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。
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。当粉尘比电阻超过1011·cm后,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。
电除尘器用高频多重高压脉冲电源特点
(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。
电源电路工作原理
1、电路组成
高频脉冲电源由主回路部分、控制回路部分和高频整流变压器组成。
主回路部分:由接触器、三相桥式整流、LC滤波电路、多组IGBT全桥逆变电路、高频高压整流变压器、冷却系统等组成。
控制回路部分:主要由DSP-CPLD控制电路、数字锁相同步电路、IGBT驱动电路、信号采集电路、继电器电路、通讯接口、低压接口电路等组成。
2、工作原理
高频脉冲电源的工作原理是将三相380V、50Hz低压交流电,经三相桥式整流、LC滤波输出520V直流母线电压,直流母线电压经多组IGBT全桥逆变为高频脉冲电压,对应各自高频变压器升压,由高压硅堆整流叠加输出40KHz直流高压,为电除尘器提供高频脉冲电源。控制器根据ESP负载的二次电压、电流反馈信号进行自动跟踪控制。
电除尘器用高频多重高压脉冲电源应用范围