脉冲电源技术及其在电除尘器中的应用与发展前景
高压脉冲电源技术在电除尘中的实际应用
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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。
电除尘脉冲电源原理及作用
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电除尘脉冲电源原理及作用嘿,朋友们!今天咱们来聊聊电除尘脉冲电源这个超酷的东西。
你可以把电除尘脉冲电源想象成一个超级严厉的教官,灰尘就是一群调皮捣蛋的小士兵。
这个电源一启动,就像是教官下达了“立正”的命令,那些灰尘小士兵们就开始瑟瑟发抖啦。
它的原理呢,就像是一场精心策划的闪电魔法。
脉冲电源会释放出高电压、短脉冲的电流,这电流就如同闪电一样迅猛。
当这个“闪电”击中含尘气体的时候,那些灰尘就像是被施了定身咒,瞬间被极化。
大的灰尘颗粒就像喝醉酒的大汉,摇摇晃晃地就被电场的力量拉向集尘电极,然后被牢牢地吸附住,动弹不得。
这电除尘脉冲电源的作用可大了去了。
它就像是环保界的超级英雄,拯救我们的空气于灰尘的“魔掌”之中。
如果没有它,我们周围的空气可能就像被灰尘小精灵们开了一场大派对后的混乱现场,到处都是灰蒙蒙的。
它比那种普通的除尘设备可厉害多啦。
普通的就像是拿着小扫帚慢慢扫地的小老头,而脉冲电源是开着大卡车直接把灰尘运走的大力士。
它的除尘效率高得就像火箭发射一样迅速,能在短时间内把大量灰尘清理干净。
你再想象一下,电除尘脉冲电源是一个神奇的大网兜,那些灰尘就是在空气中乱窜的小虫子。
这个大网兜一撒出去,不管是大虫子还是小虫子,统统都被网住,一个都别想逃。
在工业生产中,它更是功不可没。
那些工厂就像一个个大烟囱怪物,不停地吐出灰尘。
这时候电除尘脉冲电源就像一个专治烟囱怪物的神医,手一挥,就把那些灰尘都给消灭掉,让烟囱怪物只能乖乖地吐出干净的气体。
而且啊,这个脉冲电源还很聪明呢。
它就像一个会精打细算的小管家,在除尘的时候不会浪费太多的能量。
不会像那种莽撞的大力士,只会一股脑儿地用劲,它是有策略地释放电能,达到最佳的除尘效果。
要是把空气比作一块大蛋糕,灰尘就是蛋糕上讨厌的小苍蝇。
电除尘脉冲电源就是那个拿着苍蝇拍的守护者,把苍蝇都赶走,让我们能享受到干净、美味(这里是形容空气清新啦)的蛋糕。
总之呢,电除尘脉冲电源就是这么一个神奇、高效又有趣的东西,在环保的大舞台上扮演着不可或缺的角色。
电除尘脉冲电源原理及作用
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电除尘脉冲电源原理及作用想象一下,如果你家的吸尘器突然变成了一个神奇的魔法师,每次吸尘的时候,都能释放出电火花,把灰尘和垃圾瞬间消灭,那会是多么有趣的事情啊!这听起来有点像科幻片里的情节,但你知道吗?电除尘脉冲电源就是现实版的“魔法吸尘器”。
首先,我们来聊聊电除尘脉冲电源的原理。
简单来说,它就像是一个调皮的小孩子,手里拿着一个会放电的棒棒糖。
当这个“棒棒糖”接触到尘土时,尘土就像被电击了一样,乖乖地被吸附在电源上。
是不是觉得有点不可思议?其实,这背后有一个科学的小秘密。
有一天,小明家的电除尘脉冲电源坏了,他去找邻居阿姨求助。
阿姨笑着说:“小明,这东西就像是个调皮的小孩子,你要好好照顾它,它才会好好工作哦。
”小明好奇地问:“阿姨,它怎么工作呢?”阿姨笑着说:“这就像是你用手指戳气球,气球就会爆炸一样。
电除尘脉冲电源也是用电流戳击尘土,让尘土变成小颗粒,然后被吸附在电源上。
”说完,阿姨拿出一个电除尘脉冲电源,示范给小明看。
只见电源上的小灯泡一闪一闪,仿佛在跳舞。
阿姨解释道:“这就是电流在作怪,它把尘土变成了小颗粒,然后通过特殊的过滤网,把尘土和空气分离。
”这时,小明的妈妈走过来说:“哎呀,这东西看起来挺复杂的,我们普通人怎么知道它是不是在工作呢?”阿姨笑着回答:“其实很简单,你只要看看电源上的指示灯,如果它在闪烁,那就说明它在工作呢。
”说到这里,阿姨忍不住笑了起来:“你知道吗?电除尘脉冲电源还有一个妙用,它可以净化空气,让家里的空气变得清新哦!”小明听了,眼睛都亮了起来:“原来这个‘魔法吸尘器’还有这么大的作用啊!那我们以后就用它来保护家里的空气质量吧!”阿姨点点头:“没错,小明。
不过,使用电除尘脉冲电源也要注意安全哦。
记得在使用时,一定要确保电源没有损坏,否则会有触电的危险。
”最后,阿姨给了小明两个实用的建议:1. 定期检查电除尘脉冲电源的线路和部件,确保其正常工作。
2. 使用电除尘脉冲电源时,要避免在潮湿的环境中操作,以免发生意外。
电除尘专栏第10期 脉冲电源技术
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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。
脉冲电源与高频电源技术在静电除尘中的组合应用
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除尘效率达不到设计预期,粉尘排放量难以控制。随着《火电厂大气 象, 粉尘就没有办法被电场吸附, 这是传统的电除尘设备除尘效率
污染物排放标准(2011)》的确定,大部分企业无法满足新的排放标 较低的主要原因。采用 MPS 脉冲电源技术, 使用短宽度的脉冲施加
准。沿海某 4*600MW 燃煤发电机组电除尘器为双室五电场四通道 高脉冲电压所产生的电场很稳定, 不会产生逆电晕现象, 毫秒级脉
3脉冲电源在电除尘末电场的应用该电厂12机组电除尘通过将电除尘前电场改造为高频电源改造后除尘效率有了明显的提高然而电除尘器排放量部分时间仍在50mgm3以上经试验研究表明电除尘出口浊度高于50mgm3表明电除尘对细微颗粒收集效效果不好由于细微颗粒粒径小质量轻表面积大数量多所以对细微颗粒的收集效果受到诸多因素影响
3 脉冲电源在电除尘末电场的应用
员会,2007:351-355.
该电厂 #1、#2 机组电除尘通过将电除尘前电场改造为高频电 [4]吴彦.脱除 SO2 和 NOX 用高压脉冲电源特性的研究[J].大连理工
源,改造后除尘效率有了明显的提高,然而电除尘器排放量部分时 大学学报,1994,34(5):518-521.
高频电源是把三相工频电源通过整流形成直流电,通过逆变 器,将末电场改为脉冲电源。通过高频电源和脉冲电源的组合应用,
电路形成高频交流电,再经整流变压器升压整流后形成高频脉动电 在前电场运用脉冲电源,对直径较大的颗粒物进行收集后,在 5 电
流送除尘器,负载运行时起晕电压比采用工频电源起晕电压低,有 场(末电场)使用脉冲电源,对细微颗粒物进行收集。通过高频电源
效果越好。
电源由于其微脉冲的特性,对细微颗粒及粒径较大的颗粒物均有较
根据除尘效率公式(多依奇公式)
电除尘脉冲电源原理及作用
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电除尘脉冲电源原理及作用嘿,朋友们!今天咱们来聊聊电除尘脉冲电源这个超酷的东西。
你可以把它想象成是一个超级英雄,专门在灰尘的世界里大显身手。
这个电除尘脉冲电源的原理啊,就像是一场精心编排的“电之舞”。
它能产生高电压的脉冲,就好比是一个超级大力士,突然之间爆发出强大的力量。
这个高电压脉冲呢,就像一群充满活力的小电精灵,到处乱窜。
当这些小电精灵跑到电除尘器里面的时候,那场面可就热闹啦。
电除尘器里有那些收集灰尘的极板,就像是一个个灰尘的“小牢房”。
正常情况下,灰尘可能还在那里逍遥自在地飘着,但是电除尘脉冲电源一启动,那些小电精灵就开始工作啦。
灰尘颗粒就像是一群调皮捣蛋的小坏蛋,突然被这些小电精灵包围。
小电精灵身上带的电就像有魔力的胶水一样,一下子就把灰尘小坏蛋们粘住了。
你看啊,这个脉冲电源产生的脉冲,就像是一阵一阵的魔法攻击。
一会儿来一波,一会儿又来一波,把灰尘打得毫无招架之力。
如果把灰尘比作是一群入侵地球的小怪兽,那这个电除尘脉冲电源就是超级奥特曼,轻松地把小怪兽们一网打尽。
它的作用可大啦!在那些工厂里,要是没有这个电除尘脉冲电源,那可就像是在开一场灰尘大派对。
到处都是灰尘在狂欢,机器设备都要被灰尘给“活埋”了。
但是有了这个神奇的电源,就像是有了一个超级清洁工,瞬间把灰尘都清理得干干净净。
而且啊,这个电除尘脉冲电源还特别聪明呢。
它知道什么时候该发力,什么时候可以休息一下。
就像一个懂得劳逸结合的小工匠,不会一直傻乎乎地工作。
它就这么有节奏地释放脉冲,高效地把灰尘从空气中揪出来。
想象一下,如果把空气当成是一条清澈的河流,灰尘就是河里的垃圾。
电除尘脉冲电源就是那个拿着大网的渔夫,专门把垃圾从河里捞出来,让河流又变得清澈无比。
在环保的大舞台上,电除尘脉冲电源可是当之无愧的明星。
它用自己独特的方式,默默地为我们创造一个干净、清爽的世界。
如果没有它,我们可能都要在灰尘的海洋里游泳啦,那可就太可怕了。
所以说啊,这个电除尘脉冲电源虽然看起来只是一个小小的设备,但它的力量可不容小觑。
脉冲电源与高频电源技术在静电除尘中的组合运用
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脉冲电源与高频电源技术在静电除尘中的组合运用随着国家电厂污染物的控制与管理,各种相应的法规政策的颁布于实施,部分企业现有的电除尘设备无法满足实际的排放标准。
随着脉冲电源与高频电源技术的兴起于应用,人们逐渐认识到这两种技术在静电除尘中的重要作用,尝试在实际应用中组合使用两种技术,因此在电厂的日常工作过程中,就逐渐的应用了脉冲电源与高频电源技术的组合方式,取得了较为显著的效果,有效的提高了企业的除尘需求。
对此文章主要探究了脉冲电源与高频电源技术在静电除尘中的组合运用方式,希望为今后的静电除尘工作的开展提供一定的帮助。
标签:高频电源;脉冲电源;电除尘;除尘效率我国相关行业的除尘设备主要以静电除尘为主。
在我国对于环境保护日益重视的过程中,颁布了各种措施与规定,加强对烟尘排放量的控制力度。
对此,各个电厂为了践行国家方针政策,逐渐使用了低硫煤以及相关措施降低对大气的污染,但是这无形之中降低了传统静电除尘器的公众效率,对此就逐渐运用脉冲电源与高频电源技术的组合方式,提高静电除尘的整体工作效率。
1 静电除尘特点在上个世纪以来,静电除尘器逐渐的呈现这商业发展的趋势。
现阶段,在火电厂的烟尘废气排放治理上有着较为广泛的应用。
空气因为高压电场电离子作用下产生一定的负离子与电子,在空气中悬浮的各种粉尘颗粒经过高压电场的同时,因为引力下向的作用,会达到除尘净化的目的。
静电除尘器与其他相关除尘器相比就有以下的特点:第一,除尘效果相对较为良好。
静电除尘器在使用中,可以利用电场加长的方式,达到除尘的根本目的。
一般状况下,主要利用三级静电除尘的操作场合,如果空气中的粉尘颗粒浓度相对较低,其除尘效果可以在百分之九十以上,如果使用相对较高级数的电场时则除尘率就相对更高。
第二,阻力小,耗能低。
静电除尘器能耗的消耗主要是因为设备阻力以及供电系统等环节中消耗的能源构成。
静电除尘器设备自身的阻力一般在200-300pa 范围之内,是布袋式除尘器使用过程中消耗能源的四分之一。
脉冲供电技术在烧结电除尘中的应用
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脉冲供电技术在烧结电除尘中的应用许海明 (杭州钢铁集团公司基建技改部 杭州 310022)摘 要:通过改变电除尘器的供电方式降低设备能耗,提高收尘效率,改善运行环境。
杭钢烧结电除尘直流供电改装成脉冲直流双功能供电后,检测结果表明脉冲供电节能减排的效果明显,具有较好的经济效益、社会效益和环境效益。
关键词:电除尘器 脉冲供电 直流供电 节能减排0 前言目前国内电除尘器主要采用常规直流供电,采用直流供电方式在应用于收集高比阻粉尘时,由于沉积在尘极上粉尘导电性能差,使得电场强度增大而击穿粉尘层,产生与电晕极相反的电晕放电,即反电晕现象。
反电晕现象会破坏除尘器稳定性、降低除尘效果;此外,高能耗也是直流供电的主要缺点。
而脉冲供电技术能有效的克服这些缺点,特别是在能源日益紧缺,节能环保成为时代主题的今天,发展高效、节能、环保的脉冲供电除尘器显得尤为重要。
2010年炼铁对1#、2#烧结电除尘16套直流供电电源中的2套进行了脉冲供电的技术应用,投运至今,设备运行可靠。
通过检测表明设备自耗量大大降低,烟气含尘浓度下降,取得了良好的效果。
1 脉冲供电的原理和技术特性1.1脉冲供电原理脉冲形成的基本原理是利用晶闸管元件的开关作用和整流二极管的单向导电性,在变压器的低压端形成脉冲,然后经变压器升压高压硅堆整流后形成既有基础电压,又有窄脉冲供电。
本脉冲供电电路由可控硅主电路、基础电压电路、脉冲形成电路、脉冲幅值调节电路、运行智能控制器等组成,其核心技术是脉冲电源智能控制器和脉冲电源主电路。
1.2脉冲供电抑制反电晕原理当反电晕产生时,电流会急剧上升,分析积尘极放电如下,粉尘层可用电阻R 和电容C 并联而成的电路进行模拟。
从t=0开始,当恒定的电晕电流I=I 0经过粉尘层时,粉尘层的瞬时电压为V d =RI 0(1-e -t/t0)其中t 0为时间常数(t 0=CR )由下式来计算⨯⨯=d s t ρε85.8010-14(s)s ε为粉尘的介质常数,d ρ为粉尘层的比电阻。
新型高频脉冲电源在静电除尘器中的应用展望
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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。
新型高频脉冲电源在静电除尘器中的应用展望
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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。
除尘器高频电源与脉冲电源的联合应用
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除尘器高频电源与脉冲电源的联合应用摘要:神华胜利发电厂紧密围绕集团“1245”清洁能源发展战略,结合本工程自身特点,按照“高度重视科技创新工作,持续优化工程建设方案”的要求,环保做加法、系统做减法,本项目一直在进行持续不断的创新优化。
从2016年10月份初设补充审查后,从节能、环保、生态、美丽等角度出发,本项目对炉型磨型、污染物超低排放、半干法脱硫、高度节水、无油电厂、绿色照明、建筑节能、间冷系统优化等方面又作了一系列的优化和创新工作。
目的是通过持续不断的创新和优化,要把胜利发电厂建设成为“草原风情、民族特色”的现代工业艺术品,建设成为面向2035 年/2050 年的、在未来二十年对煤电建设以及煤炭能源发展具有示范引领意义的、面向现代化、面向世界、面向未来的神华电厂。
随着国家环保部门严格要求将电厂烟气中粉尘排放物浓度由30g/Nm3提高到30mg/Nm3,除尘效率为99.90%。
原有电除尘设备必须升级换代才能满足新的排放标准。
关键词:高频电源;工频电源;联合应用1前言本期工程静电除尘器配套利用高频电源与工频电源的结合利用,除尘器的除尘效能为由原来的99.87%抬高到99.90%,为进一步下降脱硫体系出口粉尘浓度为5mg/Nm3,高频电源起晕电压低,重量轻,节能效果好,运行调整方式灵活,粉尘荷电能力强,除尘效率高,适用于前级电场;工频电源设备运行电压高,伏安特性好,对高比阻粉尘和细微颗粒粉尘有很好的除尘效果等特性,适用于后级电场,结合当地褐煤煤种,对褐煤高灰分和含水率高的情况有很好捕集效率,通过相互配合使用两种电源,使得高压静电除尘器发挥最大的功效。
2高频电源和脉冲工频电源主要用途和技术原理2.1高频电源可配套各种除尘装置普遍应用于冶金、化工、建材、轻工、电力等繁多行业的烟气管理,是一种高效节能除尘、保护环境的要紧设备。
高频电源是把三相交流输入整流为直流,经全桥式逆变器后变成高频交流,随后整流升压后输出高压直流。
脉冲电源技术及其在电除尘器中的应用与发展前景
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脉冲电源技术及其在电除尘器中的应用与发展前景【摘要】本文简述脉冲电源除尘技术的工作原理和特点,重点介绍了脉冲电源除尘技术的组成和应用。
【关键词】脉冲电源;反电晕;多伊奇公式1.引言目前我国传统的电除尘器,大部分除尘效率达不到国家的排放标准,无法除去高比电阻粉尘、无法有效抑制反电晕现象,同时能耗较高,未能充分利用电能。
针对这些问题,国内外采用了一些改进措施。
比如增大除尘面积,这种方法对一般比电阻粉尘有较好效果,但对高比电阻粉尘没有作用,改造后仍达不到排放标准;将电除尘器改为电袋除尘器,虽然能够达标,但由于维护量大,电化学腐蚀严重,运行费用高昂,且二次处理和污染比较麻烦,不适宜大面积推广;控制电源更换为高频电源,虽有效解决了高能耗问题,但对高比电阻粉尘作用不大,仍达不到排放标准。
面对国内电除尘器存在的问题,脉冲电源应运而生,它独特的电路原理、高效的输出波形,充分解决了大部分难题。
图1 比电阻与增强系数关系图2 原理图图3 脉冲电源ESP上的电压波形2.脉冲电源除尘的原理静电除尘器的工作原理是利用高压电场使烟气发生电离,气流中的粉尘荷电后,在电场作用下与气流分离。
大量的带有负电荷的粉尘粒子在电场作用下向收尘极移动,在收尘极板上捕集后通过振打清灰脱落。
在实际应用中,由于粉尘比电阻的差异,会导致不同的收尘效果。
粉尘比电阻在104~1011Ω·cm(正常比电阻)范围时,采用传统工频、高频电源的电除尘器收尘过程无反电晕现象,脉冲电源除尘的效果与工频、高频电源相当。
粉尘比电阻大于1011Ω·cm(高比电阻)时,采用传统工频、高频电源的电除尘器收尘,由于高电阻粉尘在电场中的高粘附力,使振打无法有效地将粉尘从收尘极板上除下,最终引成反电晕现象,降低了除尘器的除尘效率。
脉冲电源独特的基础电压叠加脉冲电压的双电模式,相比于传统的工频、高频电源,能使粉尘的驱进速度明显提高,如图1所示,这使得同收尘面积的静电除尘器在使用不同电源控制系统时产生完全不同的除尘效果。
高频电源及脉冲电源在烧结机头电除尘器改造中的应用
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高频电源及脉冲电源在烧结机头电除尘器改造中的应用研究摘要:随着国家环保要求对排放指标的提高,烧结机头电除尘器面临着升级改造的问题。
本文介绍了机头电除尘器改造的几种思路,着重介绍了高频电源及脉冲电源对烧结机头电除尘器降低排放的理论依据及实际应用。
关键词:烧结,机头电除尘器,高频电源,脉冲电源1 引言随着当前大气污染形势日趋严峻,国家出台了新的环保排放标准。
《钢铁烧结、球团工业大气污染物排放标准》中规定,烧结机头排放标准提高至50mg/m3,限值地区为40mg/m3,部分地方规定甚至达到30mg/m3。
由此可见国家的环保标准提高到了一个更高的水平。
新标准对排放值要求的指标提高幅度较大,因此新标准发布之前建成的大部分烧结机头电除尘器均面临技术升级改造问题。
2 几种电除尘器改造思路为提高电除尘器的排放指标,目前的改造方案总体上可分为三类,第一类为除尘器本体改造,第二类为除尘器电源改造,以及根据实际情况将二者结合进行改造。
除尘器本体改造包括增加电场方案、加高电场方案、末电场采用旋转极板方案、采用电袋方案等。
除尘器本体改造方案普遍存在工期长、投资大,且受场地制约等不利因素。
而电源改造方案的工期短甚至可以在线改造,投资也相对较低,且不受场地制约。
因此,从电源改造入手为电除尘器的改造提供了另一种思路。
3 高频电源及脉冲电源在机头电除尘器改造中的应用3.1 烧结机头电除尘器的特点1)工况稳定性差导致烟气温度变化范围大,使电除尘器工况处于剧烈变化状态,除尘效果不稳定;2)烟气粉尘中碱金属氧化物含量高,比重轻,粘度大,粉尘颗粒细。
粉尘被吸附在阳极板、阴极线上后,难以清除,造成板、线积灰严重,易造成电晕闭塞及反电晕现象发生,影响除尘效率;3)粉尘比电阻高。
由于粉尘比电阻高,尤其产生高碱度烧结矿时,比电阻值甚至达到1012 1Ω·cm以上,造成荷电困难,同时粉尘被吸附在阳极板、阴极线上后,很难释放电荷,在电场力的作用下很难被振打力清除,从而极易产生“反电晕”现象,降低除尘效率;4)烟气含湿量大。
为什么大家都用脉冲电源技术进行除尘设计?
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为什么大家都用脉冲电源技术进行除尘设计?
电源技术发展至今,已经在原有的基础上细分出了多种不同的专业方向,在除尘领域被广泛应用的脉冲电源技术就是其中之一。
那幺,在除尘设备和静电除尘器的设计过程中,使用这种新型的电源技术,都有哪些好处?使用它进行除尘的原理是什幺,效果又怎幺样呢?下面我们就来针对这一问题做进一步的研究和探讨。
使用了脉冲电源技术进行设计的静电除尘器,其运行工作原理是利用高压电场使需要吸收的烟气在短时间内发生电离反应,气流中的粉尘荷电后,将会在高压电场的作用下与气流分离。
大量的带有负电荷的粉尘粒子在电场作用下向收尘极板移动,在收尘极板上捕集后通过振打清灰脱落。
这就是家用吸尘器以及工业用除尘器的设计原理。
在实际的运行应用中,由于现实环境中粉尘比电阻的差异与实验室中的设置条件是不可能完全吻合的,因此这些条件也同样会导致不同的收尘效果。
下面就让我们以传统除尘技术和脉冲电源技术为例,进行逐一分析和实验。
在利用除尘器进行工作的过程中,除尘设备实际的除尘效果将会受到工作环境、粉尘比电阻值和电源技术等方面的影响。
当环境中的粉尘比电阻大于1011Ω·cm(高比电阻)时,如果继续采用传统工频、高频电源的电除尘器进行收尘除尘作业,那幺由于高电阻粉尘在电场中具有高粘附力,会很容易造成振打无法有效地将粉尘从收尘极板上除下,严重时甚至会导致反电晕现象,从而降低除尘器的除尘效率。
此时,就彰显出了脉冲电源技术所独有的优势。
脉冲电源的基础电压叠加脉冲电压的双电模式,相比于传统的工频、高频电源,能使粉尘的驱进速度明显提高,如图1所示,这使得同收尘面积的静电除尘器在使用不同电源控制系统时产生完全不同的除尘效果。
增强系数的计。
脉冲高压电源在机头电除尘器中的应用
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脉冲高压电源在机头电除尘器中的应用摘要:本文介绍了脉冲高压电源特性,同时以现场实例说明脉冲高压电源在烧结机头电除尘器中的应用,可带来极好的环保效益及经济效益,值得在烧结机头电除尘器中推广应用。
关键词:烧结机;电除尘器;供电电源;供电方式;脉冲电源1 前言烧结机头电除尘器所收下的灰比电阻值高,烟尘导电性能差,荷电烟尘到达收尘极或电晕极很难释放出静电荷,静电荷的堆积会阻止荷电烟尘向收尘极或电晕极的移动,造成电除尘器供电电源运行中普遍存在运行电流低、闪络频繁的情况。
钢铁行业现有的电除尘器多在几年前甚至十几年前建成投产,随着近几年钢铁厂原料矿石采购更需经济性,无法按原设计原料矿石采购,实际使用时粒径、比电阻、浓度等变化大,从而造成排放超标现象较为严重,同时加速设备的磨损,亟待进行升级改造。
2.脉冲高压电源供电优势及原理现有的除尘器高压供电电源主要有单相工频电源、三相高压电源、高频电源和脉冲电源等。
脉冲高压电源是由基础直流高压单元和脉冲高压单元组成。
其中基础直流高压单元可由常规单相电源,三相电源及高频电源产生基础电压;基础直流电压常输出40 ~60kV。
脉冲高压单元在基础电压的基础上叠加最大峰值80KV 高压脉冲。
由脉冲高压单元加高频电源组成的脉冲高压电源可提供接近纯直流到脉动幅度很大的各种电压波形,针对各种特定的工况,可以提供最合适的电压波形,从而提高除尘效率,使其成为烧结机头电除尘器高压供电的理想电源。
脉冲高压单元的基本工作原理:三相交流电升压整流成直流中压,由储能电容、脉冲变压器、电除尘器负载电容组成串联谐振电路,开通功率开关IGBT,控制高压谐振脉冲的输出,通过耦合电容叠加到电除尘器电场的基础直流电压之上,使电场二次电压峰值得到极大的提高,最高峰值达140KV.2.1 直流供电方式对比由脉冲高压单元加高频电源组成的脉冲高压电源具有更加明显的优势。
高频电源纯直流供电时,输出直流电压比单相工频电源平均电压要高约30%,因为单相工频电源峰值电压在电除尘器电场中触发火花,显著地限制了加在电极上的平均电压。
电除尘脉冲电源原理及作用
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《电除尘脉冲电源原理及作用》
哎呀呀,咱今天就来说说电除尘脉冲电源是啥玩意儿。
有一回,我去一个工厂参观。
一进工厂大门,就看到一个巨大的烟囱,冒着白烟。
我就好奇地问旁边的导游姐姐:“这烟囱冒的烟不会污染环境吗?”导游姐姐笑着说:“不会啦,这个工厂有专门的电除尘设备,可以把烟尘都除掉。
”
我一听就来了兴趣:“电除尘设备?那是啥东西呀?”导游姐姐就开始给我介绍电除尘脉冲电源的原理和作用。
她说:“电除尘脉冲电源啊,就像是一个超级吸尘器。
它通过发出高压脉冲电流,让空气中的灰尘带上电荷,然后被吸附到电极上。
”
我还是有点不太明白。
导游姐姐就打了个比方:“就像你用气球摩擦头发,然后气球就能吸起小纸片一样。
电除尘脉冲电源就是让灰尘带上电荷,然后被吸走。
”我听了恍然大悟。
我们继续参观工厂,看到了电除尘设备的实际运行情况。
那些设备嗡嗡地响着,看起来特别厉害。
导游姐姐说:“这个电除尘脉冲电源不仅能除掉灰尘,还能节约能源呢。
因为它只在需要的时候才发出高压脉冲电流,不像传统的电源一直开着。
”
我心里想:这电除尘脉冲电源可真是个好东西。
既能保护环境,又能节约能源。
以后要是所有的工厂都用上这个,那空气肯定会变得更干净。
这次参观工厂,让我对电除尘脉冲电源有了深刻的认识。
以后再看到烟囱冒白烟,我肯定会想起这个神奇的设备。
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脉冲电源技术及其在电除尘器中的应用与发展前景
【摘要】本文简述脉冲电源除尘技术的工作原理和特点,重点介绍了脉冲电源除尘技术的组成和应用。
【关键词】脉冲电源;反电晕;多伊奇公式
1.引言
目前我国传统的电除尘器,大部分除尘效率达不到国家的排放标准,无法除去高比电阻粉尘、无法有效抑制反电晕现象,同时能耗较高,未能充分利用电能。
针对这些问题,国内外采用了一些改进措施。
比如增大除尘面积,这种方法对一般比电阻粉尘有较好效果,但对高比电阻粉尘没有作用,改造后仍达不到排放标准;将电除尘器改为电袋除尘器,虽然能够达标,但由于维护量大,电化学腐蚀严重,运行费用高昂,且二次处理和污染比较麻烦,不适宜大面积推广;控制电源更换为高频电源,虽有效解决了高能耗问题,但对高比电阻粉尘作用不大,仍达不到排放标准。
面对国内电除尘器存在的问题,脉冲电源应运而生,它独特的电路原理、高效的输出波形,充分解决了大部分难题。
图1 比电阻与增强系数关系
图2 原理图
图3 脉冲电源ESP上的电压波形
2.脉冲电源除尘的原理
静电除尘器的工作原理是利用高压电场使烟气发生电离,气流中的粉尘荷电后,在电场作用下与气流分离。
大量的带有负电荷的粉尘粒子在电场作用下向收尘极移动,在收尘极板上捕集后通过振打清灰脱落。
在实际应用中,由于粉尘比电阻的差异,会导致不同的收尘效果。
粉尘比电阻在104~1011Ω·cm(正常比电阻)范围时,采用传统工频、高频电源的电除尘器收尘过程无反电晕现象,脉冲电源除尘的效果与工频、高频电源相当。
粉尘比电阻大于1011Ω·cm(高比电阻)时,采用传统工频、高频电源的电除尘器收尘,由于高电阻粉尘在电场中的高粘附力,使振打无法有效地将粉尘从收尘极板上除下,最终引成反电晕现象,降低了除尘器的除尘效率。
脉冲电源独特的基础电压叠加脉冲电压的双电模式,相比于传统的工频、高频电源,能使粉尘的驱进速度明显提高,如图1所示,这使得同收尘面积的静电除尘器在使用不同电源控制系统时产生完全不同的除尘效果。
增强系数H=Wp/Wdc,其中Wp为应用脉冲电源后的粉尘驱进速度,Wdc 为应用常规电源后的粉尘驱进速度。
从上图中看出,粉尘比电阻越高,应用脉冲电源后的效果越好,当粉尘比电阻为1013Ω·cm时,增强系数达到2.2倍,即脉冲电源对粉尘驱进速度的提高效果是常规电源的2.2倍,这就使得脉冲电源在高比电阻粉尘的除尘效率上完全优于常规电源。
同时,脉冲电源的脉冲电流大,电压脉宽窄(≤120us),电除尘器电压上升率高,达2KV/ us,荷电和电晕效果好,火花电压高,比常规电源提高几十KV,而基础电源电压总低于火花电压,能有效抑制反电晕和二次扬尘,有利于收尘。
依据多年电除尘研究经验和相关工业应用,电除尘器电场越往后,粉尘比电阻越高。
在除尘器后两级电场粉尘的平均比电阻一般都能达到 1.0×1011~1.0×1013(Ω·cm)数量级。
利用多伊奇公式η=1-e-w·A/Q及其他相关知识,可以计算出脉冲电源对不同比电阻粉尘的理论除尘效率,如表1所示。
从表中可见,比电阻越高,脉冲电源的除尘效率越好,比电阻为1.0×1012~1.0×1013(Ω·cm)时,理论效率可达99.9934%。
3.脉冲电源的组成及结构
脉冲电源是适用于电除尘器的电源,目前在世界各地的电厂、钢铁厂及水泥厂的环保除尘机械设备中得到了广泛应用,除尘效果显著。
它主要由控制柜和高压输出变压器两部分组成,分别放置于控制室和电除尘器顶部。
脉冲电源系统一般由基础电压产生部分、脉冲电压产生部分、控制部分及通讯部分组成。
其原理图如图2所示。
1)基础电压Vdc产生部分
三相交流电源输入至三相升压变压器,经三相整流桥和滤波电路后,产生一个高压直流电压,再经扼流电感L2和耦合电感L4送至电除尘器中,供应电除尘器ESP所需的基础电压。
2)脉冲电压产生部分
三相交流AC380V输入至三相升压变压器,经整流桥、滤波电路后,得到一个高压直流电压,经扼流电感L1给储能电容Cs充电。
当高压IGBT(SW1)导通时,储能电容Cs、扼流电感L3、耦合电感L4、电除尘器ESP等效电容形成谐振回路,储能电容Cs内的电量在该回路内谐振,在电除尘器ESP两端形成一个脉冲电压。
该脉冲电压与基础电压叠加,产生最
终所需的加至电除尘器ESP上的电压波形,如图3所示。
谐振后半部分,电量回充给储能电容Cs,节约电能。
当高压IGBT关断时,谐振回路断开,电源继续给储能电容充电至原电压,等待下次脉冲的产生,如此循环。
3)控制部分
通过一个核心控制器(嵌入式系统),控制基础电压、脉冲电压的产生,并接收脉冲电源的反馈信号、监控关键位置的运行状况,调整脉冲电源的运行状态,使脉冲电源适应各种复杂工况的要求,产生最大的收尘效率及节能目标。
同时采用快速、智能的火花响应、处理机制,保证火花状态下设备的安全、稳定运行。
4)通讯部分
通过以太网控制器,在通讯协议,比如Modbus的基础上搭建整个通讯系统,在上位机界面上监控各个脉冲电源的运行情况,并统一控制、调配,便于运行和管理,提高工作效率。
4.脉冲电源除尘的特点和优势
对于常规除尘器控制电源,脉冲电源具有如下主要优势:
1)脉冲电源具有常规电源各种特性;
2)在基准电压的基础上叠加脉冲电压,有效抑制高比电阻粉尘的反电晕现象,同时使电场获得尽可能大的电晕场强,使高比电阻粉尘充分实现电离、吸附、放电等过程;
3)在获得较高场强的状态下,使得电耗最大可能的节省。
对于电除尘器本体一类的改造,脉冲电源具有如下主要优势:
(1)改造简便,可在不停炉、短期停电的状态下完成改造;
(2)改造周期短,见效快;
(3)故障时影响小,无需停炉整改;
(4)改造成本低;
(5)对于原本体小的除尘器有适当提效功能。
综合考虑,脉冲电源较其他除尘器技术具有全面的、可靠的优势,采用脉冲
电源对电除尘器进行改造是目前适应国家新环保标准的最佳改选方案。
5.脉冲电源工程应用及发展前景
脉冲电源自上世纪九十年代问世以来,已经在世界各地得到广泛应用,产品应用数量截至2013年已超200多台。
近两年,由于环保问题的日益严峻,世界各国对大气污染治理问题的越加重视,传统电源技术已无法满足除尘需求,性能优越的脉冲电源得到了极大的发展,迅速在世界各地得到应用。
脉冲电源应用后也取得了显著的除尘效果。
表3罗列了一部分脉冲电源的应用项目及取得的效果。
典型项目之一:波兰Dabrowa项目
项目情况:
(1)项目目标:出口粉尘浓度≤50 mg/Nm3
(2)入口最大粉尘浓度3500 mg/Nm3
(3)设计最大除尘效率η=1-(50/3500)=98.57%
改造前后对照表如表4所示。
改造后的电耗如表5所示。
参考文献
[1]环境保护部,国家质量监督检验检疫总局.火电厂大气污染物排放标准(二次征求意见稿),2011.
[2]电除尘器.JB/T 5910.
[3]燃煤电厂除尘技术路线指导意见[Z].中国电力联合协会文件,2013(12).。