除尘器高频电源与脉冲电源的联合应用

2025-12-08 09:29:45

摘要：神华成功发电厂紧密围绕集团“1245”清洁动力开展战略，结合本工程自身特色，按照“高度重视科技立异作业，继续优化工程建造计划”的要求，环保做加法、体系做减法，本项目一直在进行继续不断的立异优化。从2016年10月份初设弥补审查后，从节能、环保、生态、美丽等角度动身，本项目对炉型磨型、污染物超低排放、半干法脱硫、高度节水、无油电厂、绿色照明、建筑节能、间冷体系优化等方面又作了一系列的优化和立异作业。意图是经过继续不断的立异和优化，要把成功发电厂建造成为“草原风情、民族特色”的现代工业艺术品，建造成为面向2035年/2050年的、在未来二十年对煤电建造以及煤炭动力开展具有示范引领含义的、面向现代化、面向世界、面向未来的神华电厂。跟着国家环保部门严格要求将电厂烟气中粉尘排放物浓度由30g/Nm3进步到30mg/Nm3，除尘功率为99.90%。原有电除尘设备必须升级换代才干满意新的排放标准。

关键词：高频电源；工频电源；联合运用

1前言

本期工程静电除尘器配套利用高频电源与工频电源的结合利用，除尘器的除尘效能为由本来的99.87%举高到99.90%，为进一步下降脱硫体系出口粉尘浓度为5mg/Nm3，高频电源起晕电压低，重量轻，节能效果好，运转调整方式灵敏，粉尘荷电才能强，除尘功率高，适用于前级电场；工频电源设备运转电压高，伏安特性好，对高比阻粉尘和纤细颗粒粉尘有很好的除尘效果等特性，适用于后级电场，结合当地褐煤煤种，对褐煤高灰分和含水率高的状况有很好捕集功率，经过相互配合运用两种电源，使得高压静电除尘器发挥最大的成效。

2高频电源和脉冲工频电源首要用途和技能原理

2.1高频电源可配套各种除尘设备遍及运用于冶金、化工、建材、轻工、电力等繁复行业的烟气办理，是一种高效节能除尘、保护环境的要紧设备。

高频电源是把三相沟通输入整流为直流，经全桥式逆变器后变成高频沟通，随后整流升压后输出高压直流。高频电源作业频率可达40kHZ，首要包含以下几部分：逆变器、变压器、操控器。其间全桥变换器是完成直流到高频沟通的转化，高频变压器/高频整流器完成升压整流输出，为ESP供给高压供电电源。

2.2工频电源是一种能够将直流电改变为市民用电相同的AC220V沟通电，供常用电器设备运用，是一种简易的电源转化器。它可用于各类电器设备，如各类舰船、飞行器以及轿车，在风能及太阳能发电范畴，收拾逆变器有着不可替代的效果。

工频脉冲电源是利用电磁感应定律的具体运用，即给感应线圈通一交变电流时就发生一交变磁通，将沟通电变为直流电，然后用电子元件对直流电进行开关操控。一般功率较大的变频器选用反并联可控硅来操控沟通电的输出。并设一个可调频率的设备使频率在一定范围内可调，用来操控电机的转数。

3高频电源与脉冲工频电源技能与立异

高频电源与工频电源二次电压输出比照图如下：

3.1高频电源输出电压值切近工频电源电压峰值，与工频电源比拟；

3.2高频电源能供给更高的输出电压，电压值可达工频电源的1.3倍；

3.3高频电源能供给更大的输出电流，可达工频电源的2倍；

3.4高频电源可有用增大电晕功率，进步除尘功率；

高频电源运用于高压静电除尘器在纯直流供电形式时，输出的二次电压挨近一条直线波形，放电均匀，电压动摇小（一般在3%左右，而工频电压动摇30%左右）电晕电压至少可进步25%，可有用进步捕集粉尘趋进速度，进步粉尘的捕集功率，相比工频电源。根据粉尘浓度的特性，前几级电场粉尘浓度高，选用高频电源供电；后几级电场粉尘浓度低，选用工频电源供电，这样调配运用进步电源电压的有用利用率，减少不必要的电压损耗，所以高频电源与工频电压的相调配有很高的除尘功率。

4高频电源与脉冲工频电源技能比较

4.1高频电源简介

高频电源是把三相沟通电输入整流为直流，经全桥式逆变为高频沟通电，随后经升压整流输出高压直流。高频电源作业频率可达40kHZ，首要包含三部分：变压器、逆变器、操控器。其间全桥变换器完成直流到高频沟通电的转化，高频变压器/高频整流器完成整流升压输出，为ESP供给供电高压电源（详见下图）。

和传统的工频供电形式比照有如下特色：

（1）火化率操控方面：工频电源整流作业时发生的火花率至少要维持20ms，火花率恢复进程30-50ms，这一进程严重影响除尘器除尘功率，同时还浪费很多能耗。

高频电源整流由IGBT的开关来操控供电，安稳的电压波形有用的按捺了电场火花率的发生。另一方面，在发生火花率时，高频电源能够在20us内快速关断IGBT，从而缩短火花放电时刻的影响。

（2）反电晕的按捺方面：选用高频电源后，充放电时刻间歇灵敏，最小单位可做到20us，在反电晕运用主动优化时，优化的精细程度和准确度方面大大进步，从而较工频电源能够进步除尘功率。

（3）节能方面：

1）高频电源电能转化功率为95%以上相对工频电源（65%―75%）有大幅举高，节能约20%以上。

2）功率因数举高节电能耗，高频电源体系输入三相电，功率因数可达0.95。常规工频整流变压器电源功率因数约为0.7。

3）没有或较少的火花闪络水平，且闪络时刻继续的较短，大大减少了闪络时刻对地放电所耗费的电能。

4）高频电源体系内置反电晕监控及运转参数优化软件，能够合理地在线主动调整距离充电时刻距离和充电强度，从而在进步电除尘器的收尘功率的同时节约了很多的电能。

5）利用机组负荷（或磨煤机给煤总量）信号的能耗办理闭环优化操控节能技能，在不同的锅炉负荷段或不同的磨煤机总输出量，各级电场的充电距离时刻和充电电流强度应相应地进行调整，设置不同的距离充电运转形式。

4.2工频电源简介

工频电源是一种为高比电阻粉尘和铲除纤细粉尘而开发的产品，运用于火力发电站、钢厂烧结厂、炼油厂等范畴。它是在直流电压上面重叠短幅宽（120μs左右）的脉冲电压。脉冲电压用来供给强电晕，直流电压（Vdc）用来收尘（详见下图）。

工频电源的长处：

（1）作业电压达到60～80kv，加大了粉尘的荷电才能。由于脉冲宽度很窄，使得电除尘的总能耗大幅下降，比工频电源节电约60-80%。

（2）工频电源的供电方式，按捺了很多无用的电子流吸附于阳极板的高比电阻粉尘之上，从而有用地防止了电场中反电晕的的发生。

（3）此外，工频电源也能够DC加电独自运转。

5高频电源和脉冲工频电源的运用

5.1计划的拟定

咱们经过反复的研究讨论和充分的调研，把本电厂1、2电场选用高频电源供电，3、4、5电场选用工频电源供电相配合的计划。前两电场运用高频电源除尘才能高，操控运转方式灵敏的特色，去除大部分粉尘，后两级电场选用工频电源对纤细粉尘和高比电阻粉尘有很好的除尘效果特色，针对性的除去后级电场的高比粉尘特性。经过高频电源和脉冲电源的配合运用，并根据现场实际状况调理电除尘电压电流参数、振打时序及振打降压方式，在原电除尘本体设备不变的状况下，使电场除尘功率大幅进步。

5.2计划的实施

（1）前两电场选用国内福建龙净高频开关电源体系，脉冲设备选用进口的MPS的脉冲电源体系。

高频电源选用一体化设置，高频变压器、桥式逆变器、操控单元、功率单元均设置于电除尘顶部，运用光纤通信和上位机衔接。

MPS脉冲电源直流变压器和脉冲变压器设置在同一台变压器内，一路高压出线，两路电源；操控部分选用光纤和配电室操控柜衔接，每台炉八台MPS公用一个工控机。

（2）由于运用高频电源和工频电源配合运用，而两种电源有各自的操控体系。为了使操作和监测设备运转简洁，需将两种设备整合在一个上位机体系内。在上位机体系中，咱们引入了负荷信号，在机组不同的负荷下运用，选用不同的电场粉尘参数，一方面确保了除尘功率，另一方面节约了不必要的能耗损失。

6高频电源和工频电源为社会发明经济效益状况

经过对静电除尘电源技能的全体更新升级，新一代高压电除尘器选用高频高压整流电源设备（简称高频电源）问世，凭借领先的技能和高牢靠的运转特性，深受广阔电力客户的信任，继续健康的开展。目前国内选用高频电源和工频电源配合运用已成为静电除尘的开展的首要趋势，高频电源为绿色电源，其选用三相供电，无缺相损耗；选用定频调幅技能，无电网污染。高频电源的功率因素>95%，有用下降了无功功耗。工频电源的转化功率为70%，而高频电源转化功率>93%，高频电源和工频电源很多配合运用在电除尘器本体上，大幅进步了电源电压有用利用率，减少了能量耗费。结合高频电源先进的操控体系，在确保除尘功率不变的状况下，节能可达30%-90%，详见高频和工频电源转化率和耗电量分析图。

国内电厂静电除尘器选用高频电源和工频电源联合运用为国家在节能环保工作方面减少粉尘浓度的排放量，造福全国各族人民。