电除尘专栏第9期 除尘技术之高频电源技术

获悉：在上期专栏中，我们介绍了旋转电极式电除尘技术，本期专栏我们原计划再详细介绍一些旋转电极式电除尘器在超低排放中的应用案例，但是由于在第四期的案例中，我们曾经介绍过“淮北平山电厂”燃用高灰劣质煤的机组采用旋转电极式除尘器的案例，经过第三方检测排放仍然能够达到排放要求，且旋转电极式电除尘器在超低排放应用中综合成本较高、应用不广泛，因此本期就不再赘述案例。除尘技术之高频电源技术
今天我们将继续介绍另一种新的除尘技术——高频电源技术。
我国电除尘电源设备技术是随着电除尘器本体的设计、制造技术的发展而发展的。同时也是电除尘器比不可少的一个设备，因此发展电除尘电源设备技术在电除尘器领域中也有着极其重要的意义。
电除尘器供电装置的性能对除尘效率影响极大。一般来说，在其他条件相同的情况下，电除尘器的除尘效率取决于粉尘的驱进速度，而驱进速度是随着荷电电场强度和收尘电场强度的提高而增大的。
要获得最高的除尘效率，需要尽可能地增大驱进速度，也就是需要尽可能地提高除尘器的电场强度。电场强度完全取决于供电装置，也就是通常所说的电源。
对电除尘器供电装置的要求是：在除尘器工况变化时，供电装置能快速地适应其变化，自动地调节输出电压和电流，使电除尘器在较高的电压和电流状态下运行；另外，电除尘器一旦发生故障，供电装置应能提供必要的保护，对闪络、拉弧和过流信号能快速鉴别和作出反应。
一、工作原理
高频电源是把三相工频电源通过整流形成直流电，通过逆变电路形成高频交流电，再经整流变压器升压整流后形成高频脉动电流送除尘器，其工作频率在20kHz左右。如图1所示。图1高频电源电路原理图
高频电源的供电电流由一系列窄脉冲构成，其脉冲幅度、宽度及频率均可以调整，可以给电除尘器提供各种电压波形，控制方式灵活，因而可以根据电除尘器的工况提供最合适的电压波形，提高电除尘器的除尘效率，提高供电效率，节约电能。高频电源电路原理功能分解如图2所示。图2高频电源电路原理图功能分解图
大量的工程实例证明，基于脉冲工作的高频电源在提高除尘效率、节约能耗方面，具有非常显著的效果，而高频电源工作在纯直流方式下，可以大大提高荷电性能，提高除尘效率。
高频电源现在已经大规模的用在各个型式的电除尘器设计中。
电除尘器配用高频电源，强化了前电场荷电效果和后电场捕捉细微粉尘的能力，在提高除尘效率的同时实现大幅节能的目的。
二、技术特点
1、高频电源在纯直流供电方式下，可以使其供给电场内的平均电压比工频电源供给的电压提高25%——30%，大幅提高电晕电流，增大了电晕功率的输入，可使烟尘排放降低约30%——50%。
2、高频电源工作在间歇脉冲供电方式时，在较窄的高压脉冲作用下，可以有效克服高比电阻粉尘的反电晕，提高电除尘器的除尘效率并大幅度节能。
3、控制方式灵活，可以根据电除尘器的具体工况提供最合适的电压波形，提高电除尘器对不同运行工况的适应性。
4、高频电源纯直流供电时相比工频电源节能约20%。
5、高频电源可在几十微秒内关断输出。在100次/min的火花率下，平均输出高压无下降。
6、体积小、重量轻。
三、高频电源在国内的发展
高频电源在国内的应用取得了明显的实效，其性能也获得了验证。目前，高频电源国外品牌主要有阿尔斯通公司，国内的厂家也在积极研发后生产出了具有自主技术产权的产品。随着高频电源技术的日渐完善，其广泛应用于火力发电、冶金、化工等众多行业的烟气粉尘治理。高频电源的广泛应用实现了电除尘器配套电源技术水平质的飞跃，极大拓展了电除尘器的适用范围，同时排放标准越来越严格等挑战也激励着高频电源技术向着更成熟、更完善、更现代化的方向发展。
四、国内典型案例
甘肃某300MW机组电除尘器改造项目，原除尘器为双室四电场，全工频电源，由于场地问题无法增加电场，最终采取的实施方案：
一二电场采用高频、三四电场采用高频叠加脉冲电源、三四电场加装导电率槽。运行效果第一、二电场的同极距为400mm，高频电源电压40——45kV/电流700——800mA；第三、四电场的同极距为455mm：高频电源（基础电源）电压30——35kV/电流200——300mA；脉冲电源：峰值电压30——40kV/峰值电流150——200A，脉冲频率100Hz，平均输入功率小于5kW。
电除尘器出口粉尘
实际出口烟尘浓度从原来的接近100mg/Nm3，下降到26mg/Nm3，满足设计要求的小于30mg/Nm3的要求，并且除尘器整体运行电耗较改造前降低了25%。
小结
本期我们介绍了高频电源这种电除尘器的供电装置，虽然高频电源的产生在电除尘器发展的历史长河中属于新兴的装置，但是随着超低排放要求的逐步深入，高频电源在电除尘器上的应用越来越多，基本上成为了“标配”。
由于现在电除尘器领域为了达到超低排放的要求，越来越多的业主希望使用高频电源和脉冲电源，那么这两种电源各有什么优势和缺点呢？下期我们将继续介绍电除尘器的另一种新兴的供电装置——脉冲电源。更多环保新闻，请关注第一
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