燃煤电厂电除尘器仿真机总体构成.pdf

i f ＼ ／ ． 1 _ _ 『第 第期 ’ i l 2 4 年月 1 1 9 9 7 1 华 北 电 力 大 学 学 报 J o u r n a l o fNo r t h Ch i n a E l e c t r i c P o w e r Un i v e r s i t y V0 l -2 4 No ． 1 J a n． 1 9 9 7 燃煤 电厂电除尘器仿真机总体构成 高香林 胡志光。 胡满银 雷应奇1 l5 z ／ ’ 7 华北电力大学环I系， 保定0 7 1 0 0 3 7 ， 广 摘要阐述了电除尘器原理型仿真培训装置的硬件构成及仿真数学模型， 阐明了仿真 培训软件的构成及特点。 关 键 词 ． 皇 尘 墨 生 里 ， ． 苎 ／ 墼 竺 发 电 一f 一 中 图分类号T K 2 8 4 ． 5 ／ ， ／ 刖 胃 随着 我 国电力工业 的高速发展， 电除尘器 已成为燃煤 电厂安全 发 电和保 护 环境 必 不 可 少的设备 但全 国火 电厂电除尘 器运行 管理 不好 ， 达不 到 设计 效率 的 约 占 3 O ％， 电除尘 器 仿真机为运行管理人员提供了技术培训场所， 它主要由硬件、 软件和数学模型等构成。 1 仿真机硬件 1 _ l 仿真机硬件构成 电除尘器仿真机的硬件包括计算机、 接口和仿真盘台 3部分。 1 ． 2计算机系统 对仿真数学模型的计算、 信号分析归纳、 收集信息、 发出指令等均由计算机完成。 1 3 接 口 接 口一方面将盘台上各种操作信号转化为主机可接收的数字信号提供给模型， 另一方 面将主机内模型的输出数据转化为可视信号 指示灯、 仪表 。 接 口与主机 间采用 了 RT一2 3 2串 口通 讯 ， 接口板安装在控制盘内， 不增加主机 内硬件 ，也 不需要使用接 口箱， 硬件联络清楚， 调试、 运行极其方便。仿真机采用了 3种类型接口 数字 量输入 DI 、数字量输出 DO 和模拟量输出 AO ， 各用一块板与主机联接， 每块接 口板 可处理 1 2 8点。在主机上编制相应驱动程序， 以中断通讯方式进行数据输入／ 输出。接 口 设计满足装置对实时性要求， 准确度高， 节省主机时间， 是较理想的配置方案。 1 ． 4 仿真机盘台 该仿真机按大型火电机组配套的板卧式三电场电除尘器设计， 每个电场有一高压和低 压供电仿真盘。为了便于培训， 仿真盘与国内电厂广泛采用的电除尘器高低压供电装置 的 功能和面板布置基本相似， 主要区别是高压仿真盘台上增加了除尘效率显示表， 该表可显示 本收尘电场的除尘效率， 亦可显示与前面电场串联后的除尘效率。 1 ． 5教练员台 教练员台是仿真机在线运行时的控制中心，能实现所有仿真功能。该仿真机的计算机 收稿 日期 l 9 一l 1 一l 5 维普资讯 华 北 电 力 大 学 学 报 1 9 9 7 年 兼作教练员台， 其作用为选择训练内容、 启动、 运行、 停机、 改变参数、 监 视操作， 人为设置故 障、 对培训过程发出各 种指令 ， 如打印参数、 冻结／ 解冻、 重演、 评分等。 2 电除尘器仿真数学模型 为了适应电除尘器仿真机的需要， 研究建立了近 1 0 0 个仿真数学模型。主 要包括下列 仿真数学模型及其相应的仿真曲线 1 高压供电装置 火花自动跟踪与间歇供电控制方式 启动、正常运行、 调节、 停机等。 2 低压 自动控制装置 启动， 正常运行 调节 停机等 3 高压系统常见故障， 如二次短路、 二次开路、 一次过流、 偏励磁 、 二次 电流表无指示、 电压电流上冲、 高压绝缘性能下降、二次电流表指针周期性摆动 、 闪络 电压降低、 运行 电流 过小、 变压器油温过高等。 4 低压供电系统常见故障， 如阳极振打故障、 阴极振打故障、 卸灰故障、 绝缘子加热故 障等。 ． 5 高压供电装置主回路及控制回路主要环节波形图。 6 各工况下伏安特性曲线 空载、 负载 不同电场 问 右平移、 左右旋转、 左平移变短、 过 原点、 轻微反电晕、 严重反电晕等。 7 电除尘器除尘效率受各种因素的影响，如 受 电晕功率、 粉 尘 比电阻、 气流分布均匀 性、窜气和二次扬尘、 粉尘颗粒平均直经、 电场风速等因素的影响。 下面列举部分仿真数学模型和仿真 曲线 2 ． 1导通角 仍模型 在上升段 妒 ． n 1 一 。 在下降段 ． 鹏 式中 、 S为电压上升率和电压下降率。i 表示一个火花周期内的第 f 个正弦半波。 2 ．2 经电抗器平波后一次电压 “ ． 模型 『0 i -1 ≤ ∞r ≤i n - ． 1 “ { “ 3,s in co ， l_ i ’ ⋯ ⋯ I 一 √ “ s in co t - f1 一 ． ≤∞ f ≤ f 2 、 4 、 6 ⋯。 一 J 2 ． 3 桥式整流后次电压 “ 2 0模型 ，、 l 0 f 一1 ≤c o t ≤i n 一 ． J √2 u s j n co ,t 一 f 一 妒 ．． ． co t gi n 2 ．4次 电流 0模型 ≤“ 0 “ 2 “ 2 一“ 0 ≤“ 2 ￡ “ P 维普资讯 第 1 期 高香林等 燃煤电厂电除尘器仿真机总体构成 6 9 电源电压 “ 一次移相电压 “ 经电抗器平波后一次电压 “ 、桥式整流和二次电压 “ 和二次电流 f 的仿真曲线如图 1 所示。 2 ． 5 阳极振打程序控制模型 f 0 n L r n LL 。 { 1 n L L ≤ r ≤ n 1L 2 ． 6 卸灰自动控制模型 f 0 O f 。 f { 1 n ≤ r ≤ n 丁 X 【 0 n t 1 2 ．7 偏励磁仿真曲线 主回路 中两只反并联可控硅输 出不对称 时二次 电压瞬时值的仿真 曲线如图2所 示 。 乙 △ △ 幽 △ △ 乙 △ 凸 出 L正 ．△ △ f l 』 L， i △ △ △ “ 图l “ “ ， ， ” 、 ” 和 ‘的仿真 曲线 图 2 输出不对称时二次电压瞬时值仿真 曲线 k V 口 一 正常 ；6一 左旋 ； c 一 右旋 ；d 一 严重 右旋 图 3 左、 右旋转时的伏安特性仿真曲线 口 一 正常 ； 一 轻微反 电晕 c 一 严重反 电晕 图 4 反电晕时伏安特性仿真 曲线 维普资讯 华 北 电 力 大 学 学 报 1 9 9 7 日 2 ． 8 曲线左右旋时仿真曲线 由于 烟 气 含 尘 浓 度 变化 等 原 因，伏安 特 性 曲线 发生 左右旋 转时 的仿真 曲线如 图 3所 示。 2 ．9 反电晕时的仿真 曲线 高 比电阻粉尘发生反 电晕 时的伏安特性仿 真 曲线如 图 4所示 。 通过上 述仿真 曲线可以看 出， 这 些 曲线 与 电除尘器实 际运行 的 曲线极其相 似， 表明所建 立的数学模型能够反应电除尘器的实际运行状况。 3 电除尘器仿真培训软件 仿真软 件技术 是仿真 工作 的核心 ， 仿真培 训I 软件是仿真培训 装置 的重要 组成部分 。 3 ． 1 软件总体 结构 电除尘器仿真培训软件是一个大型的、 综合性的、 多功能一体化软件系统。 本软件采用 模块化 、 结 构化程序设计方法 ， 全 部采用 Tu r b o C 2 ． 0语言编写 本 软件可 分 为 1 5个 主要 功 能部分， 由上层管理软件管理， 其主体结构如图5所示。 主控模块 曲 线 显 示 模 块 参 数 修 改 模 块 运 行 模 块 故 障 设 置 模 块 参 数 结 构 显 示 模 块 网 圈 罔 图 5 电除尘器仿真培训 软件总体结构图 3 ． 2软件特 点 1 用户界面优 良。该软件采用汉化多级下拉菜单、 面向用户， 采用全 中文提示。即使 不懂得计算机专业的人员， 只要熟悉使用说明， 就可方便地使用本软件。 2 实时性好， 采用键盘硬中断进行实时控制， 因此， 该软件实时性好。 3 实时在线修改参数方便。采用汉化卷动式多字段编辑器对仿真参数进行实时在线 修改， 修改参数非常方便。 4 软件可扩充性好 本软 件采 用模块 化 、 结构 化 程序 设计 ， 各 模块 间联 系小 ， 其 功能 都易扩充 。 5 软件适应性强 。本软件用 T u r b o C 2 ．0 语言编写， 编译， 连接成 的执行文件， 只需 在 MS DO S 3 _ 3及 以上版本 的环境下 即可运 行。 4 结 论 维普资讯 第 1 期 高香林等 燃煤电厂 电除尘器仿真机总体构成 1 电除尘器仿真机的硬件由计算机、 接 口 高低压供电仿真盘台等构成， 硬件 合 理。 高、 低压供电仿真盘上的仪表、 开关、 信号灯等与目前广泛采用的高低压供电装置基 ，} 手 }{ 同， 功能 齐全 ， 适合 培训。 盘台上增加 了除尘效率表 ， 更有 利于培训。 2 研制 开发 了适合于该仿真 机的接 口系统， 并编制 了相应 驱动 程 序 ， 接 口设 计 满 兰装 置对实时性 的要求 ， 准确度 高， 节省主机 时间， 是 较理 想 的配置方案 3 研究建立 了电除尘 器高、 低压系统多种仿真 数学模型及相 应 的仿 真 曲线 ， 通 过 ．． f 目 真机上 调 试 运行 ， 其 运行 结果与现场实 际情 况基本相 同 ， 表 明所 建立 的仿真数 学 模 型 ， 斟 学合理的。 4 研制出了仿真培训软 件 ， 该 软件采用模块化、 结 构化程序设计 方法 ， 用 户界 面优 良， 实时性好 ， 实现在线修改方便 ， 可 扩充性 好 ，适 应性 强， 是较理想的系统软 件。 5 电除尘器仿真机能进行 多种培 训任务， 是 较理想 的培训 装置。它 的研制成 功将 为电 除尘器的长期稳定安全高效运行和电除尘技术的发展起到积极促进作用。 参考文献 1 [ 美 ] 小奥格尔斯 比等， 谭天佑译 ．电除尘器 ．北京 水利 电力出版社 ，1 9 8 3 ．1 5 1～1 7 8 2 胡满银， 高香林等 ．静电除尘器主要常见故障的仿真研究 ．中国电力，1 9 9 5 1 0 4 9--4 7 T o t a l C o n s ti t u ti o n o f lh e Tr a i n i n g S i mu l a t o r o f ES P i n Co a l Fj r e d Po we r Pl a n t C r a o Xi a n g l i n ；Hu Zh i g u a n g ；Hu M a n y i n ；Le i Yi n g q i De p t ， o f E n v i r o n me n t E n g i n e e r in g ， NCE P U， B a o d in g 0 7 1 0 0 3 ABs TRACT Th e s t r u c t u r e o f a d e v e l o p e d p r i n c i p l e t r a i n i n g s i mu l a t o r a n d t he k i n d s o f ma t h e ma t i c a l mo d e l s u s e d i n t h e s i mu l a t o r a r e int r o du c e d ，a l s o i n t r o d u c e d a r e t he S t r u t t u r e a n d t h e c h a r a c t e r i s t i c o f t he t r a i n i n g S O f t wa r e o f t he s i mula t r o r ． The S U C C e S s f u l d e v e l o p me n t o f t h is t r a i n i n g s i mu ht o r can pr o v i d e g o o d o o n d i t i o n s f o r t e c h n i a 1 t r a i p s i n g o f p r e s o n n e l i n o p e r a t i o n．ma i nt e n a n c e a n d ma n a g e me n t o n ES P．i t wi l l p l a y a n a c t i r e r o l e in t he s a f e ．e f f i c i e n t a n d s t a b l e o p e r a t i o n o f ES P ． Ke y W o r d s e l e c t r o s t a t i c p r eei pi t o r ；t r a i n i n g s i mu l a t o r ；ma t h e ma t i c a l mo d e l ；s 0 f f w l 维普资讯