静电除尘器高频电源
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高频电源在火电厂静电除尘器中的应用摘要:本文介绍了电除尘器高频电源工作原理,分析了高频电源相对于传统工频电源的优越性.以三河发电公司的4台机组电除尘器改造为例,介绍了高频电源在火电厂电除尘器上的改造效果、运行控制策略及存在的问题,为其他公司的电除尘高频电源改造提供宝贵数据及经验,具有很好的应用前景。
关键词:静电除尘器;高频电源;控制;策略概述随着新环保法的实施,以及当下雾霾天气的加剧,人们对环保要求越来越高提高。
《火电厂大气污染物排放标准》(GB13223-2011)对燃煤发电厂的烟尘排放浓度作出了更为严格的限制,重点地区烟尘排放标准变为5mg/Nm3。
目前,国内部分火力发电厂电除尘器很难达到新标准要求,作者所在的三河发电公司对对4台发电机组电除尘器进行了高频电源改造,改造后运行效果良好,烟尘排放值满足国家标准。
1工作原理1.1火电厂静电除尘器工作原理电除尘器除尘是利用高压电建立起足以使气体发生电离的电场,使流经电场的灰尘粒子荷电(带上电子或离子),并在电场力的做用下使荷电灰尘粒子向异性电极运动,并积附在异性电极上,从而实现灰尘粒子与烟气流的分离,通过振打使阴极线、阳极板上积灰被振落,掉入下部灰斗中。
电除尘器分为本体和电气两大部分。
本体部分主要包括阴极系统、阳极系统、进出口封头和气流均布板、壳体、灰斗及保温等。
在绝缘子室、阴极振打瓷轴和灰斗处都设置有电加热器。
电气部分为高频电源,高频电源一次部分:主断路器、主接触器、经三相整流模块(整流为580V直流)、滤波电容、IGBT模块(高频开关到5~20KHz)、谐振电容、高频整流变压器等组成,高压侧柜门装有电源指示、运行和故障指示、就地操作开关、二次电压表、二次电流表。
高频电源低压控制部分:控制电源开关、主冷却风机电源、柜顶风机电源、电源板、控制器、二次控制器件,同时高频电源集成该电场阴阳极振打控制等。
1.2高频电源工作原理高频电源是将三相交流电经整流和滤波后得到约530V左右的直流电压,经全桥逆变,形成20KHz左右的交变电流,再经高频变压器升压整流后形成高频高压脉动直流送电除尘器。
高频电源在静电除尘器上的应用摘要: 节能减排保护环境和生态平衡是各行各业的重要任务,也是衡量各个企业制造出来的产品性能价格比的重要指标。
目前燃煤电厂传统的电除尘电源及其控制系统已不能满足现代化电厂低能耗、低排放的要求。
贵溪发电有限责任公司(厂)电气专业组织有关技术人员对该情况进行讨论研究,决定保持现有电除尘器本体等基础,对贵溪发电有限责任公司(厂)#5炉双列四室一电场高压电源进行改造换型,提高电除尘电源效率、提高除尘效率,减少排放量,增加节电量。
笔者时任贵溪电厂二期维护部电气技术员,全程主持了此次高频电源改造项目,现将高频电源的原理、功能及改造后的效果编辑整理,以飨读者。
关键词: 电除尘器高频电源燃煤电厂除尘效率一、前言电除尘用高频高压整流设备(简称高频电源)可配套各类除尘设备广泛应用于电力、冶金、建材、轻工、化工等众多行业的烟气粉尘治理,是一种高效除尘、保护环境的重要设备。
高频电源是新一代的绿色电源产品,是我国电除尘器供电技术的一项革命性的突破。
该产品与传统的可控硅控制工频电源相比性能优异明显,具有输出纹波小、平均电压电流高、体积小、重量轻、成套设备集成一体化、转换效率与功率因数高、采用三相电源对电网影响小等多项显著优点,它的研制成功实现了电除尘器配套电源技术水平质的飞跃,对我国环保设备配套电源产品的产业结构调整和优化升级有积极的影响。
二、高频电源应用特点1. 体积小、重量轻,仅为常规电源的几分之一,安装方便,不占空间。
2. 效率与功率因数高,高频电源效率>0.9,功率因数>0.9。
3. 采用三相电源对电网影响小,无缺相损耗,无电网污染。
4. 纯直流供电时,输出电流大,可达工频电源的2倍,输出电压高,可达工频电源的1.3倍(图一),间歇供电时,可有效抑制反电晕现象,实现保效节能,特别适用于高比电阻粉尘工况。
5. 采用串并联混合谐振逆变器有恒流特性,可以有效抑制电场火花的电流冲击,可以更迅速地熄灭火花并且快速恢复电场能量。
《高频静电除尘电源监控系统设计》篇一一、引言随着工业化的快速发展,粉尘污染问题日益严重,对环境和人类健康造成了极大的威胁。
静电除尘技术作为一种高效、环保的除尘手段,已广泛应用于各种工业领域。
然而,静电除尘设备的运行效率和稳定性受电源影响较大,因此,设计一个高效且可靠的高频静电除尘电源监控系统显得尤为重要。
本文将详细介绍高频静电除尘电源监控系统的设计,以期为相关研究与应用提供参考。
二、系统设计目标本系统设计的主要目标是实现对静电除尘电源的实时监控,确保除尘设备的稳定运行。
具体包括以下几个方面:1. 实时监测电源参数:包括电压、电流、功率等,以便及时掌握设备运行状态。
2. 故障预警与报警:当设备出现异常时,系统能及时发出预警并启动报警机制。
3. 远程控制:实现远程操控,方便管理人员对设备进行实时调控。
4. 数据记录与分析:记录历史数据,为设备维护和优化提供依据。
三、系统硬件设计高频静电除尘电源监控系统的硬件部分主要包括传感器、主控制器、通信模块和电源模块。
1. 传感器:用于实时监测电源参数,如电压、电流、功率等。
选用高精度、高稳定性的传感器,确保数据的准确性。
2. 主控制器:采用高性能的微处理器,负责接收传感器数据、处理数据、发出控制指令等。
3. 通信模块:负责与上位机进行通信,实现数据的上传和远程控制。
可采用有线或无线通信方式,根据实际需求选择。
4. 电源模块:为整个系统提供稳定的电源,确保系统的正常运行。
四、系统软件设计软件部分主要包括数据采集与处理、故障诊断与预警、远程控制和数据记录与分析四个模块。
1. 数据采集与处理:通过传感器实时采集电源参数,经过主控制器处理后,将数据传输至上位机。
2. 故障诊断与预警:根据采集的数据,对设备运行状态进行判断,当出现异常时,及时发出预警并启动报警机制。
3. 远程控制:通过通信模块,实现上位机对设备的远程控制,方便管理人员对设备进行实时调控。
4. 数据记录与分析:记录历史数据,为设备维护和优化提供依据。
静电除尘器高频电源改造技术应用与推广摘要:基于对静电除尘工作原理的分析,把握高频电源较之工频电源所具有的优势,进一步地,围绕工程实例展开研究,结果显示,用高频电源对工频电源进行替代,执行静电除尘器的技术改造任务,以原有除尘效率的有效保持为前提,能够达到至少50%的节能率。
关键词:静电除尘器,工频电源,高频电源,改造技术,节能减排在国家倡导节能减排的宏观背景下,火电厂积极地对各种行之有效的节能降耗技术和手段进行探寻与应用。
高频电源是一种新型的为静电除尘器供电的设备,相较于工频电源而言,该设备能够以对除尘效率的有效保证为前提,在很大程度上实现对电能消耗的降低。
某火电厂对静电除尘器的供电方式进行改造,由高频电源对以往的工频电源进行替换,将理想的节能效果发挥出来。
1静电除尘工作原理静电除尘器主要是在两个金属电极上进行高压直流电的加装,以此得到一个高压电场,该电场能够让原本位于其中的气体发生电离现象。
而在此之后,会有电子和正负离子生成,其中,带电的离子与电子能够令粉尘荷电。
基于异性相吸的原理,在电场力的作用之下,荷电粉尘会沿着异性电极的方向不断运动,并在最后吸附于电极之上,以此便能实现从烟气中的分离。
在电除尘振打设备具有规律的振打之下,在电极上吸附的那些粉尘便会落入对其进行收集的物体中。
从构成上来看,静电除尘器主要包括两大组成部分,其一为电除尘器本体,主要功能为对烟尘进行净化处理,其二则是将高压直流电产生的模块以及低压控制模块。
现阶段,板卧式电除尘器有着最高的应用率,主要由壳体、阴阳极系统、阴阳极振打模块以及气流分布模块与拍灰模块共同构成。
2高频电源较之工频电源所具有的优势2.1具有更大的电晕功率相较于工频电源而言,高频电源提供的输出电压和电流均可以达到更高的水平,在相同的电场内部,输入的功率也会明显较之工频电源要更大,这意味着其可以在较大程度上实现对收尘效率的提升。
另外,基于对参数的借鉴,执行对高比电阻粉尘的判断任务,将间歇脉冲供电占空比确定下来,又能进一步达到对反电晕的有效抑制目的,将粉尘排放量有效减少,可以超过30%;不仅如此,电晕电压和峰值电流较之工频电源的二次电压和电流而言也要高出较为明显的水平。
电除尘器高频用电源介绍电除尘器是一种应用广泛的环保设备,用于除去工业生产中产生的有害气体和粉尘。
而高频用电源作为电除尘器中的重要组成部分,发挥着至关重要的作用。
本文将介绍电除尘器高频用电源的相关知识。
什么是电除尘器高频用电源电除尘器高频用电源,顾名思义,是指用于驱动电除尘器中高频电场的电源装置。
在电除尘器中,高频电场的作用是产生高强度的电场,使空气中的粉尘带电并聚集在电除尘器的收集板上,从而实现粉尘的除去。
与传统的电源装置相比,电除尘器高频用电源输出的电流为高频电流,频率在数十kHz~MHz范围内。
这一特性使得高频用电源在驱动电除尘器中能够高效地产生高强度电场,从而更好地完成除尘任务。
高频用电源的工作原理电除尘器高频用电源主要包括变压器、整流器、逆变器、控制电路等部分。
在工作时,高频用电源首先将普通电网中的电能通过变压器进行变压升高,再经过整流器转换成直流电源,接着经过逆变器将直流电源转换成高频交流电源,最后输送到电除尘器中的金属板电极上。
高频用电源是通过逆变器产生高频交流电源的,其频率通常在10 kHz~500kHz之间,较高的频率使得电源能够产生更高强度的电场,从而更高效地进行除尘。
高频电源通过将普通电能进行变压、整流、逆变等转换,从而产生所需的高频电流,驱动电除尘器中的电极产生高强度电场,促使空气中的粉尘带电并聚集在电极板上。
高频用电源的优点和应用高频用电源相比于传统的电源装置有着许多优点。
首先,高频用电源能够产生更高强度的电场,从而更有效地去除工业生产中产生的粉尘。
其次,高频用电源的输送效率更高,节省更多的能源成本。
此外,高频用电源具有结构简单、工作稳定等优点。
高频用电源在许多行业中都有着广泛的应用,包括化工、冶金、矿山、电力等行业。
鉴于其高效、稳定的优点,高频用电源未来将在环保设备领域得到更广泛的应用。
总结电除尘器高频用电源是电除尘器中的重要组成部分,是实现除尘效果的关键。
高频用电源的工作原理是基于变压、整流、逆变等基本原理,其结构简单、工作稳定、效率高等优点被广泛应用于化工、冶金、矿山、电力等行业。
浅谈新一代电除尘器电源发展方向——高频电源摘要:随着我国节能减排政策的实施,粉尘排放标准日益严格,我厂进行了电除尘的高频电源改造。
本文以我厂#2机组静电除尘器的高频电源改造为例,介绍了高频电源的工作原理、结构、特点,同时对静电除尘器供电电源的发展方向进行了探讨。
关键词:节能减排电除尘器高频电源随着环境和资源问题的日渐突出,节能减排已成为我国的基本国策,正日益受到全社会的关注。
随着新修订的《火电厂大气污染物排放标准》开始实施,粉尘排放浓度限值已由50 mg/m3下调至30 mg/m3。
面对“越绷越紧”的约束性指标,如何提高除尘效率并降低能耗,已成为火电行业环保领域的工作重点。
以我厂#2机组静电除尘高频电源改造为例,在保证除尘效率的前提下,节电率可最高可达80%以上,平均节电超过60%,达到了节能减排的目的。
1 我厂的电除尘高频电源改造及高频电源的基本原理改造前我厂两台600 MW机组均是采用福建龙净环保股份有限公司的2BEL459/2-4静电除尘器,一台炉分四个电场配16台高压硅整流设备,一电场容量1.6 A/66 kV,二、三、四电场容量1.8 A/72 kV。
改造后:采用将阿尔斯通的4台高频电源SIR IV(1700 mA/70 kV)安装在第一级电场,在后三级电场保留原有的12台整流变采用阿尔斯通的EPIC III控制器进行控制。
通过此次改造,起到了很好的节能减排的作用,提高了电除尘的可靠性、稳定性,从而大大减少设备损耗,延长设备使用寿命,减少设备维护量,降低设备维护费用。
据统计,在保证除尘效率的前提下,节电率可最高可达80%以上,平均节电超过60%。
高频电源即高频开关式一体化电源,采用现代电力电子技术,通过工频交流—直流—高频交流—高频脉动直流的能量转变形式,供给电场一系列的窄电流脉冲,脉冲宽度在5~20 ms,脉冲频率在20~50 kHz。
高频电源控制方式灵活多样,可根据电除尘器运行工况选择最合适的电压波形,电压波动小,电晕电压高,电晕电流大,从而增加了电晕功率,从根本上解决了烟尘荷电效率低的难题(尤其是高比电阻烟尘),提高了除尘效率。
高频电源在静电除尘器上的应用摘要:为了更好地满足环境保护对电厂除尘效果提出的新标准、新要求,在全面系统研究几种常见除尘器改造方案之上,有效转换某300MW机组静电除尘器的工频电源,本文详细阐述了高频电源原理引入除尘器。
更改之后,单台静电除尘器能够有效降低粉尘排放,数量大约在114.6吨,从而节约112.5万元电费,进而达到节能减排的目的。
关键词:高频电源;静电;除尘器前言:如今,在我国大力倡导节能减排,在此背景下,发电厂认真贯彻执行国家大政方针,积极引入和运用合理的节能降耗技术和有效的应对策略。
在新生代静电除尘器的供电装置中,大功率高频电源相对于工频电源而言,在保证除尘工作效率基础上,可以大大降低电除尘器的功耗。
电厂将原来用的工频电源更换为高频电源,从而获得了良好的节能减排功效。
1高频电源工作原理交流输入经三相整流转换为直流电源,再由逆变器转换为高频交流,最后由整流器输出直流高压。
变换器目前已经基本实现了直流向高频交流的过渡和转换,而高频整流器以及高频变压器也已经顺利完成了升压,并以整流形式输出,进而为除尘器提供电能。
1.1高频电源的节能原理由于工频电源输出频率相对较低,电源转换效率并不理想,只达到了75%,而高频电源转换效率可达95%,从而有效节约了20%的电能。
静电除尘器主要利用工频电源产生的电晕,在此过程中,只有很少的电能被用于烟尘荷电,绝大部份电能做了无效的空气电离。
而采用高频电源进行电能供应时,需要采用5-10μs的脉冲宽度对粉尘进行充电,充电量大,能耗小,从而大大降低了电能。
再利用三相电整流完成后,高频电源逆变在直流电源上,纹波很小,能将直流脉冲的幅度严格控制在无火花区,基本上不产生火花。
即便不慎出现火花,也会在5-10μS内自动熄灭,而工频电源一般电火花较多,且电源消耗较大。
一旦产生火花,可在10毫秒(10000μs)内关闭,因此高频电源可节约电能。
1.2高频电源除尘效率工作原理因高频电源的高压转换一直都在50KHz以上,所以脉冲幅度能够在非火花区调整至最大值,即二次电压可以调整为最大,这与工频电源放电不同,但始终维持荷电状态,所以烟尘总荷电量通常会很大,尤其是对微细烟尘极易发生荷电反应,所以站在理论角度,高频电源可以最大限度发挥除尘功效。
静电除尘器高频电源运行方式一、电除尘器高频电源运行方式类别:电除尘器高频电源主流运行方式主要有以下4种:自动方式、火花率整定方式、充电比方式、脉冲供电方式。
1、自动方式:高频控制器根据现场工況自动控制 IGBT 逆变器频率(频率范围 0~20kHz),从而调节输入到静电除尘电场的功率,提供合适的电晕电压和电流。
2、火花率整定方式:火花率整定方式是一种比较有效的控制方式,其利用除尘器中火花的信号状况来对火花率进行反馈和控制,从而保证静电除尘器的电晕电压能有效地控制在接近火花电压,保持在接近火花电压下运行,因此电晕电流也保持较大。
此工作方式表现为电场电晕功率大,耗电量大,除尘效率也较高,是目前较为普遍的控制方式。
3、充电比方式:高频控制器不但调节 IGBT 逆变器频率,而且对电除尘电场粉坐荷电时间进行控制,脉冲宽度为电场粉尘荷电时间,脉沖周期减去脉冲宽度为电场荷电粉尘在阳极板的放电时间。
通过不同充电比脉冲宽度与脉冲周期的组合,可以适应各种类型的粉尘比电阻,降低及杜绝反电晕的发生,同时极大的降低了电除尘的能耗。
4、脉冲供电方式:脉冲供电方式是不间隙地向电场供电。
但在供电时,高能量供电与低能量供电交替进行,同时供电时间可以灵活调节。
在实际应用中,主要是对脉冲供电时的脉冲周期和脉冲宽度进行合理的调整,来改变高频电源的输出功率。
二、火化率整定方式原理及控制我厂使用的电除尘器高频电源运行方式为火花率整定方式。
要说火花率整定方式就先说静电除尘的原理:就地的阳极板和阴极框架之间高压形成电晕放电,电离空气产生带电离子附着在灰尘上,带电离子在阳极板和阴极框架之间的电场内受力向阳极板靠近集中在阳极板上,再由振打器将灰尘抖落至灰斗收集。
火花就是阳极板和阴极框架之间放电产生。
故,阴阳极之间要有足够的绝缘和放电条件。
集灰太厚会产生爬电并削弱电场不利于火花产生。
阴阳极之间发生放电就产生了火花,火花率太低产生带电离子少不利于除尘但火花率太高电流大又会削弱电场强度,阳极板附着力不强同样不利与除尘。
静电除尘器脉冲高频电源各类高压电源的性能对比与脉冲高频电源简介概述在饱受雾霾之苦的今天。
随着我国对环境保护的日益重视,燃煤电厂的污染排放受到人们的关注,国家和地方环保部门对燃煤电厂污染物的排放和总量有了较严格的控制,并且排放标准逐年升高。
这就迫使企业对现有的静电除尘器设备进行不断的升级和改造。
但是现有的问题是,很多企业的静电除尘器在当初设计时没有考虑到未来的排放标准会如此苛刻,导致一批静电除尘器在今天的环保标准下排放超标。
而在静电除尘器升级改造中,增加电场又没有足够的场地,用袋式除尘器又担心后期的维护成本。
所以提高静电除尘器高压电源的供电技术,才是解决这个问题最有效的捷径。
下面我们就通过粉尘的荷电机理与电源工作原理来论证一款由中国自主研发的新型静电除尘器高压电源——脉冲高频电源。
一、静电除尘器高压电源发展的三个阶段:第一阶段:工频电源1、恒流源:单相交流380V输入,变压器分档调幅调压,高压硅堆整流输出。
输出频率100Hz。
二次电压输出波形:纹波较大的直流(DC)电压波形。
2、单相可控硅电源:单相交流380V输入,可控硅调相调压,高压整流变压器输出。
输出频率100Hz。
二次电压输出波形:纹波较大的直流(DC)电压波形。
3、三相可控硅电源:三相交流380V输入,可控硅调相调压,高压整流变压器输出。
输出频率300Hz。
二次电压输出波形:纹波较小的直流(DC)电压波形。
第二阶段:高频电源1、按输出频率可分为:10 kHz、20 kHz、50 kHz。
2、按调压方式可分为:调频高频电源、调幅高频电源。
三相交流380V输入,可控硅/二极管调相调压,IGBT全桥逆变经高压整流变压器输出。
输出频率10 kHz、20 kHz、50kHz。
二次电压输出波形:基本上纯直流的(DC)电压波形。
第三阶段:工频基波脉冲电源工频基波脉冲电源:由两组独立电源组成即基波电源和脉冲电源。
基波频率300Hz,脉冲频率100pps,脉冲宽度75μs;第四阶段:脉冲高频电源:由多组独立高频电源叠加组成。
高频电源在静电除尘器上的应用分析摘要:本文介绍了高频电源应用于静电除尘器的节能减排原理,通过工程实例的对比试验发现:高频电源与工频电源比较,节能率达到50%以上,节能减排效果显著。
关键词:高频电源;静电除尘器;应用随着国家排放标准的趋严,以及节能减排国策的施行,大气粉尘污染治理应用行业也出现了新的特点。
提高除尘效率,降低能耗,成为发电企业当前的一个主要问题。
大功率高频电源是新一代静电除尘器的供电装置,与目前普遍使用的工频电源相比,可以在确保除尘效率的前提下,大幅度减少静电除尘器的电耗。
某发电厂将静电除尘器由工频电源改为高频电源后,取得了显著的节能效果。
一、高频电源原理高频电源采用现代电力电子技术,是将三相交流输入经过三相整流为直流电源,经逆变为高频交流电,最后整流输出直流高压。
变换器实现直流到高频交流的转换,高频变压器和高频整流器实现升压整流输出,为除尘器提供电源,高频电源原理见图1。
1.1高频电源节能原理静电除尘器的工频电源频率低,电源转换效率只有75%,而高频电源转换效率为95%,此项节电约20%。
静电除尘器采用工频电源供电产生电晕时,只有极少量电能用于烟尘荷电,绝大部份电能做了无效的空气电离。
而用高频电源向除尘器供电时,用高频率、窄带宽(微秒级)的脉冲使烟尘荷电,其特点是荷电量大而能耗非常少,使电能大幅度下降。
高频电源是三相整流后,在纹波非常小的直流上再进行逆变,因而直流脉冲的幅值可以有效控制在非火花区内,基本不产生火花,即使产生火花,也可以在5~10100μs内自行关断快速响应,进行火化控制,而工频电源火花多而耗能大,一旦产生火花要10ms(即10000μs)内才能关断响应,所以高频电源可以达到节电的目的。
高频电源的节能原理图如图2所示。
1.2高频电源除尘增效原理高频电源由于高压转换始终工作在50kHz以上,可以控制在非火花区内把脉冲幅值调到最大,即二次电压调到最高,不会像工频电源出现放电的时间,而一直保持可荷电状态,因而烟尘总体荷电量大,特别对微细烟尘也容易荷电,所以从理论上,高频电源可达到提高除尘率的作用。
火力发电厂静电除尘器高频电源故障分析及处理摘要:近年来,在国家“双碳”目标的背景和要求下,火力发电厂不得不投入烟气超低排放技术。
静电除尘器做为火力发电厂超低排放的重要设备,高频电源的缺陷严重困扰了静电除尘设备稳定、可靠运行,极大部分高频电源故障无法在线处理以致于部分电场因故障退出运行,导致电除尘除尘效率降低。
因此,设备优化、改进、定期维护及电除尘实际运行工况及电场运行参数变化分析对于电除尘器的故障处理及稳定运行尤为重要,本篇文章结合本电厂所使用的菲达静电电除尘器、金华大维EHC-II高频电源进行故障分析和处理,可作为故障分析、处理参考。
关键词:静电除尘器;高频电源;故障分析;处理;1.工作原理、结构组成简介1.1工作原理高频电源是将输入的三相工频交流电源经过三相全桥整流滤波后产生低压直流电,再通过全桥IGBT等逆变电路,形成高频脉冲式交流电,后经高频变压器将低压高频交流脉冲升压整流后,输出供给静电电除尘电场使用。
在高压静电场的作用下,含尘烟气中悬浮的通过高压电场时,带上电子和离子的尘粒在电场力作用下向异性电极运动并吸附在异性电极上堆积起来,所堆积的粉尘,通过振打等方式使电极上的灰尘落入灰斗中。
电场场强越高,电除尘器效果越好,且以负电荷捕集灰尘的效果最好,静电电除尘运行全流程如下:三相工频交流电整流、滤波全桥IGBT逆变高频变压器含尘烟气正离子粘附尘粒高压静电场(高频电源)气体介质电离自由电子粘附尘粒负离子含尘烟气振打带正电荷尘粒受电场力作用趋向阴极落灰灰斗出灰带负电荷尘粒受电场力作用趋向阳极落灰振打1.2结构组成简介(1).整流和滤波三相交流电压经整流桥得到直流电压,再经滤波,输出稳定的直流电压。
(2).高频逆变直流电压经由IGBT逆变桥、谐振电容、谐振电感组成的串联LC谐振逆变电路,逆变成高频交流电压。
(3).高频变压器逆变波形经过高频变压器升压,再经高频整流桥整流,从而得到电场所要求的直流高压。
电除尘高频电源工作原理
嘿,咱来说说电除尘高频电源的工作原理哈。
我跟你讲哦,有一回我去工厂参观,看到那个电除尘高频电源,可好奇了。
那玩意儿长得就像个大箱子,上面有好多按钮和指示灯。
我就问旁边的师傅,这东西是咋工作的呢?师傅就给我解释,说这电除尘高频电源啊,就像个超级吸尘器。
它能把空气中的灰尘吸走,让空气变得干干净净的。
师傅说,这玩意儿里面有个变压器,能把电压升高。
就像给气球打气一样,把电压打得高高的。
然后把高电压加到电极上,电极就会产生电场。
这电场可厉害了,能把灰尘吸过来。
我听了半懂不懂的,就看着那个大箱子,想象着里面的电场是啥样的。
师傅又说,这电场就像个大网,把灰尘都网住。
然后灰尘就会顺着管道流到集尘器里,被收集起来。
我看着工厂里干净的空气,心里想,这电除尘高频电
源还真厉害。
以后要是看到空气不好的地方,我就会想起这个大箱子,想着要是有个电除尘高频电源就好了。
《高频静电除尘电源监控系统设计》篇一一、引言随着工业化的快速发展,空气质量日益受到人们的关注。
静电除尘技术作为一种有效的空气净化手段,被广泛应用于各类工业生产环境中。
而高频静电除尘电源监控系统作为静电除尘技术的核心组成部分,其设计的重要性和迫切性愈发凸显。
本文将就高频静电除尘电源监控系统的设计进行详细的阐述,旨在为相关研究与应用提供理论依据和实用指导。
二、系统设计目标高频静电除尘电源监控系统的设计目标主要包括以下几个方面:1. 高效性:系统应具备高效的工作性能,确保静电除尘设备的正常运行,提高空气净化效率。
2. 稳定性:系统应具备较高的稳定性,以保障长时间连续工作的可靠性。
3. 智能化:通过引入先进的监控技术,实现系统的智能化管理,降低人工干预成本。
4. 实时性:系统应能实时监测电源工作状态,及时发现并处理异常情况。
三、系统架构设计高频静电除尘电源监控系统主要由电源模块、监控模块、通信模块和上位机软件四部分组成。
1. 电源模块:负责为静电除尘设备提供稳定的高频电源。
采用高频开关电源技术,确保电源的高效稳定输出。
2. 监控模块:采用传感器技术,实时监测电源的工作状态、电流、电压等参数。
当出现异常情况时,及时向上位机软件发送报警信息。
3. 通信模块:负责上位机软件与监控模块之间的数据传输。
采用无线通信技术,实现远程监控和管理。
4. 上位机软件:负责接收通信模块传输的数据,对数据进行处理、分析和存储。
同时,上位机软件还应具备友好的人机交互界面,方便用户进行操作和查看。
四、系统功能设计1. 实时监测:系统应能实时监测电源的工作状态、电流、电压等参数,确保静电除尘设备的正常运行。
2. 报警提示:当监测到异常情况时,系统应能及时向上位机软件发送报警信息,提醒用户进行处理。
3. 数据处理与分析:上位机软件应对接收到的数据进行处理、分析和存储,以便用户查看和分析电源的工作情况。
4. 远程控制:通过通信模块,实现上位机软件对静电除尘设备的远程控制,方便用户进行管理和维护。
静电除尘器高频电源各类高压电源的性能对比与脉冲高频电源简介概述在饱受雾霾之苦的今天。
随着我国对环境保护的日益重视,燃煤电厂的污染排放受到人们的关注,国家和地方环保部门对燃煤电厂污染物的排放和总量有了较严格的控制,并且排放标准逐年升高。
这就迫使企业对现有的静电除尘器设备进行不断的升级和改造。
但是现有的问题是,很多企业的静电除尘器在当初设计时没有考虑到未来的排放标准会如此苛刻,导致一批静电除尘器在今天的环保标准下排放超标。
而在静电除尘器升级改造中,增加电场又没有足够的场地,用袋式除尘器又担心后期的维护成本。
所以提高静电除尘器高压电源的供电技术,才是解决这个问题最有效的捷径。
下面我们就通过粉尘的荷电机理与电源工作原理来论证一款由中国自主研发的新型静电除尘器高压电源——脉冲高频电源。
一、静电除尘器高压电源发展的三个阶段:第一阶段:工频电源1、恒流源:单相交流380V输入,变压器分档调幅调压,高压硅堆整流输出。
输出频率100Hz。
二次电压输出波形:纹波较大的直流(DC)电压波形。
2、单相可控硅电源:单相交流380V输入,可控硅调相调压,高压整流变压器输出。
输出频率100Hz。
二次电压输出波形:纹波较大的直流(DC)电压波形。
3、三相可控硅电源:三相交流380V输入,可控硅调相调压,高压整流变压器输出。
输出频率300Hz。
二次电压输出波形:纹波较小的直流(DC)电压波形。
第二阶段:高频电源1、按输出频率可分为:10 kHz、20 kHz、50 kHz。
2、按调压方式可分为:调频高频电源、调幅高频电源。
三相交流380V输入,可控硅/二极管调相调压,IGBT全桥逆变经高压整流变压器输出。
输出频率10 kHz、20 kHz、50kHz。
二次电压输出波形:基本上纯直流的(DC)电压波形。
第三阶段:工频基波脉冲电源工频基波脉冲电源:由两组独立电源组成即基波电源和脉冲电源。
基波频率300Hz,脉冲频率100pps,脉冲宽度75μs;第四阶段:脉冲高频电源:由多组独立高频电源叠加组成。
基波频率10~50 kHz,双脉冲频率1~10000 pps,脉冲宽度8μs;脉冲电源输入电压: 三相交流380V。
二次电压输出波形:直流(DC)电压波形叠加脉冲(PULSE)电压波形。
即直流叠加脉冲(DC+PULSE)电压波形。
二、静电除尘器高压电源工作原理简介:1、三相可控硅电源工作原理:三相可控硅电源主要由反并联可控硅调压电路、三相高压整流变压器及控制电路组成。
三相可控硅电源原理如图2-1所示。
三相可控硅电源的基本工作原理是将三相380V低压交流电,经反并联可控硅在控制回路控制下将移相调压后的交流电压送至三相高压整流变压器一次侧,经三相高压整流变压器二次侧升压、高压硅堆整流后输出直流高压。
图2-2是在电除尘器负载上得到纹波较小的直流(DC)电压波形图。
控制器根据静电除尘器负载的二次电压、电流反馈信号进行自动跟踪控制。
图2-1三相可控硅电源原理框图图2-2 三相可控硅电源二次电压波形图2、高频电源工作原理:高频电源主要由三相整流滤波电路,IGBT全桥谐振逆变电路,高频高压整流变压器及控制电路组成。
高频电源原理如图2-3所示。
图2-3 高频高压电源原理框图高频电源的基本工作原理是将三相380V低压交流电,经三相桥式整流电路得到直流电压、LC滤波输出520V直流母线电压。
直流电压经IGBT全桥逆变为高频脉冲电压。
高频脉冲电压经高频变压器升压,高压硅堆整流后输出直流高压。
图2-4是在静电除尘器负载上得到基本上纯直流的(DC)电压波形图。
控制器根据ESP 负载的二次电压、电流反馈信号进行自动跟踪控制。
图2-4 高频电源二次电压波形图3、工频基波脉冲电源原理:工频基波脉冲电源:由两组独立电源并联耦合组成,即基波电源和脉冲电源。
工频基波脉冲电源原理如图2-5所示。
图2-5 工频基波脉冲电源原理框图工频基波脉冲电源工作原理:工频基波电源工作原理同三相可控硅电源工作原理,在此不再阐述。
其作用是产生基波电压-Udc。
脉冲电源工作原理是将三相380V低压交流电,经反并联可控硅在控制回路控制下,将移相调压后的交流电压送至三相高压整流变压器一次侧,经三相高压整流变压器二次侧升压、高压硅堆整流后输出正高压直流母线电压+Ups,经高压IGBT全波逆变为高压脉冲电压。
高压脉冲电压经电容Cs、脉冲变压器PT输出形成脉冲电压-Upulse,再经耦合电容Cc与基波电压叠加产生ESP所需电压Uesp,即在静电除尘器负载上得到Uesp=-(Udc+Upulse)的电压波形。
其波形图如图2-6所示。
控制器根据ESP负载的二次电压、电流反馈信号进行自动跟踪控制。
图2-6 工频基波脉冲电源二次电压波形图4、脉冲高频电源工作原理:脉冲高频电源是由N(N=2,3,4,5…)组独立IGBT全桥逆变电路、变压器整流电路串联组成如图2-7所示。
若U2=80kV,当N=4时,其基波和脉冲波的幅值比为2:4、3:4(电压比为40:80kV、60:80kV)。
脉冲高频电源的工作原理是将三相380V、50Hz低压交流电,经三相桥式整流LC滤波输脉冲出520V直流母线电压,直流母线电压经多组IGBT全桥逆变为高频脉冲电压,对应各自高频变压器升压,由各自高压硅堆串联整流输出高压。
在静电除尘器负载上同时得到直流基波(DC)电压和脉冲波(PULSE)电压如图2-8所示。
控制器根据ESP负载的二次电压、电流反馈信号进行自动跟踪控制。
图2-7脉冲高频电源原理框图图2-8脉冲高频电源二次电压60:80kV波形图三、静电除尘器高压电源波形分析:静电除尘器高压电源分为直流(DC)电压波形供电,直流叠加脉冲(DC+PULSE)电压波形供电。
工频电源、高频电源属直流(DC)电压波形供电(如图2-2、如图2-4所示)。
特征是相同幅值直流电压连续不断的向除尘器充电加压,使板线间始终维持在击穿电压点附近。
当粉尘比电阻超过1011Ω·cm后,就会在气体电离—粉尘荷电—移动—捕集—脱尘的过程中出现问题。
当高比电阻粉尘累积在阳极板上后,由于连续加压,使带电粉尘对阳极板的中和速度被更快的再充电,导致阳极板尘层加厚,表面电位提高,造成对放电极的电位差相对减少,放电极电晕放电减弱,引起反电晕现象发生,除尘效率大幅下降。
脉冲电源属直流叠加脉冲(DC+PULSE)电压波形供电(如图2-6、如图2-8所示)。
特征是在有效电晕电压,连续不断地向静电除尘器充电加压的同时,叠加脉冲电压。
这种荷电方式,不仅提高了瞬间的荷电电压,又降低了平均荷电电压,即使是高比电阻粉尘,粉尘层中的电位也很容易在阳极板上得到中和,阳极板表面电位降低,不会产生与放电极相对电位的提高,抑制了反电晕现象的发生。
脉冲波瞬间高电压更易使粉尘荷电,所以除尘效率大大提高。
四、静电除尘器对供电电源输出波形频率的响应:静电除尘器的结构是由极板、极线平行交错排布而成,可视为容性负载。
根据电除尘器的伏—安特性曲线,其不同阶段数学模型是不同的,电阻和电容串联组合,代表电除尘器伏—安特性曲线的0—起晕电压段。
电阻和电容并联组合,代表电除尘器伏—安特性曲线的起晕电压—击穿电压段。
如图4-1。
图4-1Xr代表阻抗,是静电除尘器极板极线间粉尘介质对气体电离的阻碍程度Xc代表容抗,是静电除尘极板极线间距离、面积对气体电离的阻碍程度,是频率的函数。
Xc=1/2πfC当电阻和电容并联时:I=U/Xr+Xc当电阻和电容并联时:I=U/Xr+U/Xc由上述小结:当电压为定值时,容抗减小电流增加。
静电除尘器是物理实体,提高其供电电源频率,对提高除尘效率是有效的。
五、脉冲电晕放电对粉尘荷电的影响粒子在直流电晕荷电的过程中,随着颗粒带电量的增加从而在颗粒表面产生势垒能。
荷电的发生是只有那些具有动能大于或足以克服荷电粒子表面势垒能的电子与粒子碰撞而产生. 低于荷电粒子表面势垒能的电子不能达到粒子表面进而不荷电.当荷电发生到一定阶段时,粉尘的荷电速度减小,从而影响粉尘的带电量,造成除尘效率底下。
在脉冲放电中,由于瞬间电位较高,电子从电场中获得的能量很大,产生高能电子,这些高能电子与中性气体分子碰撞裂解或激发中性分子进而产生更多的电子。
此时,电场空间带电粒子主要是电子,电晕电流是电子传输形成的。
飞灰粒子荷电是以电子荷电为主。
飞灰在脉冲放电电晕场中的电子荷电机理是以电子的电场荷电和动能扩散荷电为主,飞灰粒子的电子荷电不仅与电场强度有关,也与电子的热运动程度有关(即电子的动能)。
由于飞灰在直流电晕下的电场荷电很快达到饱和并在飞灰粒子表面形成势垒能,抑制飞灰的进一步荷电. 但在脉冲期间,单位空间内,被激发出的电子密度很大,能量很高,高能电子足以克服这势垒能而轰击飞灰粒子表面使粒子的荷电量超过饱和电场荷电的极限.从而获得更快的趋近速度,提高除尘效率。
六、静电除尘器脉冲电源主要技术指标:脉冲电源主要技术指标项目单位脉冲电源脉冲高频电源直流基准电压kV 30~100 20~100 DC Base VoltagemA 400~1350 800~2400 直流基准电流DC Base CurrentkV 50~100 20~100 脉冲电压Pulse Voltage脉冲电流mA 400~800 400~1200 Pulse CurrentA 120~200 10~30脉冲峰值电流Pulse Peak Current双脉冲重复频率PPS 2*(0~10000)Dipulse RepetitionPPS 100重复脉冲Pulse RepetitionμS 50~75 8~10 脉冲宽度Pulse Width除尘器电容量nF 133~200 133~200 ESP CapacitanceHz 300 50000 直流基波频率DC Base Frequency七、脉冲高频电源特点大连蓝清自控设备有限公司研制的GGGAJ02-40kHz/□A*□kV静电除尘器脉冲高频电源(简称脉冲高频电源),是一种即能提供直流供电、间歇供电和脉冲供电的电除尘器供电电源。
1.绿色电源:三相供电、电网平衡、无谐波干扰、功率因数高、电源转换效率高。
2.多电压叠加技术:多组IGBT全桥逆变功率单元、变压器整流电路串联组合,实现2+1、3+1、4+1等高频脉冲电源的功率叠加和电压叠加。
多电压叠加可组合任意电压波形形状,输出多种DC电压波形和DC+PULSE电压波形,实现对静电除尘器的纯直流供电、间歇供电和脉冲供电。
电压峰值、有效值均可调,电场控制方式灵活。
3.高频率窄脉冲:输出频率范围2kHz-50kHz,静电除尘器是容性负载,供电频率越高电场容抗越小,电源向电除尘器注入的能量就越大。
脉冲宽度8μS更有利于瞬间高强电场的产生和气体电离过程中自由电子的激发。