高壓脈沖電源研究及其在電除塵領域的應用

趙志川　王爽　張丹　徐永勝　李軍

摘 要：隨著我國環(huán)境治理力度的不斷加大，對煙塵的排放控制更為嚴格。高壓脈沖電源技術在電除塵中的應用，大大降低了粉塵排放濃度，在環(huán)境保護上的作用明顯。本課題介紹了高壓脈沖電源技術，分析了高壓脈沖電源技術除塵的優(yōu)勢，并分析了高壓脈沖電源技術在電除塵領域的應用。

關鍵詞：高壓脈沖;電除塵;應用

電除塵技術是工廠煙塵處理的重要方法，近幾年我國環(huán)境保護的力度不斷加大，電除塵技術也越來越被重視，并在工業(yè)生產(chǎn)中廣泛應用。但是，我國電除塵技術與國外相比發(fā)展起步晚，技術成熟度不高。將高壓脈沖電源技術應用到電除塵中，可以大大提高除塵的效果，滿足國家煙塵排放規(guī)定的要求。

一、高壓脈沖電源技術

高壓脈沖電源技術主要應用在高電壓、強電流中，當觸發(fā)高壓放電時，會產(chǎn)生很強的電磁，強烈的電磁運動會對機械部件的運行造成很大的影響，影響機械元件運行的穩(wěn)定性。強大的電磁運動會起到吸附煙塵的作用，從而達到除塵目的。在高壓脈沖電源系統(tǒng)中，強烈運行的電磁會對高壓脈沖電源的主電容充電電源與PLC等器件產(chǎn)生直接的影響，影響會導致這些器件運行的不穩(wěn)定，并表現(xiàn)十分明顯。同時，這些器件，由于其特殊性，更容易受到電磁運動的影響。針對這種情況，屏蔽體的作用也就凸現(xiàn)出來，可以利用屏蔽體來對電磁進行吸收或反射，降低電磁運動對主電容充電電源與PLC這類敏感器件的影響，起到了對器件的保護作用。通常來說，機箱是最常見的屏蔽體，機箱使用成本較低，屏蔽效果較好，被被用于最廣泛的屏蔽體，機箱屏蔽的效果，直接受機箱的位置、大小、材料以及開孔情況的影響，所以當高壓脈沖電源技術在實際運用之前，必須對機箱的屏蔽效果進行測試，從而為高壓脈沖技術的順利進行做出保障，保護機器器件不受傷害。

二、高壓脈沖電源技術在電除塵領域應用的優(yōu)勢

高壓脈沖電源技術在電除塵領域的應用比較早，從其發(fā)展來看，直流高壓供電的除塵效果遠不如脈沖高壓供電，由于脈沖高壓除塵的良好效果，現(xiàn)已成為電除塵領域中最常用的技術。電除塵器的脈沖電源模式，即在直流基礎電壓上稍低于電暈起始電壓疊加高壓窄脈沖，電暈電壓取決于實際負載的特性。在這種高壓脈沖電源模式下，略低于電暈起始電壓的直流基電壓用于收集帶電灰塵的電場，并且直流基電壓是疊加的高電壓和短脈沖電壓可以大大增加負載電壓的峰值，并提供氣體電離所需的強度電場，提高電離效率。如今，工業(yè)上使用的主要電除塵器是負電暈放電。與正電暈放電相比，負電暈放電設備具有較低的初始電壓，較高的擊穿電場和電暈電流。由于離子遷移率高，因此適合電除塵器。

綜合筆者多年的工作經(jīng)驗，高壓脈沖電源技術在電除塵領域應用的優(yōu)勢有以下幾點：

（1）除塵穩(wěn)定性強。脈沖供電的峰值電壓極高，并且電暈可以實現(xiàn)對負載極板的兩極的穿透，將所吸附的粉塵在恢復電壓中脫落，對出現(xiàn)的電暈現(xiàn)象起到了明顯的、有效的抑制作用，從而保障了電除塵的穩(wěn)定性。

（2）除塵效率高。脈沖供電的除塵效率較高，并且間歇電廠的供電形式，保證了電壓的大峰值，當脈沖供電時，直接產(chǎn)生的電磁能量巨大，電暈強烈，會最大程度的吸附粉塵，所帶來的除塵效果是最好的，是直流高壓供電所不能比擬的。

（3）節(jié)能環(huán)保。脈沖供電時，會產(chǎn)生強烈的電暈，直接穿透負載兩級，并在其均勻的分布，不僅可以對煙氣中的硫化物與硝化物起到分解作用，而且有與脈沖供電時脈寬相對較短，所以相比直流高壓更為節(jié)能。

三、高壓脈沖在電除塵領域的應用

我國高壓脈沖電源技術在近幾年中迎來了發(fā)展的春天，不僅高壓脈沖電源技術得到較大提高，而且在生產(chǎn)生活中的應用也更加廣泛。為了解決在運行中的反電暈現(xiàn)象，會將脈沖電源設置在電除塵的末極電場。與直流高壓供電相比，脈沖供電具有良好的除塵效果，即便在很低濃度的粉塵中也會展現(xiàn)出良好的除塵效果。根據(jù)高壓脈沖電源在生產(chǎn)生活中的應用例子充分證明了這一點。例如，某1000MW的電除塵器，在其四個電場中都為高頻電源，排出的煙塵濃度為36.5mg/m，在電除塵器的末極，即三、四電廠設置為脈沖電源，此時排除的粉塵濃度降低到，24.8mg/m，除塵的效率大大提高。又例如，在某330MW電除塵器設五個高頻電源電廠，出口處的粉塵濃度從29.23mg / m 1降低到7.65mg /。即使原始ESP出口的濃度低至約33mg / m，通過用脈沖電源代替ESP后面的2/3電場，除塵效率也可以提高約30%-45%。同時，每個脈沖電源的能耗約為18kw，具有良好的節(jié)能效果。上述所有數(shù)據(jù)都是在單元的工作條件基本相同且高頻電源的工作穩(wěn)定的條件下獲得的。脈沖電源工作時，瞬時輸出電壓可以達到120-140kv，瞬時輸出電流可以達到200-300a。

結語

高壓脈沖電源技術在電除塵領域的應用展現(xiàn)出穩(wěn)定性強、除塵效率高以及節(jié)能環(huán)保的優(yōu)勢，并且在實際運用中高壓脈沖電源的除塵效果也十分顯著，脈沖電源將成為電除塵器的高壓整流電源的主流。

參考文獻

[1]徐偉凡.高壓脈沖電源研究及其在電除塵領域的應用[D].2019.

[2]溫鵬.高壓脈沖電源技術在電除塵中的實際應用[J].重慶電力高等專科學校學報，2018（3）.