我国电除尘器脉冲电源与国外先进技术的差距
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高压脉冲电源技术在电除尘中的实际应用摘要:在环保问题的日益严峻下,我国对各行各业的环保要求也愈来愈高。
当下实现电厂“近零排放”已成为重点课题,对粉尘的排放也提出了高要求。
为了实现降低粉尘浓度的需求,达到“近零排放”目标,最为关键的环节就是对电除尘进行提效改造。
鉴于此,本文将针对电除尘中高压脉冲电源技术的应用展开更深层次的分析,以期能为相关业界人士提供些许启示。
关键词:高压脉冲电源技术;电除尘;实际应用前言:在经济日新月异发展下,人们的生活水平不断提升,带来的环境污染问题也愈加严峻,受到了社会的广泛关注,其中最为突出的一个问题就是大气污染。
现阶段,在电厂运行过程中,仍有一些除尘设施工艺严重落后,相关设备也出现老化现象,使得电厂排污难以达到国家指定要求。
随着我国对大气治理工作的逐渐重视,电厂作为各城市的重点企业,必须严格遵循大气污染排放标准,这样才能推动自身的长足发展。
1脉冲高压电源应用实例位于我国某江口东岸的A厂,设计1号机组电除尘器的效率为大于99.6%,每立方米烟气排放浓度为150mg。
因为与电厂原来除尘器入口烟气量相比,实际燃用的煤质烟气量明显有所增多,在一定程度上降低了烟气含尘浓度,除尘器在运行过程中受比集尘面积的限制与长时间极线放电尖点蚀,与原有设计值相比,现运行的除尘器效率明显下降,实际上针对于出口烟尘浓度平均值在1号除尘器上已达每立方米63mg以上,其排放浓度通常处于每立方米47至123mg左右,每部电源能源在除尘器上已高达98kW。
所以,为了强化机组对煤种变化的适应程度,亟需对第一级电除尘器的潜力予以进一步挖掘,既能使湿除的负荷得到降低,实现节能节水要求,还可以减少脱硫的运行风险。
除尘器在提效后结合现有设备能力,改造的过程中,可以按照每立方米20至40mg进行。
综合比较高频电源、低温除尘器、电袋除尘器以及高压脉冲除尘器等方案,其中优势较为显著的就是高压脉冲除尘器。
2试验数据2.1改造前后性能数据改造前性能数据见表1及表2,改造后性能数据见表3及表4。
高能脉冲除尘电源概述这是一种全新的高频高压电源,对电除尘器节能减排将是一场革命;原理:与脉冲激光原理相似,高能脉冲是将高频逆变过来的高压电能暂存起来,然后,极短时间内以超高的能量密度(约正常电流的一千倍)释放出去。
当时间窗口足够窄,以至小于粉尘完全极化击穿所需时间的情况下,高压电能将均匀的以较高效率使粉尘荷电;电场中的风速,极距和粉尘浓度误差将变得不敏感。
与普通高压电源比较:高压静电除尘器诞生已有一百多年,随着时代的变迁,曾经的优点已早边缘化,缺点尤显突出。
究其原因,一方面社会对节能减排要求不断提高;另一方面,劣质煤炭比例有了很大变化。
随着煤炭资源的枯竭,为了节约能源降低成本,许多行业改优质煤为优劣混合煤,甚至于以煤干石为主。
过量的粉尘浓度及更高的比电阻导致除尘不达标。
在这种形势下,传统高压电源难以工作在理想状态。
由于诸多不利因数的存在,通常是大量电能在电场中粉尘浓度小的地方以沙状形式放电,在反电晕大的地方以电泳迁移形式浪费掉。
从外表上看,除尘器消耗电流大,电压上不去,能耗成倍增加,但收尘效果差。
高能脉冲电除尘是老一辈除尘专家梦寐以求事,由于高能脉冲电源的能量密度是普通电源的一千倍以上,即使有五万毫安的浪费,其占总电流(300A以上)的比重也较小。
电场中粉尘荷电将变得较均匀,收尘效率大幅度提高,能耗可减半;早在二十年前,武汉安全环境研究院就做过类似尝试,但由于当时高压脉冲开关技术不成熟,采用较落后的紫铜球触发方式获得脉冲,其脉冲的高度,波长,能量密度都无法稳定控制。
这种方案转换效率低,成本高,稳定性差,以至没有推广;尽管如此,他们在十平米以下除尘器上还是取得意想不到的节能减排效果。
随着电技术的迅猛发展,高能脉冲电源有了一个全新的发展机遇。
经过多年的研究与实践,理论与工艺问题已基本解决,只要有适当的政策和资金支持,全面推广指日可待。
电除尘器高压电源各类高压电源的性能对比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电除尘器设备进行不断的升级和改造。
在电除尘器改造的过程中,供电系统的选择直接影响着除尘器的性能。
本文通过对电除尘器各类高压电源工作原理的比对来分析什么样的电源更有利于提高除尘器的除尘效率。
一、电除尘器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:高频基波脉冲电源: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。
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。
电除尘器高频电源和脉冲电源应用分析周建伟;顾立群【摘要】通过宝钢电厂1、2号机组现役电除尘器高频电源和脉冲电源的工程设计、安装、调试和运行维护的实践阐述两种新型电源的供电特性以及对提高除尘效率的应用机理.实践结果显示,将高频电源运用在一、二、三电场,改造后排放质量浓度小于等于100 mg·Nm-3,将脉冲电源运用在四、五电场,改造后排放质量浓度在20 mg·Nm-3左右.高频电源适合处理高浓度中低比电阻粉尘,脉冲电源适合处理低浓度高比电阻粉尘.对于选择何种电源为佳,需要根据除尘器进口粉尘浓度以及不同工况条件下粉尘比电阻值来选择.【期刊名称】《能源研究与信息》【年(卷),期】2018(034)003【总页数】6页(P141-145,150)【关键词】静电除尘器;反电晕;高频电源;脉冲电源;比电阻【作者】周建伟;顾立群【作者单位】宝山钢铁股份有限公司电厂上海 201900;宝山钢铁股份有限公司电厂上海 201900【正文语种】中文【中图分类】TK36近年来随着国家对环保的日益重视,节能减排工作已被提高到一个新的高度。
作为主要的用煤用户,火电行业承担着节能减排巨大的压力[1-2]。
随着环保排放标准的逐步提高,人们必须考虑进一步提高电除尘效率[3-4]。
静电除尘器(ESP)简称电除尘,是利用高压直流电源产生的强电场使气体发生电离,即产生电晕放电,进而使含尘气体中的粉尘粒子荷电,并在电场力的作用下,将粉尘粒子从气体中分离出来并加以收集处理的除尘装置[5]。
除了本体设备、极配、电场结构等不断优化改进外,由于电除尘电场的工作能量由供电电源提供,因此电除尘电源的性能优劣将直接影响除尘效率以及供电能效[3-6]。
目前,电除尘主要使用的是晶闸管控制高压硅整流电源,一般由检测控制系统、变压器和整流器(T/R)装置组成,采用单相工频(50 Hz/60 Hz)交流电源,简称工频电源。
近年来人们又研究开发了许多新型电源并逐步应用,主要有:恒流源、三相电源、脉冲电源、高频开关电源等[5, 7-9]。
电除尘器高压电源-各类高压电源的性能对比电除尘器高压电源各类高压电源的性能对比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电除尘器设备进行不断的升级和改造。
在电除尘器改造的过程中,供电系统的选择直接影响着除尘器的性能。
本文通过对电除尘器各类高压电源工作原理的比对来分析什么样的电源更有利于提高除尘器的除尘效率。
一、电除尘器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俞入,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俞入,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:调频咼频电源、调幅咼频电源。
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75卩s;第四阶段:高频基波脉冲电源: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1〜10000pps,脉冲宽度8卩s;脉冲电源输入电压:三相交流380V。
二次电压输出波形:直流(DQ电压波形叠加脉冲(PULSE电压波形。
电除尘专栏第10期脉冲电源技术关键词:电除尘高频电源除尘器上期栏目我们介绍了电除尘新技术的一种高频电源技术,这期我们将继续介绍电源中另一种新技术——脉冲电源技术一工作原理脉冲电源是电除尘配套使用的新型高压电源之一,其脉冲供电方式已在世界上被公认为是改善电除尘器性能和降低能耗最有效的方式之一,可广泛应用于电力、冶金、化工、水泥等行业的烟气粉尘治理,可实现高效除尘、保护环境的作用。
脉冲电源以窄脉冲电压波形输出为基本工作方式,其主要目的是在不降低或提高除尘器运行峰值电压的情况下,通过改变脉冲重复频率调节电晕电流,以抑制反电晕的发生,使电除尘器在收集高比电阻粉尘时有更高的收尘效率。
目前常见的电源叠加方式主要为一个直流高压电源和一个脉冲高压电源叠加而成,即基础电压部分和脉冲电压部分。
基础电压部分:可由高频电源、三相电源、工频电源等直流电源产生,基础电压额定值一般为60kV。
脉冲电压部分:脉冲电压部分由IGBT开关器件、储能电容、脉冲变压器、高压隔直电容组成,这些器件与电除尘器等效电容构成谐振回路,产生谐振电流,并最终在除尘器上产生脉冲电压。
脉冲电压宽度小于100微秒,脉冲电压峰值最高可达80kV,其输出的脉冲幅度、脉冲重复频率、基础二次直流高压和基础二次直流电流可调。
图1脉冲电源主电路原理图图2脉冲电源主电路框图图3脉冲高压电源波形二技术特点(1)高效节能脉冲单元负责粉尘荷电,其供电时间短且采用能量回馈机制,脉冲升压时的大部分能量会送到贮能电容中回收,可以供下一步脉冲使用;而基础直流高压单元只需维持电除尘器电场起晕电压,提高了电能利用效率,在满足除尘效率的同时减少了供电功率。
(2)工况适应能力强,有效抑制反电晕在脉冲电源供电情况下,因平均电流较小,减轻了粉尘层中的电荷积累,因而可减弱反电晕的发生。
另外,脉冲电源的平均电压电流和峰值电压电流单独可调,煤种和粉尘的适用性大幅提高,对高比电阻粉尘等恶劣工况具有广泛的适应性。
高频电源应用于除尘系统中存在的问题及解决方案发布时间:2021-05-14T14:19:09.810Z 来源:《中国电业》2021年第4期作者:邓红刘永生屈浩湘[导读] 本文分析高频电源应用于除尘系统中存在的问题以及解决方案邓红刘永生屈浩湘华能靖远热电公司甘肃省白银市 730919摘要:本文分析高频电源应用于除尘系统中存在的问题以及解决方案,优先阐述高频电源理论定义以及高频电源除尘系统的优势,增加对相关理论内容的了解,丰富后文理论部分。
基于当下高频电源应用于除尘系统中存在一些不足,选择对当下常见问题进行分析,并结合实际情况,探索制定高频电源应用于除尘系统中存在的问题解决方案,力求通过制定科学方案,为相关企业以及工作人员实际工作提供参考,利于在促进企业更好发展同时,有效节约电能,为实现企业与我国可持续发展作保障。
关键词:高频电源;除尘系统;问题;解决方案前言:电源作为除尘设备的主要构成,电源效率的有效推升,利于优化整个设备的运行状态,提升设备运行效率。
高频电源具备灵活的反应机制、其适应性好、可节能并控制能耗,满足除尘系统运行需求,也可提升除尘器的运行效率,提高整个生产系统运行效率。
基于高频电源在除尘系统的应用优势,相关企业在发展与生产作业中,可大力应用高频电源,利于强化电场除尘效果,以此实现高质、高效生产目标。
1.高频电源及高频电源除尘系统优势概述高频电源也被称之为电子管变频设备,其中高频感应炉是关键装置之一。
高频电源和感应加热技术可以高效对金属材料进行加热、工件变形小、减少运输,而且高频电源实现环保和低能耗应用目标。
基于高频电源的优势,使其被广泛应用到不同领域。
电除尘设备作为发电厂生产环节的关键配套设备,应用该设备可以对通过除尘设备的烟气进行处理,使得烟尘处于正电荷状态,后把烟气运送到设置的多层阴极板内电除尘器通道中。
利于形成任意电压与电流的波形,具备较强的吸附性以及电厂粉尘处理效果,极大满足不同除尘器的实际应用需求。
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。
·69我国电除尘器脉冲电源与国外先进技术的差距文_覃绍亮 大唐环境产业集团股份有限公司摘要:文章在介绍电除尘器脉冲电源与常规直流电源的区别及其技术特点的基础上,从电除尘器脉冲电源的设计及应用、配置方式、装配形式、质量对比等四个方面,阐述了我国电除尘器脉冲电源与国外先进技术的差距,提出国产电除尘器脉冲电源除了在核心技术方面有待改进之外,制作脉冲电源的元器件与材料,特别是影响整机性能的玻璃钢片材料和IGBT芯片方面也需要提高。
关键词:电除尘器;脉冲电源;技术差距The Gap between Pulse Power Supply of ESP in China and Advanced Technologyin Foreign CountriesQin Shao-liang[ Abstract ] On the basis of introducing the difference and technical characteristics between pulse power supply of ESP and conventional DC power supply, this paper expounds the gap between pulse power supply of ESP in China and foreign advanced technology from four aspects of design and application, configuration mode, assembly form and quality comparison of pulse power supply of ESP, and points out that domestic pulse power supply of ESP is not only in core technology. In addition to technical improvements, the fabrication of components and materials of pulse power supply, especially FRP sheet materials and IGBT chips, which affect the performance of the whole machine, is also an important part to be improved.[ Key words ] ESP; Pulse power supply; Technical gap1 简介电除尘器脉冲供电电源按照脉冲宽度分类,可分为ns级的短脉冲电源和µs级的长脉冲电源。
按照是否具有脉冲变压器进行分类,可分为不带脉冲变压器的脉冲电源和带脉冲变压器的脉冲电源。
2 脉冲电源的优点脉冲电源较常规电源具有两个优点。
一是脉冲电压上升时间短,电场内电压dV/dt高,使电场内易产生高能低温等离子体。
二是脉冲电压持续时间短,使电场在同样的工况下能获得更高的峰值电压。
3 电除尘器脉冲供电技术的特点3.1 具有更高的除尘效率工频电源和高频电源电晕电压与收尘电压是同一个电压,并且是直流连续电压,一般不能升得很高,通常在50~70kV之间,否则就会发生火花放电。
脉冲电源收尘用的基础电压较低,通常在50kV以下,电晕主要依靠宽度100µs左右以及上升时间小于50µs的脉冲电压形成,所以脉冲电源可在有效控制火花放电的前提下,使得脉冲电压可以达到较高的数值,粉尘荷电效果更好,电除尘器的收尘效率也更高。
3.2 避免高比电阻粉尘收尘时产生的反电晕高比电阻粉尘在直流供电模式下,收尘极很容易产生反电晕和二次扬尘现象。
但反电晕的产生通常需要一定时间,脉冲电源电压脉冲宽度仅为100µs左右,远远小于形成反电晕的时间,而且重复频率低,消除了反电晕的可能。
在高比电阻粉尘的工况下,脉冲电源可以通过减小脉冲频率降低供电电流,进而避免电场内部的反电晕现象。
3.3 相对于其他电源更节能脉冲电源基础电压在电场起晕电压附近运行,电流较小,重复频率在25~400pps左右,仅为电场提供必要的电场力,从而大幅减少无效电能,提高电能利用效率。
脉冲电压部分采用能量回馈机制,虽然脉冲瞬时功率大,但大部分能量在脉冲下降时又回馈到了系统中,实际脉冲部分的平均功率非常小,因此脉冲部分消耗电量也很小。
实践证明,脉冲电源较普通工频电源节电率高达80%~90%,比高频电源也可节电约30%~50%。
3.4 节省钢材脉冲电压的独特供电方式使电除尘器在运行时,大幅度降低粉尘排放,这相当于增加了电除尘器收集面积。
有关的应用研究表明,电除尘器采用脉冲电源供电,可比普通直流电源供电减少近50%的收尘板面积。
3.5 实现排放达标由于脉冲电源可使电场内极易产生高能低温等离子体,且脉冲电源激发的电荷浓度为常规电源的几百倍,这就极大提高了粉尘的荷电量,在同等工况下,能够减少粉尘排放30%以上,科 技·TECHNOLOGY 70减少PM2.5排放50%以上。
4 国产脉冲电源与国外先进技术的差距纵观现今国内外脉冲电源的应用情况不难发现,我国自主研发的脉冲电源技术与国际先进水平仍有一定的差距,具体体现在如下几个方面:4.1 设计及应用由脉冲电源的原理可知,脉冲电源是由一个基础电压和一个脉冲电压叠加而成。
在保证排放要求的前提下,国外脉冲电源在设计和实际运行时,往往采用较低的基础电压和较高的脉冲电压,比如丹麦史密斯公司的脉冲电源,基础电压通常不高于40kV,脉冲叠加电压达60kV以上,最高可到100kV,这样基础电压能够使除尘设备保持一个较低的耗电率,而较高的脉冲则可使粉尘荷电性能提高。
国内大多数厂家在基础电压和脉冲叠加电压的关系介绍上比较模糊,但实际在脉冲电源设计和运行时,往往选择较高的基础电压和一个较高的脉冲电压,比如国电南环的脉冲电源,基础电压60~80kV,脉冲叠加电压60~80kV,此种配置可使除尘效率达到较高的水平,但在节能方面就要逊于如丹麦史密斯的产品。
另外,国内有研究表明,电除尘器脉冲供电电源的基础电压,并不是越接近起晕电压越好,而是越接近关断电压越好,因为关断电压通常是反电晕现象的断开点,而脉冲电源基础电压的建立原则,首先就是要避开反电晕,所以脉冲电源基础电压的确定,应该是依据关断电压,而非起晕电压。
依据这个研究结果,可以得到电除尘器脉冲供电电源的最佳基础电压应在20~30kV之间,而国内脉冲电源厂家在技术设计时,仍不能达到国外同类产品的水准。
实际就国内外两种电除尘器脉冲供电电源的差别来看,采用较低基础电压的脉冲电源更有利于电除尘设备的长期运行。
应该说国内没有采用较低基础电压的原因,主要是在核心技术方面还有待改进。
4.2 配置方式在脉冲电源基础电压选择方面,国外通常选择成本较高的三相工频电源。
三相工频电源功率因数和效率相对较高,输入到电除尘器电场的电压纹波较小(5%左右),其平均值和峰值只有5%的差别,所以电压及电能输入的平均值较高。
而国内通常采用成本较低的单相工频电源或高频电源。
究其原因,除了市场低价竞争的成本因素外,还有用户的接受程度。
国内火力发电厂超低排放改造后,大多数电除尘器将原有的工频电源改为高频电源,高频电源技术相对成熟且运行较稳定,因此在基础电源的选择上,用户更愿意选择国内使用较多的高频电源。
对于上述现状,从电除尘器进一步挖掘节能潜力的角度分析,未来国内电除尘器脉冲电源发展方向,不排除选择基础电压低;电能输入平均值高;稳定性好;故障率低;综合费用低,但相对投资成本较高的三相工频电源作为脉冲电源的基础电源,实际从长远来看,以三相工频电源为基础电源的脉冲电源电除尘器,仅节能方面的经济效益,就远远大于其较高的投资成本。
4.3 装配形式国外的脉冲电源,比如丹麦史密斯公司,是将基础电源和脉冲电源在制造时融合为一个整体,其电源参数调整,需要按照用户手册以及较丰富的实践经验进行。
而国内的大部分脉冲电源厂家则是在基础电源上加装脉冲电源,其参数的调整相对比较随意。
可以这样简单的比喻,国外的脉冲电源是一个电源,而国内的脉冲电源是两个组装在一起的电源。
因此在运行时,使用国内电源的用户可以随时关闭脉冲电源部分,只运行基础电源(单相工频、高频电源),这样就无法更好地体现脉冲电源在节能、高效方面的优势。
4.4 质量对比通过了解国内一些配套了脉冲电源的电除尘器运行情况得知,国内脉冲电源的故障率也明显高于国外产品。
其中,除了脉冲电源控制部分的常规元件质量以外,脉冲变压器内的玻璃钢绝缘材料以及IGBT芯片的质量问题,是导致产品故障率高、质量品质不高的重要因素。
变压器玻璃钢套管将变压器内部高、低压引线引到油箱外部,不但作为引线对地绝缘,而且还担负着固定引线的作用。
变压器套管也是变压器载流元件之一,在变压器运行中,长期通过负载电流,当变压器外部发生短路时通过短路电流。
因此,变压器玻璃钢套管是具有绝缘、隔断和支持作用的重要器件,也是保障变压器安全运行的重要部件。
IGBT芯片是能源变换与传输的核心器件,俗称电力电子装置的CPU。
目前,国际上耐压高、电流大、速度高、饱和压降低、可靠性好、低成本的IGBT芯片主要采用1µm以下制作工艺,这种精度的制作工艺方面,我国与国外先进水平还有较大的差距,但是作为国家战略性的新兴产业,已经越来越受到重视。
因此,从产品质量上看,国产电除尘器脉冲电源除了在核心技术方面有待改进之外,制作脉冲电源的元器件与材料,特别是影响整机性能的玻璃钢片材料和IGBT芯片方面,也需要提高。
5 结语尽管目前我国电除尘器脉冲电源与国外先进水平还存在着差距,但在国家倡导的节能、高效、绿色发展的时代主题下,伴随国内对关键技术的突破以及元器件质量的提高,我国电除尘器脉冲电源技术必将会达到甚至超过国际先进水平。
参考文献[1]王娜.电除尘器脉冲供电电源及其应用中的几个问题[J].通风除尘,1993(2):6-12.。