濕式靜電除塵器為燃煤污染物排放的終端精處理裝備,以其為核心的煙氣協(xié)同治理技術(shù)是燃煤電廠實(shí)現(xiàn)超低排放的主要技術(shù)路線之一。高頻高壓電源是新一代電除塵器供電電源,供電性能優(yōu)越,并且滿足濕式靜電除塵器技術(shù)特點(diǎn)對(duì)于供電電源的要求。
高頻高壓電源的工作原理
高頻高壓電源基于現(xiàn)代電力電子技術(shù),采用大功率高頻開(kāi)關(guān)將輸入的三相工頻電流經(jīng)過(guò)整流、逆變成為20kHz以上的高頻交流電流,然后通過(guò)高頻變壓器升壓,再經(jīng)高頻整流器整流濾波,形成直流或窄脈沖等各種電壓波形供給電除塵器內(nèi)部電場(chǎng)。高頻高壓電源系統(tǒng)主要包括整流模塊、逆變模塊、升壓變壓器、控制器及冷卻系統(tǒng)等。
高頻高壓電源的技術(shù)特點(diǎn)
(1)運(yùn)用高頻變頻技術(shù)將50Hz工頻電流逆變?yōu)閹兹f(wàn)Hz的高頻電流,輸出電壓不受工頻正弦半波“暫下降”現(xiàn)象影響,輸出的二次電壓波形接近穩(wěn)定平滑,電壓峰值、谷值和平均值基本相等;因此既能減少二次電壓峰值引起火花閃絡(luò)的頻率,又可提高二次電壓平均值和電暈功率。供給電場(chǎng)內(nèi)的平均電壓比工頻高壓電源提高25%~30%,電暈電流可提高一倍,大大提高煙塵荷電量,提高了除塵效率。
(2)輸出頻率為幾萬(wàn)Hz,輸出的脈沖周期為數(shù)十μs;火花檢測(cè)和關(guān)斷時(shí)間為數(shù)十μs,火花恢復(fù)時(shí)間約為10ms。而工頻高壓電源輸出頻率為100Hz,輸出的脈沖周期為10ms;火花檢測(cè)和關(guān)斷時(shí)間約為10ms,火花恢復(fù)時(shí)間約為60ms。在電場(chǎng)內(nèi)發(fā)生火花閃絡(luò)時(shí),相對(duì)于工頻高壓電源具有更高靈敏度的閃絡(luò)判斷、更短的閃絡(luò)恢復(fù)時(shí)間以及極短的脈沖供電周期;因此火花能量很低,電場(chǎng)能量的損耗很小,減輕了對(duì)電極的沖擊,降低了火花閃絡(luò)引起電極腐蝕的風(fēng)險(xiǎn)。特別是在濕式電除塵器電場(chǎng)中,這種特點(diǎn)既可有效延長(zhǎng)電極壽命,同時(shí)能夠提高輸出電壓的持續(xù)性,提高除塵效率。
(3)功率因數(shù)一般約為0.95,高頻變壓器轉(zhuǎn)換效率約為93%,而工頻高壓電源功率因數(shù)一般小于0.8,變壓器轉(zhuǎn)換效率為64%~70%;輸入采用三相供電,相對(duì)單相工頻高壓電源,電源作為負(fù)荷三相平衡,因此,具有更好的節(jié)能降耗效果。普遍具備脈沖供電模式,作為間歇供電方式,在反電暈工況下,不僅能有效提升除塵效率,同時(shí)能大幅節(jié)省電能。
(4)體積小,重量輕,控制柜和變壓器一體化,并直接安裝于電除塵器頂部,節(jié)省了電纜。不單獨(dú)使用高壓控制柜,減少了控制室的面積,降低了基建的工程量。
(5)在國(guó)內(nèi)燃煤電廠電除塵器和濕式靜電除塵器廣泛應(yīng)用有不到10年的時(shí)間,以其穩(wěn)定、可靠的性能和優(yōu)異的除塵、節(jié)能效果迅速占領(lǐng)市場(chǎng),成為工頻高壓電源的技術(shù)換代產(chǎn)品。應(yīng)用于濕式靜電除塵器,在國(guó)內(nèi)已有幾十臺(tái)1000MW級(jí)燃煤機(jī)組的業(yè)績(jī),具備了長(zhǎng)期滿載運(yùn)行的能力。
綜上所述,相對(duì)于傳統(tǒng)的工頻高壓電源,高頻高壓電源具有在相同工況時(shí)向電除塵器內(nèi)部電場(chǎng)輸入更高的電壓和更大的能量,火花控制性能好、減少灼傷電極的風(fēng)險(xiǎn),高效節(jié)能,可長(zhǎng)期滿載運(yùn)行,建設(shè)及維護(hù)成本低等諸多技術(shù)優(yōu)勢(shì),并且完全符合濕式電除塵器電場(chǎng)特點(diǎn)對(duì)于高壓供電電源的要求。