电除尘器改造 仅更换高压供电系统的改造项目提效方案

1、电除尘器改造 仅更换高压供电系统的改造项目提效方案大连蓝清自控设备有限公司概述 在饱受雾霾之苦的今天。随着我国对环境保护的日益重视，燃煤电厂的污染排放受到人们的关注，国家和地方环保部门对燃煤电厂污染物的排放和总量有了较严格的控制，并且排放标准逐年升高。这就迫使企业对现有的电除尘器设备进行不断的升级和改造。但是现有的问题是，很多企业的电除尘器在当初设计时没有考虑到未来的排放标准会如此苛刻，导致一批电除尘器在今天的环保标准下排放超标。而在电除尘器改造中，增加电场又没有足够的场地，用袋式除尘器又担心后期的维护成本。所以提高电除尘器高压电源的供电技术，才是解决这个问题最有效的捷径。下面我们就通过粉尘的

2、性质来论证一款由中国自主研发的新型电除尘器供电系统脉冲高频电源。一 飞灰在直流电晕电场中的荷电机理 粒子荷电是指含尘气体流过电极之间的高压电晕电场时，粉尘粒子荷电的过程。它是电除尘过程的第一个基本过程，按其机理分为电场荷电和扩散荷电两类。对于直径大于0.5um的颗粒，电场荷电占主导地位；粒径介于0.2-0.5um的颗粒，两种荷电过程都是主要的，小于0.2um的颗粒，扩散荷电占主导地位（PM2.5;空气动力学粒子直径小于或者等于2.5um的颗粒）。简单地将电场荷电的饱和电量与扩散电量的电量相加，能近似地表示两种过程综合作用时的荷电量。电场荷电:负离子在电场中得到一定动能并与尘粒碰撞使其荷电，形象

3、的说法是,负离子像一颗子弹，在电场力的作用下被射入体积大得多的粉尘颗粒内，此过程称为粉尘的电场荷电。扩散荷电:负离子和颗粒做不规则热运动互相碰撞而使颗粒荷电的过程称为扩散荷电，该过程不需要外加电场，也与颗粒的组成无关。荷电速度取决于离子种类与浓度，气体的性质和温度。当颗粒获得电荷后自生电场可使荷电速度减小。即使存在外加电场，对于直径小于0.2um的颗粒，扩散荷电仍是颗粒荷电的主要途径。 当粉尘进入电场后，由于自然沉降与电场的双重作用下，末电场以细灰为主。绝大部分的飞灰粒径小于0.2um。由粉尘的荷电机理可知，这种情况下粉尘的荷电是以扩散荷电为主，荷电的速度与负极周围电子的密度与能量有关。该过程

4、不需要外加电场，颗粒获得电荷后自生电场可使荷电速度减小，如果这些粉尘呈现高比电阻的特性，粉尘荷电也就变得更困难。利用普通工频直流电晕放电很难满足粒径小于0.2um的高比电阻粉尘的荷电量与荷电速度，那么为了保证这些细微粉尘的荷电量与荷电速度，最有效的方法是利用脉冲电晕放电来提高单位空间内电子的密度与能量，从而解决这一问题。二 脉冲放电粒子荷电机理在粒子荷电中,随着颗粒带电量的增加从而在颗粒表面产生势垒能。荷电的发生是只有那些具有动能大于或足以克服荷电粒子表面势垒能的电子与粒子碰撞而产生. 低于荷电粒子表面势垒能的电子不能达到粒子表面进而不荷电.当荷电发生到一定阶段时，粉尘的荷电速度减小，从而影响

5、粉尘的带电量，造成除尘效率底下。 在脉冲放电中，由于瞬间电位较高 ,电子从电场中获得的能量很大，产生高能电子，这些高能电子与中性气体分子碰撞裂解或激发中性分子进而产生更多的电子。此时，电场空间带电粒子主要是电子，电晕电流是电子传输形成的。飞灰粒子荷电是以电子荷电为主。飞灰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，飞灰粒子的电子荷电不仅与电场强度有关 ,也与电子的热运动程度 (即电子的动能) 有关. 由于飞灰在直流电晕下的电场荷电很快达到饱和并在飞灰粒子表面形成势垒能 ,抑制飞灰的进一步荷电. 但在脉冲期间，单位空间内，被激发出的电子密度很大，能量很高，高能电子足以克

6、服这势垒能而轰击飞灰粒子表面使粒子的荷电量超过饱和电场荷电的极限.从而获得更快的趋近速度，提高除尘效率。三 脉冲高频电源工作原理：高频基波脉冲电源是由N(N=2,3,4,5)组独立IGBT全桥逆变电路、变压器整流电路串联组成如图1-1所示。若U2=80kV,当N=4时，其基波和脉冲波的幅值比为2:4、3:4（电压比为40:80kV、60:80kV）。高频基波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，由各自高压硅堆串联整流输出高压。在电除尘器负载上同时得到直流基

7、波（DC）电压和脉冲波（PULSE）电压如图1-2所示。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。 图1-1 高频基波脉冲电源原理框图图1-2 高频基波脉冲电源二次电压60:80kV波形图电除尘器用脉冲高频电源，是一种即能提供直流供电、间歇供电和脉冲供电的电除尘器供电电源。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。电源向除尘器供电具有高频率窄脉冲的特点，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。对高比电阻细微粉尘有着明显的效果。四 除尘器改造安装位置假设原有电除尘器最高排放量为50毫克。在电场不经过任何整改的条件下，把工频电源全部换成脉冲高频电源可使最高排放量降低至30毫克以下。如果选择工频