電除塵器電源的高頻化數字化與節能減排
來(lai)源：武(wu)漢國測數字電源有限公司 閱讀：2339 更新時間：2009-07-23 10:05電(dian)(dian)除塵器(qi)電(dian)(dian)源的高頻化數字化與(yu)節能減排
摘要 本文闡明了電除塵器（ESP）數(shu)字(zi)化(hua)高(gao)頻開關電(dian)源的顯著(zhu)特(te)點(dian)極有助于(yu)節(jie)能減排，進而提出了(le)零火花率和以計算機為核(he)心的系統多功能綜合控制器等新思想(xiang)，經過最佳設計后，相對使(shi)用常(chang)規T/R工頻電(dian)源的除塵(chen)器，可(ke)節(jie)省(sheng)電(dian)能40%～90%或(huo)者可(ke)減少粉塵(chen)排放(fang)40%～90%。
關鍵詞 電(dian)除塵器(qi)（ESP） 節能減排(pai) 零火花率 綜合控(kong)(kong)制器(qi) 功率控(kong)(kong)制振打 反(fan)電(dian)暈
§1. 電除塵器(qi)電源的(de)發展(zhan)方(fang)向是高頻(pin)化和數字化
上世(shi)紀七十(shi)年代高(gao)反壓晶(jing)體(ti)(ti)管(guan)問世(shi)后，在電(dian)源(yuan)(yuan)界(jie)掀起了20kHZ革命的(de)浪潮(chao)，我國電(dian)源(yuan)(yuan)工程師做出了貢獻，七十(shi)年代、八十(shi)年代和(he)九十(shi)年代相(xiang)繼完成(cheng)了計(ji)算機電(dian)源(yuan)(yuan)、通信電(dian)源(yuan)(yuan)和(he)電(dian)力操作電(dian)源(yuan)(yuan)的(de)高(gao)頻化(hua)，以全控功率器(qi)件(jian)晶(jing)體(ti)(ti)管(guan)、MOS管(guan)和(he)IGBT為逆變(bian)開關的(de)無工頻變(bian)壓器(qi)開關電(dian)源(yuan)(yuan)替代了以往的(de)半(ban)控功率器(qi)件(jian)可(ke)控硅為調節(jie)器(qi)的(de)相(xiang)控工頻電(dian)源(yuan)(yuan)。
在電(dian)(dian)(dian)(dian)除(chu)塵器領域，因為功率大，高(gao)(gao)壓電(dian)(dian)(dian)(dian)源(yuan)(yuan)基(ji)本(ben)上都(dou)在10KW～150KW功率量級(ji)，屬(shu)(shu)大功率電(dian)(dian)(dian)(dian)源(yuan)(yuan)，八(ba)十(shi)(shi)年(nian)代(dai)(dai)都(dou)是可(ke)控硅相控工(gong)頻(pin)(pin)整流電(dian)(dian)(dian)(dian)源(yuan)(yuan)。國(guo)(guo)(guo)際上，八(ba)十(shi)(shi)年(nian)代(dai)(dai)末(mo)，九十(shi)(shi)年(nian)代(dai)(dai)初就(jiu)開(kai)始了高(gao)(gao)頻(pin)(pin)化的(de)(de)研(yan)究工(gong)作(zuo)。九十(shi)(shi)年(nian)代(dai)(dai)中(zhong)期就(jiu)有了相應(ying)的(de)(de)產品。本(ben)世紀初，2001年(nian)我國(guo)(guo)(guo)武漢(han)國(guo)(guo)(guo)測數(shu)字(zi)電(dian)(dian)(dian)(dian)源(yuan)(yuan)有限公司就(jiu)率先開(kai)展了ESP高(gao)(gao)頻(pin)(pin)開(kai)關(guan)電(dian)(dian)(dian)(dian)源(yuan)(yuan)的(de)(de)研(yan)制(zhi)，2003年(nian)12月通過了由湖(hu)北省科(ke)(ke)技(ji)廳組(zu)織的(de)(de)400mA/72kV ESP高(gao)(gao)頻(pin)(pin)開(kai)關(guan)電(dian)(dian)(dian)(dian)源(yuan)(yuan)的(de)(de)專家技(ji)術鑒(jian)定，獲得(de)了“GCHP系列靜(jing)電(dian)(dian)(dian)(dian)除(chu)塵器（ESP）用大功率智能(neng)高(gao)(gao)頻(pin)(pin)高(gao)(gao)壓電(dian)(dian)(dian)(dian)源(yuan)(yuan)”科(ke)(ke)技(ji)成果證(zheng)書(shu)(shu)，2004年(nian)獲得(de)了國(guo)(guo)(guo)家科(ke)(ke)技(ji)部(bu)中(zhong)小(xiao)型企(qi)業創(chuang)新基(ji)金(jin)立項證(zheng)書(shu)(shu)和火(huo)炬(ju)計劃項目證(zheng)書(shu)(shu)。從(cong)2004年(nian)開(kai)始，陸(lu)續研(yan)制(zhi)了600mA/72kV、800mA/72kV和1000mA/60kV ESP數(shu)字(zi)化大功率高(gao)(gao)頻(pin)(pin)開(kai)關(guan)電(dian)(dian)(dian)(dian)源(yuan)(yuan)，并應(ying)用于大型鋼(gang)廠(chang)、有色金(jin)屬(shu)(shu)冶煉廠(chang)、火(huo)力發電(dian)(dian)(dian)(dian)廠(chang)、水泥廠(chang)等(deng)工(gong)業場(chang)合，節能(neng)減排取得(de)了良好的(de)(de)效果。
高頻(pin)化(hua)和數(shu)字化(hua)是(shi)(shi)電(dian)(dian)源(yuan)發(fa)展(zhan)的(de)(de)(de)方向，更是(shi)(shi)電(dian)(dian)除(chu)(chu)塵器(qi)電(dian)(dian)源(yuan)的(de)(de)(de)發(fa)展(zhan)方向，因(yin)為除(chu)(chu)了高頻(pin)開關電(dian)(dian)源(yuan)實(shi)(shi)現(xian)小型輕(qing)量化(hua)，節(jie)省(sheng)金屬(shu)材料(liao)，降(jiang)低(di)能(neng)(neng)耗的(de)(de)(de)優(you)點(dian)之外(wai)，電(dian)(dian)除(chu)(chu)塵器(qi)高壓(ya)(ya)電(dian)(dian)源(yuan)屬(shu)大功(gong)率(lv)電(dian)(dian)源(yuan)，采用計(ji)算機(ji)技(ji)術實(shi)(shi)現(xian)高壓(ya)(ya)電(dian)(dian)源(yuan)的(de)(de)(de)高頻(pin)化(hua)能(neng)(neng)帶來(lai)(lai)顯著(zhu)的(de)(de)(de)節(jie)能(neng)(neng)減排、綜合控制(zhi)、提(ti)高自動化(hua)水平、降(jiang)低(di)成本、提(ti)高電(dian)(dian)除(chu)(chu)塵器(qi)的(de)(de)(de)性價比(bi)等優(you)點(dian)。也就是(shi)(shi)說，在電(dian)(dian)除(chu)(chu)塵器(qi)領域，使(shi)用數(shu)字化(hua)高頻(pin)開關電(dian)(dian)源(yuan)SIR替代常規(gui)的(de)(de)(de)工頻(pin)可(ke)控硅整流電(dian)(dian)源(yuan)T/R之后，不(bu)僅解(jie)決了T/R電(dian)(dian)源(yuan)功(gong)率(lv)因(yin)數(shu)低(di)、轉換效率(lv)低(di)、三相電(dian)(dian)網不(bu)平衡、材料(liao)消(xiao)耗多等電(dian)(dian)源(yuan)本身存在的(de)(de)(de)缺點(dian)，更重要的(de)(de)(de)是(shi)(shi)給(gei)整個電(dian)(dian)除(chu)(chu)塵系統帶來(lai)(lai)了革命性的(de)(de)(de)變(bian)化(hua)，重點(dian)體現(xian)在節(jie)能(neng)(neng)減排和系統綜合控制(zhi)上。
§2. ESP數字高頻開(kai)關電(dian)源的顯著特(te)征
1. 純直流供電
SIR開關集成整流電(dian)(dian)源(yuan)同(tong)常規工頻可控整流電(dian)(dian)源(yuan)T/R接上電(dian)(dian)除塵(chen)器ESP輸(shu)(shu)出電(dian)(dian)壓(ya)波形的(de)比(bi)較如圖1所(suo)示。很(hen)明顯：T/R電(dian)(dian)源(yuan)輸(shu)(shu)出波形是直流加脈沖，峰—峰脈沖值達30%～45%之間，在高比(bi)電(dian)(dian)阻、反電(dian)(dian)暈(yun)的(de)情況下，該波動甚至還會更大(da)，這(zhe)樣大(da)的(de)紋波大(da)大(da)降低了輸(shu)(shu)出電(dian)(dian)壓(ya)平(ping)(ping)(ping)均值，降低了除塵(chen)效果，SIR電(dian)(dian)源(yuan)輸(shu)(shu)出電(dian)(dian)壓(ya)接近(jin)純直流，即一條水平(ping)(ping)(ping)線，平(ping)(ping)(ping)均電(dian)(dian)壓(ya)和(he)峰值電(dian)(dian)壓(ya)幾乎相同(tong)，所(suo)含紋波一般都小于5%,即平(ping)(ping)(ping)均電(dian)(dian)壓(ya)比(bi)峰值電(dian)(dian)壓(ya)低2.5%以內(nei)。
采用(yong)自(zi)適應(ying)(ying)控(kong)(kong)制(zhi)技術可(ke)以(yi)將(jiang)輸(shu)出電(dian)(dian)(dian)(dian)平(ping)控(kong)(kong)制(zhi)在接近(jin)火(huo)花電(dian)(dian)(dian)(dian)平(ping)又(you)達不到火(huo)花電(dian)(dian)(dian)(dian)平(ping)，這(zhe)樣就能使火(huo)花極少(shao)，輸(shu)出電(dian)(dian)(dian)(dian)壓電(dian)(dian)(dian)(dian)流比常規T/R電(dian)(dian)(dian)(dian)源高得多，在中、低比電(dian)(dian)(dian)(dian)阻應(ying)(ying)用(yong)場合，輸(shu)出功率基本上(shang)都有效地用(yong)于(yu)除(chu)塵減排上(shang)，大大提高除(chu)塵效率。此外對反電(dian)(dian)(dian)(dian)暈的檢測也帶來(lai)了(le)方(fang)便，可(ke)以(yi)設法扼制(zhi)反電(dian)(dian)(dian)(dian)暈的發生和減少(shao)反電(dian)(dian)(dian)(dian)暈的影(ying)響。
2. 全新意義的間隙(xi)供電（IE）
在高(gao)比電阻粉塵(chen)或電暈場合，采用(yong)間(jian)隙供電比采樣純直流供電對提高(gao)除(chu)塵(chen)效果(guo)更有效。用(yong)T/R電源(yuan)實現間(jian)隙供電也是直流加脈沖，但脈沖的(de)上升(sheng)時(shi)間(jian)較長，而(er)用(yong)高(gao)頻開關電源(yuan)SIR實現間(jian)隙供電脈沖上升(sheng)時(shi)間(jian)較短。
高比(bi)電(dian)阻粉塵的(de)收(shou)塵效(xiao)(xiao)果(guo)(guo)與脈(mo)沖的(de)上升時(shi)間直接相關(guan)，且在(zai)一定范(fan)圍內正(zheng)比(bi)于(yu)dv/dt。其值為20～30kV/ms效(xiao)(xiao)果(guo)(guo)較好。這(zhe)就是說，在(zai)間隙供(gong)電(dian)（IE）條件下(xia)電(dian)暈(yun)產(chan)生比(bi)純(chun)直流(liu)供(gong)電(dian)更有效(xiao)(xiao)，可節能或使(shi)用比(bi)較小的(de)電(dian)源。
3. 輸出電流可控(kong)
由(you)于ESP電(dian)(dian)(dian)容比較大(da)(da)和SIR的電(dian)(dian)(dian)壓(ya)傳輸(shu)比很(hen)大(da)(da)，輸(shu)出(chu)端可(ke)能(neng)產生(sheng)(sheng)大(da)(da)電(dian)(dian)(dian)流，特別在間隙供電(dian)(dian)(dian)方式因為“電(dian)(dian)(dian)流提升”功能(neng)，這種情況必定會發(fa)生(sheng)(sheng)。電(dian)(dian)(dian)流負(fu)載(zai)狀態來自(zi)ESP內的可(ke)變狀態，在火花時趨于極(ji)端。還有ESP陰陽極(ji)間也可(ke)能(neng)發(fa)生(sheng)(sheng)短路，如(ru)果ESP高壓(ya)電(dian)(dian)(dian)源是(shi)電(dian)(dian)(dian)壓(ya)源型(xing)而不是(shi)電(dian)(dian)(dian)流源型(xing)，即使有過載(zai)保護(hu)也容易損壞設備，因此“電(dian)(dian)(dian)流可(ke)控(kong)”輸(shu)出(chu)應(ying)優(you)先于“電(dian)(dian)(dian)壓(ya)可(ke)控(kong)”輸(shu)出(chu)。
許多的(de)諧(xie)振變(bian)換(huan)器(qi)是電(dian)流可(ke)(ke)控的(de)，性質(zhi)象理想的(de)“恒流”源(yuan)一(yi)樣。選(xuan)用諧(xie)振變(bian)換(huan)器(qi)作(zuo)逆變(bian)電(dian)路，采用計算機(ji)程序(xu)參數(shu)設(she)置方(fang)法，無須經過反饋環節的(de)延遲，就能(neng)內設(she)“恒流”方(fang)式(shi)，實(shi)現電(dian)流可(ke)(ke)控輸(shu)出，而且(qie)電(dian)流可(ke)(ke)控與電(dian)壓可(ke)(ke)控輸(shu)出之間的(de)轉換(huan)也(ye)十分靈活，硬件電(dian)路仍然不變(bian)，這就是計算機(ji)的(de)神奇！
4. 以DSP為(wei)核心的多功能綜合控制(zhi)器
ESP高頻開關電源諧振變換(huan)器(qi)的(de)控制(zhi)以及(ji)電壓轉換(huan)器(qi)與(yu)電流轉換(huan)器(qi)之(zhi)間(jian)的(de)轉換(huan)等都(dou)是通(tong)過(guo)數字信號處理(li)器(qi)DSP來(lai)實(shi)現的(de)。此外(wai)還有一些控制(zhi)功能無疑最好也通(tong)過(guo)計(ji)算機實(shi)現，比如：1火花檢測和(he)控制，2反電暈的檢(jian)測和控制(zhi)，3間隙脈沖供電的控制，4最佳減排的控制，5最佳節能(neng)效果的(de)控制等。
還有低壓(ya)控制(zhi)設備(bei)的一(yi)些控制(zhi)功(gong)能也可以在(zai)計算機(ji)上實現：1陰陽極振打(da)控(kong)制(zhi)，2倉壁振(zhen)動控制，3料位(wei)檢測，4卸(xie)輸灰控制，5保溫箱電加熱控制，6灰(hui)斗電加熱控制，7進、出口(kou)煙氣溫度檢測，8故(gu)障檢測與(yu)報警等。
可以DSP為控(kong)制(zhi)核心，在ESP的高(gao)頻高(gao)壓開關電(dian)源(yuan)端，設(she)置多處理器統一(yi)協調完(wan)成(cheng)(cheng)上述功能，形成(cheng)(cheng)系(xi)統綜合(he)控(kong)制(zhi)器，實現(xian)電(dian)除塵系(xi)統的綜合(he)控(kong)制(zhi)和最(zui)佳設(she)計(ji)。
§3. 零火花(hua)率目(mu)標
電(dian)除(chu)塵(chen)器除(chu)塵(chen)效率公式(shi)是：
………………………………………… (1)
(1) 式中： η----- 電除塵效率(lv),%
Q----- 處理煙氣量，m3/s
A----- 電除(chu)塵器極板面積，m2
ω----- 有效趨進速度，m/s
其中
…………………………………… （2）
（2）式中：
ε0 α μ----是(shi)一些常數(shu)
Eq ---- 荷電場(chang)強
Ep ---- 收塵場強
從(cong)上面公式說(shuo)(shuo)明: 荷電(dian)(dian)場(chang)(chang)強Eq和收塵場(chang)(chang)強Ep愈(yu)(yu)大(da)，,趨(qu)進速度ω就(jiu)愈(yu)(yu)大(da)，ESP除(chu)塵效(xiao)率(lv)(lv)η就(jiu)愈(yu)(yu)高(gao)，也就(jiu)是(shi)說(shuo)(shuo)陰陽極間電(dian)(dian)壓愈(yu)(yu)高(gao)，除(chu)塵效(xiao)率(lv)(lv)η就(jiu)愈(yu)(yu)高(gao)。
為了獲得電暈功率，應當讓ESP電壓盡可能高，離火花電平愈近愈好。對于純直流供電來說，火花的發生對除塵效果和電源設備的安全以及ESP極板的壽命都是毫無益處的。對于高頻開關電源SIR來說紋波很小，基本上是純直流供電，采用自適應控制技術，很容易實現零火花率的目標，比如使用在漳山電廠的ALSTOM高頻電源就實現了火花率為0，除塵效果很好。火花率接近0，不僅能極大提高除塵效率，而且還可節能和減少無謂的電耗，真是兩全其美。相反，對工頻可控硅整流電源，因為紋波很大，為了減少排放，火花率不能為0，ESP高頻電源的火花率標準是60～150次/分，正因為如此，工頻電源除塵效果差。作者在這里提出零火花率的新標準，并且大聲疾呼：大力發展數字化高頻開關電源SIR，大量使用高頻開關電源SIR.。
§4. 反電暈的(de)克服
反電(dian)(dian)(dian)(dian)暈源(yuan)于收(shou)集板上(shang)(shang)(shang)粉(fen)(fen)塵(chen)(chen)層間(jian)(jian)的(de)(de)(de)壓(ya)(ya)降(jiang)。當電(dian)(dian)(dian)(dian)場收(shou)集的(de)(de)(de)粉(fen)(fen)塵(chen)(chen)比電(dian)(dian)(dian)(dian)阻高，在粉(fen)(fen)塵(chen)(chen)層間(jian)(jian)將(jiang)產(chan)生較(jiao)高的(de)(de)(de)壓(ya)(ya)降(jiang)。如果電(dian)(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)足夠高，將(jiang)在收(shou)集板和粉(fen)(fen)塵(chen)(chen)層表(biao)面產(chan)生介(jie)質(zhi)擊穿，形成很(hen)大的(de)(de)(de)正(zheng)離(li)子流。由反電(dian)(dian)(dian)(dian)暈產(chan)生的(de)(de)(de)正(zheng)離(li)子流和來自電(dian)(dian)(dian)(dian)暈極(ji)的(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)子流相互疊(die)加形成強大的(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)流。反電(dian)(dian)(dian)(dian)暈一旦發(fa)生，如果供電(dian)(dian)(dian)(dian)電(dian)(dian)(dian)(dian)源(yuan)繼續增(zeng)加輸(shu)入功(gong)率，收(shou)塵(chen)(chen)極(ji)電(dian)(dian)(dian)(dian)流密度進一步增(zeng)大，將(jiang)引起(qi)更(geng)加嚴重的(de)(de)(de)反電(dian)(dian)(dian)(dian)暈現(xian)(xian)象(xiang)，表(biao)現(xian)(xian)在電(dian)(dian)(dian)(dian)場伏安曲線上(shang)(shang)(shang)的(de)(de)(de)特征是(shi)：低電(dian)(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)大電(dian)(dian)(dian)(dian)流，同時會出現(xian)(xian)電(dian)(dian)(dian)(dian)流上(shang)(shang)(shang)升，電(dian)(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)下降(jiang)的(de)(de)(de)負斜(xie)率情況(kuang)，通(tong)常稱為拐點現(xian)(xian)象(xiang)。
反電暈(yun)大大降低(di)了除塵效(xiao)果。克(ke)服反電暈(yun)的(de)辦法首先(xian)是使(shi)用計算機檢測到拐點，而后施加合適頻(pin)率(lv)和合適的(de)幅度(du)、寬度(du)的(de)間(jian)隙脈(mo)沖電源，以(yi)減低(di)和扼制反電暈(yun)現象。
常(chang)規(gui)的T/R電(dian)源電(dian)壓波(bo)(bo)形中(zhong)含有很大的紋波(bo)(bo)，檢(jian)測(ce)反(fan)電(dian)暈較為復雜，施(shi)加的脈沖(chong)波(bo)(bo)形單(dan)一，電(dian)流上升邊緩(huan)慢，克(ke)服反(fan)電(dian)暈較困難，效(xiao)果差。新型的集成開關整(zheng)流電(dian)源SIR基本上是純(chun)直流供電(dian)，檢(jian)測(ce)反(fan)電(dian)暈較容易，反(fan)電(dian)暈現(xian)象不嚴重時就已發現(xian)，立馬(ma)采(cai)取(qu)措施(shi)，實行間隙(xi)脈沖(chong)供電(dian)，SIR脈沖(chong)波(bo)(bo)形可以(yi)任意(yi)而且(qie)陡峭，克(ke)服反(fan)電(dian)暈效(xiao)果明(ming)顯(xian)。相對T/R電(dian)源，SIR電(dian)源克(ke)服反(fan)電(dian)暈較容易，效(xiao)果較好。
§5. 功率控制振打的實現
在現(xian)場試驗(yan)時，我們經常發(fa)現(xian)，電源(yuan)運行一段時間后除塵(chen)效果有明顯的(de)(de)下降現(xian)象。查(cha)其原(yuan)因(yin)，大(da)多是因(yin)為比電阻偏高的(de)(de)粉(fen)塵(chen)采取常規振打(da)方法(fa)很難(nan)從極板上(shang)清打(da)下去，灰塵(chen)越積越多，日積月累致使極板上(shang)粘(zhan)附著(zhu)一層較(jiao)厚的(de)(de)粉(fen)塵(chen)，大(da)大(da)影(ying)響了(le)電除塵(chen)效果。
如果采取功(gong)率控制(zhi)振打(da)技術，除了對(dui)振打(da)裝置的振打(da)功(gong)率，振打(da)頻率，振打(da)方(fang)式等進行(xing)控制(zhi)外，在(zai)振打(da)時對(dui)加(jia)在(zai)極(ji)板上的高壓(ya)電源也作(zuo)相(xiang)應的控制(zhi)，比如：1降壓振(zhen)打(da)，2停電振打，3提前(qian)停(ting)電振打(da)，4連續停電(dian)幾小時(shi)進行振打等(deng)，發(fa)現(xian)振打清灰的效(xiao)果(guo)較好。
SIR電源(yuan)是用(yong)數字計(ji)算機(ji)作為控制(zhi)器的，甚至(zhi)采(cai)用(yong)多處理器作系(xi)統綜合控制(zhi)器，顯然能(neng)夠(gou)很方便地實現功率控制(zhi)振打技術，取得良好的振打清灰(hui)效果。
§6. 減排
電除(chu)(chu)塵(chen)器ESP的(de)(de)完美運行取決于一些參數。在試運行中調整不同(tong)的(de)(de)參數，以適用特殊的(de)(de)應(ying)用，其目(mu)的(de)(de)是在ESP出口(kou)達到(dao)最(zui)小的(de)(de)粉(fen)塵(chen)濃(nong)度排放，如(ru)果(guo)ESP氣(qi)流分布(bu)得到(dao)精心的(de)(de)引導，又確(que)定了(le)最(zui)佳的(de)(de)振打定時，并且(qie)ESP各部件良(liang)好地工作，則給陽陰極(ji)之間的(de)(de)煙氣(qi)-粉(fen)塵(chen)-大(da)氣(qi)提供最(zui)大(da)電壓最(zui)大(da)電流，達到(dao)預定的(de)(de)除(chu)(chu)塵(chen)效果(guo)，就是電除(chu)(chu)塵(chen)設備和控(kong)制器的(de)(de)任務。
基于ESP數字化高頻開關電源輸(shu)出(chu)紋波(bo)小，可實現(xian)純直(zhi)流供電和(he)全(quan)新的(de)間隙供電，輸(shu)出(chu)電流可控，可實現(xian)恒(heng)流和(he)具有(you)以DSP為(wei)核心的(de)系統(tong)綜合控制器等顯(xian)著特(te)征，使得ESP運行過程中較(jiao)易實現(xian)零火花率(lv)，克服反電暈，實現(xian)功率(lv)控制振打，達(da)到最佳的(de)減排效(xiao)果。
高頻開關電源(yuan)SIR相對常規(gui)T/R工(gong)頻電源(yuan)可以提高除塵(chen)效率，減少粉塵(chen)排放(fang)30%～80%，具體(ti)依使(shi)用(yong)條件和運行(xing)環境(jing)而有(you)區(qu)別(bie)。如果再設(she)置以計(ji)算機為核心的系(xi)(xi)統多功能(neng)綜合控制器，實行(xing)系(xi)(xi)統最(zui)佳(jia)減排設(she)計(ji)，則新系(xi)(xi)統較原來(lai)減少粉塵(chen)排放(fang)可望達到(dao)40%～90%。
2008年武(wu)漢國測電(dian)源有限公司(si)參與了日照(zhao)鋼(gang)鐵(tie)有限公司(si)環(huan)保改(gai)造項(xiang)目。日照(zhao)鋼(gang)鐵(tie)有限公司(si)燒結廠的球團3#主軸電(dian)除塵器本體為200m2單室三電(dian)場，同極距為450mm，項目改造(zao)前，采用三臺(tai)1200mA/72kV的(de)可(ke)控硅電(dian)源供電(dian)，已運(yun)行兩(liang)年，長期檢查的(de)煙塵出口濃度(du)在(zai)80～100mg/Nm3。目前新修定的(de)國家污染物排放標(biao)準要求最高允(yun)許(xu)煙塵濃度為30mg/Nm3。由于環保要(yao)求(qiu)的日趨(qu)嚴格(ge)，原有電除塵器的總體設計已不符合現有國家標準的要(yao)求(qiu)。
在本次(ci)環保(bao)項目改造中，電(dian)除塵(chen)器本體未作(zuo)任何(he)改動，只(zhi)是對電(dian)除塵(chen)器的供電(dian)電(dian)源(yuan)(yuan)進(jin)行了更換，即(ji)采用了武漢國測(ce)數字(zi)電(dian)源(yuan)(yuan)有限公(gong)司生產的三臺GCHP-2型(xing)600mA/72kV高頻開關電(dian)源(yuan)(yuan)。在電(dian)除塵(chen)器穩定運(yun)行的一個月期間進(jin)行了兩次(ci)環保(bao)檢測(ce)，實測(ce)出(chu)口濃度分別為(wei)25mg/Nm3和(he)23mg/Nm3，比原工頻電(dian)源減少(shao)了(le)粉塵排(pai)放75%，大大低于(yu)國(guo)家污染排(pai)放標準，達到(dao)了(le)此次環保項目改造的(de)要(yao)求(qiu)。
§7. 節能(neng)
最大的(de)除塵效率和最小的(de)粉(fen)塵排放并(bing)不總是ESP最佳(jia)運行的(de)唯一(yi)標準。
通常ESP的(de)(de)選型(xing)涉(she)及最壞的(de)(de)情形，如最大(da)的(de)(de)煙氣(qi)量(liang)，最高的(de)(de)溫(wen)度(du)，最大(da)煙氣(qi)粉(fen)塵(chen)含量(liang)，最差粉(fen)塵(chen)性質等與(yu)除塵(chen)效率(lv)有(you)關的(de)(de)相應的(de)(de)工(gong)藝(yi)條件(jian)。
ESP的這些前提條件(jian)，對工廠的日常運行(xing)有(you)利得多(duo)。這導(dao)致過(guo)大(da)的除塵能力，從而產生凈化氣體遠低于允許的排放(fang)水(shui)平，這種情況在ESP滿功率運行(xing)時尤(you)為(wei)突出。
節能就是最小能量消耗必(bi)須(xu)達到一個固定的、可接受(shou)的或必(bi)須(xu)清除(chu)的煙氣(qi)粉塵(chen)濃度(du)。
節(jie)能(neng)和(he)減(jian)(jian)排(pai)(pai)一(yi)樣必須恰當地(di)處理火(huo)花率(lv)，反(fan)電(dian)(dian)(dian)(dian)暈和(he)二次揚(yang)塵(chen)(chen)以及振打等方(fang)面的(de)(de)問題，因為(wei)過高(gao)的(de)(de)火(huo)花率(lv)、反(fan)電(dian)(dian)(dian)(dian)暈和(he)二次揚(yang)塵(chen)(chen)都(dou)不(bu)利于(yu)減(jian)(jian)排(pai)(pai)，降低除塵(chen)(chen)效(xiao)率(lv)，都(dou)浪費(fei)能(neng)量(liang)，不(bu)利于(yu)節(jie)能(neng)。由于(yu)常(chang)規(gui)T/R工(gong)頻電(dian)(dian)(dian)(dian)源(yuan)的(de)(de)固(gu)有特(te)性，致使高(gao)的(de)(de)火(huo)花率(lv)、反(fan)電(dian)(dian)(dian)(dian)暈和(he)二次揚(yang)塵(chen)(chen)發生(sheng)，既不(bu)利于(yu)減(jian)(jian)排(pai)(pai)，又不(bu)利于(yu)節(jie)能(neng)，且解決的(de)(de)難度(du)也比較大。數(shu)字化(hua)開關(guan)電(dian)(dian)(dian)(dian)源(yuan)SIR很(hen)便(bian)于(yu)設置一(yi)個(ge)以DSP為(wei)核心的(de)(de)系(xi)(xi)統綜合控制(zhi)器，實現系(xi)(xi)統最佳設計，基(ji)本(ben)上可以防止和(he)抑制(zhi)這些有害(hai)現象的(de)(de)發生(sheng)和(he)發展。火(huo)花和(he)反(fan)電(dian)(dian)(dian)(dian)暈已在前面說過了。二次揚(yang)塵(chen)(chen)的(de)(de)避(bi)免主要(yao)是(shi)依(yi)靠穩定的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)流來實現。開關(guan)電(dian)(dian)(dian)(dian)源(yuan)SIR是(shi)諧振變(bian)換(huan)器，呈(cheng)恒(heng)流源(yuan)性質，因此也有利于(yu)避(bi)免二次揚(yang)塵(chen)(chen)的(de)(de)發生(sheng)。
施(shi)行間隙脈沖(chong)供電(dian)和功(gong)率控制振打技(ji)術也是節能的有效(xiao)措施(shi)，開關(guan)電(dian)源SIR在實行這兩(liang)項(xiang)技(ji)術時難(nan)度較小，效(xiao)果比(bi)T/R電(dian)源更明(ming)顯。開關(guan)電(dian)源SIR電(dian)源轉換(huan)效(xiao)率通常可做到90%～95%以上，比(bi)常規T/R電(dian)源直接節電(dian)達15%～20%。
綜合(he)上述各個(ge)因素(su)，作為一個(ge)電(dian)除(chu)(chu)塵(chen)(chen)系(xi)統(tong)，選用數字(zi)型(xing)開(kai)關電(dian)源(yuan)，經(jing)過系(xi)統(tong)節能(neng)減排的(de)最佳設(she)計(ji)，比原采用工頻(pin)T/R電(dian)源(yuan)又未進(jin)行節能(neng)的(de)最佳的(de)系(xi)統(tong)設(she)計(ji)的(de)電(dian)除(chu)(chu)塵(chen)(chen)系(xi)統(tong)，其節能(neng)指標有(you)望達到40%～90%。
§8. 結論
1. 數字化開關集成整流電源(yuan)SIR是實(shi)現節能減排的(de)最佳供電電源(yuan)，應當大力發展。
2. 設置以計(ji)算機為(wei)核心的ESP系(xi)統多功(gong)能綜(zong)合(he)控制器，實行ESP系(xi)統最佳設計(ji)，可以實現最完美的節能減排(pai)。
3. 基于(yu)上述兩點，ESP系統技術改造有望實現節約電能40%～90%，或者減少(shao)粉(fen)塵排放(fang)40%～90%。
參考文獻
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