第一阶段:工频电源
1、恒流源:单相交流380V输入,变压器分档调幅调压,高压硅堆整流输出。输出频率100Hz。
二次电压输出波形:纹波较大的直流(DC)电压波形。
2、单相可控硅电源:单相交流380V输入,可控硅调相调压,高压整流变压器输出。输出频率100Hz。
二次电压输出波形:纹波较大的直流(DC)电压波形。
3、三相可控硅电源:三相交流380V输入,可控硅调相调压,高压整流变压器输出。输出频率300Hz。
二次电压输出波形:纹波较小的直流(DC)电压波形。
第二阶段:高频电源
1、按输出频率可分为:10 kHz、20 kHz、50 kHz。
2、按调压方式可分为:调频高频电源、调幅高频电源。
三相交流380V输入,可控硅/二极管调相调压,IGBT全桥逆变经高压整流变压器输出。输出频率10 kHz、20 kHz、50kHz。
二次电压输出波形:基本上纯直流的(DC)电压波形。
第三阶段:工频基波脉冲电源
工频基波脉冲电源:由两组独立电源组成即基波电源和脉冲电源。基波频率300Hz,脉冲频率100pps,脉冲宽度75μs;
第四阶段:高频基波脉冲电源:
由多组独立高频电源叠加组成。基波频率10~50 kHz,双脉冲频率1~10000 pps,脉冲宽度8μs;脉冲电源输入电压: 三相交流380V。
二次电压输出波形:直流(DC)电压波形叠加脉冲(PULSE)电压波形。即直流叠加脉冲(DC+PULSE)电压波形。
图2-1三相可控硅电源原理框图
图2-2 三相可控硅电源二次电压波形图
图2-3 高频高压电源原理框图
图2-4 高频电源二次电压波形图
图2-5 工频基波脉冲电源原理框图
图2-6 工频基波脉冲电源二次电压波形图
图2-7 高频基波脉冲电源原理框图
图2-8 高频基波脉冲电源二次电压60:80kV波形图
脉冲电源属直流叠加脉冲(DC+PULSE)电压波形供电(如图2-6、如图2-8所示)。
电除尘器的数学模型:
电除尘器的结构是由极板、极线平行交错排布而成,可视为容性负载。根据电除尘器的伏—安特性曲线,其不同阶段数学模型是不同的,电阻和电容串联组合,代表电除尘器伏—安特性曲线的0—起晕电压段。电阻和电容并联组合,代表电除尘器伏—安特性曲线的起晕电压—击穿电压段。如图4-1。
图4-1
Xr代表阻抗,是电除尘器极板极线间粉尘介质对气体电离的阻碍程度
Xc代表容抗,是电除尘极板极线间距离、面积对气体电离的阻碍程度,是频率的函数。
Xc=1/2πfC
当电阻和电容并联时:
I=U/Xr+Xc
当电阻和电容并联时:
I=U/Xr+U/Xc
由上述小结:当电压为定值时,容抗减小电流增加。
电除尘器是物理实体,提高其供电电源频率,对提高除尘效率是有效的。
脉冲电源主要技术指标 | |||
项目 | 单位 | 脉冲电源 | 高频基波脉冲电源 |
直流基准电压 DC Base Voltage | kV | 30~100 | 20~100 |
直流基准电流 DC Base Current | mA | 400~1350 | 800~2400 |
脉冲电压 Pulse Voltage | kV | 50~100 | 20~100 |
脉冲电流 Pulse Current | mA | 400~800 | 400~1200 |
脉冲峰值电流 Pulse Peak Current | A | 120~200 | 10~30 |
双脉冲重复频率 Dipulse Repetition | PPS | 2*(0~10000) | |
重复脉冲 Pulse Repetition | PPS | 100 | |
脉冲宽度 Pulse Width | μS | 50~75 | 8~10 |
除尘器电容量 ESP Capacitance | nF | 133~200 | 133~200 |
直流基波频率 DC Base Frequency | Hz | 300 | 50000 |
电除尘器用高频高压脉冲电源(简称高频脉冲电源),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。
1.绿色电源:三相供电、电网平衡、无谐波干扰、功率因数高、电源转换效率高。
2.多电压叠加技术:多组IGBT全桥逆变功率单元、变压器整流电路串联组合,实现2+1、3+1、4+1等高频脉冲电源的功率叠加和电压叠加。多电压叠加可组合任意电压波形形状,输出多种DC电压波形和DC+PULSE电压波形,实现对电除尘器的纯直流供电、间歇供电和脉冲供电。电压峰值、有效值均可调,电场控制方式灵活。
3.高频率窄脉冲:输出频率范围2kHz-50kHz,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8μS更有利于瞬间高强电场的产生和气体电离过程中自由电子的激发。
4.智能控制:当DC+PULSE二次电压波形设定完成后,设备通过调整频率自动跟踪电场击穿电压的临界点。电场不易闪络,实现最佳功率输出。
5.闭环节能控制:根据除尘器排放浓度与电除尘器电源耗电量之间的闭环控制,实现节能减排。系统由上位机联网实现优化控制。
6.降压振打控制:具备反电晕检测功能,当反电晕发生时输出联动信号,及时降压、振打清灰。
7.微细粉尘的捕集:微细粉尘的排放量是影响电除尘器粉尘排放浓度的关键指标。高频双窄脉冲供电产生的瞬间高强电场电晕,大大提高了对PM2.5及以下颗粒物的捕集。
8.高比电阻粉尘的捕集:当采用DC+PULSE供电时,最大程度地抑制了反电晕现象的发生,大大提高了对高比电阻粉尘的捕集效果。
9.脱硫脱硝:高频窄脉冲供电产生的瞬间高强电场电晕,更有利于臭氧浓度的提高,提升脱硫、脱硝的效率。
10.节能减排:高频脉冲电源和常规单相工频电源比较,电除尘器除尘效率提高50%,节能30%。
11.整机结构与防护:高低压一体化组装,户外布置,节约了控制室土建面积。IGBT等功率器件散热采用箱式隔离风道,使功率器件、控制单元板与外界环境隔离。散热系统采用调速风机智能控制,提高高频脉冲电源在户外高温环境下的适应性。控制单元板采用三防工艺处理,提高绝缘及防腐能力。不锈钢壳体,防护等级IP54。
12.可以对火花闪络、电场开路、电场短路、过载、欠压、IGBT温度、变压器油温、油位、设备故障及通讯故障等监测调整控制。
高频基波脉冲电源是电除尘器电源配套、电源改造、脱硫脱硝和取代进口同类产品的最佳选择。
来源:热电环保