l 脉冲工作状态时,能节约电能60%以上。自适应高频电源在前级电场出现反电晕或后级电场粉尘浓度较低时,自动切换为不同占空比下的脉冲工作状态,脉冲工作状态的工作波形如下:
使用高频电源提高静电除尘器除尘效率
借助高频电源有别于常规电源的固有优点配上我厂自行研制的自适应软件包,在静电除尘器选型合理且处于正常运行状态下,使用自适应高频电源比使用常规电源能减少30%~60%的粉尘排量。
自适应软件包是我厂生产静电除尘器高压电源二十多年的经验总结的结果,在现场运行的上万套高压电源运行数据上进行分析整理,借助计算机的分析,得出的一套适应于电场各种工况的运行软件。
1. 在除尘器粉尘比电阻适中以及在除尘器前电场需要加大电晕功率对粉尘充份荷电的情况下,自适应软件包自动将控制方式切换为功率跟踪方式,通过自动调节运行参数(如火花率等),使输入电场的电晕功率保持在最大值,从而提高收尘效率。
如图4所示,在用常规电源供电时,二次电压的峰值就是电场的击穿电压,其有效值仅为峰值电压的75%左右;当用高频电源供电时,二次电压的波形近似直线,其电压有效值近似电场的击穿电压,如图5所示,因此,在同样的条件下,使用高频电源供电能使电场的输入电压增加20%,从而也提高电场的输入电流。实际使用中,在自适应软件包的精确控制下,使用自适应高频电源能提高电场输入功率30%~60%.
在电场击穿放电时,因工频电源的可控硅不能实现立即关断,还将继续供电,因而引起较大的电流冲击,而此冲击电流的能量又被用来进行气体电离,因而火花能量较大,等待电场恢复的时间比较长。而在高频电源的情况下,因高频电源供电每个脉冲的时间很短,一旦检测到火花发生可以立刻关闭供电脉冲,因而火花能量很小,等待电场恢复的时间比较短。自适应软件包自动判断火花的能量等级,依据放电能量的大小自动进行控制,以确保电场平均供电电压最高。
如图4所示,常规电源对电场的充电电流的脉冲宽度为毫秒级(0-10 ms),而高频电源为25us。国内外的研究证明,采用窄脉冲供电能够有效地增强电除尘器内粉尘的荷电强度,增加粉尘的电驱动力,从而提高电除尘器的收尘效率。
2. 当除尘器粉尘比电阻较高(有时是粉尘气体温度偏高引起)时,极板上粉尘因粉尘电荷不容易对极板放电,粉尘对极板之间仍存在静电力造成振打时粉尘不容易脱落,极板灰积一定厚度时,粉尘所带电荷(负电荷)对极板(地端)形成一个反电场,电场过渡成反电晕状态,此时,自适应软件包自动将控制方式切换成脉冲供电方式,从而保证静电除尘器发挥正常水平。
在后级电场,因为重要的是收尘,而不特别需要对粉尘荷电,出于节能的目的,自适应软件包在判断粉尘浓度较低时,会将后级电场的运行方式自动切换为脉冲供电方式。
脉冲供电方式的二次电压波形如图2所示,二次电流波形如图3所示。
常规电源也有简易脉冲供电方式,因为受工频频率的的限制,其高脉冲宽度都是在几十毫秒级,而高频电源高脉冲宽度可以设置在300us至3ms之间。较宽的脉冲宽度,容易使电场出现闪络,而较窄的脉冲宽度,在高电压Vp状态,出现最高的荷电电场,在未过渡成闪络时,高压脉冲消失,转入Vm状态。
国内外研究表明,脉冲供电运行时,Vp电压高低,决定荷电电场的强度,Vm电压高低,决定粉尘驱动电场强度,Tp/Tm是脉冲时间的占空比,该占空比的大小,决定电场是荷电优先还是收尘优先,或者是收尘优先还是节能优先。实际运用中,自适应软件包会根据每台高压电源所处的电场顺序,自动调节Vp、Vm、Tp、Tm值,在保证充份提高除尘效率下,达到节能的目的。
3. 静电除尘器在使用一段时间后,常会出现阴极线肥大或阴极线放电尖剌结球的情况,在这情况下,往往只通过加大阴极振打力度也无济于事。此时电场出现二次电压高,二次电流小,在这种情况下,自适应软件包将自动提高电场的放电密度,利用放电瞬间的电磁力,消除阴极线放电尖剌上的结球及振松极线表面粉尘结尘,同时关联启动该电场阴极振打装置。实践表明,当使用高密度放电运行数分种后,二次电流会慢慢变大,当二次电流恢复到一定值时,自适应软件包又将运行方式切换为原有的运行方式。
4. 静电除尘器的前级电场,因粉尘浓度过大,往往会造成前级电场电压高,电流近于零的情况,这种情况与阴极线肥大或阴极线放电尖剌结球不同。此时,由于二次电流小,电场内移动离子少,无法完成电场粉尘的充份荷电,影响后级电场的收尘。在这种情况下,自适应软件包自动切换为高密度低能量放电运行方式,借助高密度低能量放电,使电场内空气电离的离子数量增加,从而加大粉尘的荷电速度。前电场的高密度低能量放电运行方式的控制参数,与后级电场的运行参数关联,后级电场的运行参数通过通过通讯方式传给前电场。