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再逆变为高频交流
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  临界脉冲电源是将380V三相交流电经整流滤波成直流,再逆变为高频交流,经高频变压器升压后,再经“临界柔性模块”变为带有微小脉动的平稳直流。国际首次提出“空间自由离子密度对除尘效率的影响远大于场强”的理论并进行了量化,国际首次提出“临界区”的概念并量化应用。临界脉冲电源全面突破了现有工频(单相、三相)、高频及脉冲除尘电源增效节能的瓶颈,实现了大幅度(70%以上)减排的同时大幅度(30~80%)节能,并避免了火花放电产生的电腐蚀从而使本体性能长期高效稳定运行。

  我国水泥厂的窑头窑尾除尘器后面是没有脱硫装置的,静电除尘没有“脱离洗尘”的“兜底儿”,真实稳定减排,成了不容含糊的硬指标。在行业除尘器本体普遍远劣于火电厂的基础上,只改三级电源,就要使粉尘浓度从55mg/Nm3左右减为15mg/Nm3左右,稳定在20mg/Nm3以下,其它除尘电源都望而却步。临界脉冲电源目前已在中联、中材、山水、天山等集团完成了多个改造工程,并已进入大规模推广阶段。

  枣庄中联3#5000t/d生产线窑头设有型号为“31/15/3×9/0。45”的静电除尘器,电场数为三级,截面积为215。5㎡,通风量为≤25万m3/h。高压供电系统采用3台1。8A/72KV的常规工频电源。

  除尘器进口浓度为10.1g/m3,烟气温度通常为110~130℃,高温度为250℃,出口排放为52.6mg/m3。

  2014年9月18日、10月10日,枣庄市中区环保局进行了项目验收环境检测,测试数据为14.9mg/Nm3,远低于国家环保要求排放限值。

  采用“临界脉冲电源”进行了电改电,与原电除尘相比电耗减少41。8KW,按运转率300天、0。59元/kWh计算,每年节约电费19。7万元。与电改袋方案相比,每年节约电费67。87万元。

  临朐公司一期5000t/d熟料生产线窑头收尘器使用的是西安矿山机械厂生产的电收尘器,型号为32/12.5/3×10/0.45。处理烟气量580000m3/h,电场有效面积176.1m2,入口含尘浓度≤20g/m3,出口含尘浓度≤50mg/Nm3,正常烟气温度余热发电投运时:120-165℃,余热发电关闭时:230-350℃,瞬时高烟气温度≤400℃,设计压力-2000Pa,压力损失≤200Pa,电场风速0.91m/s。

  2015年5月15日,临朐县环保局进行了项目验收环境检测,多点检测数据分别为15mg/Nm3、17mg/Nm3、18mg/Nm3,低于国家环保要求排放限值。

  采用“临界脉冲电源”的电改电,与原电除尘相比电耗减少了47.54KW,节能率为49.2%。按运转率300天、0.59元/kWh计算,每年节约电费20.2万元。与电改袋方案相比,每年节约电费68.37万元。

  临界脉冲电源采用“硬件储能与限能、软件监视电压变化趋势”的控制方式,从能量梯度控制入手,使工作点保持在空气放电特性曲线的高点及其的右侧很小的区域内。体现“可变内阻”特性,即,“限能”抑制流注生长,避免产生火花放电。同时,“储能”以保持高电压。

  临界脉冲电源具有“硬件储能与限能”和“微脉冲”式供电特性,输出的电压随着工况(电场内温度、湿度、压力、粉尘浓度、粒度、比电阻以及市电波动)的变化,自动调节动态适应,使输出电压值稳定位于火花始发点以下临界区。

  无须大幅降压或关断以熄灭火花,连续输出临界电压,可实现好理想的也是运行中高的场强(荷电场强、驱进场强)。

  ② 高电压低电流:在使电压保持在临界区的同时,避免了大量的无效电耗,实现小电流供电。而且,采用高频技术功率因数高。

  ③ 避免电腐蚀:由于临界脉冲电源技术在供电过程都处于无深度火花放电状态,避免了对除尘器本体极线、极板的电腐蚀。

  ① 场强:平均输出电压越高,电场越强,则荷电场强和驱进(集尘)场强越大。使输出电压一致保持在“临界区”(静态火花始发临界线及其下面的3%以内的区域),可实现好理想的也是运行中高的场强。

  ② 空间自由离子:烟尘通过的空间,自由离子越多,则荷电时间常数越短,荷电速度越快。使电场保持在“二次电子崩”与“流注初期”状态,可实现空间自由电荷好多,荷电效率高。

  ③ 抑制电晕封闭:高场强和高空间自由气体离子密度,使电晕放电能力保持极高状态而且,由于电流较小,减少了同量大颗粒粉尘的多余荷电量,抑制电晕封闭。

  ④ “Z”字型运动:低比电阻粉尘离开极板后,由于空间自由气体离子密度高,迅速再次荷电,利于集尘。

  反电晕机理:当阳极板灰积到一定厚度时,比电阻高的灰在荷电后的负离子向除尘器阳极板趋近过程中,其荷电不容易释放到阳极板,负离子逐渐积累到阳极板表面,与阳极板形成类似电容的电场,这个电场将抵消主电场,降低除尘效果;如果电场强度进一步加强后,这个电场将局部击穿激发出反向正离子向阴极线迁移,造成除尘器电流增大,但消耗的电能没有起到吸尘作用,这种现象就是反电晕现象。振打周期内集尘层所带的电荷是动态的,取决于释放到阳极的电量与重新荷电电量的差值,供电电流越小,则越有利于抑制反电晕。所谓“脉冲式供电有效抑制反电晕”,其实质就是平均电流较小。

  ① 平均后续荷电电流小于荷电后的灰尘放电电流,使阳极板上粉尘积层的再次荷电量小于释放电量,降低了粉尘层在极板上的电荷积累。

  ② 平均再荷电电流等于或略大于荷电后的灰尘放电电流,但到下次振打为止,粉尘层电量的积累不足以产生反电晕。

  ① 降低了粉尘层对极板的吸引力,易振打脱落,在振打力度可调(如电磁振打)的情况下,可适当降低振打力度,减少二次扬尘。

  一、二电场,粉尘浓度高,粒径较大,粉尘荷电用电量也相应增加。但粉尘荷电用电量不足目前传统电源耗电的2%,对电除尘总耗电量基本没有影响。但高浓度的荷电粉尘会使电场电阻变小,其它电源,为实现较高场强,被迫输出了较大电流。从表面现象看,确实注入了较多能量。但电流越大,造成局部火花放电越多,通过粉尘而传导的电量也越大,形成浪费。火花放电,时间占比很小,但消耗能量巨大。火花放电始发点与电场介质相关,粉尘浓度高,更易闪落,这也是造成“一、二电场输入很高能量”的原因。临界脉冲电源避免了火花放电(全贯穿火花放电和局部火花放电),大幅度节电。

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