湿式电除尘器的高压供电技术

4恒流供电原理与工作特征

4.1恒流供电原理

均匀、充足而又适当的板电晕功率是电除尘(雾)器高效工作的前提，从而确保尘雾荷电充足、迁移速率高。

恒流高压直流电源利用L-C变换器，将电压源转换成电流源，电源向放电区馈送出稳定的电流I2。按照欧姆定律，电场电压U2与电场等效阻抗Z关系式：U2=I2*Z。它的控制过程是通过对运行电压变化趋势的反馈与预置值进行比较，以决定L-C投入数量，控制目标是保持电场在较高的工作电压下稳定运行。

与恒流供电相对，电除尘(雾)器普遍使用的可控硅电源是电压源，其反馈控制过程是通过反馈信号综合放大与预置值进行比较以确定输出相位、并决定可控硅下一个半波的触发角，以实现对负载的电压跟踪、控制输出电流，当火花放电发展成弧光击穿时，封锁可控硅，以实现熄弧或闪络封锁、保护回路设备和器件。由于它的输出电压U2是恒定的，输出电流I2随电场等效阻抗Z变化：I2=U2/Z。

两种电源的工作特性曲线见图1、图2。图中电压对电流的斜率du/di即电场等效阻抗Z。

图1.恒流电源工作特性曲线   图2.可控硅电源工作特性曲线

WESP是变阻抗负载，它的值Z随含尘\雾浓度的增减而增减，又与烟气温度呈逆向变化，还与烟尘成分(由工艺条件决定)、电极几何状态(由本体构造设计制造安装维护质量决定)密切相关，更重要的是：Z随着电晕电流的增大和放电的发展呈下降趋势，当火花放电发展成击穿放电时，Z值锐减甚至接近于“0”，相当于电场短路。

由图1和图2可对两种电源在电场阻抗Z变化(增大或减少)时的回馈作出全面、定性的分析：对任何变化的情况，恒流电源提供的供电功率符合电场阻抗变化的正向需求——电场负荷(浓度)增加即Z值增加供电功率自行增加，火花发展时Z值减小供电功率自行消减，并不需要人为设计的控制程序强行干预即能自行满足电场需求，因此，电场运行电压和电晕功率总能维护在较高的水平，故能持续保持较高的尘雾去除效率。

而可控硅电源在导通周期内提供的供电功率与电场阻抗变化的正向需求相背离，又通过程序干预的控制方式增加馈送或强行关断则导致运行状态的不稳定和平均电晕功率降低，尘雾去除效率因而降低。

4.2恒流源的供电特征

显著提高电除尘(雾)器的运行电压火花放电是电场高效工作过程中的常见现象【电场内没有火花表明电场并没有进入最佳工作状态】。火花放电是狭窄、曲折路径下的气体击穿。火花放电一旦形成，火花通道内的离子浓度急剧增高，局部气体成为良导体使得电场整体的等效阻抗Z大幅降低。

电场中的尘雾浓度高、浓度不均匀、局部风速过高或过低、极距偏移、电极变形、电极附灰等都会诱导局部火花放电和击穿放电。

电流源供电时，L-C谐振回路输出I1正弦全波，电源向放电区馈送的功率为I22Z，火花产生后，I2没有改变，Z减小→I22Z也减小，电源提供的能量消减，抑制了放电的进一步发展，这是一个良性的能量衰减过程(对除尘工作有利)。

因此之故，恒流供电可以在较高的电压下稳定运行。可控硅供电正相反，可控硅导通后，电源输出量为U2，电源向放电区馈送的功率为U22/Z，火花产生后，U2没有改变，Z减小→U22/Z增大，电源提供的能量增加，助长了放电的进一步发展，这是一个恶性的能量倍增过程(对除尘工作不利并引起系统不安全)。因此之故，可控硅电源供电只能在较低的电压下稳定运行。

恒流电源的火花响应波形见图3，图4为可控硅电源的火花响应与控制波形。

图3.恒流源火花击穿响应波形  图4.可控硅电源火花【击穿】响应与控制波形

沉积效率的提高使用中的电除尘(雾)器，总存在着各种放电不利因素：尘雾浓度过高，极线和极板严重附灰，极距偏移、电极松动，烟气流速过快，等等。这些不利因素形成复杂的放电局面。表1给出了在不利条件下，两种电源的供电响应及控制结果。

表6.放电不利条件下电源的供电响应及控制结果

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