最新电除尘器用高频多重高压脉冲电源
电除尘用高频高压电源的研制
电除尘用高频高压电源的研制(Genvolt New Road, Highley, Bridgnorth, Shropshire, UK)摘要高压开关电源已经普遍应用到很多领域,最近几年在电除尘应用方面也取得了较大的进展。
本文提出了咱们对设计高压开关电源的一些试探,并扼要介绍了咱们最新研制的用于电除尘的32kW高频高压开关电源。
1 前言近几年,大伙儿已经开始熟悉到高频高压开关电源用于电除尘的一些突出的优势。
很多研究报告也都显示高频高压开关电源能够显著提高除尘的效率,能够大大提高功率因素。
在间歇方式工作时,由于其关断和开通时刻大大缩短,因此能够更有效的处置反电晕及提高高比电阻粉尘的搜集能力,等等。
但是与其他应用领域有所不同,电除尘的环境及其负载特性对高频高压开关电源提出了极为苛刻的要求。
第一是电除尘用高频高压电源只能安装在室外而且置于房顶,电源的设计必需考虑温度,湿度,海拔高度,尘埃等因素的阻碍。
仅温度一项就极为棘手。
众所周知,电子元件都是由许许多多的PN节组成,而PN节温度最高只能为125摄氏度,少有可达150度。
高于此温度那么立刻烧毁。
温度越是远离此上限温度,那么工作越靠得住。
这就要求电除尘用高频高压电源的温升尽可能低。
负载特性是电除尘电源有别于其他应用的又一个特点。
除负载的动态转变范围大之外,电源必需能经受多达每秒一次的频繁放电也是一个苛刻的要求。
对电除尘电源的操纵也和其他的高压开关电源很不一样。
常规的高压电源追求低纹波,高稳固度,好的线性或负载调整率等,大体上是一个电压源。
用于电除尘的高压开关电源输出特性更像一个电流源,同时又希望能够任意设置电压的波形,响应速度快,过冲小,耐受频繁的火花放电。
2 电除尘用高频高压电源设计上的考虑见诸有关资料的用于电除尘的高压开关电源各有特色。
电路上大致可分为功率输入部份,逆变部份,升压整流输出部份和对电源的操纵部份。
电源功率输入部份高功率的电源都采纳三相输入,不可控三相整流,滤波。
电除尘高频高压电源三种控制模式的比对
电除尘高频高压电源三种控制模式的比对三种控制模式:调频控制模式;调幅控制模式;脉冲控制模式1 前言近几年,随着高频高压电源在电除尘行业的应用,其功率已由原来的600—800mA/80KV发展到现在的mA/80KV,满足了电除尘器大部分的要求,因此其应用范围和数量迅速扩大,对其应用研究也更加深入。
由于电除尘高频高压电源是一种基于高频开关技术的新型电源,与可控硅电源有着本质的不同。
其体积小、节能、高效率等特性及对电除尘收尘突出的优点已被业内肯定,但由于其工作原理及控制方式也有别于其它常规电源,有必要对其控制特点作特别的分析和研究,有利于高频电源的研究和推广,满足市场的需求。
2 电除尘高频高压电源技术方案根据国内外有关资料以及目前市场上运用的高频电源来看,电除尘高频高压电源方案虽各有特色,但总结电路上基本上相类似,主要由工频整流滤波,谐振逆变电路,高频升压整流输出以及对电源的控制部分构成。
采用的开关器件有单IGBT、IGBT模块、IPM模块;控制普遍采用DSP数字信号处理器或单片机。
其不同在于触发控制模式上。
高频高压电源主回路工作原理及特点:A、工频整流、滤波。
三相380V交流经三相整流得到直流电压,经LC滤波输出530V的直流母线电压。
B、开关逆变:直流电压经由PM模块或IGBT模块组成的全桥逆变电路。
由于是大功率逆变,为减少开关损耗,降低开关模块的温升和电流电压应力,主回路均采用串联谐振拓补电路,即采用谐振电容Cs,谐振电感Ls及利用高频变压器漏感组成高频谐振式逆变电路。
当L&C参数选择合适,配合合适的开关频率和控制模式,能使开关模块工作在零电流开通和零电压关断模式,即软开关状态;大大降低了开关损耗,并且能有效减少进入高频变压器的高次谐波,也减少变压器及硅堆的损耗。
C、高频升压、整流。
逆变波形经高频变压器升压,再经高频整流桥整流,在ESP负载上得到基本上纯直流电压波形。
3电除尘高频高压电源控制方案我们根据国内外有关资料以及目前市场上运用的高频电源分析来看,对高频触发脉冲控制主要可分为:调频控制模式;调幅控制模式;脉冲控制模式三种。
新一代电除尘供电电源技术——高效节能电除尘器高频电源应用及其发展方向
2 高 频 电源 基 本 原 理 及 特 点
2 高 频 电 源 基 本 原 理 .1
静 电除尘 器 高 频 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 , 给 电 场 一 系 列 的 窄 电 流 脉 供 冲 , 冲 宽 度 在 5 ~ 2 s 脉 冲 频 率 在 2 k ~ 脉 s O , 0 Hz 5 k 。高 频 电 源 在 纯 直 流 供 电 方 式 时 , 压 波 动 0 Hz 电
除 尘 器 供 电 电 源 是 火 电 厂 除 尘 的 关 键 设 备 , 是 电 也 厂 的 重 要 能 耗 设 备 , 的供 电 方 式 直 接 决 定 了 电 除 它 尘 器 的除尘 效果 。 在 国 家 烟 尘 排 放 标 准 日趋 严 格 和 节 能 减 排 等 一 系 列 政 策 的 影 响 下 , 续 采 用 传 统 的 工 频 供 电 方 式 继 将 无 法 满 足 新 形 势 下 对 电 除 尘 器 除 尘 效 率 和 能 耗 指 标 的 要 求 。另 外 , 计 资 料 表 明 , 国 动 力 煤 7 属 统 中 0 于 含 硫 量 小 于 1 的 低 硫 煤 , 低 硫 煤 中 , 有 4 % 在 又 0 属 于 含 硫 量 小 于 0 5 的 特 低 硫 煤 。 这 意 味 着 , 国 . 中 电 除 尘 器 面 临 高 比 电 阻 粉 尘 的 收 集 问 题 。 这 些 无 疑 对 电 除 尘 供 电 电 源 技 术 提 出 了新 的挑 战 。 1 电 除 尘 器 电 源 国 内 外 发 展 现 状 目前 , 尘 器 行 业 , 电 除 尘 器 占 绝 大 多 数 , 除 静 少
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。
电除尘器高频用电源介绍
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。
电除尘器高频用电源介绍
14.4
2
0.4A/72kV
380
47
72
0.4
31
28.8
3
0.6A/72kV
380
71
72
0.6
46
43.2
4
0.8A/72kV
380
94
72
0.8
62
57.6
5
1.0A/72kV
380
118
72
1
77
72
6
1.2A/72kV
380
141
72
1.2
93
86.4
7
1.4A/72kV
380
165
▲三相平衡供电:高频电源为三相输入,三相供电平衡,功率因数大于0.95,无缺相损耗,无电网污染。
▲可提高电晕功率:高频电源的输出电压纹波系数比常规电源小(高频电源约1%,而常规电源约30%),可大大提高电晕电压(约30%),从而增加电场内粉尘的荷电能力,也减小了荷电粉尘在电场中的停留时间,从而可提高除尘效率。电晕电压的提高,同时也提高了电晕电流,增加了粉尘荷电的机率,进一步提高除尘效率,特别适用于高浓度粉尘场合。
JHGP系列型电除尘器高频高压电源输入/输出参数表(Io≤100mA)
序号
设备容量
交流输入电压
交流输入电流
直流输出电压
直流输出电流
交流入功率
直流输出功率
(V)
(A)
(KV)
(mA)
(kVA)
(kW)
1
10mA/60kV
380
1
60
10
0.64
0.6
2
20mA/60kV
浅谈新一代电除尘器电源发展方向——高频电源
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。
电除尘器高压高频电源技术要求
电除尘器高压高频电源技术要求1 使用环境与安全要求a)海拔高度不超过 1000m;若海拔高度高于 1000m 时,按 GB/T 3859.2 的规定作相应修正;b)环境温度不高于 40℃,不低于变压器油所规定的凝点温度; c)空气最大相对湿度为 90%(在相对于空气温度 20℃±5℃时);d)无剧烈震动和冲击,垂直倾斜度不超过 5%; e)运行地点无导电爆炸尘埃,没有腐蚀金属和破坏绝缘的气体或蒸汽; f)三相输入交流电源条件应符合 GB/T 3859.1 的规定。
2 技术要求2.1 拓扑结构:采用三相整流全桥串联谐振拓扑结构。
2.2 逆变器谐振频率:20kHz~50kHz。
2.3 负载等级:负载等级为“Ⅰ”级(100%额定输出电流,连续)。
2.4 设备功率因数与设备总效率:设备功率因数≥0.9;设备总效率≥90%。
2.5 高频高压整流设备的电气绝缘强度:a)变压器油应符合 GB/T 7595 的规定,击穿电压不小于 40 kV/2.5 mm;b)各带电电路与地(机壳)之间的绝缘电阻不小于1 MΩ/kV;绝缘电阻数据仅供绝缘试验前后作为辅助性判别;c)各带电电路(高频变压器高压回路除外)应承受对机壳和其他任何电路的绝缘试验,这些电路与所试的电路彼此是独立的。
2.6 设备控制功能:a)输出调节范围:设备应能在额定直流输出电流和 90%~100%的额定直流输出电压的情况下稳定运行;直流输出电流调节范围:0~100%额定值;直流输出电压调节范围:0~100 %最大输出电压值或起晕电压~100 %最大输出电压值;b)闪络试验:在不低于额定电压 60%的前提下,设备允许在每分钟 150 次闪络状态下运行,考核时间为 15min,如果除尘器负载发生电弧时应能迅速灭弧,而设备不应发生任何故障;c)设备运行参数显示:设备运行参数至少包括一次电流、母线电压、二次电压、二次电流。
运行参数显示误差不大于 5%,温度显示误差±2℃。
电除尘器电源的选择
1 传统 电除 尘器高压 硅整 流 的弊端
传统 电除尘器的供 电电源是采用可控硅控制的高压硅整流 ( / TR) 设备 , 将工业交 流电转换成高压直流电给 电除尘器供 电。它 的基本工作 频率即为电网频率 ( 0 Z 0 z 5H 或6 H ),其产生的峰值 电压 比 平均 电压高约 2 %,容易在 电除尘器的电场 中触发电火花 ,导致电除尘器的运行效率 5 降低 。电除尘器的这种传统的低频整流 电源T 主要有五大缺点 :1 工 / R ) 作频率低 ,转换效率低至7 %以下 ,耗费 电能 ;2 工作频率低 ,变压 5 ) 器和滤波器体积大 , 重量重 ,耗费大量的铜和铁 ,不符合可持续发展 , 同时价格又高 , 性价比低 ;3 )电源输入为两相30 ̄流工频 电源,又是 8v 工频相位调节 , 致使输入功率因数低至0 以下 , 电网造成很大的电磁 . 7 对 干扰 ,电磁兼容性差 ,不符合 自然和谐发展 ; ) 4 体积庞大的电源控制 调节机箱和隔离升压用的工频变压器分居两处 ,耗费空间 , 增加基建费 用 ;5 输 出纹波大 ,致使电晕电压低下 , ) 波形又是单一的工频波 , 使 得无法适应高比电阻的工况 ,达不到环保领域粉尘排放标准的新要求 。 在球 团竖炉的具 体高浓度含尘烟气实际条件下下 ,传统低频整流电源T / R 缺点更加 明显 。由于高浓度含尘烟气离子迁移率很低 ,电场要求有较 高的电场强度 ,供电电源的二次电压必须相应提高并且得到保持。常规 高压电控装置采用火花频率跟踪方式 ,这大大限制了电晕功率的提高 。 在浓度高且分布极不均匀 的条件下 ,局部区域放 电强烈 ,而更大的区域 却放电微弱 ,总体上显示电流正常闪频很高 ,电控装置则频频关 闭导通 角 ,降低运行电压 , 放电通道因而缩小 ,电晕封闭范围扩大 , 响了净 影 化通道的形成和发展 ,除尘效率随之降低。 在传统模式下 ,要提高除尘效率必须增大并保持放电通道 ,有效提 高电晕功率。必然要求提 高电源的电压等级、最 限度地增 大许可闪络频 率、合理设置清灰周期 , 其要求不断增加 。 对于后级电场 , 随着烟气浓度 的降低 ,电场阻抗减小 ,电场内各点 的放 电通道 皆已形成 ,总体阻抗下 降,闪弧基本消失 , 运行参数平稳 , 电场全进入 常规收尘状态 ,在长期运行过程中,电场内部条件将随着时 间的推移 而逐渐 恶化 ,由于板线附灰后 电场 阻抗及 电极 电性能发生变 异 ,运行电压电流有不 同程度 的降低 。
静电除尘器脉冲高频电源 各类高压电源性能对比
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。
新型高频脉冲电源在静电除尘器中的应用展望
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。
电除尘中的高频电源介绍
电除尘中的高频电源介绍我国电除尘电源设备技术是随着电除尘器本体的设计、制造技术的发展而发展的。
同时也是电除尘器比不可少的一个设备,因此发展电除尘电源设备技术在电除尘器领域中也有着极其重要的意义。
电除尘器供电装置的性能对除尘效率影响极大。
一般来说,在其他条件相同的情况下,电除尘器的除尘效率取决于粉尘的驱进速度,而驱进速度是随着荷电电场强度和收尘电场强度的提高而增大的。
要获得最高的除尘效率,需要尽可能地增大驱进速度,也就是需要尽可能地提高除尘器的电场强度。
电场强度完全取决于供电装置,也就是通常所说的电源。
对电除尘器供电装置的要求是:在除尘器工况变化时,供电装置能快速地适应其变化,自动地调节输出电压和电流,使电除尘器在较高的电压和电流状态下运行;另外,电除尘器一旦发生故障,供电装置应能提供必要的保护,对闪络、拉弧和过流信号能快速鉴别和作出反应。
一、工作原理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流送除尘器,其事情频率在20kHz摆布。
如图1所示。
图1高频电源电路原理图高频电源的供电电流由一系列窄脉冲组成,其脉冲幅度、宽度及频率均能够调整,能够给电除尘器提供各种电压波形,控制方式灵活,因而能够根据电除尘器的工况提供最符合的电压波形,提高电除尘器的除尘效率,提高供电效率,节约电能。
高频电源电路原理功用分解如图2所示。
图2高频电源电路原理图功能分解图大量的工程实例证明,基于脉冲工作的高频电源在提高除尘效率、节约能耗方面,具有非常显著的效果,而高频电源工作在纯直流方式下,可以提高荷电性能,提高除尘效率。
高频电源现在已经大规模的用在各个型式的电除尘器设计中。
电除尘器配用高频电源,强化了前电场荷电效果和后电场捕捉细微粉尘的能力,在提高除尘效率的同时实现大幅节能的目的。
二、技术特点1、高频电源在纯直流供电方式下,能够使其供给电场内的均匀电压比工频电源供给的电压提高25%~30%,大幅提高电晕电流,增大了电晕功率的输入,可使烟尘排放降低约30%~50%。
电除尘器高频用电源介绍
一、电除尘器高频电源JHGP型电除尘器高频电源介绍概述除尘器高频高压电源是国际上先进的电除尘器供电新型电源,具有完全自主知识产权,佳环电子在专业生产电除尘用高压电源技术上处于领先地位。
该产品与传统的可控硅控制工频电源相比性能优异,具有输出纹波小、平均电压电流高、体积小、重量轻、集成一体化结构、转换效率与功率因数高、采用三相平衡供电对电网影响小等多项显著优点。
特别是可以较大幅度地提高除尘效率,所以它是传统可控硅工频电源的革命性的更新换代产品,实现了电除尘器供电电源技术水平质的飞跃。
该产品主要开关器件采用了德国semikrom(西门康)公司的器件,控制采用数字化控制,具有多种通讯方式,以便集中管理控制。
可控硅交流工频直流电除尘器电场相整流变压器工频电源直流k交流直流电除尘器电场高频相整流变压器二、高频电源工频电源与高频电源原理结构图JHGP型高频电源的特点高频逆变器整流电路▲更好的节能效果:高频电源具有高达93%以上的电能转换效率,在电场所需相同的功率下,可比常规电源更小的输入功率(约20%),具有节能效果。
;有更好的荷电强度,在保证了粉尘充分荷电的基础上,可以大幅度减少电场供电功率,从而减少无效的电场电功率。
▲三相平衡供电:高频电源为三相输入,三相供电平衡,功率因数大于0.95,无缺相损耗,无电网污染。
▲可提高电晕功率:高频电源的输出电压纹波系数比常规电源小(高频电源约1%,而常规电源约30%),可大大提高电晕电压(约30%),从而增加电场内粉尘的荷电能力,也减小了荷电粉尘在电场中的停留时间,从而可提高除尘效率。
电晕电压的提高,同时也提高了电晕电流,增加了粉尘荷电的机率,进一步提高除尘效率,特别适用于高浓度粉尘场合。
▲更好的电源适应性:与工频电源相比,高频电源的适应性更强。
高频电源的输出由一系列的高频脉冲构成,可以根据电除尘器的工况提供最合适的电压波形。
间歇供电时,供电脉宽最小可达到1ms,而工频电源最小为10ms,可任意调节占空比,具有更灵活的间歇比组合,可有效抑制反电晕现象,特别适用于高比电阻粉尘工况。
高频高压电源在电除尘器节能改造中的应用
图 1 工 频 高 压 电 源 系 统 一 次 框 图
高 频 高压 电源 的输 入 电源是 三 相 , 首先 将 三 相 交 流电整 流成 直流 , 后 通 过 逆 变 电路 形 成 高 频交 然 流 电 , 经过高 频整 流变 压器 升压 整 流 , 生高 压 电 再 产 源送 电除 尘器 的极 板 , 工 作 频 率 一 般 在 2 Hz 其 0k 一 5 Hz 0k 。它 给 电 除 尘器 提 供 接 近 纯 直 流 到 脉 动 幅
4 % 的 纹 波 ; 频 高 压 电 源 运 行 平 均 电 压 可 达 工 5 高
节 能改 造 中 , 节能 改 造 后 , 节 能 效 果 十 分 显 著 , 其 在
同等工况 下 , 均节 电超 过 了 8 % 。 平 O
频 高压 电源 的 1 3倍 左 右 , 行 电 流 可 达工 频 高 压 . 运
现象 , 别适 用 于 高 比 电阻粉 尘 工 况 。而 工频 高 压 特 电源波形 是单 一 的工 频 波 , 其脉 冲的上 升 时间缓 慢 , 无法适 应 高 比电阻 的工况 。 () 3 高频 高 压 电源 转 换 效 率 在 9 % 以上 , 常 0 而 规工频 高 压 电源 转 换 效 率 ~ 般 在 7 以下 。其 转 O 换 效率 比工频 高压 电源 高 , 可直接 节 电 约 2 % 。 0 () 4 高频 高压 电 源 的输 入 功 率 囚数 比工 频 高 压
正 比 于 d / t v d。
H l ZAC3 0 l变 器 l 5 0 8V
甩 场
高 频 高 压 电源 脉 冲供 电 时 , 电 电流 是 一 系 列 供 上 升时 间较 短 的窄 脉 冲 , 其脉 冲 幅度 、 宽度 及频 率 可
GGYAj电除尘用高频高压电源技术介绍
监 控 界 面
监 控 界 面
监控 界面
监 控 界 面
温升控制
温升主要部件:IGBT、串联谐振电感、变压器。 有效的冷却系统保证高频电源可靠工作。逆变回 路的散热采用强迫风冷,将所有重要发热器件都 纳入到冷却系统中。 IGBT全桥采用大散热器散热,结构设计时让整 个散热通道风阻尽量小。 变压器采用油浸自冷,合理使用铁芯材料,控制 铁损,合理布置变压器与硅堆安装结构,有效提 高散热效果。 变换器回路设计中,注意避免涡流效应与趋肤效 应带来的损耗而引起的局部高温。
恒流特性可以有效抑制电场火花的电流 冲击,迅速熄灭火花和恢复电场能量。
开关损耗小。
2、PWM硬开关技术
对瞬间短路过流抑制能力较差,存在较 大的开关损耗,难以适应电除尘工况的 特殊要求。
高频电源组成与基本原理
1、组成部分
变换器、高频变压器、控制器
2、工作原理
从三相交流输入整流为直流电源,经逆变为高频交 流,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/高频整流器实现升压整 流输出,为ESP提供供电电源。
可设置火花后恢复曲线,设置火花快上升初值、 终值、增量、慢上升增量、恒火花率。
高频电源控制系统
3、智能控制策略
反电晕自动检测与控制功能。开发出高频电源 应用条件下的特殊反电晕检测方法,使设备根 据反电晕指数及时减功率输出来减轻反电晕的 影响。反电晕严重时,设备自动进入间歇脉冲 供电状态,寻求最佳的脉冲宽度和脉冲频率, 以获得最佳的除尘效果。
GGYAj电除尘用高频高压电源
福建龙净环保股份有限公司
前言
1、背景
国家实施环保排放新标准,环保技术面临 挑战。
研发新产品,以有效提高除尘效率,确保 烟气排放达到环保标准,是责任,也是攻 关课题。
电除尘中的高频电源介绍
电除尘中的高频电源介绍我国电除尘电源设备技术是随着电除尘器本体的设计、制造技术的发展而发展的。
同时也是电除尘器比不可少的一个设备,因此发展电除尘电源设备技术在电除尘器领域中也有着极其重要的意义。
电除尘器供电装置的性能对除尘效率影响极大。
一般来说,在其他条件相同的情况下,电除尘器的除尘效率取决于粉尘的驱进速度,而驱进速度是随着荷电电场强度和收尘电场强度的提高而增大的。
要获得最高的除尘效率,需要尽可能地增大驱进速度,也就是需要尽可能地提高除尘器的电场强度。
电场强度完全取决于供电装置,也就是通常所说的电源。
对电除尘器供电装置的要求是:在除尘器工况变化时,供电装置能快速地适应其变化,自动地调节输出电压和电流,使电除尘器在较高的电压和电流状态下运行;另外,电除尘器一旦发生故障,供电装置应能提供必要的保护,对闪络、拉弧和过流信号能快速鉴别和作出反应。
一、工作原理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流送除尘器,其工作频率在20kHz左右。
如图1所示。
图1高频电源电路原理图高频电源的供电电流由一系列窄脉冲构成,其脉冲幅度、宽度及频率均可以调整,可以给电除尘器提供各种电压波形,控制方式灵活,因而可以根据电除尘器的工况提供最合适的电压波形,提高电除尘器的除尘效率,提高供电效率,节约电能。
高频电源电路原理功能分解如图2所示。
图2高频电源电路原理图功能分解图大量的工程实例证明,基于脉冲工作的高频电源在提高除尘效率、节约能耗方面,具有非常显著的效果,而高频电源工作在纯直流方式下,可以大大提高荷电性能,提高除尘效率。
高频电源现在已经大规模的用在各个型式的电除尘器设计中。
电除尘器配用高频电源,强化了前电场荷电效果和后电场捕捉细微粉尘的能力,在提高除尘效率的同时实现大幅节能的目的。
二、技术特点1、高频电源在纯直流供电方式下,可以使其供给电场内的平均电压比工频电源供给的电压提高25%~30%,大幅提高电晕电流,增大了电晕功率的输入,可使烟尘排放降低约30%~50%。
一种新型静电除尘用高频高压电源的设计
L I U Y u — h u a , Z E N G Q i n g j u n , C H E N F e n g
( 1 . S c h o o l o fE l e c t r o n i c I n f o r m a t i o n , J i a nቤተ መጻሕፍቲ ባይዱg s u U n i v e r s i t y fS o c i e n c e a n d T e c h n o l o g y , Z h e n j i a n g 2 1 2 0 0 3 , C h i n a ;
2 . Z h e n j i a n g T i a n l i T r a n s f o me r r C O . , L T D, Z h e 2 1 2 4 0 0, C h i n a )
Ab s t r a c t : A n e w d e v e l o p me n t p r o g r a m o f h i g h ̄e q u e n c y h i g h v o l t a g e p o w e r s u p p l y b a s e d o n DS P f o r e l e c t r o s t a t i c p r e c i p i t a t o r w a s i n t r o d u c e d i n t h i s p a p e r . T h e ma i n c i r c u i t o f t h e p o w e r s u p p l y t o g e t h e r w i t h t h e c o n t r o l c i r c u i t a n d t h e s a mp l i n g c i r c u i t w a s
电除尘用脉冲式高频高压电源
电除尘用电除尘用脉冲式高频高压电源脉冲式高频电源是新一代先进的电除尘器电源产品。
以我司自主开发的GAC-520控制器作为中心控制部件,以IGBT为主控器件,借助调制解调技术,驱动不同类型整流变压器,实现高频电源功能,为电除尘器电场提供最高的电晕功率,最大限度激发电场的收尘潜能,提高除尘效率。
一、产品特点1、二次电压平滑、二次电流高、闪络控制特性好二次电压趋近于纯直流,几乎没有纹波。
高频电源纯直流供电时的输出纹波小于5%,远小于工频(50/60Hz)电源35%-45%的纹波百分比,闪络恢复快,运行平均电压可达工频电源的1.3倍。
二次电流为尖峰载波使阴极尖端的电场强度的不均匀性更加激烈,电晕电流加大,可达工频电源的2倍,在同一电场的情况下,能够大幅度提高电晕功率,提高收尘效率。
闪络恢复快,微秒级内快速关断闪络电流,无闪络电流冲击问题,不会损伤极板,极线。
2、运行更可靠,系统更智能脉冲式高频电源借助调制解调技术,将高频信号调制于低频载波信号中,解决了高频大功率信号不能远距离传输的问题,成功地将高频控制柜与变压器分开,避免了原高频电源控制柜置于除尘器顶上受环境侵蚀的故障发生,极大地提高设备的运行可靠性。
采用IGBT硬开关工作方式。
在硬开关工作方式下,逆变回路的工作频率及载波频率完全由单片机控制,与逆变回路参数及负载的大小无关,保证工作的稳定性,同时减少了逆变回路的损坏,提高逆变回路的效率。
与常规的电源相比具有更高的除尘效率。
内置智能型控制软件,能根据现场的工况情况,自动调节工作频率,以适应不同电场、不同工况的要求。
工作频率从2KHz-20KHz之间变化。
任何的谐振式高频电源都无法做到这样宽范围频率调节。
3、三相平衡,无谐波采用三相电源输入,对电网无污染。
效率与功率因素高,功率因素大于95%,比工频电源节能20%以上,节省大量电能,绿色环保。
4、非常适用于除尘器电源产品的升级改造,方便快捷脉冲式高频高压电源控制柜,非常使用用于常规电源的升级改造成为高频电源。
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GGGAJ02-40kHz 型电除尘器用高频多重高压脉冲电源使用说明书大连蓝清自控设备有限公司目录前言…………………………………………………………………………………1 一、高频多重高压脉冲电源波形简介……………………………………………1 二、高频电源与高频脉冲电源特性分析…………………………………………2 三、产品特点………………………………………………………………………3 四、应用范围………………………………………………………………………4 五、产品名称和型号………………………………………………………………4 六、使用条件和主要技术参数……………………………………………………4 七、工作原理………………………………………………………………………5 八、主要技术和功能………………………………………………………………5 九、操作方式………………………………………………………………………8 十、联网控制………………………………………………………………………10 十一、注意事项……………………………………………………………………12 十二、设备维护和保养……………………………………………………………13 十三、配电电缆选型………………………………………………………………14 十四、电源容量表…………………………………………………………………14 附图:高频电源外形尺寸图………………………………………………………15 附图:高频电源产品样机 (16)高频多重高压脉冲电源的研制成功是电除尘器电源的一次伟大革命.向雾霾宣战电源达到目前世界领先水平。
前言电除尘器已经有 100 多年的发展历史,因其具有除尘效率高、适应范围广、运行费用低、安全可靠、使用方便且无二次污染等独特优点,为工业除尘设备的首选产品.国家《火电厂大气污染物排放标准》拟将烟尘排放标准由 50 mg/m3 ,提高到 30 mg/m3, 重点地区拟提高至 20mg/ m3。
面对越来越严格的排放标准,很多在役电除尘器达不到要求,不得不进行二次技术改造;新建待建的电除尘项目也面临挑战。
虽然加长、加高电除尘器本体可以相应提高除尘效率,但是设备投入与除尘效率提高的性价比低,常规改进方法是难以满足新的环保标准。
新型高压电源成为了提高电除尘效率的有效出路,三相工频高压电源、高频高压电源和脉冲叠加直流高压电源的推广应用,为提高电除尘器效率提供了新的可能和新的选择。
大连蓝清自控设备有限公司多年来致力于电除尘器供电电源的开发和生产,三相工频高压电源和高频高压电源为公司的主打产品,新近研发成功的高频多重高压脉冲电源集直流供电、间歇供电和脉冲供电的特点于一身,可有效收集高比电阻粉尘和抑制反电晕,并可提高微细粉尘的收集和脱硫、脱硝的效率,是新一代的电除尘器供电电源。
一、高频多重高压脉冲电源波形简介电除尘器用高频多重高压脉冲电源(简称高频脉冲电源),是一种即能提供直流(DC)供电,又能提供直流叠加脉冲(DC+PULSE)供电的电除尘器供电电源。
高频脉冲电源其电压叠加可组合输出多种二次电压供电波形。
电场有效电晕电压叠加脉冲电压(DC+PULSE)的多重控制,使二次电压有效值、峰值、频率均可调.控制方式灵活,适应各种工况电除尘器。
下面以四单元(4+1 型)IGBT 全桥逆变组合论述。
原理如图 7—1 电除尘器高频多重高压脉冲电源原理图.四组电压叠加连续供电(实现调频高频电源 DC供电),如图 2-1 所示;下三组电压叠加连续供电(DC 供电),上一组 A 电压停止供电(实现调幅高频电源 DC 供电),如图 2—2 所示;下三组 BCD 电压叠加连续供电(DC 供电),上一组 A 电压叠加脉冲供电(PULSE),如图 2—3 所示;下二组 CD 电压叠加连续供电(DC 供电),上二组 A、B 电压叠加脉冲供电(PULSE),如图 2-4 所示;下二组 CD 电压叠加连续供电(DC 供电),上一组 B 电压叠加脉冲供电(PULSE),如图 2—5 所示;四组电压叠加断续供电(实现调频高频电源 DC 间歇供电),如图 2-7 所示。
高频脉冲电源同时完成了电场有效电晕电压叠加脉冲电压(DC+PULSE)的多重控制。
图 2—1 图 2-2图 2—3 图 2-4图 2—5 图 2—6图 2—7 图 2—8 二、高频电源与高频脉冲电源特性分析电除尘器采用高频电源供电,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1011 Ω·cm 后,比电阻超过就会在气体电离—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。
除尘器采用高频脉冲电源:脉冲供电(DC+PULSE)其形式是在有效电晕电压,连续不断地向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。
高频脉冲电源集多种供电模式为一身,可实现直流供电、间歇供电、直流叠加脉冲供电。
在有效直流电晕电压基础上叠加脉冲电压,实现阶跃脉冲供电,具有脉冲前沿时间快速的特点。
在快速脉冲前沿时间内,产生瞬间高强电场,粒子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。
为了使粒子快速荷电,采用快速脉冲前沿的脉冲是有效的。
自由电子荷电的粉尘荷电量,比离子荷电的粉尘荷电量,要高出 50%以上。
高压脉冲可提升电场的峰值电压,既提高了瞬间电场强度,又激发出了大量的自由电子。
有效的直流电晕电压维持电场的电晕电压,即保证了荷电粉尘的驱进速度,又降低了阳极板粉尘层的表面电位,最大程度地遏制了反电晕现象的发生,大大提升了电除尘器对高比电阻粉尘、高浓度粉尘等复杂工况的适应能力。
在满足粉尘排放标准的前提下,可通过阶跃脉冲供电波形的调整,实现节能控制。
三、产品特点大连蓝清自控设备有限公司研制的 GGGAJ02-40kHz/□A*□kV 电除尘器用高频多重高压脉冲电源(简称高频脉冲电源),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。
高压部分:由三相桥式整流加多组 IGBT全桥逆变功率单元组合,采用输出电压串联叠加技术,可输出多种阶跃脉冲。
输出电压脉动频率 20-40KHz;适应任意电除尘器工况条件。
低压部分:提供振打、加热等开关量输入/输出接口, 4-20mA 模拟量输入/输出接口供用户选择.人机对话:液晶触摸屏控制,上位机联网控制供用户选择.(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-40kHz,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 8uS,更有利于瞬间高强电场的产生和微细粉尘的凝聚。
(4)智能控制:当 DC+PULSE 二次电压波形设定完成后,设备通过调整频率自动跟踪电场击穿电压的临界点。
电场不易闪络,实现最佳功率输出.(5)闭环节能控制:根据除尘器排放浓度与电除尘器电源耗电量之间的闭环控制,实现节能减排。
系统由上位机联网实现优化控制。
(6)降压振打控制:具备反电晕检测功能,当反电晕发生时输出联动信号,及时降压、振打清灰。
(7)微细粉尘的捕集:微细粉尘的排放量是影响电除尘器粉尘排放浓度的关键指标。
高频窄脉冲供电产生的瞬间高强电场电晕,大大提高了对 PM2。
5 及以下颗粒物的捕集.(8)高比电阻粉尘的捕集:当采用 DC+PULSE 供电时,最大程度地遏制了反电晕现象的发生,大大提高了对高比电阻粉尘的捕集效果。
(9)脱硫脱硝:高频窄脉冲供电产生的瞬间高强电场电晕,更有利于臭氧浓度的提高,提升脱硫、脱硝的效率.(10)节能减排:高频脉冲电源和常规单相工频电源比较,提高电除尘器除尘效率+50%,电费下降—30%。
(11)整机结构与防护:高低压一体化组装,户外布置,节约了控制室土建面积.IGBT 等功率器件散热采用箱式隔离风道,使功率器件、控制单元板与外界环境隔离。
散热系统采用调速风机智能控制,提高高频脉冲电源在户外高温环境下的适应性。
控制单元板采用三防工艺处理,提高绝缘及防腐能力。
不锈钢壳体,防护等级 IP54.(12)保护功能:火花闪络、电场开路、电场短路、过载、欠压、IGBT 温度、变压器油温、油位、设备故障及通讯故障等。
高频脉冲电源是电除尘器电源配套、电源改造、脱硫脱硝和取代进口同类产品的最佳选择。
四、应用范围产品名称:电除尘器高频多重高压脉冲电源;产品型号: GGGAJ02-40kHz/□A*□kV;产品编制方法:符合 JB1505-75《半导体变流器型号编制方法》产品质量标准:符合 JB/T 9688-1999 《高压静电除尘用整流设备》六、使用条件和主要技术参数1.使用条件(1)海拔不超过 1 千米;高于 1 千米时,按 GB/T3859.2—1993 中附录 B 作相应修正;(2)环境温度:+45~-45℃(不低于变压器油所规定的凝点温度);(3)空气最大相对湿度为 90%(在相对于空气温度20±5℃时);(4)无剧烈振动和冲击,垂直倾斜度不超过 5%;(5)运行地点无导电、爆炸尘埃,没有腐蚀金属和破坏绝缘的气体或蒸汽;(6)接地极:除尘器本体接地极应单独敷设,接地电阻小于 2 欧姆;注:如果要求多重电源在特殊工作条件使用,订货时需提出并与制造厂协商. 2。