脈沖電源作為電除塵器的重要組成部分,對于電除塵器除塵功效的順利發(fā)揮具有重要的現(xiàn)實意義。然而脈沖電源在電除塵器實際的應用中存在一些問題,進而影響了電除塵器的工作效率?,F(xiàn)對脈沖電源的特性進行了較全面的論述,在此基礎上,對脈沖電源在電除塵器應用中存在的問題進行了較深入的分析研究,并提出了相應的解決方案,有效提高了電除塵器的電能利用率,對于從事相關工作的技術人員具有借鑒意義。
電除塵器是火力發(fā)電廠的重要配套設備,其可有效去除煙氣中的顆粒,顯著降低排入大氣中的煙塵量,減少對環(huán)境造成的污染。脈沖電源作為電除塵器本體的供電電源,通過在低于起暈電壓的直流基壓上疊加高壓窄脈沖,可大大提高對細微顆粒物的處理能力,且還能對反電暈現(xiàn)象進行有效抑制,進而大幅提高電除塵器的除塵能力。但是在脈沖電源實際的工作過程中,仍舊存在一些問題,這_給電除塵器的平穩(wěn)運行帶來了不小的隱患。因此,本文對脈沖電源特性及其應用于電除塵器中存在的問題進行系統(tǒng)全面的分析研究,并提出有針對性的解決方案,從而提升電除塵器的除塵性能,為火力發(fā)電廠的正常運行提供可靠_。
1 脈沖電源特性
相較于傳統(tǒng)的供電電源而言,脈沖電源具有如下優(yōu)勢:
1.1 突破直流閃絡電壓限制
在實際的工作過程中,脈沖電壓的持續(xù)時間_短,僅幾十至一百微秒,即便是處于全優(yōu)的工作狀態(tài)下,也僅能形成厚度很薄的一層電荷云,這層電荷云對電場絕緣性所造成的影響可以忽略不計。在理想的條件下,脈沖電源能夠突破直流閃絡電壓的限制,進而能夠提高其電暈功率,從而提升除塵效率。
1.2 提高除塵效率,尤其適用于微細粉塵
相較于常規(guī)電源而言,由脈沖電源激發(fā)而形成的電荷濃度能夠達到前者的幾百倍,這_有助于大大提高煙氣粉塵中的荷電量,對于相同的處理工況下,脈沖電源能夠減少30%以上的煙塵排放,50%以上的PM2.5排放,體現(xiàn)出非常優(yōu)良的除塵特性。為了進一步探究脈沖電源的除塵性能,通過對某電廠的1#爐進行了脈沖電源的改造,其配套有雙室五電場的除塵設備,對其中的一室進行改造,另一室則保持不變,改造后的煙塵濃度測量結果如表1所示。
在整個測試過程中,除塵器其他電場供電電源的參數(shù)保持不變,脈沖電源采用基礎、基礎+脈沖兩種方式相結合的運行方式。根據(jù)表1的4次測試能夠看出,增加脈沖電源后,對粒徑小于0.07 μm顆粒的除塵效果非常明顯,減少率高達77%,而對其他兩種粒徑粉塵的去除效果并不明顯。因此,脈沖電源適用于微細粉塵的脫除,可大大提高除塵效果。
1.3 工況適應能力強,有效克服反電暈
反電暈主要是由煙塵中的高比電阻粉塵形成的,當高比電阻粉塵被收塵_板吸附后,由于其高比電阻特性,導致其很難被釋放。高比電阻粉塵_性與電暈_正相反,會對后來的荷電粉塵造成排斥作用,并且粉塵層的電荷釋放速度緩慢。隨著粉塵層厚度的不斷增加,當其所形成的電場強度_過粉塵層的臨界值后,_會在粉塵層內的間隙造成局部擊穿,進而形成大量與電暈__性相反的正離子,這些正離子_會在電場力的作用下逐漸向電暈_移動,從而中和電暈_上的負電離子。其表現(xiàn)為電流增大,電壓降低,粉塵二次飛揚嚴重,收塵性能顯著惡化。
相較于傳統(tǒng)的供電形式,脈沖電源具有高電壓、低電流的優(yōu)良輸出特性。由于脈沖電源輸出電流值較小,這_能夠延緩粉塵層的電荷積累速度,進而為粉塵層電荷提供充足的放電時間,能夠有效避免反電暈的形成。其火花電平可比常規(guī)工頻電源提高數(shù)十千伏,加上基礎電源電壓總低于火花電壓,可避免反電暈和二次揚塵,有利于收塵。
1.4 大幅節(jié)約電能
脈沖電源在工作過程中的基礎電壓稍高于起暈電壓,其中通過的電流也較小,只需提供除塵需要大小的電場力,_能夠大大降低電能損耗,提高電能的利用效率。脈沖電壓在實際的工作過程中,采用了有效的能量回饋機制,雖然其工作瞬間功率較大,但是其中的能量會隨著脈沖的降低進一步回饋到系統(tǒng)之中,這_能夠大大降低脈沖部分所消耗的電能。
2 脈沖電源在電除塵器應用中的問題分析
脈沖電源電流和電壓的仿真波形圖如圖1所示。
根據(jù)上圖的波形能夠看出,脈沖電源輸出側能夠形成與目標波形相一致的脈沖波形,但是經(jīng)過了一個脈沖之后,上圖中的A點,由于欠阻尼所造成的不利影響,輸出電壓沒有及時回歸到初始狀態(tài),進而導致脈沖發(fā)生拖尾現(xiàn)象。脈沖實際的拖尾時間主要是由直流側回路決定的,其拖尾時間長達1 ms。由于脈沖電源實際回路電阻遠遠大于仿真回路,進而導致負載電容上的剩余電壓大于后者,并且當輸出電壓_過某一數(shù)值后,其所造成的拖尾時間_會相當長,可能導致負載發(fā)生火花放電現(xiàn)象,嚴重影響電除塵器的除塵效率。
3 解決方案
為了有效確保脈沖電源的工作狀態(tài),提高其工作過程中的穩(wěn)定性,對脈沖電路進行了科學合理的改進處理,其電路圖如圖2所示。
該電路在充電二_管D 2 上增設一個反向并聯(lián)的開關S 2 ,再串聯(lián)一個阻值適宜的阻尼電阻R 2 。整個電路在工作過程中的基本原理保持不變,當脈沖電源形成脈沖電壓后,開關S 2 導通,C 1 、C pluse 、C coupl 以及R 2 串聯(lián),從而形成一個阻尼回路。相較于直流回路而言,該阻尼回路的時間遠遠小于前者,這_能夠促使負載上的電壓很快恢復到初始狀態(tài),進而能夠有效避免脈沖拖尾和電容剩余電壓積累的情況出現(xiàn)。
4 結語
總而言之,電除塵器是火力發(fā)電廠非常重要的除塵設備,能夠有效降低煙氣中的灰塵量,減小對環(huán)境所造成的污染。通過將脈沖電源運用于電除塵器上,能夠顯著提高其除塵性能,對于發(fā)電廠的可持續(xù)發(fā)展具有_重要的現(xiàn)實意義。