高壓變頻器在電廠脫硝改造中的應用

分類：技術教程日期：2013-09-11 00:00:00 來源：西部工控網

　　氮氧化物(NOx)是大氣主要污染物之一，在大氣污染物中，90%以上的氮氧化物源于煤、石油、天然氣等燃料的燃燒，其中70%來自于煤的燃燒，而火電廠發電用煤又占了全國煤燃燒的70%。隨著國民經濟的發展，電力需求快速增加，燃煤鍋爐不斷擴建，用煤量顯著增加，“十二五”期間火電廠氮氧化物的排放總量將由2010 年的1050 萬噸增加到1200 萬噸，氮氧化物將會對中國大氣環境造成嚴重危害，控制氮氧化物的排放迫在眉睫，脫硝也成為“十二五”期間的工作重點。

　　本文根據“十二五”規劃的要求，介紹了現有火電廠脫硝工藝技術及北京利德華福電氣技術有限公司高壓變頻器的應用，并對高壓變頻器的特點做出詳細介紹，最后點出了我國火電廠煙氣脫硝目前處于高速發展時期，因此帶來脫硝風機變頻改造的市場非常巨大。

　　一、中國脫硝業務的發展

　　2012年9月21日，環保部、國家質檢總局聯合發布了新的《火電廠大氣污染物排放標準》(GB13223-2011)，要求從2012年1月1日起，新建火電機組氮氧化物排放量達到100毫克/立方米;從2014年7月1日起，除特殊機組排放量要求達到200毫克/立方米外，其余也均要求達到100毫克/立方米。

　　與此相應，《“十二五”節能減排規劃》中明確規定了氮氧化物減排指標，其中，火電、水泥兩大行業氮氧化物排放量要求分別削減29%和12%;到2015年，完成4億千瓦現役燃煤機組脫硝設施建設，對7000萬千瓦燃煤機組實施低氮燃燒技術改造，燃煤機組脫硝效率達到75%以上。

　　新標準的實施為脫硝行業帶來巨大市場。

　　二、電廠煙氣脫硝工藝介紹

　　目前主要應用的脫硝工藝分為干法煙氣脫氮和濕法煙氣脫氮兩大類。其中干法煙氣脫氮有兩個主要的方法：即選擇性催化還原法(SCR法)和選擇性非催化還原法(SNCR法)。

　　2.2 SCR脫硝化學反應原理：

　　SCR脫硝技術是指在催化劑的作用下，還原劑(氨氣)與煙氣中的氮氧化物反應生成無害的氮和水，從而去除煙氣中的NOx。選擇性是指還原劑NH3和煙氣中的NOx發生還原反應，而不與煙氣中的氧氣發生反應。

　　4NH3 + 4NO + O2 ----> 4N2 + 6H2O

　　8NH3 + 6NO2 ----> 7N2 + 12H2O

　　SCR催化劑一般是將V2O5(五氧化二釩)、WO3(三氧化鎢)及MoO3(氧化鉬)負載在TiO2(二氧化鈦)載體上。催化劑活性溫度一般為350-430 ºC

　　.3SCR煙氣脫硝工藝流程

　　SCR工藝系統主要由脫硝反應器、煙道系統、氨儲存供應系統、氨噴射系統、吹灰系統等組成。

　　液氨儲存于液氨儲罐，經過蒸發器蒸發為氣氨，送到反應器區，與稀釋空氣混合均勻并噴入脫硝系統。充分混合后的還原劑和煙氣在SCR反應器中催化劑的作用下發生反應，去除NOx。

　　工藝流程圖如下：

　　三、利德華福高壓變頻器原理及功能特點

　　3.1 高壓變頻器原理

　　HARSVERT-VA系列高壓變頻調速系統采用單元串聯多電平技術，屬高-高電壓源型變頻器，直接6、10KV輸入，直接6、10KV高壓輸出。變頻器主要由移相變壓器、功率模塊和控制器組成。

　　輸入側移相變壓器將網側高壓變換為副邊的多組低壓，各副邊繞組在繞制時采用延邊三角接法，相互之間有一定的相位差。這種多級移相疊加的整流方式，消除了大部分由獨立功率單元引起的諧波電流，大大改善網側的電流波形，使變頻器網側電流近似為正弦波;無需濾波裝置，輕松滿足標準對諧波的要求;無需補償裝置，網側功率因數0.95。

　　功率模塊為基本的交-直-交單相逆變電路，整流側為二極管三相全橋，通過對IGBT逆變橋進行正弦PWM控制，可得到單相交流輸出。每個功率模塊結構及電氣性能上完全一致，可以互換。

　　控制器由高速單片機處理器、人機操作界面和PLC共同構成。人機操作界面解決高壓變頻調速系統本身和用戶現場接口的問題，提供友好的全中文監控界面，使用方便、快捷，同時可以實現遠程監控和網絡化控制。內置PLC則用于柜體內開關信號的邏輯處理，可以和用戶現場靈活接口，滿足用戶的特殊需要。

　　3.2 北京利德華福高壓變頻器功能特點介紹

　　變頻模塊柜變壓器柜控制器柜

　　從以下四個方面介紹北京利德華福電氣技術有限公司HARSVERT-VA系列高壓變頻器的功能特點：

　　Ø可靠性：

　　•采用DSP無速度傳感器的矢量控制技術，讓控制更精準，能夠實現低速大轉矩負

　　載啟動和運行;

　　•具備旋轉中再啟動功能，變頻器可自動搜索跟蹤電動機轉速按照設定加減速時間恢

　　復正常運行狀態(即轉速跟蹤技術)，保證機組安全運行不跳閘。

　　•超強的抗電網波動能力，-35%——+15% U維持運行，不停機;

　　•變頻故障分級保護，具有完善的電機和變頻器保護功能;