一種專為水泥行業(yè)開發(fā)的高效除塵電源

　　一種專為水泥行業(yè)開發(fā)的高效除塵電源
　　在電除塵技術(shù)領(lǐng)域，影響電除塵效率的主要因素包括：比集塵面積、二次電壓和煙氣流速、粉塵比電阻。由于早期國內(nèi)水泥行業(yè)電除塵排放標(biāo)大部分是按50mg/Nm3設(shè)計(jì)的，國內(nèi)電除塵器普遍存在原始設(shè)計(jì)選型裕量較小，加之國內(nèi)除塵電源技術(shù)因素，導(dǎo)致除塵效率普通低下，當(dāng)工況發(fā)生波動(dòng)時(shí)，比集塵面積偏小，煙氣流速偏高，加之氣候條件導(dǎo)致的粉塵比電阻偏高，除塵效率會(huì)更加迅速下降。因此在現(xiàn)有電除塵器無法擴(kuò)大比集塵面積和降低煙氣流速的條件限制下，采用什么樣的改造方案，才能確保達(dá)到國家現(xiàn)行排放標(biāo)準(zhǔn)，這是電改電能否成功的關(guān)鍵！
　　由于國內(nèi)水泥行業(yè)電除塵器大部分仍然采用的是工頻電源，部分企業(yè)近兩年改造中更換成高頻電源，但是除塵效果大部分不理想，并未達(dá)到預(yù)期和電源廠家宣傳的效果。
　　市場需求催生電除塵技術(shù)必須升級(jí)，江蘇一品環(huán)保聯(lián)合東南大學(xué)電力電子研究中心，組織多名水泥行業(yè)資深技術(shù)人員和電氣專業(yè)博士，充分分析目前水泥行業(yè)電除塵現(xiàn)狀，找到問題所在，有了明確的目標(biāo)，對(duì)目標(biāo)問題進(jìn)行有針對(duì)性的專項(xiàng)研究，開發(fā)出了針對(duì)水泥行業(yè)電除塵的專用電源，該電源控制技術(shù)軟件已獲得國家發(fā)明專利。(軟件著作權(quán)證書號(hào):2019SR0164174  2019SR0164183)
　　通過不斷的技術(shù)實(shí)踐和總結(jié)，根據(jù)我們已經(jīng)完成的上百條水泥生產(chǎn)線電改電案例經(jīng)驗(yàn)上看，在確保電除塵器基本性能完好的情況下，從除塵電源技術(shù)升級(jí)和調(diào)節(jié)粉塵比電阻上入手，是行之有效的解決方案。
　　除塵電源是電除塵系統(tǒng)的核心部分,其性能和技術(shù)的先進(jìn)性，直接影響除塵的效率。目前國內(nèi)大部分水泥行業(yè)電除塵采用的是可控硅移相控制電源（工頻），轉(zhuǎn)換效率低于70%，在實(shí)際使用中存在輸出紋波大、電場電壓低、對(duì)高比電阻粉塵除塵效果差等缺點(diǎn)，解決此問題，完全可以通過更換除塵電源和對(duì)粉塵進(jìn)行比電阻調(diào)節(jié)，來實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放的目標(biāo)。
　　相較于傳統(tǒng)類型電源，江蘇一品研發(fā)的智能變頻脈沖電源技術(shù)，其平均電壓和峰值電壓都要高于其他電源。通過由多依奇公式可以準(zhǔn)確得知，智能變頻脈沖電源使荷電粉塵趨近速度比傳統(tǒng)電源要高出二倍，能有效提高除塵效率，大幅降低粉塵排放濃度，該類型電源，對(duì)于我國西部和北方地區(qū)的水泥生產(chǎn)線窯頭電除塵器小于PM2.5的細(xì)微粉塵，除塵效率尤其顯著。
　　由于三相工頻電源和高頻電源已處于將要淘汰的階段，因此不做比較。以下僅對(duì)變頻脈沖電源技術(shù)優(yōu)勢做相關(guān)介紹：

　　變頻脈沖電源采用獨(dú)有的變頻技術(shù)（主動(dòng)跟蹤諧振點(diǎn)）、動(dòng)態(tài)浪涌吸收技術(shù)（降低IGBT開關(guān)過電壓）、高火花率技術(shù)（減低電場短路能量）等技術(shù)的運(yùn)用，可有效降低電場閃絡(luò)的火花能量、降低浪涌過電壓，從原理和控制回路上主動(dòng)保護(hù)IGBT，解決可靠性問題，具有最高的二次輸出電壓，從而大幅提高除塵器性能。

　　智能變頻電源升級(jí)改造參數(shù)據(jù)算與數(shù)據(jù)分析
　　依據(jù)電除塵器效率公式：

　　式中A為除塵器總收塵面積，Q為額定煙氣量，A/Q為比集塵面積（m3/m2/s），其數(shù)值的高低代表除塵器本體大小。在電源性能恒定的條件下，比集塵面積越大則除塵效率越高。
　　式中ωk為表觀趨進(jìn)速度（cm/s），ωk≈βVpVai;β為常數(shù)；Vp為電壓峰值；Vai為電壓平均值；
　　ωk數(shù)值的大小代表除塵器高壓電源性能的高低，針對(duì)同類粉塵此數(shù)值越大說明電源性能越好，荷電能力越強(qiáng)。即在除塵器比集塵面積恒定的條件下，ωk表觀趨進(jìn)速度越大則除塵效率越高。
　　工頻電源良好運(yùn)行狀態(tài)下平均電壓在55KV左右，峰值電壓在60KV左右。智能變頻脈沖電源平均電壓可達(dá)65KV，疊加脈沖其峰值電壓達(dá)110KV；
　　ωk變頻/ωk工頻=65*110/(55*60)=2.17
　　通過上述分析智能變頻脈沖電源趨近速度可達(dá)工頻電源的2.17倍。
　　通過多依奇效率公司反推，水泥行業(yè)生產(chǎn)線電除塵改造時(shí)，若將原有工頻或高頻電源更換成智能變頻脈沖電源，除塵效率可提高至99.96%；加上江蘇一品的煙氣調(diào)質(zhì)專利技術(shù)，按保守計(jì)算，電源改造后，除塵器出口粉塵濃度可保證<20mg/Nm3。因此，目前靜電除塵器采用智能變頻脈沖電源+煙氣調(diào)質(zhì)改造方案，既可以達(dá)到煙塵穩(wěn)定達(dá)標(biāo)排放的環(huán)保要求，又可以降低能耗30-50%；還可以滿足后續(xù)更嚴(yán)格的環(huán)保排放政策要求，改造投資和后續(xù)成本，要比電改袋低得多。