软稳电收尘技术ppt(1) 21

,北京市中环博业环境工程技术有限公司北京源深节能技术有限责任公司内蒙古京隆发电有限公司软稳静电除尘技术报告排放达到30mg/N以下的技术措施介绍人：孟云鹏（中环博业.电气总工）,目录,一、概述,在工业粉尘治理的多种除尘设备中，上世纪初发展起来的电除尘器，由于它的除尘效率高，运行费用低，维护管理方便等特点，使其在除尘领域里成为佼佼者，称强将近一个世纪。国内外大规模或特大规模的除尘几乎都采用电除尘。但由于受到日益严格的排放标准及节能的严峻挑战，常规技术已经不能满足新的排放和节能要求。在这种情况下，我们提出一个全新的电除尘技术“软稳电除尘技术”。它的新首先新在思路和理念上面，新在技术路线上面。“软稳”电除尘，它首先是电除尘，保持了原来电除尘除尘效率高，省电，维护管理方便等优点，同时，它还能够达到国家规定的高标准的排放要求。它可以说是国际上已经实施了近100年常规电除尘技术的延伸和发展，是常规电除尘的升级替代产品。它使电除尘在除尘领域中继续成为佼佼者，为环保节能减排作出新贡献。,电压输出示意图,二、常规电除尘的技术原理和理论依据：2.1技术特点：常规电除尘器供电电源的技术路线是由工频电50HZ通过铁芯变压器直接升压、整流成为硬特性的脉动直流作为除尘器的供电电源。,一、电源性能属于硬特性；二、电压波形属于脉动性。,2.2常规电源理论依据,2.2.1关于电源电压输出波形的问题它沿用的学术观点是美国学者科特雷尔和怀特先生等人的观点：一是“脉动直流比稳定直流优越”；二是“电源工作电压最佳点是在火花始发点以上某一处”。关于电压波形对除尘效率影响的问题，国际电除尘权威怀特先生曾经有这样一段论述：“科特雷尔在其早期的试验中，曾就未滤波的整流机组所得到的脉动电压与整流机输出的电路上增加一个滤波电容器所得到的稳定直流进行了比较 。结果证明，脉动电压肯定地优于稳定直流电压，这主要是因为稳定直流电压的火花特性不好，脉动直流的峰值能提高除尘器效率，而谷值则能抑制火花放电，长期以来的经验肯定了这个结论。,2.2.2关于火花放电的问题怀特先生有这样一段论述：“电收尘的操作电压最好是提高到发生火花放电，但又不太严重的境界。.电收尘每个电场都有一个火花放电速率的最佳值，这个值一般每分钟100次左右，这时，由于电压提高所取得的效益，恰能抵偿电收尘火花放电所造成的烟尘损失。如再提高电压，那么由于火花放电所造成的损失就会增大。最佳火花放电速率的原理导致了自动调压系统的发展和广泛的应用。”所以，迄今为止，国内外大规模或特大规模电除尘场合通常用的常规电除尘，都是脉动电源，并且设立火花自动跟踪、自动抑制，把电除尘器的供电电压调整在所谓“最佳火花率”的状态运行。,常规电除尘“最佳火花率”概念的产生，是其在,整个供电的过程中，包含着电晕放电和火花放电。这,两种放电状态是处在一个不可分割的矛盾统一体当中，,对除尘来讲，电晕放电是其正面作用，而火花放电是,起负面作用，在增加电晕放电的同时，火花放电也就,不可避免的会增加，取其折中，得到“最佳火花率”。,也就是其说的“电压提高取得的效益，恰能抵偿电收,尘火花放电所造成的烟尘损失。如果再提高电压，那,么火花放电所造成的烟尘损失就会增大”。,其实，怀特先生等人都是在常规电源的技术路线,的情况下，采用宏观的方法，在整个供电过程中，有,高效、有低效和无效的综合值得出这个结论。,2.3常规电源技术应用实践结论,（电场内温度、湿度、粉尘浓度以及市电波动）的变化，自动调节电压高或低，改善放电状态；如果由于工作条件不稳定而造成两极间全击穿时，相当于负载加重，这是输,出电压自动跌落，当不稳定状态消除后能够自行起来。有效抑制火花放电的发生。常规电源有火花放电且电源特性属于硬特性，其输出电压不随着电场内部负载变化而调整，不具备适应环境的能力。,三、软稳电源的技术路线和理论依据3.1软稳电源的特点采用软特性准稳定直流电源简称为软稳电源，作为除尘器的供电电源，在电除尘领域里是一个新的思路、新的技术路线。所谓软稳电源的“软”是指电源性质属于软特性，它是针对常规电源的硬特性来说的，“稳”是指电源的波形是一条稳定的直线，它是针对常规电源的脉动性来说的。3.2和常规电源的区别软稳电源没有火花放电且输出的电压受到负载轻重,U(Kv),O,I (mA),a,ba、硬特性电源输出曲线b、软特性电源输出曲线,后于除尘工况变化。跟踪检测和通过数据库定量分析都不能完全应对工况瞬时变化。,3.2软稳电源的理论依据3.3软稳电源的理论观点1、电源工作的最佳点是在火花始发点以下的临界处，不得进入火花放电。不仅是肉眼看得见的火花对除尘不起作用，就是眼睛看不见的越过火花放电线的脉动波部分也是无效的。2、电除尘现场工况不可能一直处于理想状态，每时每刻会受到煤种的变化，以及电场内温度、湿度、粉尘浓度的变化的影响。软稳电源“软特性”就是随着电场负载的变化同时调整电压输出状态。3、火花自动跟踪、检测等软件技术手段往往滞,输入电场有效功率和温度的关系,3.3 软稳电除尘技术的技术路线,三相交流,滤波,电路,三相,整流,信号采集,系统控制器,VMR功率控制器,三相交流,调功,电路,直流,高频,逆变,高频,软功率模块,高频变压器,ESP,软稳电源系统主要包括主电源系统和控制系统,实现由三相交流电到高压软稳电源的转化，提供给除尘器系统，输出软稳特性电流，用于静电除尘。相对于传统电除尘电源，具有减排、节能的特性；主电路系统包括滤波电路，三项整流电路，调功电路，高频逆变电路，高频变压器，软功率模块等6个部分；滤波电路：由于本系统包含整流、逆变等电路，为减少对电网的杂波污染，使用滤波电路，滤除杂波；同时，减少电路中过电压对本电源系统的干扰；三相整流：本系统使用三相交流电，保证三相电负载均衡；三项交流电经整流电路后，形成直流供给下级电路；调功电路：提高电路的功率因数；高频逆变：电源的重要组成部分，采用IGBT功率模块，将直流电逆变为高频交流电；高频变压器：电源的重要组成部分，将高频低压电升压为高频高压电；软功率模块：完成高频高压电转换为具有软稳特性的直流电，供给除尘器；,3.4 软稳电源系统构成3.4.1 主电路系统,控制软稳电源的运行，是系统的核心部分；包括信号采集，系统控制器，VRW软功率模块；信号采集：采集电源运行所需要的参数，经处理后送给系统控制器；分为数字信号和模拟信号，包括电流，电压，温度等信号；系统控制器：依据采集的信号，经分析计算，发送控制信号，控制系统的运行；VRW软功率模块：与软功率模块一起，实现电源的软稳特性；,3.4 软稳电源系统构成3.4.2 控制系统,软稳电源省电的原因，软稳电源工作电压最佳点是在火花始发点以下的临界处，在整个过程中都没有火花放电的产生。软稳电源和常规电源相比，不仅因为软稳电源消除了肉眼能看得见的火花放电而省电，同时也包含肉眼看不见的超出火花放电的那部分也是无效的，如图所示。因为软稳电源的电压U稳也是平行于时间轴的一条直线，它可以平移至火花始发点Uf的临界处，整个周期内都处于高效。但常规电源是脉动的，U常的高效只是a、b、c、d四个点，远离Uf的是低效，超过a、b、c、d四个点的是无效。,3.4 软稳电源节能、减排的原理3.5 软稳电源省电原因,即V稳=2V常。,由于粉尘有效驱进速度与两极间电压有下列,关系：=KV2式中K是一个常数，有效驱进速度与两极间的电压平方成正比，,由于,V稳=2V常，,所以软稳电源的粉尘有效驱进速度 稳=KV2稳=K(2V常)2=2KV2常=2 常由式可以看出两种电源都处于最佳点的极限值的时候，软稳电源有效驱进速度等于常规电源有效驱进速度的两倍，根据除尘效率多依奇公式： =1-e-A/Q可以看出一级软稳电源供电能等于二级常规电源供电的除尘效果，这就是软稳电源能够减排的原理。,3.5.1 常规电源和软稳电源减排效果比较如果确认火花始发点以下临界处是最佳点的极限值的话，那么常规电源最佳点的极限值只是峰值a、b两个点，其有效值则是峰值的1/2，而软稳电源的最佳点是火花始发点以下临界处平行时间轴的一条直线，每时每刻都等于常规电源的峰值，即为常规电源有效值的2倍，,有什么方法可以把火花放电去掉，只保持电晕放电呢？常规电源的技术路线出来的电源，是不可能实现的。采用“软稳”电,源，就能把火花放电去掉，只保留电晕放电这部分。由于除尘器供电电源的工作环境不可能都处于理想状态之中，废气的温度、湿度、粉尘浓度、市电波动等等都会引起“临界电压”值的偏移。由于常规电源属于硬特性，火花放电时，其输出的电流将会极大幅的增长，相当于负载加重，其输出的电压不会下降，也就是它没有自动抑制火花放电的功能。也就是不能适应这种不可能是理想的环境，必然“火花特性不好”。但是“软稳”电源的软特性表现在，当要发生火花放电时，输出电流将加大，由于电源内阻很高，所以内压降随之增高，根据全电路欧姆定律，外压降等于电动势与内压降之差，而随之下降，起到了负反馈的作用，避免了火花的发生，也就是这种电路结构具有自动抑制火花放电的功能，也就是很大程度上，改善了火花特性。所以，我们确认：“稳定”是高效的前提，“软特性”则是维持这种高效的可能。,3.5.2 如何实现软稳特性,户外形式户内形式,F=,，,也就是说和两个带电体所带电量的乘积成 正比。 “软稳”电源比常规电源节电的事实，这种结果，降低了粉尘层在极板上的电荷积累，从而降低了粉尘层对极板的吸引力，振打容易脱落，便于收尘。2、软稳电除尘本体技术之一，宽极距也能够提高捕集高比电阻粉尘的范围。这类同“高压送电”原理，极间距宽了，输入到电场的电压高，电流小。相同的功率，由于电流小，粉尘层的电荷较少，因而对极板的吸引力较小，振打容易脱落，便于收尘。,3.5.3 软稳电除尘技术拓宽捕集高比电阻粉尘范围拓宽粉尘比电阻范围的技术原理1、软稳电源拓宽了捕集高比电阻粉尘范围的原理：因为两个带电体之间的静电引力,3.6 软稳电源的技术优势,软稳电除尘技术采用软特性、准稳定直流供电的技术路线和工艺路线，有效抑制火花,放电的连续发生，从根本上消除了电场全击穿的电耗，电场100处于电晕放电状态。 除尘效率衰减缓慢 由于“软稳”电源技术整个供电过程都处于无火花放电状态，所以其对放电极不产生电腐蚀问题，从而能保证除尘器处于长期高效稳定运行。 软稳电除尘技术能够处理高比电阻矿物粉尘，极大限度的抑制“反电晕现象”的发生，增大了收集微颗粒粉尘的范围，并避免除尘设备内部收尘极“结瘤”现象。 因为软稳除尘技术在整个供电周期内都不产生火花放电，因此为用电除尘收集易燃易爆粉尘提供可行的技术手段。 供电装置先进，自行设计的感应电路集成模块，把供电电源和除尘器本体视同统一整体，通过硬件主导、软件辅助的同步控制模式有效地抑制了火花放电，保持电源自适应工况的“软特性”能力。避免了依靠软件控制进行火花跟踪等信号滞后的缺点。,四、软稳电源技术的发展历程,软稳电源从1979年开始研究，在使用51台的基础上1983年通过技术鉴定。鉴定结论：这项技术应用于电除尘属于国内首创。,4.1、1983年技术鉴定,四、软稳电源技术的发展历程,1983年技术鉴定委员会名单,四、软稳电源技术的发展历程,1988年申请取得第一,项专利高压静电除尘器的电源装置，同年参加国际发明博览会，并获得银牌奖。此后取得相关专利技术十几项。,4.2 软稳电源的第一项专利、,第一项国际发明奖,四、软稳电源技术的发展历程,4.3 1990年被国家科委列,入第一批推广项目,1990年在全国200多个厂家推广应用了700多台,的基础上，被国家科委列入第一批国家级推广项目,四、软稳电源技术的发展历程,国家科委推广文件,四、软稳电源技术的发展历程,4.4 1990年河北,省科委技术鉴定,四、软稳电源技术的发展历程,鉴定结果认,为：此项技术为国内外首先提出及应用，理论和长期实践证明，这一研究成果对电除尘技术的发展，具有积极指导意义，具有国际先进水平。并具有广泛的应用前景，应积极组织推广。,四、软稳电源技术的发展历程,4.5 1992年,被国家环保部列为最佳环保实用推广技术73个,项目之一,四、软稳电源技术的发展历程,4.6 2000年通过中国环境学会技,术鉴定,四、软稳电源技术的发展历程,五、技术应用效果评价,5.1,钢铁、水泥行业应用软稳电除尘后测试报告,五、技术应用效果评价,5.2 京隆发电2机软稳电源改造后和1机组仍使用常规电源对比测试报告。测试,单位：内蒙古电力科学院,五、技术应用效果评价,五、技术应用效果评价,为客观评价技术应用效果，内蒙古电科院详细设计了如下三项测试内容:1、不利煤种的性能测试：机组燃用准格尔煤，带满负荷600MW，电源功率开至100%，测定电除尘器的除尘效率为99.93%，电除尘器出口平均粉尘折算浓度17.81 mg/Nm；,2、正常燃用煤种的性能测试：机组燃用混煤，带满负荷600MW，电源功率,开至100%，电除尘器出口平均粉尘折算浓度16.73 mg/Nm,3、节能提效的对比测试：1#机组负荷600MW,电源功率100%，锅炉燃烧混煤，电除尘器出口平均粉尘浓度43.64 mg/Nm，折算浓度36.77 mg/Nm；2#机组负荷600MW，电源功率为1#电除尘电源功率50%时，锅炉燃烧混煤，电除尘器出口平均粉尘浓度23.11 mg/Nm，折算浓度19.73 mg/Nm.,五、技术应 应用效果评价,5.3 京隆发电2机软稳电源改造后和1机组仍使用常规,电源对比测试报告。,测试单位：乌兰察,布市环境监测中心,五、技术应用效果评价,五、技术应用效果评价,测试结果：3月19,日3月22日对2机组（更换了软稳电源）的测试结果显示在机组负荷100，分别燃烧准煤和混煤的情况下结果显示：除尘器出口烟尘排放值8.8mg/13.1mg/之间；,2机组电除尘电源开至1机组50时排放最高为16.4 mg/。,六、结束语,张介轩先生作为软稳电除尘技术的创始人，1979年