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                電除塵器電源的發展趨勢

                來源:除塵設備 發布時間:2018-11-28

                從20世紀80年代至今,電除塵器在環境保護領域的高壓電源基本上由兩相晶閘管工頻相位控制來控制,在此期間進行了許多改進,如三相晶閘管工頻相位控制技術的發展等。控制電源、調幅LC恒流源等,還做了大量的工作,如將反饋控制由電壓變為電流、用單片機對電源進行調節等,總體上達不到客觀要求。環保標準、節能降耗和可持續發展。其核心問題是電源工作頻率為50HZ,造成變壓器和濾波電感電容體積龐大,耗能、耗空間,影響除塵效率的提高。
                    
                     假設靜電除塵器所需的電源為70kv高壓直流電源,輸入三相380v50HZ或60HZ交流電源,通過三相整流濾波器輸入520v直流電壓,然后通過IGBT模塊高頻20KHZ逆變,高頻變壓。ge整流到70kv,通過限流電阻R0向靜電除塵器板供電,輸出電流、電壓和脈沖寬度反饋給DSP控制器,改變脈沖的工作頻率或脈沖寬度,送至IGBT全橋高頻。逆變器采用隔離驅動器對輸出電流和電壓進行調節,輸出開路保護、短路保護、變壓器油過熱保護、IGBT過熱保護、輸出閃絡控制和處理均由DSP控制器實現。
                    
                     靜電除塵器ESP可以等效為R和C并聯電路,如圖2所示。R是電暈電流的等效電阻,它隨粉塵濃度、粒度、粉塵性質、化學成分、溫度和濕度而變化,并且范圍很大。20k~10M_.C是電極間的等效電容,一般為常數,其大小隨電極的不同而變化,間距、板面積和級間灰塵不同。一般的范圍是5000到100000 PF。
                    
                     圖3是電除塵器高頻開關電源SIR、火電廠可控硅相控整流電源TR等一般中低比電阻輸出直流電壓波形。
                    
                     以湖北新冶煉鋼二煉鐵廠400mA/70kV高頻開關電源為例,介紹了利用武漢國家計量數字技術有限公司研制的400mA70kV高頻開關電源輸出120mA60kv7.2kW,同時在相同的工作條件下,按常規輸出120mA60kv7.2kW。1型晶閘管電源輸出50mA/40kv,2kw,武漢高新熱電公司使用的,電站輸出功率54kv/283mA,15.28kw。在相同的工作條件下,原SCR電源的輸出功率為48 kV 156 mA和7.5 kW。高頻開關電源的輸出功率比原SCR電源高出一倍以上,通過了環保試驗,達到了新的環保排放標準。
                    
                     從圖3可以看出,傳統晶閘管電源TR產生的輸出谷電壓比高頻開關電源SIR產生的輸出直流電壓低25%。谷電壓觸發靜電除塵器電場中的火花。火花可以抑制電離,顯著地限制了施加在電極上的平均電壓,嚴重影響了電除塵器的除塵效率。高頻開關電源SIR工作在20KHZ以上。高頻開關電源SIR與傳統的TR相比,幾乎不產生直流輸出波動,使ESP工作在火花點電壓,提高了ESP的電源電壓和電流。當計算在25%時,高頻開關電源的SIR輸出功率比相同工作條件下的晶閘管工頻相控整流電源的TR輸出功率高56%,從而降低了ESP粉塵的排放濃度。粉塵排放濃度,提高除塵效率。
                    
                     此外,在高比電阻的情況下,高頻開關電源可以容易地獲得各種電源波形,從而提高除塵效果,而傳統的電源TR由于波形單一,不能提高除塵效率。在系統控制中,SIR比T/R可減少粉塵排放30%~80%。以上說明高頻開關電源可以提高除塵效率,減少粉塵的排放量。SIR克服了傳統工頻的四個缺點。y型晶閘管整流電源TR明顯:(1)SIR的轉換效率可高達95%,節電率可達20%,(2)SIR的功率因數大于0.9,比TR高出0.2%;(3)SIR的體積和重量小于T5;(4)SIR控制L柜和變壓器集成在一起,消除了控制室比T/R。
                    
                     電除塵器是一種系統,包括電除塵器本體、供電設備、振動設備、除塵設備、加熱器、系統控制器等,為了提高除塵效率,減少粉塵排放,以滿足新的環保標準,除擴大A。提高電除塵器本身的經濟性和實用性,應注意系統,找出薄弱環節,達到最佳控制。過去有電廠,原有除塵效果很差,很多方法還沒有得到解決。在振動設備與電源同步控制后,解決了許多問題:通過將電源從傳統的T/R轉換為高頻開關電源SIR,減少了50%的粉塵排放,滿足了新的環境要求。在一些天氣特別寒冷的地區,除塵系統不能正常工作。除塵器和供電設備必須預熱加熱器,一些除塵設備需要調整靜電除塵板的供電電壓,以達到最佳的除塵效果,因為燃煤和工作的改變。也就是說,為了將電除塵系統中各種設備的工作有機地連接和協調,以實現最佳的控制,需要一個系統控制器。該系統控制器自然使用電子計算機來實現數字化,而不是模擬控制器。
                    
                     電力設備同其他電子設備一樣,已經從模擬控制向數字控制轉變,中大功率開關電源也更加數字化。電除塵器高頻開關電源一般在30~100kW以上,屬于大功率開關電源,利用30MHZ~300MHZ的數字信號處理器DSP實現20KHZ~50KHZ大功率逆變器的實時控制在經濟上是可行的。另一方面,ESP的電源不是一個,而是3個以上的8個或更多的組。ESP高頻開關電源集成了控制柜和變壓器。它通常安裝在電除塵器本體旁邊,遠離控制室,為了實現群控和遠程控制,需要上位機。
                    
                     電除塵器高頻開關電源采用全數字控制,即上下位機控制。與模擬控制相比,它具有以下優點:(1)數字控制可采用先進的控制方法(如自適應控制)和智能控制策略,使電除塵器自動化程度更高;(2)控制系統靈活,易于升級,可設定和修改操作。(3)在同一硬件系統中可以實現兩種不同的控制原理,如特定環境下的寬帶控制,而主要采用FM;(4)數字傳輸比模擬傳輸更可靠。高,進一步提高了電源的可靠性,易于標準化;(5)系統維護方便;(6)系統一致性好,成本低,中斷程序和分支程序的使用節省了大量的硬件電路,生產和制造方便;(7)易于m并聯運行系統,擴大功率容量,滿足大功率用電。除塵器需求;(8)電除塵設備系統的系統控制功能。
                    
                     在第三節中,指出電除塵器需要一個系統控制器來實現除塵效率的最佳控制。第四節指出電除塵器高頻開關電源的SIR需要數字控制器——上位機和下位機。顯然,第三個和第四個部分可以結合起來。ESP系統的控制功能可以通過SIR開關電源的上位機和下位機來實現。這是一個經濟可行的最佳方案與決策,從事此項工作的工程師自然不僅是電力工程師,而且需要系統工程師參與,并將成為未來電除塵器研究的重點課題之一。
                    
                     總體控制方案,如前所述,可以采用模擬控制和數字控制,以數字控制為最好,有兩種數字控制:(1)上位機數字控制,以及模擬電子芯片控制和半數字控制相結合的電源本身;(2)上位機遠程控制和組態控制,下位機實現電源本身的實時獨立控制,即所謂的全數字控制。它的形式多樣,控制形式也多種多樣。如果兩者結合,電路形式眾多,但其用途是共同的:(1)提高除塵效率;(2)提高轉換效率;(3)提高功率因數;(4)降低成本;(5)提高除塵器電源的適用性。可靠性和減少維修。
                    
                     圖1的工作原理已經在前面提到過。圖5是靜電除塵器高頻開關電源主電路的另一種拓撲結構。有源電力轉換有兩個環節:一個是斬波器,它穩定直流輸入電壓520v的后面。電流互感器三相整流到一定電壓,如DC400v,另一種是IGBT全橋逆變器,它把直流電壓如400V轉換為高頻方波交流電壓,并送給高頻升壓變壓器。斬波器和逆變器均由DSP控制,斬波器可根據工況調整輸出電壓,IGBT全橋逆變器可根據工況調整輸出電流。因此,圖1的轉換效率高于圖5。
                    
                     圖6是逆變器電流的波形。顯然,靜電除塵器(b)的平均電流小于高頻圖(a)的平均電流。
                    
                     圖7顯示了逆變器的電壓波形。該圖(a)與B相同。顯然,窄脈沖的圖(b)中的靜電除塵器的平均電壓低于寬脈沖的圖(a)。
                    
                     1、新的環保要求對電除塵器和電源提出了新的課題,近十年來,我國環境保護形勢發生了巨大的變化。作為大氣污染控制的主戰場,火電廠的裝機容量已增長了兩倍。單機從300Mw、600Mw發展到900Mw、1000Mw,粉塵允許排放濃度從200mgm3下降到50mgm3,電廠脫硫技術發展迅速,特別是干法脫硫。處理高達800~2000 g/m3,要求除塵器除塵效率達到99.99%以上。這些都給電除塵器本體、電源和振動裝置提出了新的問題。
                    
                     3、高頻開關電源是電除塵器電源發展的趨勢,八、九十年代開關電源取代了晶閘管相控電源在計算機、通信、電力等領域的應用,開關電源也將逐步走向成熟。y替代了晶閘管高頻相控電源在21世紀的其他工業領域,特別是在環境保護領域。
                    
                     4。高頻開關電源可作為新電除塵器的首選電源支持設備,因此一勞永逸。否則,如果新電除塵器在不到兩年或三年內仍然選擇原有晶閘管工頻相控電源作為電源,電源將再次被重建,這不會是一種浪費。
                    
                     5、環保標準不斷提高,大部分已建電除塵器粉塵排放達不到環保標準,必須進行技術改造,擴大電除塵器容量,增加電除塵器數量,不僅要花大量的錢,而且可以停止生產,占用空間。在某些地方,甚至不可能實施,所以整個企業都要拆卸。如果對電源設備進行改造,用高頻開關電源代替晶閘管電源,那么電除塵器主體改造的成本只有110可以加快為了達到這一目的,有的甚至只要在第一電場中使用高頻開關電源,除塵效果就會顯著提高,既不停產,也不增加空間,這確實是實現環境標準的最佳選擇。
                    
                    

                原文地址:http://www.zimmersounds.com/xinwendongtai/chuchenshebeibaike/20181128/3826.html 轉載請保留原文地址,尊重作者版權,謝謝!!!

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