1、高頻電源的工作原理
靜電除塵器維修將三相交流電壓經(jīng)整流、濾波，輸出平直的直流電壓。直流電壓經(jīng)由IGBT逆變橋、諧振電容、諧振電感及高頻變壓器組成的高頻諧振式逆變電路，逆變成高頻交流電壓。逆變波形經(jīng)過(guò)高頻變壓器升壓，再經(jīng)高頻整流橋整流，從而得到電場(chǎng)所需要的直流電壓。
2、高頻電源的節(jié)能原理
電除器能耗主要有3類：
(1)用于粉塵荷電和捕集的電能，稱為有效能耗。
(2)對(duì)粉塵荷電和捕集起破壞作用的電能，稱為反效能耗，如反電暈和發(fā)生二次揚(yáng)塵等。
(3)介于兩者之間的電能，為無(wú)效能耗，如電暈放電過(guò)程中未用于粉塵荷電和捕集的多余電荷等。
在總的電能消耗中，有效能耗的比例很小，反效和無(wú)效能耗占了絕大部分。
電除塵器采用常規(guī)供電方式運(yùn)行時(shí)，第一電場(chǎng)為入口煙氣，其煙塵濃度最高，運(yùn)行電壓較低，相應(yīng)其電流也較低；第二電場(chǎng)由于第一電場(chǎng)已除去了約80%的煙塵，其電壓和電流值均相應(yīng)增加，而各級(jí)電場(chǎng)的能耗也同樣是后級(jí)大于前級(jí).但就絕對(duì)除塵量而言.前級(jí)遠(yuǎn)大于后級(jí).這意味著后級(jí)電場(chǎng)的大部分電量都是被白白耗掉的。而高頻電源有高于92%的電能轉(zhuǎn)換效率，相比工頻電源高出20%左右，有效降低了系統(tǒng)的固有轉(zhuǎn)換能耗。高頻電源的輸出電流工作頻率在0~40kHz之間可調(diào)，可為電除塵器提供接近純直流至脈沖幅度較大的各種合適的電壓波形，有效適應(yīng)煙氣中含塵工況的變化，減小無(wú)效及反效能耗的比例。
如果電除塵器陰極線的集塵面積和煙氣量一定的話，電除塵的效率與電場(chǎng)內(nèi)施加的電壓成正比，因此在一般情況下，電場(chǎng)的平均運(yùn)行電壓越高，電除塵效率越高。工頻電源有30%的波紋系數(shù)，在高粉塵工況下，其峰值運(yùn)行電壓極易觸發(fā)火花，導(dǎo)致電壓陡降并消耗電能，在電場(chǎng)重新恢復(fù)電壓的時(shí)段內(nèi)，除塵效率也顯著降低。高頻電源波紋系數(shù)小于3%，波紋平穩(wěn)，使電除塵器能以次火花發(fā)生電壓運(yùn)行，確保其輸出電壓和電流，提高了除塵效率。
改造后性能測(cè)試及效果
投資近300萬(wàn)元對(duì)2號(hào)爐電除塵器的電氣部分進(jìn)行了改造，工程共敷設(shè)16臺(tái)高頻電源動(dòng)力電纜，吊裝16臺(tái)高頻電源安裝在除塵器頂部，通過(guò)在上位機(jī)上安裝新的控制軟件，對(duì)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)方操控。
改造后，對(duì)2號(hào)電除塵改造后運(yùn)行情況進(jìn)行了性能測(cè)試。高頻電源的使用兼有提效及節(jié)能2種效果，因此分別測(cè)試了3個(gè)運(yùn)行工況(提效模式、節(jié)能模式、能效兼顧模式)。其中，提效模式是提高除塵效率不考慮節(jié)能，即指電除塵器所有電場(chǎng)在直流工作方式下運(yùn)行；節(jié)能模式是指在保證原有除塵效率的前提下實(shí)現(xiàn)節(jié)能，即指電除塵器所有電場(chǎng)在脈沖工作方式下運(yùn)行；能效兼顧模式則是介于兩者之間，即實(shí)現(xiàn)一定節(jié)能率的前提下，兼顧提效，即指電除塵器前2個(gè)電場(chǎng)在直流工作方式下運(yùn)行，后2個(gè)電場(chǎng)在脈沖工作方式下運(yùn)行。
在設(shè)定高頻電源為節(jié)能、能效兼顧和提效3種運(yùn)行模式下，電除塵的除塵效率分別為99.85%，99.85%，99.86%，出口煙塵濃度分別為15.6mg/m3，11.3mg/m3，，12mg/m3，電除塵系統(tǒng)總功耗分別為445.4kW，622.7kW，768.6kW。
(1)對(duì)改造后的靜電除塵器進(jìn)行了空載升壓試驗(yàn)，二次電壓最高可達(dá)74kV，二次電流最大可達(dá)1200mA，系統(tǒng)供電質(zhì)量有了明顯提升，除塵器出口煙塵排放濃度小于13mg/m3，滿足國(guó)標(biāo)特別排放限值要求。
(2)采用的高頻電源為一體化結(jié)構(gòu)，體積小，重量輕。直接安裝在電除塵器頂部，節(jié)省了配電室空間，節(jié)省了大部分信號(hào)電纜和控制電纜。
通過(guò)對(duì)靜電除塵器進(jìn)行的高頻電源改造，進(jìn)一步減少了機(jī)組的粉塵排放量，在保證除塵效率滿足國(guó)標(biāo)排放特別限值要求的前提下，還可節(jié)約電除塵的能耗損失。在實(shí)際運(yùn)行中還存在一些不足和缺陷，需在后期的工作中持續(xù)改進(jìn)：
(1)高頻電源裝置多安裝在電除塵器頂部，戶外的高溫天氣對(duì)裝置內(nèi)部的電子元器件的可靠性提出了更高要求，應(yīng)考慮在設(shè)備運(yùn)行環(huán)境方面加以改善。
(2)由于高頻電源輸出電壓高，除塵效率高，收塵板積塵量大，在高壓狀態(tài)下進(jìn)行除塵振打時(shí)，極易引起二次揚(yáng)塵，需在控制程序上進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整。
(3)高頻電源裝置在持續(xù)以提效模式運(yùn)行時(shí)，輸出電壓相對(duì)于節(jié)能模式高出近30%.對(duì)高頻開關(guān)等元器件的絕緣介質(zhì)、防潮、防靜電等性能指標(biāo)應(yīng)有更高的要求。
(4)陽(yáng)極板在電除塵器進(jìn)行高頻電源改造后，由于荷電粉塵的積聚量增加極易引起瓷套、瓷軸及瓷瓶等的“爬電”現(xiàn)象，引起電場(chǎng)短路和電壓升不上的情況發(fā)生，故障頻次隨著運(yùn)行時(shí)間的增加有上升趨勢(shì)，應(yīng)采取相應(yīng)技術(shù)措施加以消除。
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