高频电源在火电厂静电除尘器中的应用

北极星环保网讯:本文介绍了电除尘器高频电源工作原理,分析了高频电源相对于传统工频电源的优越性.以三河发电公司的4台机组电除尘器改造为例,介绍了高频电源在火电厂电除尘器上的改造效果、运行控制策略及存在的问题，为其他公司的电除尘高频电源改造提供宝贵数据及经验，具有很好的应用前景。

关键词：静电除尘器；高频电源；控制；策略

随着新环保法的实施，以及当下雾霾天气的加剧，人们对环保要求越来越高提高。《火电厂大气污染物排放标准》（GB13223-2011）对燃煤发电厂的烟尘排放浓度作出了更为严格的限制，重点地区烟尘排放标准变为5mg/Nm3。目前，国内部分火力发电厂电除尘器很难达到新标准要求，作者所在的三河发电公司对对4台发电机组电除尘器进行了高频电源改造，改造后运行效果良好，烟尘排放值满足国家标准。

1工作原理

1.1火电厂静电除尘器工作原理

电除尘器除尘是利用高压电建立起足以使气体发生电离的电场，使流经电场的灰尘粒子荷电(带上电子或离子)，并在电场力的做用下使荷电灰尘粒子向异性电极运动，并积附在异性电极上，从而实现灰尘粒子与烟气流的分离，通过振打使阴极线、阳极板上积灰被振落，掉入下部灰斗中。

电除尘器分为本体和电气两大部分。本体部分主要包括阴极系统、阳极系统、进出口封头和气流均布板、壳体、灰斗及保温等。在绝缘子室、阴极振打瓷轴和灰斗处都设置有电加热器。电气部分为高频电源，高频电源一次部分：主断路器、主接触器、经三相整流模块（整流为580V直流）、滤波电容、IGBT模块（高频开关到5~20KHz）、谐振电容、高频整流变压器等组成，高压侧柜门装有电源指示、运行和故障指示、就地操作开关、二次电压表、二次电流表。高频电源低压控制部分：控制电源开关、主冷却风机电源、柜顶风机电源、电源板、控制器、二次控制器件，同时高频电源集成该电场阴阳极振打控制等。

1.2高频电源工作原理

高频电源是将三相交流电经整流和滤波后得到约530V左右的直流电压，经全桥逆变，形成20KHz左右的交变电流，再经高频变压器升压整流后形成高频高压脉动直流送电除尘器。

2高频电源介绍

高频高压整流电源（简称高频电源）是新一代的电除尘器供电装置，可广泛应用于电力、冶金、化工、水泥等行业的烟气粉尘治理，可实现高效除尘、保护环境的作用。该产品是我公司独立研发、拥有完全自主知识产权的高新技术产品。

电除尘器高频电源是利用高频开关技术而形成的逆变式电源，其供电电流是一系列窄脉冲构成，可以给电除尘器提供具有从接近纯直流到脉动幅度很大的各种电压波形。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，减少电除尘能耗，提高除尘效率；另外，高频电源还有体积小、重量轻、节省电缆用量，三相平衡供电等诸多优点。

2.1高频电源优点

从图1可以清楚的看出，使用工频电源时，二次电压峰值会高出平均值约1.3倍，电场会因较高的峰值电压而放电，从而降低了电场输入电流。而高频电源可以很好避免这一问题，提升电场输入电流，即增加集尘板电流密度。

2.2大幅提升集尘板电流密度的重要意义

单一供电分区的设计电流量=分区集尘板面积*0.35~0.38mA/m²（电流密度）。那么设计用2000mA的电源电流量其实暗指本体分区的集尘板面积比较大，但运行中工频电源基本只能运行到1000mA左右电场就有可能因为峰值电压很高而放电，这样的话实际集尘板运行电流密度仅为0.17~0.19mA/m²，较设计电流密度，或者说饱和电流密度还差距很大，这还没有考虑电场内部电流不均匀的问题。从而严重影响了工频电源运行中的除尘效率。

而改用高频电源后，如果运行电压依然达到火花放电水平时，电场输入电流较工频会有大幅提升，可以接近甚至达到设计板电流密度或饱和电流密度，从而挖掘出除尘器潜在的除尘效率。

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电除尘专栏第9期 除尘技术之高频电源技术

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