高頻電源在火電廠靜電除塵器中的應(yīng)用

北極星環(huán)保網(wǎng)訊:本文介紹了電除塵器高頻電源工作原理,分析了高頻電源相對(duì)于傳統(tǒng)工頻電源的優(yōu)越性.以三河發(fā)電公司的4臺(tái)機(jī)組電除塵器改造為例,介紹了高頻電源在火電廠電除塵器上的改造效果、運(yùn)行控制策略及存在的問題，為其他公司的電除塵高頻電源改造提供寶貴數(shù)據(jù)及經(jīng)驗(yàn)，具有很好的應(yīng)用前景。

關(guān)鍵詞：靜電除塵器；高頻電源；控制；策略

隨著新環(huán)保法的實(shí)施，以及當(dāng)下霧霾天氣的加劇，人們對(duì)環(huán)保要求越來越高提高。《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB13223-2011）對(duì)燃煤發(fā)電廠的煙塵排放濃度作出了更為嚴(yán)格的限制，重點(diǎn)地區(qū)煙塵排放標(biāo)準(zhǔn)變?yōu)?mg/Nm3。目前，國內(nèi)部分火力發(fā)電廠電除塵器很難達(dá)到新標(biāo)準(zhǔn)要求，作者所在的三河發(fā)電公司對(duì)對(duì)4臺(tái)發(fā)電機(jī)組電除塵器進(jìn)行了高頻電源改造，改造后運(yùn)行效果良好，煙塵排放值滿足國家標(biāo)準(zhǔn)。

1工作原理

1.1火電廠靜電除塵器工作原理

電除塵器除塵是利用高壓電建立起足以使氣體發(fā)生電離的電場，使流經(jīng)電場的灰塵粒子荷電(帶上電子或離子)，并在電場力的做用下使荷電灰塵粒子向異性電極運(yùn)動(dòng)，并積附在異性電極上，從而實(shí)現(xiàn)灰塵粒子與煙氣流的分離，通過振打使陰極線、陽極板上積灰被振落，掉入下部灰斗中。

電除塵器分為本體和電氣兩大部分。本體部分主要包括陰極系統(tǒng)、陽極系統(tǒng)、進(jìn)出口封頭和氣流均布板、殼體、灰斗及保溫等。在絕緣子室、陰極振打瓷軸和灰斗處都設(shè)置有電加熱器。電氣部分為高頻電源，高頻電源一次部分：主斷路器、主接觸器、經(jīng)三相整流模塊（整流為580V直流）、濾波電容、IGBT模塊（高頻開關(guān)到5~20KHz）、諧振電容、高頻整流變壓器等組成，高壓側(cè)柜門裝有電源指示、運(yùn)行和故障指示、就地操作開關(guān)、二次電壓表、二次電流表。高頻電源低壓控制部分：控制電源開關(guān)、主冷卻風(fēng)機(jī)電源、柜頂風(fēng)機(jī)電源、電源板、控制器、二次控制器件，同時(shí)高頻電源集成該電場陰陽極振打控制等。

1.2高頻電源工作原理

高頻電源是將三相交流電經(jīng)整流和濾波后得到約530V左右的直流電壓，經(jīng)全橋逆變，形成20KHz左右的交變電流，再經(jīng)高頻變壓器升壓整流后形成高頻高壓脈動(dòng)直流送電除塵器。

2高頻電源介紹

高頻高壓整流電源（簡稱高頻電源）是新一代的電除塵器供電裝置，可廣泛應(yīng)用于電力、冶金、化工、水泥等行業(yè)的煙氣粉塵治理，可實(shí)現(xiàn)高效除塵、保護(hù)環(huán)境的作用。該產(chǎn)品是我公司獨(dú)立研發(fā)、擁有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的高新技術(shù)產(chǎn)品。

電除塵器高頻電源是利用高頻開關(guān)技術(shù)而形成的逆變式電源，其供電電流是一系列窄脈沖構(gòu)成，可以給電除塵器提供具有從接近純直流到脈動(dòng)幅度很大的各種電壓波形。高頻電源控制方式靈活多樣，可根據(jù)電除塵器運(yùn)行工況選擇最合適的電壓波形，減少電除塵能耗，提高除塵效率；另外，高頻電源還有體積小、重量輕、節(jié)省電纜用量，三相平衡供電等諸多優(yōu)點(diǎn)。

2.1高頻電源優(yōu)點(diǎn)

從圖1可以清楚的看出，使用工頻電源時(shí)，二次電壓峰值會(huì)高出平均值約1.3倍，電場會(huì)因較高的峰值電壓而放電，從而降低了電場輸入電流。而高頻電源可以很好避免這一問題，提升電場輸入電流，即增加集塵板電流密度。

2.2大幅提升集塵板電流密度的重要意義

單一供電分區(qū)的設(shè)計(jì)電流量=分區(qū)集塵板面積*0.35~0.38mA/m²（電流密度）。那么設(shè)計(jì)用2000mA的電源電流量其實(shí)暗指本體分區(qū)的集塵板面積比較大，但運(yùn)行中工頻電源基本只能運(yùn)行到1000mA左右電場就有可能因?yàn)榉逯惦妷汉芨叨烹?，這樣的話實(shí)際集塵板運(yùn)行電流密度僅為0.17~0.19mA/m²，較設(shè)計(jì)電流密度，或者說飽和電流密度還差距很大，這還沒有考慮電場內(nèi)部電流不均勻的問題。從而嚴(yán)重影響了工頻電源運(yùn)行中的除塵效率。

而改用高頻電源后，如果運(yùn)行電壓依然達(dá)到火花放電水平時(shí)，電場輸入電流較工頻會(huì)有大幅提升，可以接近甚至達(dá)到設(shè)計(jì)板電流密度或飽和電流密度，從而挖掘出除塵器潛在的除塵效率。

延伸閱讀：

高頻電源在靜電除塵器上的應(yīng)用分析

電除塵專欄第9期 除塵技術(shù)之高頻電源技術(shù)

電除塵器高頻電源的運(yùn)行與優(yōu)化