摘 要:節(jié)能環(huán)保是我國的現(xiàn)行主要政策,受到社會各界的重視。在燃煤電廠,降低廠內(nèi)生產(chǎn)用電率,就等于是降低了火力發(fā)電廠的生產(chǎn)經(jīng)營成本,能夠增強(qiáng)企業(yè)市場競爭力。目前的濕式電除塵設(shè)備在保證除去煙氣中所含粉塵能力的同時可大大節(jié)約設(shè)備能量消耗,有廣闊的應(yīng)用前景。新型濕式電除塵器電源—脈沖電源技術(shù)已在較廣泛的地方有多個成功案例,且使用效果較顯著,它在確保除塵效率的條件下,最大節(jié)約電量可達(dá)75%以上,經(jīng)多個樣本測算,平均節(jié)約電量超過60%,達(dá)到了高效、節(jié)能的目的。隨著各界環(huán)保意識的持續(xù)提高,濕式電除塵漸漸成為一種控制工業(yè)排放粉塵的技術(shù)方案,是火力發(fā)電廠煙塵治理的第一選擇。根據(jù)最新的環(huán)境保護(hù)要求,西方各國工業(yè)粉塵排放值不大于30mg/Nm3,需我國目前的排放要求也與西方國家所差無幾,在重點(diǎn)區(qū)域甚至把排放值控制在5mg/Nm3以下;大家都在關(guān)注的PM10、PM2.5問題,環(huán)保聯(lián)合會已明確要求限制低于40μg/Nm3,我國目前還在起步階段。為應(yīng)對此問題,補(bǔ)齊行業(yè)短板,濕式靜電除塵器技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生,在火力發(fā)電廠是一項(xiàng)很重要的防治污染技術(shù),并已開始進(jìn)行廣泛的推廣。
一、簡述工業(yè)除塵設(shè)備用電源的主要技術(shù)變革
隨著社會科技水平的不斷提高,自20世紀(jì)70、80年代起,智能型元器件開始慢慢取代單相晶閘管控制,隨著雙極性型晶體管、高功率管、絕緣柵型金閘管。同時,軟控逆升變技術(shù)、新控制理論技術(shù)方案不斷推廣和普及。
單相金閘管控制的高壓整硫設(shè)備:其一般設(shè)計(jì)的頻率范圍40Hz~50Hz,輸出側(cè)波形會因電源的制式影響而被制約,一些較常見的突發(fā)工況處理起來的顯的捉襟見肘。單個閃絡(luò)抑制時間會達(dá)10ms,這就造成除塵設(shè)備場強(qiáng)回復(fù)周期長,斜率曲線低而平,輸出側(cè)效率不高,二次側(cè)輸出功率低;在一些存在高電阻比粉塵情況的除塵設(shè)備上,易發(fā)生電極肥大或反電暈現(xiàn)象,收塵效率急劇惡化。
高頻率軟控的新型脈沖式電源:與電網(wǎng)頻率無關(guān),具備提供純直流、脈沖波形兩種輸出性能的能力,這樣就可以為除塵設(shè)備實(shí)工作條件選擇需要的電壓波形,從而能提高設(shè)備除塵能力,為濕式靜電除塵器在工業(yè)上的推廣及應(yīng)用創(chuàng)造了條件。濕式靜電除塵器用脈沖電源能有效的使用新材料和新型電子元器件,綜合應(yīng)用微電子集成相關(guān)技術(shù),提高除塵設(shè)備轉(zhuǎn)換及控制等環(huán)節(jié)的效率,從而滿足濕式靜電除塵器對供電設(shè)備的要求。
二、脈沖電源與傳統(tǒng)電源對比
脈沖電源與傳統(tǒng)的工頻電源相比設(shè)備指標(biāo)更加優(yōu)良,其輸出波形開關(guān)高窄、均功率更高、設(shè)備尺寸更加緊湊、重量輕等優(yōu)點(diǎn),它對高比電阻微??梢蕴峁└鼘挼倪m應(yīng)范圍,可較大程度提高除塵設(shè)備的設(shè)計(jì)能力。總體效率、功率因數(shù)基本可保持在0.8以上,而且脈沖電源采用三相形式電源,可以使系統(tǒng)負(fù)載更加平衡,提高了濕式靜電除塵器配套電源產(chǎn)品的整體技術(shù)水平,拓展了濕式靜電除塵器的工業(yè)適應(yīng)范圍及工況。
三、脈沖電源的技術(shù)特點(diǎn)
1.脈沖式電源采用混合性諧振逆式變壓器,主功率元件關(guān)斷能量損耗接近于零,能降低元器件的控制能耗,提高工業(yè)除塵設(shè)備的性能,減少對系統(tǒng)內(nèi)其他設(shè)備的干擾。在一些設(shè)計(jì)較先進(jìn)的脈沖電源里更是串聯(lián)了具備恒流功能的諧振逆式變壓器,當(dāng)電源輸出瞬時短路時有限流功能,設(shè)備進(jìn)行更加案例可靠,此類設(shè)備更加適宜于使用在濕式靜電除塵器電場內(nèi)部火花沖擊、頻繁短路的工況條件。
2.高頻率軟控技術(shù)的脈沖電源可實(shí)現(xiàn)不受電網(wǎng)頻率干擾的功能,其一般設(shè)計(jì)選用輸出頻次在20kHz~50kHz間調(diào)節(jié),且是直流輸出。這就可以實(shí)現(xiàn)為工業(yè)除塵設(shè)備提供純直流、脈沖電壓波紋成為可能,用戶在現(xiàn)場工況限定的條件下,就能選擇最符合要求的輸出波紋,從而能確保除塵設(shè)備的工作能力。與傳統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)頻率單相高壓電源相比較,脈沖式電源二次側(cè)直流輸出波形一般能小于5%,與傳統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)頻率單相電源30%~60%的變幅相比,可以維持更高的電場閃絡(luò)電壓值,其場強(qiáng)均壓可達(dá)傳統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)頻率電源的1~1.2倍,輸出電流更是達(dá)于傳統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)頻率單相電源的1.7倍,在輸入側(cè)各項(xiàng)指標(biāo)近似的情況下,它可以輸出更高的電暈功率,大幅提高工業(yè)除塵設(shè)備的性能。
3.脈沖電源采用最新的單片機(jī)為主控的控制器。各類閃絡(luò)、儀控均采用硬件在線檢測,靈敏度高,準(zhǔn)確率高,對一些短閃也能在一定的程度上捕捉到。當(dāng)電場內(nèi)部發(fā)生閃絡(luò),設(shè)備主電流對自身影響小,場強(qiáng)恢復(fù)周期短,無功功率可降低到最低等特點(diǎn)。它有純直流供電與脈沖形供電兩種工作方式,純直流供電時可采用波頂截波的方式進(jìn)行調(diào)整,根據(jù)設(shè)備的實(shí)際工作條件,輸出適應(yīng)的電壓波形,在用在工業(yè)除塵設(shè)備的前級電區(qū)或高阻粉塵區(qū),能控制反電暈發(fā)生機(jī)率。脈沖式電源是解決工業(yè)除塵器前級電區(qū)電暈封閉較有效地手段。
4.脈沖電源體積小、重量輕,只有常規(guī)工頻電源的1/2。采用三相電源同步輸入,對系統(tǒng)無干擾,是一種新型環(huán)保電源。效率與功率因數(shù)也能可觀,一般不低于80%,較傳統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)頻率電源節(jié)能約35%以上。
結(jié)語
隨著濕式靜電除塵器脈沖式電源技術(shù)水平的日漸提高,可預(yù)見其有廣闊的應(yīng)用前景,如燃煤發(fā)電廠、冶金礦山、化工等行業(yè)的工業(yè)粉塵治理。脈沖式電源技術(shù)的出現(xiàn)和完善,讓我國相關(guān)設(shè)備的技術(shù)水平有了質(zhì)的飛躍,補(bǔ)齊了行業(yè)短板,也在一定程序上擴(kuò)大了濕式除塵類設(shè)備的適用范圍,為我國環(huán)保行業(yè)的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和優(yōu)化貢獻(xiàn)出了一份力量。