除尘室的负荷减小量等于该电除尘室内的额定输出功率最小的高压电场，则该电除尘室内额定输出功率最小的高压电场停机；
当电除尘室的负荷减小量大于该电除尘室内的任一高压电场的额定输出功率，则该电除尘室内的额定输出功率最小的高压电场停机，其余高压电场按照差异化分配比例再将电除尘室的负荷减小量与停机的高压电场的额定输出功率的差值进一步的按差异化分配比例减小输出功率。
以某1000MW发电机组、100%满负荷发电为例：控制电除尘系统用电率参与控制参数：厂用电率目标值如0.15% 、电除尘系统实时消耗功率、实时发电功率、机组负荷百分比达到最佳燃煤发电机组标准。
电除尘为三室五电场,额定配置功率为160KW(80KV,2.0A)*30=4800KW。
电除尘厂用电率目标值：0.15%，即1000MW*0.15%=1500KW。
厂用电率目标可根据项目具体情况设定，如环保排放实时值变化准确也应作为控制参数。在0.15%厂用电率目标下，各高压电场差异化分配方案与指标如下表1：
表1电除尘器各高压电场的差异化分配方案
本实施例中的锅炉负荷在100%，无法再增加锅炉的负荷，故以锅炉负荷减小到80%为例，则该电场的发电量为1000MW*80%=800MW，电除尘厂用电率目标值：0.15%不变，则用于电除尘的功率变为即800MW *0.15%=1200KW。电除尘器的各高压电场的实际标准输出功率分配对应变小，如下表2：
表2电除尘器各高压电场按差异化分配比例减少功率输出后的实际功率输出
对比表2和表1可知，电除尘室的总运行标准功率降低了50KW,大于该电除尘室内的三电场或四电场的总运算功率，在满足烟尘排放标准的前提下，可将三电场或四电场停机，从而达到节能的目的。如下表3：
表3电除尘室的总运行标准功率减小量大于该电除尘室内的其中一个高压电场的额定输出功率时的电除尘室各高压电场的自动分配方案
为了确保烟尘排放安全以及满足烟尘排放标准，同一电除尘室的高压电场至少需要保证同时有3个或3个以上的高压电场同时运行。
如图3所示，同一电除尘室内的其中一个高压电场出现运行异常无法保持设定好的输出功率运行时，同一电除尘室内的其他高压电场会根据高压电场的预先设定的优先级对丢失的这部分功率进行功率补偿，进行功率补偿的步骤如下：比较该高压电场的实际输出功率和设定目标功率的差值，根据优先级查询同一电除尘室内的其余高压电场是否存在功率丢失，如果该高压电场的实际输出功率和设定目标功率相同，则由第一优先级的高压电场提高输出功率，对无法输出到设定目标功率的高压电场的功率差值进行功率补偿，如果按优先级查询到的第一优先级高压电场的实际输出功率存在功率丢失，则按优先级查询次优先级的高压电场，直至将功率差值补偿回来。同一电除尘室内的各正常运行电场对故障电场进行功率补偿按照一定的优先级来设定，优选级的设定可按照高压电场距离烟气入口的距离确定，距离烟气入口最近的高压电场为第一优先级。电场的首末级次序依次排列，如：电场一的高压电场异常时，按二-三-四-五的优先级排序补偿；电场二的高压电场异常时，按一-三-四-五的优先级排序补偿，以此类推。
以表1的高压电场的功率输出为例，当电除尘室A中的一号高压电场出现工况限制无法输出目标设定功率值时，通过系统计算由优先级排在最先的二号电场将一号电场缺少输出的功率补偿输出，功率补偿后的功率分配如表4：
表4电除尘室A的高压电场功率补偿方案
优先级的设定还可以按照电场的累计运行时间来排序，累计运行时间最短的电场，优选级最高。
一种电除尘协同控制节能优化系统，包括利用上述优化方法对电除尘器进行优化控制的计算机系统。
文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
Claims (8)
1.一种电除尘器协同控制节能优化方法，其特征在于，包括：
S01、根据烟尘排放标准以及电厂机组额定运行负荷、燃煤煤种选择来确定电除尘器的总的额定运行负荷；
S02、电除尘器的总的输出功率随着电厂机组实际运行负荷和燃煤煤种变化对应的增大或减小；
S03、电除尘器由多个运行负荷相同的电除尘室组成，每个电除尘室由多个高压电场组成；
S04、同一电除尘室的控制器对各高压电场输出功率及工作方式差异化分配，在确保烟尘排放标准的前提下各高压电场的输出功率自动调节；
所述自动调节为检测电除尘室的实际运行负荷相较于额定运行负荷是否增大或减小：
当电除尘室的实际运行负荷相较于额定运行负荷增大，则该电除尘室内的各高压电场按差异化分配比例相应的增加输出功率，
当电除尘室的实际运行负荷相较于额定运行负荷减小，则该电除尘室内的各高压电场按差异化分配比例相应的减小输出功率，或者将该电除尘室内的其中一个高压电场停机。
2.根据权利要求1所述的电除尘器协同控制节能优化方法，其特征在于，当电除尘室的实际运行负荷相较于额定运行负荷减小，则将电除尘室的负荷减小量与该电除尘室内的各高压电场的额定输出功率相比较：
当电除尘室的负荷减小量小于该电除尘室内的各高压电场的额定输出功率，则该电除尘室内的各高压电场的实际输出功率根据差异化分配比例相应减少；
当电除尘室的负荷减小量等于该电除尘室内的额定输出功率最小的高压电场，则该电除尘室内额定输出功率最小的高压电场停机；
当电除尘室的负荷减小量大于该电除尘室内的任一高压电场的额定输出功率，则该电除尘室内的额定输出功率最小的高压电场停机，其余高压电场按照差异化分配比例再将电除尘室的负荷减小量与停机的高压电场的额定输出功率的差值进一步的按差异化分配比例减小输出功率。
3.根据权利要求2所述的电除尘器协同控制节能优化方法，其特征在于，所述差异化分配为同一电除尘室的各高压电场的额定输出功率按照高压电场的满负荷功率的百分比设定，各高压电场的额定输出功率独立设定，大小不同。
4.根据权利要求1所述的电除尘器协同控制节能优化方法，其特征在于，步骤S03中的自动调节还包括同一电除尘室内的其中一个高压电场出现运行异常无法保持设定好的输出功率运行时，同一电除尘室内的其他高压电场会根据高压电场预先设定的优先级对丢失的这部分功率进行功率补偿，进行功率补偿的步骤如下：比较该高压电场的实际输出功率和设定目标功率的差值，根据优先级查询同一电除尘室内的其余高压电场是否存在功率丢失，如果该高压电场的实际输出功率和设定目标功率相同，则由第一优先级的高压电场提高输出功率，对无法输出到设定目标功率的高压电场的功率差值进行功率补偿，如果按优先级查询到的第一优先级高压电场的实际输出功率存在功率丢失，则按优先级查询次优先级的高压电场，直至将功率差值补偿回来。
5.根据权利要求4所述的电除尘器协同控制节能优化方法，其特征在于，如果一台高压电场的补偿功率无法满足丢失的功率，则按照优先级先后启用两台或者多台高压电场对丢失的功率进行功率补偿。
6.根据权利要求4或5所述的电除尘器协同控制节能优化方法，其特征在于，所述优选级根据高压电场距离烟气入口的距离确定，距离烟气入口最近的高压电场为第一优先级。
7.根据权利要求4或5所述的电除尘器协同控制节能优化方法，其特征在于，所述优先级按照高压电场的累计运行时间确定，累计运行时间最少的高压电场为第一优先级。
8.一种电除尘协同控制节能优化系统，其特征在于，包括利用权利要求1~7所述的任一优化方法对电除尘器进行优化控制的计算机系统。
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