脱硫脱硝除尘基础知识

随着环保要求的提高，人们对环保的意识也大大增加，全社会都在提高环保观念，集团公司上下严格要求环保工作，我们在认真地在执行环保各项工作。我想我们全体工作人员不管做了多少，政策要求了解多少，除了学会环保设备的各项操作以外，也很有必要对环保的一些基本理论和一些理念再做做一些深入了解，从而提高我们的理论和实际运行水平，为做好各项环保工作打好坚实的基础。为此，对一些相关知识进行简单汇总，以便于探讨交流。

一、相关政策规定

 1、《火电厂大气污染物排放标准》（GB 13223-2011）执行说明

根据《火电厂大气污染物排放标准》（GB 13223-2011），自2014-7-1起，全省单台出力65t/h以上除层燃炉、抛煤机炉外的燃煤发电锅炉执行新环保标准：（已享受环保电价燃煤锅炉）现役锅炉（环评时间早于2012-1-1）二氧化硫、氮氧化物、烟尘分别执行200mg/m3、100mg/m3、30mg/m3（重点地区执行20 mg/m3）排放限值，新建锅炉（环评时间晚于2012-1-1）二氧化硫、氮氧化物、烟尘分别执行100mg/m3、100mg/m3、30mg/m3（重点地区执行20 mg/m3）排放限值。2、江苏省煤电节能减排升级与改造行动计划（2014－2020年）到2018年年底，全省10万千瓦及以上燃煤机组大气污染物排放浓度基本达到燃机排放标准（即在基准氧含量6%的条件下，烟尘、二氧化硫、氮氧化物排放浓度分别不高于10、35、50毫克/立方米）；

二、CaCO3用量计算

1、化学关系：    CaCO3   →     CO2    +   CaO

    S     ---      SO2      →  CaSO3 

                       ---     SO3   →   CaSO4

2、G含硫量=G煤×x%    x ---含硫百分值

       需CaCO3（理论全除）：即1：1的摩尔比 ：   G煤×x%/32*100

3、需CaCO3与用煤的比例关系

    G煤×x%/32*100      即 G煤*3.125*x%

    即：1吨煤需CaCO3为：31.25x（kg）

4、当   Ca/S=2：1时：

    1吨煤需CaCO3为：Ca/S*31.25x（kg）=62.5x（kg）

   举例：X=0.5 、Ca/S=2：1时每吨煤需加CaCO3：     62.5*0.5=31.25（kg）

   通过理解，可以直接作为公式用。

       三、实际SO2、排放的排放值和烟气浓度计算（含烟尘）

1、理论SO2的产生量

        Gso2=  G含硫量×2 =G煤×x% ×2 

   1）、P-燃料中硫转化为SO2的转化率％，即有20%随灰渣带出（自身脱硫）

   2）、另80%的需要加CaCO3脱硫，效率80%----85%

           物料衡算法计算二氧化硫排放量公式：

       Gso2=2×W×S×P×(1-h)

    式中： 

    Gso2-燃煤或燃油SO2月排放量。单位：公斤（kg)

    W-月燃料消耗量。单位：公斤

    S-燃料中硫应用基含量(％)。

    P-燃料中硫转化为SO2的转化率％，燃煤P=80％

    h-治理设施脱硫效率％(实测值)

   3）、炉内脱硫后锅炉产生SO2量：（按炉内脱硫85%算）

Gso2×80%×5%=G煤×x% ×2×80%×15%= G煤×x% ×0.24

举例：①原煤月用，假如以20000吨计算，含硫X=0.5

      年产生SO2量为：

           G煤×x% ×0.24=12×20000×0.5% ×0.24=288  吨

   4）按此排放量的SO2浓度计算

    24万吨折标煤：24*4500/7000=15.43   万吨

15.43*0.9=13.89 （亿标立米）

        浓度=288吨/13.89亿==207.3（mg/m3）

    5）烟尘 

        理论烟尘量约  24*0.2*2/3=32000吨，除尘器进口浓度=23g/Nm3

        新电除尘或效果好的，效率可达99.8%以上： 烟尘量24*0.2*2/3*（1-0.998）=64吨

        浓度=64吨/13.89亿标=46mg/Nm3

         布袋除尘效果好，99.9%以上。

    四、炉内加炉外方式脱硫

    炉外脱硫采取消石灰 Ca(OH)2

     1、化学关系   

           Ca(OH)2   +   SO2     →      CaSO3

                       S     ---      SO2      →  CaSO3 

                        部分SO2 + O2---     SO3   →   CaSO4

         2、理论上通过炉外脱硫除掉，消耗Ca(OH)2 及用煤量，其数量关系：

         G含硫量=G煤×x%    x ---含硫百分

        G煤×x%/32*74/  G煤*2.3125*x%

    即：1吨煤需CaCO3为：23.125x（kg）。 

      当 Ca/S=1.7：1时： 1吨煤需Ca(OH)2为：Ca/S*23.125x（kg=39.3125x（kg）

举例：X=0.5 、Ca/S=1.7：1时，每吨煤需加Ca(OH)2 ：  39.3125*0.5=19.66（kg）

  3、目前大致使用为：炉内 Ca/S=2.0：1 ，炉外Ca/S=1.3：1。

炉外脱硫加消石灰量是根据炉内脱硫的变化而变化的，是互相关联的。炉内脱得效率高，炉外Ca/S比就可以少一点。  当然用量与使用效率有很大关系。两者结合使用，达标没有问题。所以，Ca(OH)2的理论用量与脱硫塔前后的SO2浓度密切相关。在这里我们看看达标时，Ca(OH)2C理论上大致还需多少。

脱硫计算公式：

脱硫剂用量=Q*(SO2(入口)-SO2(出口))*10-9*74*Ca/S/(64*η/100)    (t/h）

其中：

       Q：处理烟气量，Nm3/h；

       SO2(入口)：脱硫系统入口烟气SO2含量，mg/Nm3；

       SO2(出口)：脱硫系统出口烟气SO2含量，mg/Nm3；

       Ca/S：钙硫比；

       η：脱硫剂有效成分含量：%

如按初始煤量含S加消石灰，当Ca/S=1.3时，年耗量约：24万吨煤*Ca/S*23.125x（kg）=3607.5  吨。按照自身脱硫及炉内脱硫后，理论还有12%的含硫。全部全脱掉，只需要432吨的消石灰。

    按照三4）里举例的，（η正常80%以上，暂时不考虑以1005计算）。脱硫系统出口烟气SO2含量，平均取值可以50mg/Nm3

脱硫剂用量=Q*(SO2(入口)-SO2(出口))*10-9*74*Ca/S/(64*η/100)    (t/h）=13.89亿标立方*（207.3-50）10-9*74*Ca/S/(64*η/100） =328.4吨。

系统只要运行合理，反应效率高，效果不但达到而且物料会更省。

五、脱硝方面

   氮氧化物的产生与炉膛床温、燃烧动力场均匀以及负荷有很大关系，流化床锅炉本身占有很大的优势。如果注意这些因素并有低氮改造的一些措施，产生NOx的量就会较低，极有利于脱硝工作。

    1、反应机理

       4 NH3 +   4NO   +O2   ---4N2  +  H2O

       4 NH3  +  2NO2  +O2   ---3N2  +  H2

把有害的酸性气体变成基本不反应的惰性气体N2。  同时，产生的N₂O，俗称“笑气”，在高温条件下能支持燃烧，能分解成氮气和氧气，是高温燃烧较有利的一面。

2、SNCR氨水用量计算公式：

   20%氨水用量=[Q*（NOx(入口）-NOx(出口））*10-6*NO(含量）*17/30+Q*（NOx(入口）-NOx(出口））*NO2(含量）*4*17/(46*3）+Q*A*17/22.4]*5  (Kg/h)

其中：

Q：处理烟气量，Nm3/h；

A：SNCR出口氨逃逸量：ppm；

NOx(入口）：SNCR入口烟气NOx浓度，mg/Nm3；

NOx(出口）：SNCR出口烟气NOx浓度，mg/Nm3；

NO（含量）：NOx中NO所占的比重，%；

NO2（含量）：NOx中NO2所占的比重，%；

具体用氨水量主要看NOx产生量。具体分析以后再讨论。（陈家港公司 李用武）

浅谈循环流化床锅炉脱硫、脱硝技术

1 概况

随着我国工业产业迅猛发展，环境污染显得更加突出。尽管快速发展的工业使人民的生活水平大幅度提高，但环境污染也给人们的身心健康带来较大危害。据报道我国南方酸雨的PH值达到了3-4，可见大气中SO2、NOx的浓度已到了相当高的程度。由于煤炭中含有一定量的硫和氮，一般认为，大气中的SO2、NOx主要来源于火力发电厂燃煤锅炉和工业燃煤锅炉排放的烟气中。近年来，循环流化床锅炉作为一种环保型锅炉在工业生产中被广泛应用。因此，搞清循环流化床锅炉SO2、NOx的产生过程，对我们有效控制、降低锅炉SO2、NOx的排放浓度和采取合适脱硫脱硝方法是非常必要的。

2 SO2和 NOx的特性及其危害性

SO2是一种无色有刺激性气味的气体，是对大气环境危害严重的污染物。在阳光催化下，SO2进行复杂的化学反应形成硫酸，再经雨水淋降至地面即形成酸雨。氮氧化物有NO、NO2和N2O三种，NO是一种无色无味有毒的气体，约占煤燃烧产生的氮氧化物总量的90-95%，它在大气存在的时间极短，便被氧化成NO2，NO2与水反应也会形成酸雨。酸雨对农作物有较大的危害，它会造成农作物茎叶色斑，导致农业减产，也会对建筑物造成侵蚀，缩短建筑物的寿命。此外，空气中的SO2、NOx会刺激人们的呼吸道，使人呼吸道疾病的发病率提高。同时，SO2和NOx也是诱发癌症的原因之一。NO还会造成臭氧层的破坏，N2O 是一种无色有毒气体，与氧气反应生成NO，是大气平流层中NO的主要来源，可以破坏大气平流层的臭氧，它也是一种温室气体。

3 煤燃烧过程中SO2析出的动态特性

3.1 煤中硫的存在形式及反应过程

硫在煤中的存在形式主要有有机硫、无机硫两种。无机硫主要为黄铁矿FeS2。有机硫在煤加热至400℃时即开始大量分解，一般认为有机硫首先分解为H2S，然后遇氧再反应生成SO2，而黄铁矿硫在300℃就开始分解，但大量分解在650℃以上，而流化床燃烧的典型温度区在800-900℃之间。所以，循环流化床锅炉煤中硫的转化率很高。

3.2 各种因素对SO2析出的影响

有机硫的分解时间比较短，在挥发分析出以及煤着火的初期基本上就分解了，而黄铁矿硫形成SO2要持续数分钟，并随着温度的升高SO2的转化率会大幅增加。

3.2.1 钙硫比的影响

钙硫比是影响循环流化床锅炉SO2排放的主要因素。在不加石灰石时，SO2的排放量与含硫量成正比。燃料在燃烧时一般有80%以上的硫分转化为气体排放到大气中，剩余部分与炉渣以固态的形式排出。循环流化床锅炉Ca/S低于2.5时，SO2的排放浓度随Ca/S的增加而下降很快。当Ca/S大于2.5时，SO2降低就不明显了，相反，还会带来一些副作用，如影响燃烧工况，增加灰渣物理热损失，提高NOX的排放，与选择性非催化还原相冲突等。因此，对于循环流化床锅炉Ca/S应控制在1.5-2.5之间。我公司490t/h循环流化床锅炉自2009年4月投运以来，钙硫比控制在2.0-2.5之间，SO2的排放浓度一般200mg/m3左右。

3.2.2 粒度的影响

采用的合理的石灰石粒度，经运行实践证明，既能保证石灰石在炉内的停留时间，同时合理的粒度也尽量增加了石灰石粒子与二氧化硫的接触面积，提高了石灰石的利用率，有利于脱硫反应的进行。

脱硫剂的粒径分布对脱硫效率有较大影响。一次反应条件下，较小的脱硫剂粒度，脱硫效果较好。一方面，脱硫剂粒度越小，对NOx的刺激作用越小，脱硫温度可以相对稍高，燃烧更完全，脱硫效率也相对提高。另一方面，减小石灰石颗粒的尺寸能增加其表面积，从而提高反应面积。但脱硫剂的粒度也不是越小越好，如果脱硫剂的粒度太小，不能参与CFB灰循环，只会增加其以飞灰形式的逃逸量，降低脱硫剂利用率，从而引起脱硫效率的下降。根据有关资料，脱硫剂的粒度在0-1mm时，平均粒径在100-500μm，脱硫效率高。

3.2.3 过剩空气系数的影响

SO2的形成与炉内O2的浓度有关。在局部缺氧的条件下，黄铁矿的分解速度会减慢，SO2析出量低，反之，SO2的析出量就高，但过剩空气系数太低会影响到锅炉的燃烧效率。

3.2.4 燃料在炉内停留时间的影响

循环流化床锅炉的特点就是燃料先从密相区到稀相区进行燃烧，然后再经分离器分离将未燃尽的物料送回炉内继续燃烧，如此循环几次到几十次不等（这与锅炉设计循环倍率有关），这一循环过程工作温度在600-900℃之间，在此温度段内煤燃烧时间可达数分钟乃至数十分钟，这样煤中硫分就会大量的转换为SO2析出，一般可达到90%以上。因此，循环流化床锅炉一般采用炉内喷钙脱硫，由于燃料和脱硫剂在炉内停留的时间长也就使得SO2与脱硫剂有足够的反应时间，脱硫反应充分完全，因而循环流化床锅炉具有很高的脱硫效率。

4 脱硫剂的脱硫原理

     循环流化床锅炉燃烧过程中最常见的脱硫剂是钙基脱硫剂，如石灰石、白云石，在床温超过其燃烧平衡温度时，将发生煅烧分解反应:CaCO3----CaO+CO2

CaO将在富氧条件下与SO2发生反应生成硫酸盐：2CaO+2SO2+O2----2CaSO4

5 石灰石在循环流化床锅炉内的煅烧过程

天然石灰石是一种致密不规则结构的矿石，其孔隙容积和比表面积都很小。在炉内，石灰石首先被煅烧成多孔的CaO，煅烧过程中石灰石颗粒内孔隙容积不断扩大，比表面积也不断增加。石灰石多孔的结构有利于提高二氧化硫的吸收反应活性。

6 NOx的形成机理

煤在燃烧过程中形成的NOx可分为三种，即热力型、燃料型和快速性。其中快速型生成量很少可以不考虑。根据循环流化床锅炉的反应温度和氧浓度水平，热力型NO的形成速率很低，故一般可以不考虑。煤在燃烧过程中主要是燃料型NOx，燃料氮形成的NO占流化床燃烧方式NOX总排放量的95%以上。

7 影响循环流化床锅炉内NOX产生的因素

7.1 温度的影响

随着运行温度的提高，NOX的排放升高，而N2O的排放将下降。这就意味着，通过降低床温来控制NOX排放会导致N2O排放升高。另一方面，运行床温的控制还受负荷及燃烧效率的制约，床温过低CO浓度很高，这尽管有利于NOX的还原，却带来了化学不完全损失。温度升高由于其热分解作用会使N2O降低。

7.2 过剩空气系数的影响

7.2.1 不分段燃烧

不分段燃烧时，过剩空气系数对NOX和N2O的影响很相似。过剩空气系数降低时，NOX和N2O排放量都下降，过剩空气系数增加很大时，NOX和N2O排放量也大大降低，因为，过剩空气系数很小或很大时，CO浓度都将升高，而CO会促进NO和N2O的还原和分解。

7.2.2 分段燃烧

实施分段燃烧对降低氮氧化物的排放很有好处。二次风从床面上方的一定距离给入，随着二次风率增加， NOX生成量也随之下降，并在某一分配下达到低点。这是由于分段燃烧会使锅炉局部氧浓度降低，可以控制燃料型氮氧化物的生成。另外，分段燃烧也会使火焰高度降低从而使热力型氮氧化物降低。 

7.3 脱硫剂的影响

锅炉添加石灰石的直接目的是为了脱硫。但石灰石对氮氧化物排放也有明显影响，会造成NO上升，而N2O下降。原因是石灰石对NOX的生成起催化作用。因为，多余CaO是氧化性条件下N2O分解的催化剂；CaS是CO还原NO和N2O的强催化剂。

8 同时降低SO2和NOX排放的措施

通过前面脱除各种有害气体方法的分析，循环流化床锅炉降低SO2和NOX排放的措施主要有：

①降低过剩空气系数α燃烧，过剩空气系数在1.10-1.20之间。

②分段给入空气，实施分段燃烧合理分配二次风的比例，一般控制在总风量的30%-40%。

③降低燃烧温度可以使SO2和NOX降低，但会使N2O和CO增加，一般地，循环流化床锅炉的床温在850-900℃之间为宜。

④采用较小的脱硫剂粒径150-300μm之间，不仅可以增加承载脱硫反应的比表面积，而且使脱硫对温度的敏感性和对NOX的刺激增长作用都会减弱。

⑤选择合适的Ca/S比，钙硫比的选择与燃料的含硫量和脱硫剂的粒径有关，一般Ca/S比为1.5-2.5。

⑥提高悬浮段的颗粒浓度和混合扰动对脱硫和降低NO排放有利。降低煤的平均粒径和提高一次风压的压头可以提高悬浮段的颗粒浓度。

我公司循环流化床锅炉通过炉内添加石灰石后，脱硫效率可达92%以上。循环流化床锅炉的低温燃烧和分段燃烧技术使得氮氧化物的排放浓度远远低于国家标准400 mg/m3。

9 结论

通过以上分析，可以看出，循环流化床锅炉在脱硫脱硝方面有着比较大的优性， SO2和NOX的排放浓度可以得到了有效的控制，是一种环保型锅炉，具有推广的价值。由于燃料硫和燃料氮的反应系统之间存在着密切的联系和交互影响，单独降低SO2、N2O和NOX其中一种不是我们想达到的目的，降低SO2的措施往往导致NOX和N2O的升高，降低N2O措施往往又会导致SO2的升高。因此，同时降低循环流化床的氮、硫氧化物的排放是我们今后研究的新课题。（沿海公司    李坤）

电力变压器设备

1.变压器的基本原理

电力变压器是电网中主要的电气设备。其性能的好坏直接影响着电力系统的安全稳定运行,对长期运行的电力变压器而言,可靠性问题至关重要，同时大型电力变压器也是电力系统重要也是最昂贵的电气设备之一，因此变压器故障诊断监测有着非同寻常的意义。

    电力变压器由本体和附件两大部分构成。变压器本体的主要包括铁心和线圈。铁芯是变压器的磁路部分,是能量传递的媒体,其主要作用是将变压器一次电路的电能转化为磁能,再把该磁能转化为二次电路的电能。而线圈是变压器的电路部分,它是变压器传递的能量的载体。电力变压器的附件主要有油箱、油枕、分接开关、散热装置、绝缘套管、气体继电器(瓦斯继电器)、变压器油、测温装置等;电力变压器附件的作用是保证变压器的安全和可靠运行。变压器在运行中常见的故障大多与绕组、铁芯、分接开关和高压套管及引线有关。

变压器主要是由导电系统、磁路系统、绝缘系统等多个系统组成的一个有机整体。变压器的导电系统是由绕组、分接开关和引线等组成,是变压器功能的核心。铁心构成变压器的磁路系统,具体负责变压器的能量交换,是能量传输的关键媒介。绝缘系统则是由很高耐电强度和绝缘强度的液体、固体绝缘材料组成,其是保证变压器能安全运行不可或缺的重要组成部分;液体绝缘材料变压器油在油浸变压器中主要起绝缘、散热作用;绝缘纸(板)、绝缘垫、绝缘绑扎带等固体绝缘材料,在变压器中主要起绝缘和支撑作用。

    电力变压器在运行过程中会受到高电压、大电流、机械应力以及环境因素的共同作用,又由于变压器内部绝缘结构复杂,电场、热场分布也不均匀,因而变压器可能会产生各种类型的故障，需要在明确故障类型的前提下，掌握常用的诊断方法。

      为了使故障的分类能够清晰并易于分析问题,现将变压器故障作如下划分:按发生的部位分，电力变压器的故障可以被分为内部故障和外部故障两种。内部故障为变压器油箱内发生的各种故障,其主要类型有:绕组故障、铁芯故障、分接开关故障、引线故障,绝缘故障等。外部故障为变压器油箱外部如绝缘套管及其引出线上发生的各种故障,其主要类型有:绝缘套管闪络或破碎而发生的接地(通过外壳)短路故障,引出线之间发生相间故障等。按照发生性质分，一般又分为热故障和电故障两大类。热故障通常为变压器内部局部温度升高的过热性故障。按照发展过程分，主要有突发性故障和潜伏性故障两大类,突发性故障发展过程很快,就会造成严重后果,如雷击、误操作、负荷突变、出口短路等,突发性故障具有偶然性和不可预测性,只能通过避雷器、继电保护等保护手段进行限制。潜伏性故障是一种普遍存在并会缓慢发展的故障形式,它一般有三种存在方式,即变压器内部的局部放电、局部过热和绝缘的老化。

    对于变压器故障不同的情况,我们采取不同的处理对策。因而,根据变压器故障程度不同,可以进行严酷程度分类:I类灾难性:变压器爆炸或完全损坏;如:变压器爆炸、绕组烧毁、铁心烧毁等。II类致命性:变压器性能严重下降或严重受损,必须立即停运;如:变压器绕组断路、短路、绕组相间短路、引线的相间短路、套管爆炸、分接开关筒体爆炸。III类临界性:变压器性能轻度下降或轻度受损;如:变压器铁心接地不良、引线接触不良、套管内部局部放电和局部过热、变压器绕组松动变形和位移、引线对地短路等铁心多点接地或片间短路、套管位移或开焊、分接开关的档序错乱等。IV类轻度性:不甚影响变压器运行但要进行非计划检修;如:介损超标,绝缘受伤、变压器渗漏、铁心动态性接地等。

对故障模式、故障严酷程度的划分以及故障例的统计可以看出,变压器故障以临界性故障出现最多,灾难性故障出现率低但危害程度大,致命性故障出现率较高,轻度性故障率不高;严酷度低的故障可能逐级或越级为严酷度高的故障,因而对变压器运行维护时要坚决避免I、加强防范II类故障,密切注意III类故障,时刻提防IV类故障。对于轻度性故障也不可掉以轻心,若不及时处理故障将会扩大,如变压器渗漏,长期下去,一旦变压器缺油,绕组漏出油面,将会导致相间短路,甚至变压器烧毁;又如密封不严会使变压器绝缘性能下降,可能诱发绕组短路、铁心多点接地等故障。

     根据相关历年变压器事故统计资料表明，绕组松动变形故障是变压器最易发生的故障。2002～2003 年内国家电网公司系统的 110kV 及以上电压等级变压器共发生损坏事故 60 台次，其中绕组故障有 48 台次，占 80%。2004 年 110kV 及以上电压等级变压器共发生损坏事故 53 台次，有绕组变形松动引起的故障有 37台次，占 74.5%。在 2000 年前的变压器故障中，绕组故障也占相当大的比率。本文将针对绕组、铁芯、绝缘等类型的故障进行分析。

2.专家系统

(1) 电力故障诊断系统开发工具

   用于电力故障诊断系统开发的工具要可以实现应用领域内容和系统结构设计，主要是由推理机和开发机构成，其中推理机主要是利用知识库中的知识进行知识推理，并使用自然语言和用户进行对话；开发机是使用自然语言的方法和开发人员进行交互，将接收到的知识存入知识库或者修改知识库中的内容。电力故障诊断系统开发工具提供了获取知识、表示知识、推理功能、开发接口、用户接口等，用户不需要了解专家系统具体的构成方法，只需要对相关的领域知识进行使用即可，这样就有效的降低了专家系统的周期和难度，专家系统是一种专家决策支持系统，使用骨架型专家系统作为开发工具，使用 C 语言进行编程，领域专家学习起来比较容易，而且良好的接口，用户使用起来更加的方便。

(2) 专家系统的结构构成

   变压器故障诊断系统结构图如图 4-1 所示，在使用的过程中，用户可以和专家系统进行信息的交流，在遇到明显出错的问题或者专家系统无法解决的问题时，领域专家可以根据具体的情况利用开发工具进行修改和维护。在图 1中，专家系统主要是由推理机、知识库、知识获取器、中间数据库、解释器、用户接口等构成，主要具备如下功能：1) 系统含有文本编辑器，可以自动编辑文件。2) 拥有多种语言交互数据的能力，可以生成知识规则。3) 具有前向和后向诊断推理的能力。4) 具有对推理过程进行解释的能力。5) 显示对话时搜索规则的路径。6) 自动形成问题询问。7) 可以进行数学函数浮点运算。8） 可以执行外部 DOS 文件。9) 置信因子，可以对知识库中信息的不确定程度进行估算，有推理搜索窗口、会话窗口和结论窗口构成。

(3)电力变压器故障诊断系统知识库

     由于导致电力变压器故障的原因很复杂，而且大多数的电力系统故障都不明显，故障类型也比较多，每一种故障都会出现多种故障现象，作为专家系统的核心，知识库收集和归纳了所有可能出现的故障，并将这些故障制成规则存放在知识库中。在对故障进行诊断时，根据运行变压器检测到的信息进行推理，从而对故障进行正确的诊断，找出故障的大概位置和出现故障的具体原因。在诊断电力变压器故障时，一般使用油中气体分析的方法进行诊断，国外多使用气体含量相对值的方法对故障进行诊断，通过对三百多台故障变压器的油中其它进行分析，分别验证了改良罗杰斯法、电协研法、改良电协研法和 HAE 法，研究证明，使用改良电协研法进行判断具有较高的准确率。因此，本电力变压器故障准段系统使用改良电协研法进行油中气体分析。

     除了以上内容外，故障诊断还包括对故障能力和热源温度进行估算、对产气速率进行考察、对油中溶解气体的饱和水平进行估算、预算油达到气体饱和释放需要花费的时间，对于确定具体故障的部位来说，分析油中的气体难度是比较大的，除了需要根据磁路产气特征和导电回路的一些特征的差异性来对故障的位置进行推断外，还可以根据具体的检修情况、具体的运行情况、外部检查情况、电气试验情况、其它试验情况来进行综合的判断、本电力变压器故障诊断系统可以将比较抽象的知识形成规则，并形成多个知识模块，所有的知识模块都是独立存在的。而且，为了维护方便，所有的模块都可以进行扩充和修改。比如，特征气体模块主要用来判断故障是涉及固体绝缘材料，还是只涉及绝缘油。气体正常值模块用来判断变压器是否出现了异常情况，改良电协研法模块主要用来判断故障是放电性故障还是过热性故障，产气速率模块主要用来对故障的严重程度进行判断，电气试验模块和外部检查模块主要用来对故障的大概位置进行确定。

(4) 具体的故障诊断案例

     变压器故障诊断系统主要是在IBM-PC机或兼容机上进行开发和使用的，在进入到这个专家系统后，在屏幕上会显示出三个窗口，并在会话窗口将问题显示出来，用户可以输入或选择问题的答案，而且在推理窗口可以看到具体的搜索过程，在搜索到某个问题的答案时，规则会停止下来，并在结论窗口将推理的中间结果显示出来，会话窗口根据具体的搜索需要进行提问，知直至得出诊断结果。

某电力变压器为SFPS-120000/2000，在电力变压器运行的过程中，发现油中其它的含量上表所示。

     通过使用该电力变压器故障诊断系统进行诊断发现变压器异常，提示改良电协研法编码为100,为电弧放电，主要是因为分接开关飞弧、相间闪络导致的故障，故障置信度为0.86，在进行现场检查的过程中，发现分接头和分接开关操作杆之间存在接触不良的情况，并且有悬浮电位连续火花放电的情况，证明该诊断结果是正确的。（沿海公司   邢浪）  

热电厂电气节能降耗的方法

摘要：随着社会经济的快速发展，能源供需日益紧张，国家大力倡导节约资源与实施可持续发展战略。文章通过阐述火电厂电气节能降耗的几种方法，提出了火电厂中的工作人员应采取科学合理的办法，推进电气节能降耗的发展，实施可持续发展战略。

关键词：火电厂；电气节能；节能降耗；电动机 

　　节约能源是我国始终坚持的一项基本国策，保护环境是提高能源利用效率的有效方式。我公司原有2×15MW抽凝机组，为提高机组经济性，已完成综合升级改造为2×15MW背压机组，按照节能调度原则，随着背压机组的改造，机组负荷率严重依赖供气量，在市场上无法争取到更多供气量的情况下，内部挖掘潜力，降低厂用电率。所以，采取相应的措施解决火电厂电气节能降耗尤为重要。

1 依据火力发电厂的实际状况，采取高效的电动机 

　　在选择火力发电厂电动机过程中，需要具备的条件包含有两个：消耗有功功率与消耗无功功率。把消耗的有功功率和无功功率进行降低，才能有效地降低电动机所消耗的电量。电动机节能的有效方式就是选取高效电动机代替低效电动机，这是当前比较好的降耗方式，优质的电工硅钢片构成部分主要有：高效电动机内部的定子铁芯和转子铁芯，具备有很好的高导磁、消耗功能低。高效的电动机与低效电动机相比较，工艺制造技术比较先进。所以，火力发电厂采用高效的电动机才能降低耗能。

     不过，与普通的电动机来进行对比，它需要高出一倍的价格。火力发电厂应根据自身的实际情况来选择合理方案。发电厂在运行中可根据实际情况，适时调整辅机机械，可以采用高效的电动机，实现节能降耗。

    2 减少空载运行变压器的数量 

　　火力发电厂通过减少空载运行变压器的数量以达到节能降耗的目的。一般情况下，在火力发电厂中，通常都会配置有变压器，变压器在启动中，主要由大容量的高压来实现效能，显然，就会增加空载的损耗量。在工程设计范围内，如果合理地减少空载运行变压器的数量，在一定程度上就可以降低变压器启动所消耗的电力资源。除此之外，为了提高节能效率，铁心采用多级接缝也能有效降低能耗，这样可以使每一台变压器的负载损耗有所降低，达到原有负载损耗的1/4，从而实现节能降耗。

    3 避免输电中造成的铁磁性损耗 

　　为避免输电中造成的铁磁性损耗，我们需要从几个方面着手。例如，减少钢材料的使用或者避免形成闭合电路、选择导体金属等。为避免输电中造成的铁磁性损耗，在选择导体金属时，可以选用非导磁性材料制造金属或者选用其他先进的材料型号，这样更有利于降低火力发电厂资源的损耗。不过，交变磁场中钢材料使用要减少，根据实际情况进行合理设计，在设计钢结构中，使用导体支持夹板零件或者是单相导体支持钢时，要避免造成闭合电路；其次，对钢构与母线的位置要进行合理的控制，使两者间不会产生环流和感应电势；最后，铁磁性损耗的不断减少，可以避免闭合电路，输电才能有效地进行。一般在比较特殊的情况下，我们尽量要避免大电流母线附近的钢构件，主要是形成包围一相或者二相的闭合电路。在特殊的情况下，通常选用闭合电路方法，主要包括有绝缘板隔离磁路和黄铜焊缝。

    4 采取合理的节电策略 

　　火力发电厂运行中，针对一些操作辅助机械不需要进行调节时，应要采取相对应的节电策略，从而能够达到节能降耗的要求。节电措施包括有安装轻载节电器，节能的效果很明显。这种措施主要针对于低负载运行和空载运行，能够有效地降低电动机端电压，达到节能的要求。但是，重载与轻载两者在进行相互交换过程中，对定子绕组接线方式中可以选用y-△装置，从而实现自动切换；轻载时选用y接线，重载时选用△接线。应用这些节电技术，需要增加一些辅助功能，这会增加辅助机械产生故障的几率。所以，在选用中，应要根据设备运行的状况来进行分析，有机组安全运行的情况下才可以实施。

5 尽量避免照明损耗 

火力发电厂中，使用照明设备也会大量地消耗电力能源。所以降低照明损耗成为节能降耗的首要任务之一。在选择照明灯具与照明调压器时，可以降低照明的损耗。选择灯具时，应该选择价格实惠及寿命长的节能型灯具。但是，在降低照明损耗过程中，要选择合理的整流器，才能够稳定电压，达到节能效果。当然，整流器也会降低工作电压。一般情况下，延长灯具的寿命，次数更换减少，有助于降低发电厂的运营成本。

6 为电动机装设变频器

变频器是把工频电源(50Hz或60Hz)变换成各种频率的交流电源，以实现电机的变速运行的设备，其中控制电路完成对主电路的控制，整流电路将交流电变换成直流电，直流中间电路对整流电路的输出进行平滑滤波，逆变电路将直流电再逆成交流电。对于如矢量控制变频器这种需要大量运算的变频器来说，有时还需要一个进行转矩计算的CPU以及一些相应的电路。变频调速是通过改变电机定子绕组供电的频率来达到调速的目的。所以对电机装设变频器能有效的降低电机在大负荷、低转速运行时消耗的电能。不过变频器也比较贵需要有选择的对厂内电机装设变频器。

7 加强节能降耗的管理制度 

　　完善的管理制度有利于促进火力发电厂实现节能降耗，综上所述，介绍了几种有关的节能降耗方法，都是从设备选型上实现节能降耗的。当然，在管理制度下规范运行，同样能够实现发电厂节能降耗。以我公司为例，机组启动利用厂用汽冲转汽泵，汽泵上水，待机组启动正常后再切换至抽汽供汽，电泵作为备用，在供气量大时启用电动给水泵是，需要计算是用一台大给水泵还是用两台小给水泵省电。在加强管理的同时，也加大节能的教育并制定一些奖励机制，让员工时刻牢记节能的重要性。

     8 结语 

　　本文通过分析了解火电厂电气节能降耗的几种方法，采取了科学合理的办法，推进电气节能降耗的发展，实施可持续发展战略。根据火电厂经济的自身情况来考虑，选择合理的方案，采取有效的措施，从而能够推进可持续发展战略。（沿海公司   冯玉龙）