高压变频器在电厂脱硝改造中的应用

分类：技术教程日期：2013-09-11 00:00:00 来源：西部工控网

　　氮氧化物(NOx)是大气主要污染物之一，在大气污染物中，90%以上的氮氧化物源于煤、石油、天然气等燃料的燃烧，其中70%来自于煤的燃烧，而火电厂发电用煤又占了全国煤燃烧的70%。随着国民经济的发展，电力需求快速增加，燃煤锅炉不断扩建，用煤量显著增加，“十二五”期间火电厂氮氧化物的排放总量将由2010 年的1050 万吨增加到1200 万吨，氮氧化物将会对中国大气环境造成严重危害，控制氮氧化物的排放迫在眉睫，脱硝也成为“十二五”期间的工作重点。

　　本文根据“十二五”规划的要求，介绍了现有火电厂脱硝工艺技术及北京利德华福电气技术有限公司高压变频器的应用，并对高压变频器的特点做出详细介绍，最后点出了我国火电厂烟气脱硝目前处于高速发展时期，因此带来脱硝风机变频改造的市场非常巨大。

　　一、中国脱硝业务的发展

　　2012年9月21日，环保部、国家质检总局联合发布了新的《火电厂大气污染物排放标准》(GB13223-2011)，要求从2012年1月1日起，新建火电机组氮氧化物排放量达到100毫克/立方米;从2014年7月1日起，除特殊机组排放量要求达到200毫克/立方米外，其余也均要求达到100毫克/立方米。

　　与此相应，《“十二五”节能减排规划》中明确规定了氮氧化物减排指标，其中，火电、水泥两大行业氮氧化物排放量要求分别削减29%和12%;到2015年，完成4亿千瓦现役燃煤机组脱硝设施建设，对7000万千瓦燃煤机组实施低氮燃烧技术改造，燃煤机组脱硝效率达到75%以上。

　　新标准的实施为脱硝行业带来巨大市场。

　　二、电厂烟气脱硝工艺介绍

　　目前主要应用的脱硝工艺分为干法烟气脱氮和湿法烟气脱氮两大类。其中干法烟气脱氮有两个主要的方法：即选择性催化还原法(SCR法)和选择性非催化还原法(SNCR法)。

　　2.2 SCR脱硝化学反应原理：

　　SCR脱硝技术是指在催化剂的作用下，还原剂(氨气)与烟气中的氮氧化物反应生成无害的氮和水，从而去除烟气中的NOx。选择性是指还原剂NH3和烟气中的NOx发生还原反应，而不与烟气中的氧气发生反应。

　　4NH3 + 4NO + O2 ----> 4N2 + 6H2O

　　8NH3 + 6NO2 ----> 7N2 + 12H2O

　　SCR催化剂一般是将V2O5(五氧化二钒)、WO3(三氧化钨)及MoO3(氧化钼)负载在TiO2(二氧化钛)载体上。催化剂活性温度一般为350-430 ºC

　　.3SCR烟气脱硝工艺流程

　　SCR工艺系统主要由脱硝反应器、烟道系统、氨储存供应系统、氨喷射系统、吹灰系统等组成。

　　液氨储存于液氨储罐，经过蒸发器蒸发为气氨，送到反应器区，与稀释空气混合均匀并喷入脱硝系统。充分混合后的还原剂和烟气在SCR反应器中催化剂的作用下发生反应，去除NOx。

　　工艺流程图如下：

　　三、利德华福高压变频器原理及功能特点

　　3.1 高压变频器原理

　　HARSVERT-VA系列高压变频调速系统采用单元串联多电平技术，属高-高电压源型变频器，直接6、10KV输入，直接6、10KV高压输出。变频器主要由移相变压器、功率模块和控制器组成。

　　输入侧移相变压器将网侧高压变换为副边的多组低压，各副边绕组在绕制时采用延边三角接法，相互之间有一定的相位差。这种多级移相叠加的整流方式，消除了大部分由独立功率单元引起的谐波电流，大大改善网侧的电流波形，使变频器网侧电流近似为正弦波;无需滤波装置，轻松满足标准对谐波的要求;无需补偿装置，网侧功率因数0.95。

　　功率模块为基本的交-直-交单相逆变电路，整流侧为二极管三相全桥，通过对IGBT逆变桥进行正弦PWM控制，可得到单相交流输出。每个功率模块结构及电气性能上完全一致，可以互换。

　　控制器由高速单片机处理器、人机操作界面和PLC共同构成。人机操作界面解决高压变频调速系统本身和用户现场接口的问题，提供友好的全中文监控界面，使用方便、快捷，同时可以实现远程监控和网络化控制。内置PLC则用于柜体内开关信号的逻辑处理，可以和用户现场灵活接口，满足用户的特殊需要。

　　3.2 北京利德华福高压变频器功能特点介绍

　　变频模块柜变压器柜控制器柜

　　从以下四个方面介绍北京利德华福电气技术有限公司HARSVERT-VA系列高压变频器的功能特点：

　　Ø可靠性：

　　•采用DSP无速度传感器的矢量控制技术，让控制更精准，能够实现低速大转矩负

　　载启动和运行;

　　•具备旋转中再启动功能，变频器可自动搜索跟踪电动机转速按照设定加减速时间恢

　　复正常运行状态(即转速跟踪技术)，保证机组安全运行不跳闸。

　　•超强的抗电网波动能力，-35%——+15% U维持运行，不停机;

　　•变频故障分级保护，具有完善的电机和变频器保护功能;