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专用于湿式电除尘器的恒流高压直流电源

北极星环保网来源:火电厂污染物净化与节能技术研讨会2017/1/11 15:11:42我要投稿
所属行业: 大气治理  关键词:除尘器 湿式电除尘器 除尘效率

北极星环保网讯:本文简要阐述了湿式电除尘器的工作原理和工作特点,分析了湿式电除尘器高压供电方面的难点,详细介绍了专用于湿式电除尘器的恒流高压电源的供电特点,简要介绍了高频恒流电源供电优越性。指出:电流源的供电原理和火花控制功能的实现是湿式电除尘器稳定工作的关键,高频恒流电源正逐渐成为WESP供电电源的首选。

伴随着经济的发展,环境污染与污染物减排的问题日显突出。我国环境标准不断升级,目前已经接近国际先进水平。燃煤电厂和钢铁厂脱硫后烟气中仍然存在着严重的尘雾污染,对脱硫烟气进行深度处理成为必须。

这种用来对脱硫烟气作深度处理的装置称为湿式电除尘器(下称WESP)。WESP的投运,使废气中的固体颗粒物、特别是PM10、PM2.5超细尘雾排放量大大减少。WESP对废气中的各种污染物均可获得满意的去除效果。

由于WESP处理的烟气为湿饱和烟气,加之采用喷淋方式清灰,烟气特性变化幅度大,电场工作很不稳定,与之对应的除尘效率也不稳定。专门针对WESP研究开发的恒流高压直流电源,可以很好地解决烟气特性变化时的电场工作稳定性问题,同时对WESP的阳极进行有效的保护。

WESP的工作原理是通过向阴极施加负高压直流电,电极周围空气分子被电离,电离产生的正离子返回阴极,负离子则向沉淀极迁移。

在负离子迁移途中,部分离子碰撞烟气中的尘雾或由于静电吸引而吸附在尘雾上,使尘雾荷电。荷电尘雾在电场力的驱动下向沉淀极趋近并吸附于沉淀极(阳极)。雾滴在阳极表面积聚形成水膜并依靠自重携带粉尘向下流淌。

为防止阴、阳极表面可能出现的局部结垢现象,需定时进行喷淋冲洗,以保持表面清洁。喷淋时,电场极易出现闪络击穿现象,尽管时间很短,但这种击穿对非金属阳极的影响是破坏性的,供电电源应能做到即时灭弧;电场正常工作过程中,由于烟气处于过饱和状态,工况稳定时,电压也比较稳定。

然而,某些因素会导致工作电流过大或过低——过大易引发闪络,过低又会降低除尘效率。因此,WESP对供电电源的要求非常严格。我公司新推出的带火花控制功能的恒流高压直流电源可以很好地满足WESP的供电要求。

1.恒流高压直流电源原理

恒流高压直流电源由恒流变换器和升压整流系统组成,其基本原理电网输入的交流正弦电压,通过恒流变换器,转换为交流正弦电流,经升压、整流后成为恒流高压直流电源给沉积电场供电。

恒流是一种电路特性,并不代表供电系统的输出电流无法改变,其真正含义是供电系统的根据负载的实际情况选择设定的电晕电流,供电系统运行过程中的工作电流与负载大小无关,即不受工况和负荷的影响,恒流电源系统电路原理见图1。

除尘器

图1 恒流电源电路原理示意图

2.专用于WESP的恒流高压直流电源

WESP对PM2.5、PM10,SO3有很高的去除效率,但WESP所使用的阳极大部分为导电玻璃钢,喷淋清灰时,电除尘器内发生闪络或者瞬态短路在所难免。

由于火电厂脱硫后置WESP处理的烟气量都比较大,所配的电源的规格一般都大于72kV/1.6A。在电场容量大、电源功率高的情况下,电场一旦出现闪络,灭弧的难度很大,火花对本体的伤害也大。为此,上海激光电源设备有限责任公司专门研究开发了具有火花控制功能的恒流高压直流电源,可加速灭弧、消除火花造成的危害。

2.1具有火花控制的恒流高压直流电源系统框图见图2

除尘器

图2 具有火花控制的恒流高压直流电源系统框图

2.2 湿式电除尘器发生短路时

恒流高压直流电源是电流源的一种,能直接控制、调整电流I,负载发生变化甚至出现短路,输出电流恒定不变,这就是 “恒流”的含义。输出电压U=IR(R即负载的等效电阻值),随着负载的变化而变化。

当WESP发生短路时,R=0,输出电压U=0,则输出功率P=UI=0,即注入电场的功率为0,这就对本体起到了很好的保护作用。

设若使用电压源供电,当WESP发生短路时,输出电压U不变,R=0,输出电流I=U/R→∞,输出功率P=UI→∞,这种瞬态高能位输出必定会对电极产生损伤,逐次累积的结果对WESP的阳极是灾难性的。

2.3对工况变化的适应性

进入湿式电除尘器的烟气参数并不是一成不变的。当烟气的温度、湿度及浓度等发生变化时,其放电特性也会发生变化,电场等效电阻值同样发生变化。

当烟气中的尘雾浓度增加时,电场的等效电阻增加,恒流高压直流电源的输出电压会随着等效电阻的增加而增加,运行电压和电晕功率呈现正反馈跟踪特性。

延伸阅读:

液滴拦截型湿式电除尘技术在火电厂大型机组中的应用

一线经验之电除尘高频高压监控电脑参数异常的处理方法

关于调幅高频电源在湿法电除尘器上的应用研究

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