高頻電源技術在電除塵領域的應用,可以有效提升電除塵器的工作效率,降低企業成本,提升能源使用效率。這篇電源論文總結高頻電源還有著安全穩定、適應性能良好等等優點,因此有必要加強對高頻電源的推廣使用,以有效緩解煙塵造成的環境污染問題,幫助企業創造更多利潤,推動我國電除塵技術的整體水平提升。《電源世界》一份面向電力工業和電力設備制造產業,技術與產經相結合,多種媒介形式立體出版,集權威性、導向性、實用性、信息性于一身的大型綜合性媒體技術版——傳承科技服務電力立足于技術進步與普及,欄目包括:專題特稿,技術與應用,政策與標準,討論與建議,經驗交流,可靠性技術,國際電力,質量監督,企業產品縱橫市場版——致力于記錄產業變革關注企業發展洞察市場商機以產業政策、資訊、行業
摘要:電除塵器是應用非常廣泛的除塵設備,在煤炭、水泥等產業中有著非常良好的應用前景。現簡要介紹高頻電源的定義,分析高頻電源工作原理,詳細探討其在電除塵器中的具體應用情況。實際應用效果表明,高頻電源在電除塵器中應用前景良好。
關鍵詞:高頻電源;電除塵器;前電場
引言
隨著我國國民經濟的高速發展,污染問題也日趨嚴重。與此同時,我國國民環保觀念正不斷進步,建設資源節約型、環境友好型社會的目標已提上日程,應做好各行業的節能減排工作。電除塵器利用高頻電源進行除塵,在發電廠以及鍋爐行業應用非常廣泛,該設備具有較高的除塵效率,還能有效控制煙塵排放,降低空氣污染。因此,為建設可持續發展的社會,有必要對高頻電源在電除塵器中的應用展開研究。
1高頻電源及其工作原理
高頻電源全稱為高頻高壓開關電源,是專門用來對電除塵器供電的裝置,在電力、冶金、化工以及水泥等產業中有著極其廣泛的應用,具有低碳、環保、高效的特征。電除塵器所使用的高頻電源是一種逆變式電源,借助高頻開關技術提供窄脈沖的供電電流,由于使用的是逆變式電源,可以提供多種純直流電壓和電壓波形,完全符合電除塵技術的需要。此外,使用高頻電源還可有效防止電除塵器發生短路或火花放電。當發生短路或放電時,高頻電源可以封鎖電源輸出,迅速提高電源動態響應速度,供電電壓接近純直流輸出,有效避免了短路現象發生。此外,高頻電源還可控制電除塵器前電場的電磁強度,對通過該電場中的粉塵提供電場力,從而提高粉塵的運動速度,達到減少粉塵排放的效果。高頻電源運行及工作方式主要有兩種:恒定周期供電方式、脈沖供電方式。這兩種供電方式具體特征如下:(1)恒定周期供電方式:按照預先設定的頻率參數進行供電輸出,因此頻率參數的設定決定了最后的電壓以及電流輸出值的大小。恒定周期供電方式由于頻率恒定因此工作狀態相對穩定,但恒定周期供電方式設備自身能耗大,其效果也不太明顯,當煙塵發生比較大的變化時,則需要操作人員進行指令輸入加以調整。(2)脈沖供電方式:并不設置具體參數,而是將高頻脈沖、低頻脈沖進行組合來供電,因為脈沖有高低,所以脈沖供電方式輸出的電壓以及電流呈現明顯的動態變化。與恒定周期供電方式相比,脈沖供電方式可以有效提高除塵效果,當煙塵等發生變化時,其也能夠起到非常好的除塵效果。同時,因其采用了高頻脈沖與低頻脈沖的組合脈沖,因此自身能耗也相對較小。
2高頻電源技術在電除塵領域的使用
要分析高頻電源在電除塵領域的應用,首先應分析電除塵效率計算的多依奇公式:(1)式中,η為電除塵器的工作效率;A為電除塵器表面的收塵面積;ω為帶電粒子在電除塵器前電場中的運動速度;Q為電除塵器所能夠處理的最大煙氣量。根據公式(1)可以發現,對于一臺設計良好的電除塵器來說,其最大處理煙氣量以及收塵面積都是固定的,即Q與A是固定不變的,因此,電除塵器的工作效率與運動速度成正相關,即ω越大,其工作效率越高;ω越小,其工作效率越低。那么ω又是如何計算的呢?有研究者通過研究得出通過公式(2)我們可以清楚地看到,帶電粒子的運動速度跟電磁強度(E)成正比,跟帶電粒子的顆粒直徑(a)成正比;跟煙塵的黏度(η)成反比。通過以上公式可以發現,電除塵器的工作效率是由電磁強度以及帶電顆粒和煙塵黏度等因素決定。電除塵器主要作用是處理煙塵,因此無法控制帶電顆粒的大小及煙塵黏度,能夠控制的只有電磁強度。由于電磁強度的大小是由通過電場的電壓決定的,因此,在電除塵器中使用高頻電源可以有效提升除塵效率。前述理論公式也得到了實驗的具體驗證,有研究者通過實驗得出的具體結果支持了理論。如圖1所示,我們可以看出在不同的電壓下顆粒運動速度是不同的。較一般的電源來說,高頻電源所輸出來的電壓要高大約30%。而通過前述公式我們也可以大致看出,當電壓高出30%時,顆粒的運動速度大約提升了60%,這一提升的幅度我們也可以從圖1中得到驗證。對于高頻電源來說,若其采用的是恒定周期供電方式,其輸出的電壓則是直流電,當高頻電源使用的是脈沖供電方式時,其對電除塵器前電場提供的電流以及電壓則是不穩定的,電壓也是波動的,對不同大小的顆粒都能夠進行處理,以降低電除塵器中的粉塵黏度,提高電除塵器的除塵效果。有研究者對比了使用高頻電源及未使用高頻電源兩種情況下的電除塵器能效大小,結果如表1所示。從表1中我們可以發現,使用高頻電源后,電除塵器的自身能耗明顯小于未使用高頻電源的能耗。因此可以得出結論:在電除塵器中,使用高頻電源可以有效提升電除塵器的工作效率,減少其自身能耗,是非常實用的一種技術。
3高頻電源電除塵器的優點
與傳統電源相比,高頻電源的優勢體現在以下兩個方面:一方面能夠有效提升電除塵器的工作效率,另一方面能夠有效提升能源利用率。(1)有效提升工作效率和設備性能。從工作效率的角度,根據上文分析,當電壓提升30%時,效率大約提升60%。同時,相對于傳統電源,高頻電源不容易因短路或電火花等造成損害,因此更加耐用,性能更加優越。(2)具有較高的能源利用率。從能源利用率的角度,電除塵器使用了高頻電源后,可以節約大約20%的能源。同時,高頻電源的節能還體現在整個系統之中,不單單是對前電場,對于電除塵器的整個系統而言都具有較好的節能效果,因為當高頻電源采用純直流供電方式時,電除塵器的實際輸出功率僅為自身額定功率的70%,這就有效節約了能源,也保護了環境。(3)降低了企業生產成本。引進了自動化控制技術后,電除塵器的節能性又有了一個很大程度的提升,可以達到50%。因此,使用高頻電源不僅可有效提升電除塵器的工作效率,還能幫助企業節約成本,提升經濟效益。
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