高频电源在电除尘器上应用及节能分析

申普华

(元宝山发电有限责任公司电气分公司内蒙古赤峰市024070)

摘要：随着电力工业不断发展，环境污染严重。环保达标排放标准提高，国家对环境保护问题重视，各个行业在节能减排新技术的研究与推广应用取得较大进展。电源是高压静电除尘器重要部分，采用高频电源可大幅度提升除尘器工作效率，同时还能节约电能，因此在电力、冶金、化工等多个领域得到广泛应用。

关键词：高频电源、电除尘器、节能。

1.概述

发展中国家经济发展给环境带来的危害已经引起全世界广泛关注，我国处于经济发展高速期，与环境治理产生很大矛盾，为了保护全球赖以生存的环境，一方面实现经济持续发展，我国各行各业推广节能减排新技术，电除尘器是火力发电厂，燃煤锅炉企业进行粉尘排放治理主要设备，该设备核心是电源，为除尘器电场提供所需要的直流高压，直接影响除尘器效率。

2.高频电源

高频高压开关电源（简称高频电源）是新一代电除尘器供电装置，广泛应用于电力、冶金、化工、水泥等行业烟气粉尘治理，可实现高效除尘、环保排放达标。

2.1高频电源工作原理电除尘器高频电源是利用高频开关技术形成的逆变式电源，其供电电流是一系列窄脉冲构成，可以给除尘器电场提供接近纯直流到脉动幅度很大的各种电压波形，高频电源对电除尘器火花放电或短路具有快速反应机制，能在上述情况下封锁电源输出，提高了电源动态响应速度，高频电源的快速反应机制使电源实现了接近纯直流输出，提高了设备的供电电压，有利于增强电除尘器电场强度和粉尘荷电量，进而影响电除尘器内粉尘周围的电场力，加速粉尘移动速度，最终提高除尘器效率，减少粉尘排放。

2.2高频电源运行方式高频电源可根据电除尘器电场的实际工作情况，调整脉冲宽度、脉冲幅度、供电频率，以保证提供电压、电流达到做优化状态。对于具有恒定周期供电和脉冲供电两种型号的高频电源来说，应根据除尘要求选择合适的供电方式。

2.2.1恒定周期供电方式恒定周期供电方式，是指高频电源按照预先设定的频率参数进行运行，设定频率参数值决定了设备的输出电压和输出电流值。恒定周期供电方式对操作人员的要求较高，设备消耗的功率大，因此造成的能耗较大，而除尘效果却并不理想，当煤质、符合、烟气等发生较大变化时，恒定周期供电方式无法满足电除尘口排放要求。

2.2.2脉冲供电方式高频电源在脉冲供电方式下，能输出由一系列高能脉冲和低能脉冲组成的电能，输出电流波形与正选波形类似。高频电源采用脉冲供电方式时，可为电除尘器提供较高的峰值电压，这就能有效克服高比电阻引起的反电晕，从而提高设备的除尘效果，减少电场中无效电能的消耗量，最终达到节能环保的目的，这是传统高压供电方式无法比拟的优势，因此得到广泛应用。

3高频电源节能分析

3.1高频电源除尘效率高对于电除尘设备而言，带电粒子在电场中移动速度大，除尘效率高。带电离子移动速度与电场强度平方成正比，而电场强度与电场内电压成正比。根据以上关系可知，电压越高，电除尘设备的工作效率就越高。高频电源相对于传统电源，大大提高了除尘设备的工作效率，能有效降低除尘口排放量的30%以上，部分性能优良的设备，可降低到原有除尘量的70%。高频电源能大幅度提升除尘设备工作效率的主要原因是：一方面，高频电源具有极强的适应性，能根据不同的工作情况，提供合适的电压波形，从而给除尘设备提供从接近纯直流到脉动幅度大的电压波形。当除尘器工作环境为中等比电阻及高浓度烟气时，可利用高频电源输出近似直线的电压，提高电除尘设备的运行电压和运行电流。高频电源提供纯直流电压时，相对于传统的工频电源，平均电压高出30%，这就大大提高了电除尘设备的工作效率。当除尘设备入口含烟尘浓度过大时，会产生电晕闭塞现象，影响电流的提高，此时若采用高频电源，可将电晕电流提高至原来的2倍，从而有效解决电晕闭塞现象。另一方面，高频电源火化监测可靠性高。高频电源采用全新硬件检测技术，提高了火花检测的可靠性，并能有效捕捉微弱火花。高频电源设备中，采用串并联混合谐振逆变器，提高了电流的恒定性，有效减弱电流大幅度变化和电场火花对电流的冲击作用，提高熄灭火花的速度及电场能量的恢复速度。高频电源断电振打与减功率振打功能，对设备的除尘效率同样具有促进作用。

3.2高频电源节能效果好

3.2.1高频电源固有的节能特点高频电源现对于传统的工频电源而言，能源利用率高，能节约20%的能源。传统工频电源会随着输出功率的下降，其功率因数和效率发生明显的变化。传统的电除尘器普遍采用工频可控硅电源供电。其电路结构是两相工频电源经过可控硅移相控制幅度后,送整流变压器升压整流,形成100Hz的脉冲电流送除尘器。高频电源则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,再经过整流变压器升压整流后,形成高频脉动电流送除尘器,其工作频率可达到20～50kHz而高频电源在纯直流供电方式下，当实际输出功率为额定功率的70%时，其功率因数和效率几乎保持不变。在实际的生产工作环境下，设备在额定功率条件下工作情况较少，这就导致高频电源在节能方面更具优越性。

3.2.2高频电源对整个系统节能的影响高频电源自身的工作特点，决定其具有良好的节能特性，这不仅提高了前电场的除尘效率，也为整个除尘系统的节能打下了良好的基础。提升前电场除尘效率后，减轻了后电场的工作负担，极大的降低了后电场的符合，提高了整个系统的工作效率。随着科学技术应用的深入，自动化控制技术在电厂应用范围越来越广，若在有IPC智能控制系统的工作环境下，IPC可在满足除尘效率的要求下，实现组合供电的自动化，促使电除尘电源系统节能达到50%以上，在反电晕现象明显情况下，该系统的节能率甚至高达90%以上，这就极大的降低了企业的生产成本，提高了企业的经济效益。

4小结电源是除尘设备的重要组成部分，电源效率的提升，可有效改善整个设备的工作效率。高频电源具有灵活反应机制、适应性强、节能高效的特点，不仅能提高电除尘器的工作效率，还能提高整个生产系统的工作效率，因此，应进行大范围的推广和使用。

参考文献：

1.环境工程技术学报，朱法华.2011.

2.自动化应用，陈多.2011.

3.电源世界，胡文平.2011.