高頻電源在電除塵器上的應用及節能分析

何立剛 張雪濤 王巍 陳崇榮

摘 要：隨著經濟的不斷發展，環境污染問題越來越嚴重，影響人們生存環境的同時，也限制了經濟的進一步發展。我國對環境問題高度重視，各個行業在節能減排新技術的研究及推廣上取得較大進展。電源是電除塵設備的重要組成部分，采用高頻電源可大幅度提升除塵設備的工作效率，同時還能有效節約電能，因此在電力、冶金、化工等多個生產領域得到廣泛應用。

關鍵詞：高頻電源；電除塵器；節能

1 概述

經濟發展給環境帶來的危害以經引起全球范圍內的廣泛關注，我國處于經濟發展的高速期，同樣也面臨著環境污染問題。為保護人類賴以生存的環境，實現經濟的可持續發展，我國各行業以節能減排為中心任務，大力發展可推廣節能減排的新技術。電除塵器是火力發電廠、燃煤鍋爐企業進行煙塵排放治理的主要設備，該設備的核心裝置是電源，為除塵工作提供所需要的高壓，對除塵效率有著直接的影響。

2 高頻電源

高頻高壓開關電源（簡稱高頻電源）是新一代的電除塵器供電裝置，可廣泛應用于電力、冶金、化工、水泥等行業的煙氣粉塵治理，可實現高效除塵、保護環境的作用。

2.1 高頻電源的工作原理 電除塵器高頻電源是利用高頻開關技術而形成的逆變式電源，其供電電流是由一系列窄脈沖構成，可以給電除塵器提供具有從接近純直流到脈動幅度很大的各種電壓波形。高頻電源對電除塵火花放電或短路具有快速的反應機制，能在上述情況發生后，立即封鎖電源輸出，提高了電源的動態響應速度。高頻電源的快速反應機制使電源實現了接近純直流輸出，提高了設備的供電電壓，有利于增加電除塵器電場強度和粉塵荷電量，進而影響電除塵器內粉塵周圍的電場力，提高粉塵的移動速度，最終實現提高除塵效率，減少煙塵排放，保護環境的目的。

2.2 高頻電源運行方式 高頻電源可根據電除塵器電場的實際工作情況，調整脈沖寬度、脈沖幅度、供電頻率，以保證提供電壓、電流達到做優化狀態。對于具有恒定周期供電和脈沖供電兩種型號的高頻電源來說，應根據除塵要求選擇合適的供電方式。

2.2.1 恒定周期供電方式。恒定周期供電方式，是指高頻電源按照預先設定的頻率參數進行運行，設定頻率參數值決定了設備的輸出電壓和輸出電流值。恒定周期供電方式對操作人員的要求較高，設備消耗的功率大，因此造成的能耗較大，而除塵效果卻并不理想，當煤質、符合、煙氣等發生較大變化時，恒定周期供電方式無法滿足電除塵口排放要求。

2.2.2 脈沖供電方式 高頻電源在脈沖供電方式下，能輸出由一系列高能脈沖和低能脈沖組成的電能，輸出電流波形與正選波形類似。高頻電源采用脈沖供電方式時，可為電除塵器提供較高的峰值電壓，這就能有效克服高比電阻引起的反電暈，從而提高設備的除塵效果，減少電場中無效電能的消耗量，最終達到節能環保的目的，這是傳統高壓供電方式無法比擬的優勢，因此得到廣泛應用。

3 高頻電源節能分析

3.1 高頻電源除塵效率高 對于電除塵設備而言，帶電粒子在電場中移動速度大，除塵效率高。帶電離子移動速度與電場強度平方成正比，而電場強度與電場內電壓成正比。根據以上關系可知，電壓越高，電除塵設備的工作效率就越高。高頻電源相對于傳統電源，大大提高了除塵設備的工作效率，能有效降低除塵口排放量的30%以上，部分性能優良的設備，可降低到原有除塵量的70%。高頻電源能大幅度提升除塵設備工作效率的主要原因是：一方面，高頻電源具有極強的適應性，能根據不同的工作情況，提供合適的電壓波形，從而給除塵設備提供從接近純直流到脈動幅度大的電壓波形。當除塵器工作環境為中等比電阻及高濃度煙氣時，可利用高頻電源輸出近似直線的電壓，提高電除塵設備的運行電壓和運行電流。高頻電源提供純直流電壓時，相對于傳統的工頻電源，平均電壓高出30%，這就大大提高了電除塵設備的工作效率。當除塵設備入口含煙塵濃度過大時，會產生電暈閉塞現象，影響電流的提高，此時若采用高頻電源，可將電暈電流提高至原來的2倍，從而有效解決電暈閉塞現象。另一方面，高頻電源火化監測可靠性高。高頻電源采用全新硬件檢測技術，提高了火花檢測的可靠性，并能有效捕捉微弱火花。高頻電源設備中，采用串并聯混合諧振逆變器，提高了電流的恒定性，有效減弱電流大幅度變化和電場火花對電流的沖擊作用，提高熄滅火花的速度及電場能量的恢復速度。高頻電源斷電振打與減功率振打功能，對設備的除塵效率同樣具有促進作用。

3.2 高頻電源節能效果好

3.2.1 高頻電源固有的節能特點 高頻電源現對于傳統的工頻電源而言，能源利用率高，能節約20%的能源。傳統工頻電源會隨著輸出功率的下降，其功率因數和效率發生明顯的變化；而高頻電源在純直流供電方式下，當實際輸出功率為額定功率的70%時，其功率因數和效率幾乎保持不變。在實際的生產工作環境下，設備在額定功率條件下工作情況較少，這就導致高頻電源在節能方面更具優越性。

3.2.2 高頻電源對整個系統節能的影響 高頻電源自身的工作特點，決定其具有良好的節能特性，這不僅提高了前電場的除塵效率，也為整個除塵系統的節能打下了良好的基礎。提升前電場除塵效率后，減輕了后電場的工作負擔，極大的降低了后電場的符合，提高了整個系統的工作效率。隨著科學技術應用的深入，自動化控制技術在電廠應用范圍越來越廣，若在有IPC智能控制系統的工作環境下，IPC可在滿足除塵效率的要求下，實現組合供電的自動化，促使電除塵電源系統節能達到50%以上，在反電暈現象明顯情況下，該系統的節能率甚至高達90%以上，這就極大的降低了企業的生產成本，提高了企業的經濟效益。

4 小結

電源是除塵設備的重要組成部分，電源效率的提升，可有效改善整個設備的工作效率。高頻電源具有靈活反應機制、適應性強、節能高效的特點，不僅能提高電除塵器的工作效率，還能提高整個生產系統的工作效率，因此，應進行大范圍的推廣和使用。

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