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1、工程部 欧阳潮2012年9月电电除尘尘器高频电频电 源提效节节能原理 及台电电6、7号电电除尘尘器高频电频电 源改造项项目介绍绍 1主要内容一、电除尘器的除尘原理二、电除尘器高频电源提效节能原理台电电6、7号电电除尘尘器高频电频电 源改造项项目简简介11三、三、2一电除尘器的除尘原理1、电除尘原理： 如下图所示 ，阴极被施加 脉动直流负高 压，与接地的 阳极之间建立 不均匀的电场 ，发生电晕放 电后产生大量 自由电子和正 离子；当含尘 烟气通过电场 时,负离子附着在尘粒上，荷 电尘粒在电场 力作用下向电 极运动并被捕 集，粉尘沉集 到一定厚度以 后用机械振打 方法将其振入 下部灰斗。 电场的起
2、晕电压越低越节能，而电晕电流越大则除尘效果越好。3一电除尘器的除尘原理电晕封闭（电晕闭塞）电除尘器入口粉尘 浓度高于35g/Nm3 高浓度区域离 子迁移率很低 电流难以提高 导致电晕封闭 电除尘器入口粉尘 浓度低于35g/Nm3 电场风速大于1.1 米/秒 相当于高浓度 粉尘 电除尘效率降低 电除尘器第1电场由于粉尘浓度高常导致电晕封闭。4一电除尘器的除尘原理电场电压越高（不超过火花放电电压），除尘效率越高.带电粒子在电场中的驱进速度越大，电除尘器效率越高。驱进速度与电场强度的平方成正比，电场强度与电场内施加的电压成正比，因此在一般情况下，电场的平均运行电压越高，电除尘器效率越高。 但是，当施
3、加的电压不断升高后，固定间距的阴阳极间就会产生火花放电，导致电压陡降并消耗电能。在电场重新恢复电压的时段内，除尘效果显著降低。因此，控制峰值电压刚好低于火花放电电压，同时提高平均电压，就能提效降耗。5一电除尘器的除尘原理A、用于粉尘荷电和捕集的电能，称之为有效能耗；B、对粉尘荷电和捕集起破坏作用的电能，称之为反效电能，如反电晕、二次扬尘等；C、介于前两者之间的电能，称之为无效电能，如电晕放电过程中未用于粉尘荷电和捕集的多余电荷，如以光和热的形式消耗的电能；D、转换能耗，指从 380VAC 动力电源转 换为脉动直流负高压输出所 消耗的电能。因此， 只有降低无效、反效和转换电能消耗,才能实现电除尘
4、器的节能 。2、电除尘能耗分四类：6二高频电源提效节能原理 高频电源基本原理： 电除尘高频高压整流设备通过应用电子技术，实现对电能的高效能变换和控制，包括电压、电流、频率和波形的变换，给除尘器提供接近纯直流到脉动幅度很大的各种电压波形。针对各种不同比电阻的粉尘，可以提供最合适的电压波形，从而提高除尘效率。 系统构成：如下图所示，所谓高频电源系统，是由三相整流桥、全桥串并联谐振功率变 换器、高频高压硅整流变压器和控制器几个部分组成的。电源变换： 高频电源将工频三相交流电源整流为直流电源，通过变换器实现直流到高频 交流电源的转换，高频整流变压器实现升压和二次整 流，输出直流负高压，为 ESP（电除
5、尘器）供电。实现了“交流-直流-交流-直流”的电源变换过程 。 7二高频电源提效节能原理控制器三 相 整 流 桥IGBT全桥串并联 谐振功率变换器高频高压硅整流变压器输入380V 工频交流电源 输出高频高压直流脉冲全波整流滤波 可变的交流脉冲 升压整流 A C （ 交 流） D C （ 直 流） A C （ 交 流 ） D C （ 直 流） 电源变换过程： 工频（50HZ）结构、原理框图： ESP（除尘器） 检测反馈 高频（3040kHZ ）高压（最高可达72kV） 低压（380 V）83、七、二高频电源提效节能原理高频电源性能特点 ： 如下图所示，与工频50Hz高压电源（最高电压66kV）相
6、比，A、高频电源能提供更高的输出电压，可达工频电源的1.3倍（72kV)带电粒子在电场中的驱进速度越大，电除尘器效率越高。驱进速度与电场强度的平方成正比，电场强度与电场内施加的电压成正比，因此在一般情况下，电场的运行电压越高，电除尘器效率越高。 B、高频电源能提供更大的输出电流，可达工频电源的2倍。高频电源与工频电源输出对比图93、七、二高频电源提效节能原理C、高频电源可有效增大电晕功率， 提高除尘效率。当电除尘器入口含尘浓度太大时，第1电场电流通常很小，提高电流十分困难，这种现象称为电晕闭塞。在这种情况下，选择高频电源安装于第1电场，可以将电晕电流提高一倍，有效地解决电晕闭塞的问题。D、工况
7、适应性强，针对各种工况可提供最合适的电压波形。高频电源能给除尘器提供接近纯直流到脉动 幅度很大的各种电压波形 。高浓度的烟气工况（如第1电场），高频电源供电输出，近似一条直线的输出电压，有效提高电除尘器运行的平均电压和平均电流。全波103、七、二高频电源提效节能原理任意可调、具有更 窄的脉冲宽度、 更 宽的脉冲频率选择 范围、更陡峭的电 压上升率，其目的 是减轻反电晕的发 生。反电晕严重时 ，设备自动进入间 歇供电，寻求最佳 的脉冲宽度和脉冲 频率。总之应用间 歇脉冲供电可以节 能。低浓度的烟气工况（如第4电场），高频电源输出间歇、可调的供电电压波 形，达到节能的目的。间歇波（ 非全波）11二
8、高频电源提效节能原理E、火花控制特性好 高频电源能在30us内迅速熄灭火花，快速恢复电场电压，保证除尘效率。工频电源35%- 45%的纹波系 数，其峰值电压在电场中较容 易触发火花，极大地限制了加 在电极上的平均电压。高频电源纹波系数 小于3%，不易触发 火花。甚至有时它 的电压波形几乎为 一条直线，提供了 几乎无波动的直流 输出，这使得电除 尘器能够以次火花 发生点电压运行， 从而提高了电除尘 器的供电电压和电 流，增大了电晕功 率的输入，提高了 电除尘器的效率。12三6、7号电除尘器高频电源改造项目简介已投产的6、7号电除尘，设备厂家保证的除尘效率为99.6%，据此计算的烟囱出口粉尘排放浓
9、度为27mg/ Nm3，不满足国家环保部去年颁布2012年1月1日开始实施的火电厂大气污染物排放标准对重点地区烟尘排放浓度限值20mg/Nm3（据此计算出除尘器的除尘效率不小于99.78%）的要求，影响到台电二期6、7号机组扩建工程的项目核准。该项目作为环评项目立项后报国华公司，2012年1月获批准。 2012年2月委托广东院开始方案设计，4月27日完成技术规范书审查提交物资部招标，7月5日完成评标，8月3日签订技术协议，9月4日签订商务合同，合同正式生效。10月15日第一批设备到货，计划11月1日6号机组大修期间开始施工。1.项 目 背 景132、改造方案：为节省投资，只改第1、第4电场，第
10、2、第3电场维持原工 频电 源不变。经过计算可以满足除尘效率不小于99.78%的要求。主要工序：（1）拆除6、7号电除尘器顶部第1、第4电场的工频整流变压器共24台；保留隔离刀闸柜。三6、7号电除尘器高频电源改造项目简介隔离刀闸 柜，保留整流变 压器， 拆除。14（2）安装电除尘器第1、第4电场的高频电源一体柜（内含整流变压器和控制器等） 于电除尘器顶部（露天布置）。6、7号电除尘器共安装24台一体柜；三6、7号电除尘器高频电源改造项目简介 高频电 源一体 柜利用原 隔离刀 闸柜15三6、7号电除尘器高频电源改造项目简介 （3）拆除6、7号集控楼0米除尘配电室内原有电除尘第1、第4电场的高压控
11、制柜，保留原柜体外壳和母线。6、7号电除尘共拆除24台；拆除原高压控制 柜内核，保留其 外壳和柜顶电源 母线，增加断路 器等。16三6、7号电除尘器高频电源改造项目简介 （4）利用原高压控制柜外壳，就地改造成向高频电源一体柜供电的380V低压电源柜， 6、7号电除尘共改造24台；增加断路 器等元件 ，变成低 压电源柜 。高压控制 柜仅保留 其外壳和 柜顶电源 母线。17（5）利用原高压动力电缆，重新敷设控制及通讯电缆；三6、7号电除尘器高频电源改造项目简介 380V动 力电缆改造后 的低压 电源柜高频电源 一体柜 （安装于 电除尘顶 部）原低压变压器 不变18（6）升级第2、第3电场控制软件，调整、优化4个电场的控制策略。达到增效、节能 的目的。三6、7号电除尘器高频电源改造项目简介 1、4电 场改造 为高频 电源第2、第 3电场维 持工频 电源不 变重新敷 设控制 及通讯 电缆1920
