任雷科
广州中电荔新电力实业有限公司 510000
摘要：电除尘器作为电厂环保的重要环节之一，是火力发电厂重要的环保设备，属于高耗能的设备。在当今可持续发展的大环境下，其工作状况的好坏，对机组的稳定运行和经济性有着重要影响。为了达到更高的除尘效率和更低的电耗，各发电厂皆采取各种措施和新技术，就是为了减少烟尘排放，减少能耗。高频开关电源技术是对电除尘技术的一场革命，是在对电除尘机理深入研究和科学试验，并对电除尘供电电源进行重大技术创新的基础上发展起来的新一代电除尘技术，与目前使用的工频电源相比，可以提高电除尘器的除尘效率，更重要的是能够大幅减少电除尘电耗。
关键词：电除尘器；高频电源；设备改造；高效率；低能耗
高频电源基本原理及特点
1高频电源基本原理
静电除尘器高频电源采用现代电力电子技术，通过工频交流—直流—高频交流—高频脉动直流的能量转变形式，供给电场一系列的窄电流脉冲，脉冲宽度在5-20微秒，脉冲频率在20kHz-50kHz。高频电源在纯直流供电方式时，电压波动小，电晕电压高，电晕电流大，从而增加了电晕功率，从根本上解决了烟尘荷电效率低的难题（尤其是高比电阻烟尘），提高了除尘效率。同时，在烟尘带有足够电荷的前提下，尽量减少无效的电场电离，从而大幅度减少静电除尘器电场供电能量损耗，达到了既提效又节能的目的。
2高频电源特点
与工频电源相比，高频电源除了初期投资费用高具有如下优点：
2.1 更好的节能效果：高频电源具有高达 93%以上的电能转换效率，在电场所需相同的功率下，可比常规电源需要更小的输入功率（约 20%），具有节能效果。有更好的荷电强度，在保证了粉尘充分荷电的基础上，可以大幅度减少电场供电功率，从而减少无效的电场电功率。
2.2 三相平衡供电：高频电源为三相输入，三相供电平衡，功率因数大于 0.95，无缺相损耗，无电网污染。
图1 工频电源与高频电源供电原理图
2.3可提高电晕功率：高频电源的输出电压纹波系数比常规电源小（高频电源约1%，而常规电源约 30%），可大大提高电晕电压（约 30%），从而增加电场内粉尘的 荷电能力，也减小了荷电粉尘在电场中的停留时间，从而可提高除尘效率。电晕电压的提高，同时也提高了电晕电流，增加了粉尘荷电的机率，进一步提高除尘效率，特 别适用于高浓度粉尘场合。
2.4高频率窄脉冲：输出频率范围 2kHz-40kHz，电除尘器是容性负载，供电频率越高电场容抗越小，电源向电除尘器注入的能量就越大。高频电源的输出由一系列的高频脉冲构成，可以根据电除尘器的工况提供最合适的电压波形。间歇供电时，供电脉宽最小可达到 8μS，而工频电源最小为 10ms，可任意调节占空比，具有更灵活的间歇比组合，可有效抑制反电晕现象，特别适用于高比电阻粉尘工况。
3 高频供电电源改造
鉴于高频供电电源所独有的优越性，同时为了节能减排，我司计划对#2炉现有的电除尘器设备电源进行了升级和改造试验。2014年5月，公司正式实施#2炉电除尘器供电电源改造工作，采用EHC-II第二代复合式高频电源控制系统代替原工频电源的高压控制柜、整流变压器。将原除尘器顶部的8台整流变压器拆除，并在原位置上安装高频电源。改造后的高频电源除了具有以上所有优点外，另外还具备以下优点：
3.1 完善的保护功能：为保证设备的安全可靠运行，具有输入过流、IGBT 过流过热、输出开路短路保、直流母线电压过低、IGBT 散热器和变压器油过热、油箱压力过高、油箱油位过低等保护功能。
3.2 方便的调试界面：高频电源安装于除尘器顶部，高频电源装有液晶触摸人机界面，在就地可完成开停、设定参数、查看各种运行参数等功能，大大提高了设备调试的方便性。
3.3 体积小、重量轻、高度集成：高频电源的主回路配电系统、控制系统、高频变压器集成在一个ABSI程塑料的箱体内，而重量只有工频电源的1/4。
4 高频电源在我司的使用情况
自高频电源改造完工，投运以来，电场二次电压、电流输出更加稳定可靠，电除尘器除尘效率明显提高，节能效果显著，缺陷率大大降低。
4.1 高频电源二次电压、电流输出稳定可靠，波动小
4.2 高频电源除尘效率提高，节能降耗
高频电源与工频电源电除尘效率和能耗对比关系表
从表中的测试数据可以看出，采用高频电源改造后，#2炉的烟尘排放量比改造前降低了44.5%，节约能耗高达61.5%，节能减排效果显著。经测算，使用高频电源每年可节电约192万度以上，节电效益每年约86万元（按0.45元/KW.h计）
5 结语
高频供电电源输出电压为纯直流，且运行稳定可靠，电晕放电强烈，电场强度高，烟尘粒子荷电量大，除尘效果明显优于传统工频电源。同时，高频电源具有节能、降耗的特点，非常切合国家节能减排的要求。今后我司将尽快制定#1炉电除尘高频供电电源改造方案与措施。
参考文献：
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[2]孙广鹏；张传成；孙更生；电除尘节能技术探讨与研究[J]；通用机械；2009年01期
[3]陈颖；郭俊；毛春华；卢刚；电除尘器高频电源的提效节能应用[J]；中国环保产业；2010年12期
[4]张谷勋；蒋云峰；电除尘器电源的发展方向——高频化和数字化[J]；电源世界；2007年01期
论文作者:任雷科
论文发表刊物:《基层建设》2015年19期供稿
论文发表时间:2015/12/30
标签：电源论文; 电除尘器论文; 电场论文; 电晕论文; 电压论文; 节能论文; 效率论文; 《基层建设》2015年19期供稿论文;