新型高效节能电除尘器供电电源研究

关于电除尘器电源系统节能的分析摘要：电除尘器具有除尘效率高、处理烟气量大、运行维护费用低等优点，在我国电力行业中，使用电除尘器的火电装机容量已经占总火电装机容量的90%以上，应用十分广泛。

电除尘器使用的常规高压供电装置，一般都是由控制系统、变压器和整流器装置组成，采用工频(50Hz/60Hz)交流电源。

本文针对常规工频可控硅电源系统存在的一些缺点，结合国内外先进技术，提出工频脉冲、高频开关电源和高频+工频组合三种节能供电方案，并详细阐述各方案的原理、特点及实际应用情况。

关键词：电除尘器；电源系统；节能1电除尘电源应用现状随着环保要求的提高，燃煤电厂电除尘器正面临着新的挑战和机遇。

首先，自2012年1月1日起，GB13223-2011《火电厂大气污染物排放标准》正式实施，新的国家标准对新建火电机组和已建成运行的不同年代的老机组烟尘排放浓度均有了更加严格的规定。

其次，许多火电厂烟气脱硫工艺对烟气中的粉尘浓度有严格要求，电除尘器需要进行提效改造。

第三，电除尘器是重要的环保设备，同时也是火电厂的高能耗设备，电除尘器一般情况下的耗电量约占机组容量的4‰。

电除尘系统的提效节能既可以加强电厂节能环保建设，同时也降低了运行费用。

因此，在提高除尘效率、降低烟尘排放浓度的同时，大幅度降低电除尘器的能耗，是亟待解决的重要课题。

2电除尘器电源系统类型目前，我国火力发电厂使用的电除尘高压电源系统主要有单相工频高压电源和三相高频电源2种类型。

表1是近两年新上电厂电除尘器典型用电负荷，由表中可见，电除尘器的耗电主要由高压硅整流设备和电加热系统两部分组成，其中电除尘器的高压系统耗电约占80％左右，电加热系统采用恒温控制，因此电除尘器的节能控制主要是降低高压硅整流设备的耗电。

3电除尘器电源系统节能方案3.1工频脉冲节能供电方案（方案一）脉冲供电方式主要由基础电压调节电路、脉冲产生电路、保护电路、脉冲幅值调节电路等组成。

3.1.1供电方案技术性比较与传统工频电源工作模式相比，电除尘脉冲供电具有如下优点：（1）提高除尘效率。

电除尘器电源及控制改造可行性分析摘要：节能减排工作是我国现阶段的重点工作之一，特别是大气粉尘浓度排放标准的提高，现使用电除尘器面临难达标排放的巨大压力使用脉冲供电改造无疑是一条可行的途径，经过华润首阳山电厂实施情况检验，效果明显。

关键词：电除尘器电源改造控制优化节能0 引言电除尘器是机电一体化设备，由机械本体设备和电气设备两部分构成。

目前，电除尘器已经成为火力发电厂重要的环保设备，其工作状况的好坏，对机组的稳定运行和经济性有着重要影响。

1 电除尘工作原理电除尘器的收尘机理是在阴阳极间建立高压静电场，通过气体电离及粉尘荷电达到收尘目的，因而电除尘器在运行过程中将消耗大量电能。

通常情况下，为了使电除尘器的除尘效率尽量高，烟尘排放浓度尽量低，往往工作在火花整定工作方式下，使其运行二次电压尽量接近火花闪络电压，二次电流尽量大。

电除尘工作过程简述为：①施加高电压产生6.4万伏电压的强场，使气体电离，即产生电晕放电；②气体中的悬浮尘粒产生荷电；③荷电尘粒在电场的作用下向电极运动；④荷电尘粒在电场中被捕集。

2 电除尘电源改造理由目前，我国所有燃煤电厂的电除尘器几乎都运行在火花整定工作方式下。

在火花整定状态下虽然能取得较好的除尘效果，但电除尘器运行过程中的电能利用效率很低，大量的电能不是用于收尘，而是被白白浪费掉。

据统计，电除尘器的收尘耗电量约占整台机组发电容量的0.3-0.6%之间。

为了提高电场场强，增强电晕放电效果，需要尽量提高运行电压，直到接近火花闪络电压，以产生尽可能多的自由电子和离子。

这样虽然能够达到提高除尘效率的目的，但是由于实际上产生的大量自由电子和离子中，仅有一小部分用于烟尘荷电，绝大部分自由电子和离子并未与尘粒进行荷电，而是直接从阴极到达阳极极，最终以光能或热能的形式消耗，客观上造成电能的浪费。

另一方面，当烟尘比电阻较高时，运行电压、电流达到一定数值时，电场内将出现反电晕现象。

在反电晕工况下，继续增加运行电压、电流会加深反电晕的程度，导致电除尘器的能耗不断增加，而除尘效率反而大幅下降。

脉冲电源三相电源及恒流源的特点分析近年来，随着国家对环保要求日益严格，电除尘器在工业大气治理方面发挥越来越大的作用，电除尘器电源技术也随之得到了迅猛发展，高压电源由单相工频电源、工频恒流源、三相工频电源、高频电源发展到现在的脉冲电源，每一种高压电源技术在不同时期电除尘器应用中都发挥了重要作用。

但在电除尘器电源提效改造中使用恒流源、三相电源还是使用脉冲电源，一直存在着争议，本文结合电除尘器的工作原理将对这三种电源进行技术层面的比较分析，阐述三种电源在电除尘器应用中各自发挥的作用。

一、电除尘器原理简介及电源的重要作用我国的工业电除尘技术是自上世纪七十年代开始发展，作为一种技术成熟、制作相对简单、运行维护费用低的工业烟气净化设备，长期以来在大气污染治理行业得到最普遍、最广泛的推广和应用。

电除尘器的工作原理主要包括“电离、荷电、捕集、清灰”四个过程。

电除尘器用高压电源做为电离及荷电过程的关键设备，它的主要作用是通过向电场提供直流高压和直流电流，使进入电场的粉尘在荷电后被捕集到极板极线，从而达到清灰的目的。

电除尘器的除尘效率是考量电除尘器性能的最重要的指标，依奇-安德森效率公式，一直是电除尘器的设计公式，至今仍在应用。

该公式揭示了驱进速度与除尘效率之间的关系：η=1-e-fω式中：f (SCA)——A／Q的比值，称为比集尘面积(m2／m3／S)A——收尘极板面积(m2)Q——烟气量(m3／S)ω——驱进速度(m／S)ω≈βV p V ai式中：β—常数；V p—电压峰值；V ai—电压平均值；说明：ω∝V p×V ai驱进速度ω，是电除尘器设计中的一个重要数据，与粒子半径、电场强度平方成正比，与气体黏度成反比。

工程中实际的驱进速度称有效驱进速度，其物理意义不只是反映尘粒向极板运动的速度，而且包括诸如煤灰成分、二次扬尘、气流分布质量、电气条件、本体结构以及其他影响电除尘器性能的各种因素之和，它的大小可评价电除尘器对粉尘的收尘难易程度。

新型高频脉冲电源在静电除尘器中的应用展望（字数5693）关键词高频脉冲技术（HFPC），电除尘器（ESP），门隔离场效应晶体管（IGBT），整流电源。

摘要时至今日，用高频（20-50kHz）脉冲电源产生纯净的直流高压为电除尘器供电，已经是被广泛接受的技术。

此种高压开关电源展现了除尘器新的过程技术。

纯净的直流电压对于ESP性能的改善，其结果已经为ESP业界所了解。

此电源的电路运行频率大大高于电网频率。

其主要优势是减小尺寸（降到常规系统的15%），并且改善了ESP的电源控制。

ESP的能量可以被控制在微秒级，而不再依赖于主频率。

受益于纯净的直流电源，改善了由于过高的空间电荷产生电晕闭塞而导致的ESP高排放。

可以得到更高的次级（kV）平均电压和电流。

同样使用纯净的直流电改善了中、低比电阻，包括湿式电除尘器的排放。

实地测试表明ESP性能改善的实现，包含低和高比电阻粉尘条件。

此外，这个高频电源是三相驱动。

三相负载均衡，功率因数接近于1。

本文介绍此新型ESP电源。

报道了在不同过程条件的ESP中采用纯净高频直流电供电的运行基理，以及在国内外的应用和前景。

电除尘器供电电源的发展历史回顾本文的首要目标是来叙述一种基于高频脉冲（HFPC ）技术的新型ESP电源。

首先就要回顾整流电源的演变历史，梳理静电除尘器供电技术的发展脉络。

常规电源（主频率能量转换器）图1，ESP电源，主频整流器工业应用的ESP运行的是负直流高压。

通常运行电压低于负100kV。

这是由电极间距，以及产生电晕电流所需要电场强度的烟气条件所致。

常规电源（主频率）参见图1。

由一个单相变压器产生高压，经过一个全波整流器，输出一个脉动直流高电压到ESP中由电极组成的高压框架。

这些电极——是放电极和接地的收尘电极，之间相当于一个充电电容。

电晕电流波纹频率两倍于主频率（参见图2）。

此系统有两个明显缺点。

其一，除尘器要获得高的平均电压和电流，就希望运行的峰值电压接近于火花水平处。

电除尘高效节能运行方式的探索摘要：目前排烟温度等工况条件尚未全面提升，仍然有多个企业在减排节能除尘方面未能达到标准。

本文主要介绍利用电除尘进行节能减排的几种新技术，以及如何合理使用先进的电除尘技术以满足减排节能需求。

关键词：电除尘高；高效节能；运行改造引言随着我国经济建设的不断发展，对电力的供应需求也在不断地上升。

因此，目前国内的电煤供应局面相对紧张，而减排节能显得尤为重要，对烟尘排放标准也不断严格化，国内各大火电厂及相关企业所面临的减排除尘压力逐渐上升。

一、电除尘器技术的应用特点1、除尘效率高电除尘器在开始除尘以后，会借助电场的延长来将除尘的速率提高，四个电场是电除尘器的一个特点，如果是常规粉尘状态，能使除尘效率达89%以上；而使用的是5个以上电场除尘器则除尘效率更高。

在除尘器使用到一定时期以后，电极容易出现腐蚀或者老化造成除尘效果不显著。

2、设备具有较小的阻力与较低的能耗设备阻力损失、供电装置、加热保温以及振动电动机是电除尘器能耗的主要部件，主要能耗为阻力损失，占总能耗的较大比重，通常，100～200 Pa是除尘器阻力值，占袋式除尘器的1/4，但因为存在较低的总能耗，并且元件更换不及时也会降低运行总费用。

3、使用范围广通常，电除尘器能够铺集粒径大小为0.2 um，烟气温度为200～300 ℃之间，如果烟气温度参数出现波动则会降低除尘能力，模块化是电除尘器主要结构，大型化装置趋势强。

二、电除尘器实现有效节能的应用1、单个电源控制器的节电在电除尘器中，主要应用交流电，其电压是380V，频率为50Hz，利用可控硅，到达变压器一次侧。

升压之后，将硅整流器的整流输送在电除尘器中，主要的供电控制器件为可控硅，其开与关的时间影响着电能的输送情况，也决定了供电的功率。

一般来说，以除尘器、烟尘的情况为基础，再来调整。

就节电而言，就是对可控硅进行科学管理，控制其关、开的时间，使其达到环保排放的规定，有效的节约电能。

电除尘用高频高压电源技术总结龙岩市安特电子有限公司二00八年二月电除尘用高频高压电源技术总结电除尘器作为我国工业除尘的主力设备，其高压供电电源及控制技术自八十年代初至今有了很大的发展，目前大量应用的工频调压-升压-整流方式的单相高压电源技术，在控制功能、控制精度、数字化处理及传输各方面已达到或接近国外先进水平。

随着工业的以展以及国家对大气污染排放标准的进一步提高，要求电除尘器达到更高的收尘效率。

从电除尘器高压供电技术方面，需要有新型的高效节能产品来满足工业应用的要求。

高频高压电源作为一项新的应用技术，国外已有较多的应用报导。

为适应市场的需要，我公司组织开发小组，自主研制电除尘用的高频高压电源产品。

一、 技术调研1、性能比较收集国内外相关报导，分析性能优势，确定开发项目。

为电除尘器配套供电的高压电源目前大量应用的为单相输入、全波整流输出方式，其主要特点是技术成熟，主回路和控制电路相对简单，但有如下主要缺点：a、单相380V供电，易引起三相供电不平衡；b、效率较低，通常为70%；c、单相整流输出电压纹波系数为0.67，输出电压峰值与平均电压差值大，闪络状态下电场运行电压低；d、由于采用工频直接升压，整流变压器体积大，运输不便。

e、高频高压电源采用交流-直流-交流-直流的逆变-升压-整流方式。

主要有如下优点：a、三相供电，电流平衡，功率因素和电源效率可达85~90%；b、逆变器谐振频率为几十千赫兹，开关频率一般为十至二十千赫兹，输出的平均电压高，可明显提高电场运行电压；c、设备体积小，重量轻，节约原材料，方便运输。

2、应用前景由于对大气排放标准的提高，电除尘器需要有节能、应用方便、能提高收尘效率的新型电源配套供电，以降低本体成本。

大量已经运行的电除尘器为符合更严格的排放标准，用高频高压电源进行改造升级是理想的方案。

因此，高频高压电源具有良好的市场前景。

3、技术现状常规的中小功率低电压输出的交流-直流-交流逆变器已经是成熟的现有技术；大功率的高频高压技术国外也有产品报导，本项目开发须重点解决的是大功率和高压等技术难点。

高压电除尘器效率与节能研究摘要：针对除尘器效率与节能问题，本文分析了对电除尘器的除尘效率与节能影响最大的反电晕现象和节能潜力，对直流供电方式和脉冲间歇供电方式进行了对比，针对间歇供电方式的准确、方便控制，分析了晶闸管调压式高压除尘电源与大功率高频开关的特点，后者能显著地提高静电除尘的效率。

关键词：反电晕，间歇供电，除尘效率，节能1、引言反电晕现象是电除尘器收集高比电阻粉尘时出现的重要现象之一。

反电晕现象的产生会降低电场的击穿电压、产生异号空间电荷并中和起收尘作用的电荷，造成严重的二次扬尘，导致除尘效率大幅度下降或使得除尘器难以正常工作，另外还消耗大量的电能。

目前为除尘器研究合适的供电电源技术，已经成为电除尘器节能提效的关键。

高频高压供电电源具有控制方式灵活、输出高电压波形可控、闪络后关闭速度快和重启迅速等优点，是当今国内外静电除尘电源的主要研究发展方向。

其中瑞典ALSTOM公司和丹麦SMITH等公司的产品是国外高频高压电源的典型代表。

国内以福建龙净环保股份有限公司和武汉国测数字技术有限公司等企业也开展了富有成效的工作。

研究高频高压供电电源，使电除尘器的实际排放浓度不仅能达到国家允许排放标准，而且显著降低电除尘器的运行电耗，具有十分重要的经济意义。

2、影响除尘效率与电能消耗的主要因素2.1 粉尘比电阻对除尘效率的影响[1-3]粉尘比电阻是衡量粉尘导电性能的指标。

静电除尘器适合于捕集比电阻介于104～5×1010Ω·cm之间的粉尘。

粉尘比电阻过高或过低都会导致除尘效率下降。

当粉尘比电阻小于104Ω·cm时，粉尘的导电性能好，带负电的粉尘到达集尘极后，粉尘的负电荷被中和并带上与集尘极相同的正电荷。

由于极性相同，会把带电的粉尘推向气流中，粉尘在集尘极板上产生跳跃现象，不能很好的吸附，最后可能被气流带出电除尘器。

若粉尘的比电阻超过5×1010Ω·cm时，电除尘器的性能就随着比电阻的增高而下降。

电除尘器电源系统节能方案的研究及对比分析摘要：本文对电除尘器的理论能耗值和实际能耗值进行了分析比较，对电除尘器电源的发展和目前常规电源类型进行了总结。

并论述了电除尘器的工频脉冲、高频开关电源和高频+工频组合三种节能供电方案。

关键词：电除尘器节能工频高频引言：电除尘器供电控制设备在适应运行工况的要求和提高电除尘器整体性能方面起着重要作用，单相工频高压电源和三相高频电源则是目前我国火力发电厂主要的电除尘高压电源系统。

此外，电除尘器的节能控制主要是降低高压硅整流设备的耗电。

一、电除尘器能耗分析1、电除尘器的理论能耗计算根据斯托克斯定律，一个球形尘粒在运动过程中所受到的摩擦阻力为：F=6πηaω。

假设尘粒直径为10μm，向着收尘极板运动所经过距离d为5cm，荷电尘粒的驱进速度ω为30cm/s，介质的运动粘度η为1.8×10-5Pa?s，则使荷电尘粒向着收尘极板运动所经过的距离为d时所消耗的功为：W=Fd=6πηaωd=6π×(1.8×10-5)×(5×10-6)×(30×10-2)×(5×10-2)=2.54×10-11 ；火电厂锅炉产生烟气中灰尘的质量浓度一般为10~40g/m3，假设烟气中的含尘的质量分数C为20g/m3，尘粒的密度ρ为1g/cm3，则单位烟气量中的尘粒数量: =3.82×1010(个/m3) ；因此，使1m3烟气中全部尘粒分离所需的功：W0=WN0=2.54×10-11×3.82×1010=0.970 。

以某电厂350MW燃煤机组设计参数值为例，1台机组锅炉产生的烟气量qv约为1.22×106Nm3/h，从中分离全部尘粒（假设粒径为10μm），所需的功率：Ps= W0qv=0.970×1.22×106/3600=329 (W) ；由上式可知，在理想状态下，分离350MW机组锅炉烟气量的尘粒只需要329W的功率，是一个很小的数值。

论新型高效节能静电除尘电源技术63012119870528****摘要：随着经济社会的发展与科学技术的进步，环境污染问题日益严重，尤其是在化工、冶金、火电等传统行业。

静电除尘器是一种传统的除尘设备，具有成本较低、成效较高、便于管理维修等诸多特点，应用推广前景较强。

近年来新型的高效节能静电除尘电源技术开始出现并得到了广泛的运用。

鉴于此，本文先是阐述了常见的除尘器电源及其工作原理，又详细探究了新型静电除尘临界脉冲电源技术，仅供相关人员进行借鉴与参考。

关键词：新型；高效节能；静电除尘电源技术1几种传统电除尘器电源的工作原理与性能比较1.1常规电源常规电源就是两相交流380V电源经反向并联可控硅调压后送至整流变压器一次绕组，而二次绕组的两个接线端，一端与阳极板相连（阳极板是接地的），另一端经过阻尼电阻与电场内的阴极极线相连，从而通电时在阴极板和阴极线之间能够形成一个强大的静电电场以达到除尘的目的[1]。

相较于其他的除尘器电源技术，该种技术虽然能达到一定的除尘作用，但实际的除尘效率较低、功率因数较低，缺相不平衡。

1.2三相电源三相电压经过一个同步检测电路后输出同相位的三相同步波形，主电路可控硅的6路触发脉冲就是通过该同步波形过零点的判断产生的。

三相电源用到了6个反向并联可控硅进行调压，这6个可控硅按照1→2→3→4→5→6→1触发信号依次相差60°，三相电源采用宽于60°的宽脉冲或双窄脉冲触发，采用各相同步信号的“过零点”作为控制角计算的基准点。

三相电源供电三相平衡，电源利用率比单相电源高，对电网污染减少，功率因数接近90%，电源的峰值电压比平均电压高25%，输出二次电压、电流，一次电流比常规电源小。

但三相电源闪络冲击大，闪络后要关断多个半波，闪络特性很软，由于闪络冲击大，往往输出设置较低，处于无闪络状态，实际运行参数并不太高，工矿适应性较差。

1.3高频电源对高频电源进行分析，其主要输入的是380伏、50赫兹的三相交流电，其在流经四个设备之后，一是三相交流接触器、二是三相整流滤波、三是全桥高频逆变器（20千赫兹到40千赫兹逆变）、四是高频整流器（这一设备主要进行的是高频变压整流），经过处理之后的电流就会通过限流电阻并到达静电除尘器。

基于多处理器的节能型电除尘器电源及控制系统研制的开题报告一、研究背景及意义电除尘器作为工业生产、环保等领域中不可或缺的设备，其能够有效地去除工业废气中的粉尘，大大减少了对环境的污染，同时也保障了工业生产的顺畅进行。

然而，传统的电除尘器在使用过程中存在能耗高、操作不便等问题，限制了其在实际应用中的进一步推广。

为了降低电除尘器的能耗并提高其使用效率，本文提出了一种基于多处理器的节能型电除尘器电源及控制系统。

该系统通过采用多处理器技术实现对电除尘器的并行控制，提高了系统的运行效率，同时还能实现对设备进行动态调节，使其在不同的工作状态下都能达到最佳效果，从而实现了对电除尘器的节能控制。

二、研究方法本文将采用实验研究法和理论分析法相结合的方法来进行研究。

首先，根据电除尘器的工作原理和特点，对其能耗特点进行理论分析，并设计出基于多处理器的节能型电除尘器电源及控制系统的框架。

然后，设计和制作实验设备，通过实验验证系统的性能和节能效果，并进行数据收集和分析，以验证理论的正确性。

三、预期结果本研究旨在设计一种基于多处理器的节能型电除尘器电源及控制系统，能够减少电除尘器在使用过程中的能耗，提高其使用效率，使其在不同的工作状态下都能达到最佳效果。

预计实验结果将验证该系统的性能和节能效果，并为电除尘器的实际应用提供理论和技术支持。

四、研究意义本研究将对电除尘器节能控制技术的研究和推广具有一定的实际应用价值。

通过设计基于多处理器的节能型电除尘器电源及控制系统，能够降低电除尘器在使用过程中的能耗和运行成本，提高其使用效率和工作质量，从而达到环保与经济效益的统一目的。

同时，也能够为相关产业的科研工作者提供参考。