恒流源供电对电除尘器伏安特性的影响

恒流源供电对电除尘器伏安特性的影响

陈宇渊

上海激光电源设备有限责任公司

上海 招贤路200号 201821

摘要：略

主题词：略

伏安特性是表征电除尘器的一个主要参量系统，该系统反应了在某一功率水平（即某一运行电压、电流条件下）运行时的除尘器中电场的等效阻抗，即r=du/di，如图一和图二所示，若是冷态的伏安特性，则表征了除尘器内部的电场结构，包括它的设计、制造和安装质量，若是热态的伏安特性，则表征了它负载状态下的工作特性。从伏安特性中可以看出主要分两个区域，以r=du/di≥0工作区域，即正阻区，以r=du/di<0，则为负阻区，除尘区不能工作在此区域。

如果说伏安特性反映了除尘器的电场一个总体的电特性的话，那么火花率则反映整个时间段中，r=du/di<0的发生的次数，若火花率较低则整个伏安特性曲线还是r=du/di≥0，但火花率超过某一值以后，使整个除尘器的伏安特性进入了负阻区r=du/di<0，对除尘是不利的，因此只有当r=du/di=0 时，此时所对应的火花率是最佳火花率，这是对除尘器伏安特性典型曲线上分析得出的，因为一但火花发生，无论是小火花，大火花，以及到整个电场的击穿等多种除尘器电场的放电形式都可以从放电的过程来区分，一种状态是电晕放电，是除尘器电场主要的放电形式，另一种是流注放电形式，它放电特征是光电离《1》p76，因此不会对电晕线，收尘板带来损伤，第三种是先导放电形式，它的放电特征是热电离《1》p93，在整个贯穿性的放电通道中产生了高温等离子体，这种放电形式将损伤电晕线和收尘板；而所谓的整个电场击穿，则可以认为除尘器的电场多处发生了流注放电，或先导放电。无论是第二种放电形式－流注，还是第三种放电形式－先导，均在电场的阴阳极间形成一个放电通道，以电压源供电时，则电压下降，电流增加，而以电流源供电时，则仅带来的是电压下降而电流保持不变，但均为r=du/di<0。可以认为r=du/di≥0和 r=du/di<0是电晕放电与流注或先导放电之间的判据。

作为火花率，最佳火花率与除尘器的伏安特性关系，也可以从对除尘器的平

均工作电压影响来说明，每一个静电除尘器都存在一最佳火花率，在这个火花率下，捕集效率可达最大值，这时，由于电压提高所取得的效益，恰能抵偿由于火花放电所造成的损失，因此一般来说，与最大平均电压对应的火花率也就是除尘器的最佳火花率，因此对伏安特性曲线来说，r=du/di=0是对应的最佳火花率。

对电除尘器采用恒流源供电，是八十年代中期开始的，虽然它采用了大量的无源元件、电抗器、电容组成L－C变换网络，但却改变了一种供电方式，采用电流源供电，无论是较早的磁饱和放大器电源，还是现在的可控硅电源，均是电压源的特性，即使是高阻抗的电压源，一种方式是改变回路的阻抗，进行限流，一种是改变输出电压的平均值（波形），虽然均可以做到“恒压” ，“恒流” 运行，但均是通过控制调整电压来达到的，其主变量，即能直接控制、调整的是电压μ，如图一所示：i=g(μ)。而恒流源是一种电流源的概念，能直接控制、调整的是电流 i，如图二所示：μ＝f(i)，通过控制和调整电流i做到“恒压” ，“恒流” 、“最佳火花率”等工作状态下运行。

图1 电压源供电i=f(u) 图2 电流源供电u＝f(i)

除尘器电场某一局部由电晕放电向火花击穿过渡是需要时间和功率，不论哪一种电源供电，电场处在电晕放电状态，电源所提供的电流则电晕电流，当电场处在火花放电状态，则电源所提供的电流为火花电流，因此在用恒流源供电时，由于电晕放电向火花放电过渡时，放电通道的等效电阻R随电离强度的增加而减小，这样注入到放电通道的功率P＝I2（t）R减小，P也减小，抑制了放电的进一步发展，这相当于一个负反馈的物理过程，因此火花击穿的临界电压明显提高，也就是说使除尘器的伏安特性的正阻区得到了大幅度的延伸，延伸的幅值取决于除尘器的状态和工况条件，一般含尘浓度大、电阻率高的烟尘，除尘器机械缺陷

较大的，其伏安特性延伸幅值也大，而且延伸是在r=du/di→0附近，也就是说电压增加几千伏，电流成培的增加。

从图一、图二的伏安特性可以看出，由于除尘器是具有气体放电特性的一个非线性特性，特别是曲线的后半段具有负阻特性，因此对于同一个电压值，电流可能是多值的，而对同一个电流值来说，电压是单值的，即在某一时刻，除尘器的工作电压是其电流的单值函数，因此，简单地从非线性电路平衡状态的稳定性来考虑，以恒流源来供电时，电压不会发生跳跃，可以稳定工作在r=du/di→0附近，即工作在高的电压和电流下，因为一个电流值，只有一个电压所对应，而电流值是由设备所决定的，因此这种稳定的工作状态不需要反馈控制回路来支撑，而且是本身回路所具有的。所以，用恒流源供电，可以使除尘器工作在较高的功率水平下。

参考文选

略