高压脉冲电源研究及其在电除尘领域的应用

赵志川　王爽　张丹　徐永胜　李军

摘 要：随着我国环境治理力度的不断加大，对烟尘的排放控制更为严格。高压脉冲电源技术在电除尘中的应用，大大降低了粉尘排放浓度，在环境保护上的作用明显。本课题介绍了高压脉冲电源技术，分析了高压脉冲电源技术除尘的优势，并分析了高压脉冲电源技术在电除尘领域的应用。

关键词：高压脉冲;电除尘;应用

电除尘技术是工厂烟尘处理的重要方法，近几年我国环境保护的力度不断加大，电除尘技术也越来越被重视，并在工业生产中广泛应用。但是，我国电除尘技术与国外相比发展起步晚，技术成熟度不高。将高压脉冲电源技术应用到电除尘中，可以大大提高除尘的效果，满足国家烟尘排放规定的要求。

一、高压脉冲电源技术

高压脉冲电源技术主要应用在高电压、强电流中，当触发高压放电时，会产生很强的电磁，强烈的电磁运动会对机械部件的运行造成很大的影响，影响机械元件运行的稳定性。强大的电磁运动会起到吸附烟尘的作用，从而达到除尘目的。在高压脉冲电源系统中，强烈运行的电磁会对高压脉冲电源的主电容充电电源与PLC等器件产生直接的影响，影响会导致这些器件运行的不稳定，并表现十分明显。同时，这些器件，由于其特殊性，更容易受到電磁运动的影响。针对这种情况，屏蔽体的作用也就凸现出来，可以利用屏蔽体来对电磁进行吸收或反射，降低电磁运动对主电容充电电源与PLC这类敏感器件的影响，起到了对器件的保护作用。通常来说，机箱是最常见的屏蔽体，机箱使用成本较低，屏蔽效果较好，被被用于最广泛的屏蔽体，机箱屏蔽的效果，直接受机箱的位置、大小、材料以及开孔情况的影响，所以当高压脉冲电源技术在实际运用之前，必须对机箱的屏蔽效果进行测试，从而为高压脉冲技术的顺利进行做出保障，保护机器器件不受伤害。

二、高压脉冲电源技术在电除尘领域应用的优势

高压脉冲电源技术在电除尘领域的应用比较早，从其发展来看，直流高压供电的除尘效果远不如脉冲高压供电，由于脉冲高压除尘的良好效果，现已成为电除尘领域中最常用的技术。电除尘器的脉冲电源模式，即在直流基础电压上稍低于电晕起始电压叠加高压窄脉冲，电晕电压取决于实际负载的特性。在这种高压脉冲电源模式下，略低于电晕起始电压的直流基电压用于收集带电灰尘的电场，并且直流基电压是叠加的高电压和短脉冲电压可以大大增加负载电压的峰值，并提供气体电离所需的强度电场，提高电离效率。如今，工业上使用的主要电除尘器是负电晕放电。与正电晕放电相比，负电晕放电设备具有较低的初始电压，较高的击穿电场和电晕电流。由于离子迁移率高，因此适合电除尘器。

综合笔者多年的工作经验，高压脉冲电源技术在电除尘领域应用的优势有以下几点：

（1）除尘稳定性强。脉冲供电的峰值电压极高，并且电晕可以实现对负载极板的两极的穿透，将所吸附的粉尘在恢复电压中脱落，对出现的电晕现象起到了明显的、有效的抑制作用，从而保障了电除尘的稳定性。

（2）除尘效率高。脉冲供电的除尘效率较高，并且间歇电厂的供电形式，保证了电压的大峰值，当脉冲供电时，直接产生的电磁能量巨大，电晕强烈，会最大程度的吸附粉尘，所带来的除尘效果是最好的，是直流高压供电所不能比拟的。

（3）节能环保。脉冲供电时，会产生强烈的电晕，直接穿透负载两级，并在其均匀的分布，不仅可以对烟气中的硫化物与硝化物起到分解作用，而且有与脉冲供电时脉宽相对较短，所以相比直流高压更为节能。

三、高压脉冲在电除尘领域的应用

我国高压脉冲电源技术在近几年中迎来了发展的春天，不仅高压脉冲电源技术得到较大提高，而且在生产生活中的应用也更加广泛。为了解决在运行中的反电晕现象，会将脉冲电源设置在电除尘的末极电场。与直流高压供电相比，脉冲供电具有良好的除尘效果，即便在很低浓度的粉尘中也会展现出良好的除尘效果。根据高压脉冲电源在生产生活中的应用例子充分证明了这一点。例如，某1000MW的电除尘器，在其四个电场中都为高频电源，排出的烟尘浓度为36.5mg/m，在电除尘器的末极，即三、四电厂设置为脉冲电源，此时排除的粉尘浓度降低到，24.8mg/m，除尘的效率大大提高。又例如，在某330MW电除尘器设五个高频电源电厂，出口处的粉尘浓度从29.23mg / m 1降低到7.65mg /。即使原始ESP出口的浓度低至约33mg / m，通过用脉冲电源代替ESP后面的2/3电场，除尘效率也可以提高约30%-45%。同时，每个脉冲电源的能耗约为18kw，具有良好的节能效果。上述所有数据都是在单元的工作条件基本相同且高频电源的工作稳定的条件下获得的。脉冲电源工作时，瞬时输出电压可以达到120-140kv，瞬时输出电流可以达到200-300a。

结语

高压脉冲电源技术在电除尘领域的应用展现出稳定性强、除尘效率高以及节能环保的优势，并且在实际运用中高压脉冲电源的除尘效果也十分显著，脉冲电源将成为电除尘器的高压整流电源的主流。

参考文献

[1]徐伟凡.高压脉冲电源研究及其在电除尘领域的应用[D].2019.

[2]温鹏.高压脉冲电源技术在电除尘中的实际应用[J].重庆电力高等专科学校学报，2018（3）.