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1、第一节电除尘器电控设备原理及特性大连电子研究所赵明辉张方东1.高压控制电源的原理高压控制电源包括主回路和自动控制回路两部分。主回路工作原理是:单相380V的工频电源经过空气开关、两只反并联的可控硅,然后送至高压硅整流变压器,由升压变压器升至40-60KV,再经单相桥式整流器整流成脉动直流高压,向电收尘器供电。调压装置的调压方式采用两只反并联的可控硅组成的相位调压,改变可控硅的触发相位,使可控硅的导通角α发生变化以改变输出电压。如图:α图1相位调压当导通角α小于90º时,随着导通角的增加,电压的平均值和峰值均增加。当α=90º时,出现了电压的最大峰值,当导通角大于90º后,电压的平均值仍随α
2、的增加,但其峰值保持不变。反并联的晶闸管,如图2:虚框内为RC缓冲电路。当电路关断时,为了将供给晶闸管上的du/dt降低到晶闸管的允许值,必须有缓冲电路。AKGGKA图2反并联晶闸管自动控制回路的工作原理是:自动控制可控硅的导通角,使高压控制电源输出的电压跟随电场工况变化而自动调节。高压电压表和电流表均采用毫安表,取其分流作为高压电压和电流的输出指示。2.电压等级的选择与电除尘器配套的高压控制电源,是根据本体结构、电场大小以及烟尘特性等因素确定的。配套机组的电压等级是根据不同的极间距确定的。一般情况下,平均场强可在3-3.5kv/cm的范围内选择,即对同极距为300mm的除尘器,电压可选择
3、60-66kv。400mm极距选用72kv机组。并且都在低于额定电压10%处设有抽头,以便于用户根据不同极距和不同工况条件调整电压等级。电压选型不是越高越好,而是要根据实际情况。一般而言,供电机组加到电极上的电压越高,电晕电流越大,除尘效率也越高。但是,在极间距一定的条件下,向电场施加的电压与电场结构形式及烟尘工况条件有关;供电机组应能在各种条件下向电场输送尽可能高的平均电压。有些处理高比电阻粉尘的电收尘器,在空电场送电时电压可升到60kv以上,而通入烟气后工况运行电压只有30-40kv。因此,在选用可控硅相位调压供电机组时,一定要对工况条件进行认真分析论证,切不可盲目选择过高电压等级的机
4、组,以免对运行状态产生不利影响。电场击穿电压ｕj随时间变化的曲线如图3:72Kvuj54Kvα1图3电场击穿电压曲线图在ｕj较高的情况下选用72kv机组供电,将比选用54kv机组供电好的多。但当ｕj下降后,72kv机组的可控硅导通角达到α1时,电压波形的峰值已超过电场击穿电压,电场将发生火花放电。由于控制单元的作用,供电机组可控硅的导通角将在α=0-α1的范围内工作,导致了电压、电流平均值的大幅度下降。如果选用54kv机组供电,ｕj下降时,电场仍不能产生火花放电,可控硅可以在α=180º的状态下工作。所以在ｕj较低的情况下调整变压器的抽头和降低供电电压,是改善供电状态的有效措施。3.电流容
5、量的选择驱进速度,荷电粒子在电场力的作用下向收尘极表面运动的速度。它是对电除尘器性能进行比较和评价的重要参数。电除尘器的有效驱动速度ω1与施加到电场中的单位极板面积A上的电晕功率PC成正比,ωe=KPC∕A式中:PC-单位极板面积电晕功率KW;2;A-电场中单位极板面积MK-整流系数。通过提高供电电压和增加供电电流的方式都可以提高供电功率,而在极距和工况条件相同的情况下,提高电压是很困难的。为了增加电晕功率,可以采用增大高压整流变压器的短路阻抗来改善供电系统的伏安特性,以提高电晕电流。如图4:U电场击穿电压Uj①②①常规电组U0②高阻抗机组0I1I2I图4两种机组伏安特性的比较3.1高阻抗
6、变压器的作用变压器的阻抗是由变压器的初、次级绕阻的直流电阻和漏抗所组成,采用短路法进行测量。测试线路见图5,将变压器次级短路,在初级侧用调压器升压。当变压器的一次电流I1达到机组额定电流I1H时,由电压表V读出变压器一次电压值μ1,短路阻抗则等于μ1/μ1Hх100%式中:μ1H=380V一般电力变压器的阻抗约等于4%,而高阻抗变压器的短路阻抗要达到32%-38%。变压器阻抗提高后,由于阻抗中电感成份的作用,供电电流波形得到很大改善。当在输入端输入一个可控硅调压后的波形时,由于L对电流上升率的限制作用,前沿陡峭的输入电压波形将变化成为一个较为圆滑的近似正旋波的输出电压,这个输出电压的幅度将
7、随着输入电压的导通角α的增大而增大。当α=180º时,输出电压达到了最大峰值,解决了相位调压方式最大峰值电压出现在α=90º的状况。2例如一台40m的电收尘器，选用700mA、60kV的机组供电时，工况运行电流在350mA左右，一次电流约80A，只是额定电流的一半。在同样的电场和工况条件下更换一台400mA、60kV的机组供电，如一次电流仍供到80A，短路压降可达150V左右，短路阻抗大于35％，工况运行电流可提高20～
