高频电源在青岛钢铁烧结机头电除尘项目上的成功应用

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1、高频电源在青岛钢铁烧结机头电除尘项目上的成功应用摘要：青岛钢铁有限公司城市钢厂环保搬迁工程2X240m2烧结系统工程机头电除尘项目2台2BY284/2-4大型除尘器，配套32套高频电源设备、8套低压设备及IPC控制系统，其中32套高压控制系统都应用新型高频电源，投运后除尘效率99.86%、99.88%,出口排放浓度28.86mg/m3、26.95mg/m3，达至G及超过除尘效率99.77%的设计指标要求；青岛钢铁环保搬迁工程1号、2号烧结系统机头电除尘高压控制系统应用高频电源与青岛钢铁老厂3号、4号烧结系统采用常规工频电源出口排放浓度43.95mg/m3提高到28.86mg/m3、

2、26.95mg/m3、除尘效率由99.62%提高到99.86%以上，树立大型烧结系统成功应用、满足低排放标准的典范工程。关键词：尚频电源；脉宽调制；节能；电除尘中图分类号：TF805.3文献标识码:A文章编号：1006-8937(2016)30-0039-031工程介绍青岛钢铁烧结机头2台大型除尘器为2BY284/2-4电除尘设备为2X240m2烧结系统工程机头配套的烟气除尘净化设备，主要由本体设备和电控设备两大部分组成，如图1所示。本体部分为双列双室四电场电除尘器，水平进风，水平出风。电控设备由高频电源、低压控制系统及IPC控制系统组成，如图2所示。局频电源的优点：①工频电源采用

3、单相输入，输出电压纹波可达到35%〜45%，对电网有直接污染；高频电源采用三相输入，输出电压纹波小不到5%，且对电网无污染，为绿色环保电源。②高频电源能提供更大的输出电流可达工频电源的2倍。①高频电源能提供更高的输出电压，可达工频电源的1.3倍。②高频电源安装在除尘器顶部，电缆用量显著减少，同时，不占用控制室空间，可节省土建成本。③采用高频电源，与采用常规电源相比，在同样电除尘器规格条件，对驱进速度的改善系数在5%左右，又减轻了进入后电场的粉尘负担，并使整台除尘器除尘效果增强。④在青岛钢铁城市钢厂环保搬迁工程机头电除尘所以电场全部采用高频电源，节能提效效果显著。2对青岛钢铁使用的高

4、频电源主体结构，主电路的工作原理，及控制电路的工作原理作了简要的论述近年来，伴随着电力电子技术的飞速发展，特别是新一代功率电子器件如IGBT,MOSFET等的应用，高频逆变技术越来越成熟，各种不同类型和特点的电路广泛地被应用于DC/DC与DC/AC等场合。在这一前提下，设计一种高频电源代替常规高压电源，达到减小高压电源装置的体积与重量的目的已成为可能。同时其使用效果、输出特性和成本等也都比常规高压电源装置具有明显的优势，系统效率也得到了一定程度的提高。2.1电源主体结构高压逆变电源的电路组成框图，如图3所示。它主要包括主电路及控制电路两部分。主电路主要包括配电开关、工频整流器、斩波

5、器、滤波器、IGBT桥式逆变器、保护电路、高频高压变压器、高频高压硅堆（高频整流器）等部分。控制电路主要包括电流、电压、火花率采样及其处理单元，PWM信号产生和驱动电路，单片机控制器，参数输入键盘及液晶显示，通信接口等部分。2.2主电路的工作原理主电路的工作原理，如图4所示，高频逆变器中的功率开关管采用IGBT（绝缘栅双极晶体管）。它是将MOSFET和GTR的优点集于一体的新型复合器件，具有MOSFET的高输入阻抗、可用电压驱动，GTR的通态功耗低等优点。图4中交流电压经整流一斩波器调压一滤波后得到直流电压U1，将U1加到全桥式高频逆变器上。D1〜D4与功率开关管S1〜S4反向并联

6、，承受负载产生的反向电流以保护开关管。C1〜C4及R3〜R6以及D5〜D8的引入是为了避免4个开关管在关断时过高的电压上升率和减少管子的关断损耗。当栅极脉冲信号轮流驱动SI、S4或S2、S3时，逆变主电路把直流电压U1转换为20kHz的高频矩形波交流电压送到高频高压变压器，经升压整流滤波后给除尘器供电。控制SI、S4和S2、S3两组IGBT的占空比，就可得到脉宽可调的矩形波交流电压。2.3控制电路的工作机理2.3.1单片机控制器为了使整个电源系统具有自诊断和人机交换式的控制功能，该电源选用单片机80C196K，主要负责实时监控和与上位机进行数据通信的任务。当除尘器处在工作状态时，单

7、片机一方面定时采集其反馈的电流电压值，通过A/D转换通道将其读入，并通过一定算法得出控制量Uk，通过单片机输出控制量给脉宽调制控制器，进而改变调制脉冲宽度；另一方面可以实现根据用户的需求改变电源的外特性，如恒流，十百压，缓降等。另外，单片机还定期地将本电源的输出电流、输出电压、火花率等信息传递给上位机，将故障信息由串口发向上位机，以示警告，同时接收来自上位机的控制命令，使自身投入或退出工作或改变工作参数。2.3.2脉宽调制控制器脉宽调制控制器电路，如图5所示，它的作用