一种专为水泥行业开发的高效除尘电源
水泥 中国水泥网信息中心 2019-07-01
一种专为水泥行业开发的高效除尘电源
在电除尘技术领域，影响电除尘效率的主要因素包括：比集尘面积、二次电压和烟气流速、粉尘比电阻。由于早期国内水泥行业电除尘排放标大部分是按50mg/Nm³设计的，国内电除尘器普遍存在原始设计选型裕量较小，加之国内除尘电源技术因素，导致除尘效率普通低下，当工况发生波动时，比集尘面积偏小，烟气流速偏高，加之气候条件导致的粉尘比电阻偏高，除尘效率会更加迅速下降。因此在现有电除尘器无法扩大比集尘面积和降低烟气流速的条件限制下，采用什么样的改造方案，才能确保达到国家现行排放标准，这是电改电能否成功的关键！
由于国内水泥行业电除尘器大部分仍然采用的是工频电源，部分企业近两年改造中更换成高频电源，但是除尘效果大部分不理想，并未达到预期和电源厂家宣传的效果。
市场需求催生电除尘技术必须升级，江苏一品环保联合东南大学电力电子研究中心，组织多名水泥行业资深技术人员和电气专业博士，充分分析目前水泥行业电除尘现状，找到问题所在，有了明确的目标，对目标问题进行有针对性的专项研究，开发出了针对水泥行业电除尘的专用电源，该电源控制技术软件已获得国家发明专利。(软件著作权证书号:2019SR0164174 2019SR0164183)
通过不断的技术实践和总结，根据我们已经完成的上百条水泥生产线电改电案例经验上看，在确保电除尘器基本性能完好的情况下，从除尘电源技术升级和调节粉尘比电阻上入手，是行之有效的解决方案。
除尘电源是电除尘系统的核心部分,其性能和技术的先进性，直接影响除尘的效率。目前国内大部分水泥行业电除尘采用的是可控硅移相控制电源（工频），转换效率低于70%，在实际使用中存在输出纹波大、电场电压低、对高比电阻粉尘除尘效果差等缺点，解决此问题，完全可以通过更换除尘电源和对粉尘进行比电阻调节，来实现达标排放的目标。
相较于传统类型电源，江苏一品研发的智能变频脉冲电源技术，其平均电压和峰值电压都要高于其他电源。通过由多依奇公式可以准确得知，智能变频脉冲电源使荷电粉尘趋近速度比传统电源要高出二倍，能有效提高除尘效率，大幅降低粉尘排放浓度，该类型电源，对于我国西部和北方地区的水泥生产线窑头电除尘器小于PM2.5的细微粉尘，除尘效率尤其显著。
由于三相工频电源和高频电源已处于将要淘汰的阶段，因此不做比较。以下仅对变频脉冲电源技术优势做相关介绍：
变频脉冲电源采用独有的变频技术（主动跟踪谐振点）、动态浪涌吸收技术（降低IGBT开关过电压）、高火花率技术（减低电场短路能量）等技术的运用，可有效降低电场闪络的火花能量、降低浪涌过电压，从原理和控制回路上主动保护IGBT，解决可靠性问题，具有最高的二次输出电压，从而大幅提高除尘器性能。
智能变频电源升级改造参数据算与数据分析
依据电除尘器效率公式：
式中A为除尘器总收尘面积，Q为额定烟气量，A/Q为比集尘面积（m3/m2/s），其数值的高低代表除尘器本体大小。在电源性能恒定的条件下，比集尘面积越大则除尘效率越高。
式中ωk为表观趋进速度（cm/s），ωk≈βVpVai;β为常数；Vp为电压峰值；Vai为电压平均值；
ωk数值的大小代表除尘器高压电源性能的高低，针对同类粉尘此数值越大说明电源性能越好，荷电能力越强。即在除尘器比集尘面积恒定的条件下，ωk表观趋进速度越大则除尘效率越高。
工频电源良好运行状态下平均电压在55KV左右，峰值电压在60KV左右。智能变频脉冲电源平均电压可达65KV，叠加脉冲其峰值电压达110KV；
ωk变频/ωk工频=65*110/(55*60)=2.17
通过上述分析智能变频脉冲电源趋近速度可达工频电源的2.17倍。
通过多依奇效率公司反推，水泥行业生产线电除尘改造时，若将原有工频或高频电源更换成智能变频脉冲电源，除尘效率可提高至99.96%；加上江苏一品的烟气调质专利技术，按保守计算，电源改造后，除尘器出口粉尘浓度可保证<20mg/Nm³。因此，目前静电除尘器采用智能变频脉冲电源+烟气调质改造方案，既可以达到烟尘稳定达标排放的环保要求，又可以降低能耗30-50%；还可以满足后续更严格的环保排放政策要求，改造投资和后续成本，要比电改袋低得多。
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