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静电除尘和电袋除尘技术研究对比分析(附案例)

北极星大气网  来源:《环境研究与监测》  作者:祁建民 杨志超  2015/12/15 8:09:15  我要投稿  
所属频道: 大气治理  关键词:静电除尘 电袋除尘 除尘设备

北极星大气网讯:本文对静电除尘电袋除尘这两种目前应用较为广泛的除尘技术进行了对比研究,对静电除尘及所用高频直流电源进行了详细阐述,就工作机理、除尘效率和节能效果等进行了分析研究,并给出了电袋除尘机理和优势,分析了其工作特点。根据华能汕头电厂采用的两种除尘方式的实际效果进行分析比较,得到其具有的不同优势。

燃煤火力发电是我国的主要电力供应模式,烟尘的排放会造成严重的环境污染。2012年1月1日起实施的国家标准GB13223-2011《火电厂大气污染物排放标准》的要求:2014年7月1日起现有火力发电锅炉烟尘排放浓度≤30mg/m3,重点地区≤20mg/m3。火力发电厂在竞争日益激励的市场经济条件下,不仅要考虑产出,也要考虑投入,以尽量少的资源投入和环境代价实现尽可能大的产出,切实做到节约发展、清洁发展、安全发展、可持续发展。高效节能的火力发电厂除尘设备已经直接影响到人民群众的日常生活,而且关乎到能源工业的可持续发展。本文详细分析了静电除尘和电袋除尘这两种主要除尘方式的优劣,并给出了应用实例加以分析。

1、静电除尘

静电除尘是在接有直流高压电的阴极与阳极板之间电场通过烟尘气体,电离烟尘气体。负电气体离子向阳板运动过程中与烟尘结合使其带负电向阳极运动并沉积于阳极板上。可控硅电源是比较传统的静电除尘方式,通过变压器将工频交流电升压然后半控整流,这种方式输出脉动较大,由于输出电压的峰值不能高于击穿电压,所以输出电压平均值比击穿电压低。

随着全控型功率器件的发展,尤其是高压大电流的IGBT快速发展,电除尘器高频电源得到极大发展,成为具有新一代优异性能的电除尘器供电装置。电除尘器高频电源采用逆变方式,可提供脉冲宽度为微秒级的电流脉冲给电除尘器供电,是开关频率高输出电压脉动小的直流电,输出电压平均值高于可控硅电源,具有更大的电场强度,更高的粒子荷电量和更高的除尘效率,可减少烟尘排放40%~70%,并且可减少电除尘器供电功率50%~80%。高频电源的火花控制特性好,在火花放电严重的场合,可控硅为半控功率器件,会缩小其导通角,使得电源输出功率下降,而高频电源在几个开关周期内能恢复供电,保证了输出功率。另外,高频电源根据电除尘器的工况可提供较为合适的输出电压;高频电源的效率通常能达到90%以上;高频电源由于采用高频变压器,具有体积小重量轻的特点,可高度集成,重量仅为工频电源的1/4;高频电源辅助设备少,安装方便,节省了费用;高频电源采用三相交流供电,无缺相损耗,对电网影响小。高频电源目前有两种形式,一种是PWM关高频电源,一种使用串联谐振电路实现软开关的高频电源。

串联谐振高频电源是将PWM移相控制与谐振变换控制相结合,通过两桥臂之间移相角的控制来调节输出电压,通过恒频控制实现功率开关管的零电压零电流软开关,大大减小了开关损耗和噪声干扰,实现较高的开关频率,并具有类似恒流源的特性,能有效抑制除尘电场火花的大电流冲击,并快速熄灭火花并恢复电场的能量。

串联谐振高频电源电路如图1所示。其中,Uc1为电容C1的端电压,由电网经三相全桥整流得到,Q1~Q4组成全桥逆变电路,Cr为谐振电容与变压器分布电容折合到变压器原边的等效电容,Lr为谐振电感与变压器漏感串联得到的等效电感。整个电路的谐振频:

当开关频率f 与谐振频率fr 相等时,得到最大谐振峰值电压,输出功率达到最大。

Q1与Q2的驱动信号相位相差180°,中间有死区;Q3和Q4之间相差也是180°,中间有死区。只有在Q1、Q4同时导通或Q2、Q3同时导通时,逆变器桥才能通过变压器向副边传递能量。通过改变移相角,就可以改变Q1、Q4及Q2、Q3的导通时间,通过调整这2组驱动信号脉冲之间的相位移θ ,就可以改变输出功率。由于Q3和Q4相对于Q1和Q2先通断,所以Q3和Q4为超前臂,Q1和Q2为滞后臂。

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