基于DSP的电除尘器用高压脉冲电源的设计.doc

基于DSP的电除尘器用高压脉冲电源的设计丁菊萍（兰州电力修造有限公司甘肃兰州730050）摘要:在我国发展如此迅速的今天，高科技产品层出不穷，不断满足人们的 物质需求，尤其是人们的生活需求，高科技产品使人们的生活更加方便家庭内 电除尘器的应用可以有效地处理家庭内各处灰尘，降低了人力的投入，净化了人 们的生活环境木文主要研究了基于DSP电除尘器用高压脉冲电源的设计，希望 能够减少其对电能的消耗关键词：电除尘；节能；控制系统；高压脉冲电源1、 前言从电除尘器节能消耗的角度出发，主要介绍了电除尘器中高压脉冲电源的应 用原理和应用优势其对电能的消耗也十分巨大，为了顺应我国节能环保的倡导， 我们应该降低电除尘器对电能的消耗通过对电除尘器用高压脉冲电源的设计研 宄，总结了一些节能的方法，以此来降低能源的消耗2、 电除尘器中高压脉冲电源研究意义电除尘器是火力发电厂重要的环保设备，其工作状况的好坏，对机组的稳定 运行和经济性有着重要的影响电除尘技术发展至今，其主要节能手段之一是通 过先进的电源控制产品来优化除尘器运行方式来实现除尘器的节能高效运行其 二是利用高压脉冲电源产品实现高压脉冲电源产品存在一次性投入成木较常规 电除尘工频电源设备偏高。

从节能和减排效果上，当前的高压脉冲电源技术和先 进的工频电源技术都各只优势，应用中根据煤质特点合理选择均可达到节能减排 的预期效果目前，超临界600MW机组电除尘器的收尘耗电量约占整台机组发 电容量的0.2%—0.25%3、高压脉冲电源在电除尘器中的工作原理及其性能高压脉冲电源是适用于电除尘器的电源，它主要由控制柜和高压输出变压器 两部分组成，分别放置于控制室和电除尘器顶部1） 基础电压Vdc产生部分三相交流电源输入至三相升压变压器，经三相整流桥和滤波电路后，产生一 个高压直流电压，再经扼流电感L2和耦合电感L4送至电除尘器中，供应电除尘 器ESP所需的基础电压2） 脉冲电压产生部分三相交流AC380V输入至三相升压变压器，经整流桥、滤波电路后，得到一 个高压直流电压，经扼流电感L1给储能电容Cs充电当高压IGBT （SW1）导通吋，储能电容Cs、扼流电感L3、耦合电感L4、电 除尘器ESP等效电容形成谐振冋路，储能电容Cs内的电量在该冋路内谐振，在 电除尘器ESP两端形成一个脉冲电压该脉冲电压与基础电压叠加，产生最终所 需的加至电除尘器ESP上的电压波形当高压IGBT关断吋，谐振冋路断开，电源继续给储能电容充电至原电压， 等待下次脉冲的产生，如此循环。

3） 控制部分通过一个核心控制器（嵌入式系统），控制基础电压、脉冲电压的产生，并 接收脉冲电源的反馈信号、监控关键位置的运行状况，调整脉冲电源的运行状态, 使脉冲电源适应各种复杂工况的要求，产生最大的收尘效率及节能B标冋吋采 用快速、智能的火花响应、处理机制，保证火花状态下设备的安全、稳定运行4. 脉冲电源除尘的特点和优势对于常规除尘器控制电源，脉冲电源具有如下主要优势：1） 脉冲电源具有常规电源各种特性；2） 在基准电压的基础上叠加脉冲电压，冇效抑制高比电阻粉尘的反电晕现象，同时使电场获得尽可能大的电晕场强，使高比电阻粉尘充分实现电离、吸附、 放电等过程；3) 在获得较高场强的状态下，使得电耗最大可能的节省对于电除尘器本体一类的改造，脉冲电源具有如下主要优势：(1) 改造简便，可在不停炉、短期停电的状态下完成改造；(2) 改造周期短，见效快；(3) 故障吋影响小，无需停炉整改；(4) 改造成本低；(5) 对于原本体小的除尘器有适当提效功能综合考虑，脉冲电源较其他除尘器技术具有全面的、可靠的优势，采用脉冲 电源对电除尘器进行改造是0前适应国家新环保标准的最佳改选方案4、 高压脉冲电源在电除尘器中的节能技术电除尘主要电能消耗是高压电源。

高压脉冲电源是一个与线路频率无关的可 变脉动电源，它能提供给除尘器一个接近纯直流电压波形或脉动幅度很大的各种 电压波形，同吋可以根据需要调整电压波形，从而提高除尘效率由于高压脉冲 电源采用了串并联混和谐振拓扑结构的逆变器，功率器件关断损耗为零，降低了 器件的关断应力，提高了效率，减少电磁干扰同时有横流特性，在输出短路吋 有很好的限流能力，提高了系统可靠性，适合火花冲击、短路频繁的现场工况条 件5、 高压脉冲电源在实际工程中的改造案例分析在2014年，当地环保部门要求火力发电厂烟尘排放不得超过5mg/Nm3,因 原工频电源的除尘效果己达不到这一指标为此，通过调研电除尘器除尘新技术、 新工艺，该企业最终确定了电除尘器电源装置技术改造方案：五电场进行了高压 脉冲电源技术改造通过技术改造，实现了高效除尘、保护环境的目标.5.1高压脉冲电源装置的应用5.1.1将控制室内五电场原控制柜移位，动力电源拆除，保留振打电机控制 冋路；5.1.2在五电场原控制柜位置安装脉冲电源控制柜；从配电室电源柜开始， 将原两相电源改为三相电源，分直流和脉冲两个出线送至电除尘顶部的脉冲电源 装置；5.1.3拆除电除尘顶部原工频整流变，安装脉冲电源装置（含电源接线箱、 控制装置柜、变压器和信号接线盒）。

5.2高压脉冲电源装置的组成、原理及特点：5.2.1高压脉冲电源装置由控制柜和脉冲装置组成，脉冲装置由汕箱内部件 和挂在箱壁上的部件组成，由室内控制柜控制并供给三相电源，在汕箱内获得高 电压输出，通过高压套管与静电除尘器电场连接5.2.2油箱内脉冲组件主要包括脉冲变压器、储能电容器、耦合电容器、平 滑感容滤波器、高压变压器、整流器组成5.2.3高压系统的自动控制：基本控制装置EBCU由PCU-PC、PCU-LVjBP、测 量装置组成，用来控制、测量和传递信号5.2.4振打器自动控制：基本功能是控制集热板、阳极、阴极和灰斗的振打；5.2.5加热装置：分为温度控制功能、告警功能和启动、停止命令；5.2.6高压脉冲电源为静电除尘器提供窄脉冲，叠加在纯的直流基本电压上， 尤其适用于去除高阻值的灰尘；这些窄脉冲可将峰值电压大大超过静电除尘器内 的标准火花极限这样使得电除尘器内部的电流得到更好的分配，尽量降低对积 尘板的“反电晕”作用，并可使尘粒更容易带电，这对细微颗粒处理来说尤为重 要使用脉冲电源吋，额定脉冲宽度为75微秒，基本直流电压为60千伏，加上 脉冲电压80千伏，总高压最多可达到140千伏，脉冲电流是正弦波，额定脉冲 宽度为75微秒，重复频率为2〜lOOpps，最大电流可达到1000毫安。

6、结束语随着我国经济的不断发展，对燃煤电厂气体排放的要求也在提高，国家对节 能环保要求越来越高本文通过对电除尘器高压脉冲电源的分析，发现高压脉冲 电源不但能有效的节约电能，而且还能保证电除尘器的工作效率及排放效果，奋 效提高了燃煤发电厂的经济效益而这些因素正好符合0前电厂改造、新建的要 求，也是燃煤电厂选择电源的一种趋势参考文献：[1】电除尘节能技术在600MW超临界机组上的应用沈迎，张伟，林丽志2011.2[2】《火力发电厂电除尘技术》原永涛等著化学工业出版社 [3]600MW机组电除尘系统节能改造的研究佟鹏郭喆。