华润电力（常熟）有限公司 江苏常熟 215500
摘要：2号电厂锅炉除电除尘及电场高频电源8台，升级改造批准高频电源GGYAj-STR05-1.0A/72kV。使得设备的可靠性在改造后得到了有效的提升，使高低压设备可以实现连接，振打的效率得到有效的提升，同时，系统除尘效果也得到有效的提升。进行改造后，明显的降低了电除尘系统的用电量，节能水平提高69.6%，沉淀除尘效率得到系统性提升，提升值为29.5%。
关键词：高频电源；火电厂；电除尘；节能改造
引言
电除尘器的高频电源设置在电除尘器本体顶部，工作环境比较恶劣，存在故障率高、缺乏可靠性、具有较高的维护成本。在除尘器的第一个电场中安装高频电源，其调试的好坏直接影响到电除尘器的除尘效率，电源柜中的控制板、电容器等众多电气元件均在高频电源中。电器元件出现严重的老化，接近使用寿命。造成原高频电源频繁故障，严重影响道除尘系统的运行稳定性。
1项目改造
1.1高频电源更换改造
本项目在2#机组调整过程中，更换改造2#炉一、二电除尘炉高频电源，进一步提高机组的可靠性。该项工作在进行检测的过程中主要对8台高频整流变压器进行更换，并更换8台整流变压器控制柜，分别改进一、二次电源接口以及系统调试。在2#机组调整的基础上，更新改造一、二电场的高频电源。高频电源由北京信实德电器有限公司制造，型号为GGYAj -STR05-1.0A/72kV。
1.2工作原理
图1表示的为高频电源的工作原理，通过对三相工频电源进行校正，校正为直流电源，对高频交流电源采用转换器进行转换。高频整流变压器进行分步和二次整流，发出高负直流电压给电除尘器供电。
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图1高频电源工作原理图
1.3技术特点
一是在高温、高压腐蚀等环境较为恶劣的情况下采用密闭柜式换热器传热技术和军用电气设备三测处理措施，所用设备型号为第五代STR05系列高频电源保护装置。二是采用叠层母排技术，技术先进。同时，采用具有极低热阻和高导电率的热管散热器技术，保证了IGBT器件可靠稳定的运行。三是人机友好的界面。手持终端可设置停止按钮、电压电流表等人机界面，方便直观地监控重要设备参数，手持终端可进行高频功率参数的设置和修改。四是具有协同远程监控功能，可与标准的Modbus和Profibus协议通讯设施配合使用。五是工况的适应能力强，直流清洁电源输出纹波小，中断供电时可任意调整中断比。可为静电除尘器提供从纯直流到大脉冲幅值的不同形式的电压波，受不同工况的影响，对电压波的形式进行调整，最终选择最合适的电压波，使除尘器的高效节能性能得到实现。六是采用具有恒流特性的串联谐振变换器的高频电源，针对火花电流对电场造成的影响进行有效的控制。火花点火响应时间控制在20-50μs，快速熄灭火花，快速实现电场能量回收。
1.4改造其他注意事项
首先，团队充分利用设备更新的机会，积极组织技术培训，不断加强新技术、新工艺的学习，提高业务水平和维护技能。期间两次邀请厂家技术人员讲学，组织了两次团队分工和内部团队交流，极大地提高了团队评审和高频电源的维护水平。其次，定期清洁和检查高频电源以去除#2炉中的电尘，定期清洁过滤器以确保过滤器，例如散热器和IGBT散热孔不会堵塞，检查高频电源的风扇运行正常，测量高频电源元件缺失和不规则发热现象。本季度，2#炉除尘高频电源运行较为稳定，未发生断电等故障。三是结合设备夏季高峰性能，面对高温天气，提供高频遮阳网，进一步保证高频电源的稳定运行。最后，做好电除尘器高频电源的管理工作，加强高频功率器件的定期工作落实，处理时间异常，加强高频功率训练，确保高频功率运行的可靠性和稳定性。
2改造全过程管控
2.1设备验收情况
高频电源设备已通过验收，各项质量证明材料齐全。取油样进行压力试验和色谱分析，压力和色谱分析均合格。检查高频电源装置的螺栓是否拧紧。新型高频电源装置型号为GGYAj-STR05-1.0A/72kV，额定交流电压380V，额定交流电流132A，额定输出电压72kV，额定输出电流1.0A，制造商为北京信实德电气有限公司。
2.2主要检修工序
拆除8个旧的高频电源装置，标记每根电缆，在原位置安装8个新的高频电源装置，每个高频电源装置安装牢固并连接到原隔离开关箱。高频电源装置的电源不变，电源线和控制线老旧，按线号恢复，并严密切断各连接处。高频电源送电及校正，任意高频电源就地及遥控启停正常，各参数调节功能正常。
2.3改造工期及质量控制
本次维修工作严格按照维修网建设周期进行控制。原高频电源装置于12月20日拆除，高频电源于12月25日到达验收。1月3日完成工频供电设备总装，后续调试正常，确保项目进度。同时，施工过程完全符合工艺质量要求。共设置3个W点和4个H点，严格执行各项质量验收规定。验收所有质量检验点，确保工程质量。
3改造节能效果
3.1节电率计算方法
节能率测试是根据电除尘器在给定统计周期内的累计能耗统计，根据统计功率计算单位时间能耗。将单位时间的耗电量进行对比，将改造前的节能效果与节能后进行对比。节电率的计算如下：
η=（S单相-S三项）/S单相×100％
式中，单位时间用电单耗在经过改造前用S单相表示，单位为kW；单位时间用电单耗改造后用S三项表示，单位为kW。
3.2数据的检测和统计
改造前统计除尘器在135MW负荷下工作6小时，累计用电量2932kW·h，单位时间S单相用电量=488.7kW。同期，除尘器输出口的平均粉尘浓度为112mg/Nmj。改造后，机组在相同负荷条件下试验6小时，累计用电量892kW·h，单位时间用电量S=148.7kW，试验期间除尘器出风口平均含尘浓度约为79mg/Nmj。
3.3改造效果分析
2#电除尘器高频电源电控部分改造后，年故障率显着降低。2018年发生故障26次，2019年发生故障28次，2020年上半年发生故障12次，改造以来未出现高频率。若电源因故障率降低而停运，维修费用减少3.0×105元/年。更新炉#2高频除尘电源，提高设备可靠性，提高电源节能效果，节电69.6%，除尘效率提高29.5%。
结语
综上所述，高频电源经过改造后，电除尘器运行稳定可靠，具有明显的效果。第三方性能测试得出以下结论：一是单位功耗由488.7kW降低到148.7kW，节能效果良好，平均节能率提高69.6%；二是电除尘器出口浓度从112mg/Nmj降低到5mg/m3，有效的提高了除尘的平均效率，粉尘排放量降低29.5%。
参考文献：
[1]杨栋先，欧阳普.高频电源在火电厂电除尘上的改造与节能分析[J].通信电源技术，2021，38（01）：238-240.
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[3]吴学松.基于虚拟电厂的高频电源节能改造应用研究[J].山东工业技术，2020（04）：93-97.