王丽琴
青海盐湖元品化工有限责任公司 青海，格尔木 816000 63012119870528****
摘要：随着经济社会的发展与科学技术的进步，环境污染问题日益严重，尤其是在化工、冶金、火电等传统行业。静电除尘器是一种传统的除尘设备，具有成本较低、成效较高、便于管理维修等诸多特点，应用推广前景较强。近年来新型的高效节能静电除尘电源技术开始出现并得到了广泛的运用。鉴于此，本文先是阐述了常见的除尘器电源及其工作原理，又详细探究了新型静电除尘临界脉冲电源技术，仅供相关人员进行借鉴与参考。
关键词：新型；高效节能；静电除尘电源技术
1几种传统电除尘器电源的工作原理与性能比较
1.1常规电源
常规电源就是两相交流380V电源经反向并联可控硅调压后送至整流变压器一次绕组，而二次绕组的两个接线端，一端与阳极板相连（阳极板是接地的），另一端经过阻尼电阻与电场内的阴极极线相连，从而通电时在阴极板和阴极线之间能够形成一个强大的静电电场以达到除尘的目的[1]。相较于其他的除尘器电源技术，该种技术虽然能达到一定的除尘作用，但实际的除尘效率较低、功率因数较低，缺相不平衡。
1.2三相电源
三相电压经过一个同步检测电路后输出同相位的三相同步波形，主电路可控硅的6路触发脉冲就是通过该同步波形过零点的判断产生的。三相电源用到了6个反向并联可控硅进行调压，这6个可控硅按照1→2→3→4→5→6→1触发信号依次相差60°，三相电源采用宽于60°的宽脉冲或双窄脉冲触发，采用各相同步信号的“过零点”作为控制角计算的基准点。三相电源供电三相平衡，电源利用率比单相电源高，对电网污染减少，功率因数接近90%，电源的峰值电压比平均电压高25%，输出二次电压、电流，一次电流比常规电源小。但三相电源闪络冲击大，闪络后要关断多个半波，闪络特性很软，由于闪络冲击大，往往输出设置较低，处于无闪络状态，实际运行参数并不太高，工矿适应性较差。
1.3高频电源
对高频电源进行分析，其主要输入的是380伏、50赫兹的三相交流电，其在流经四个设备之后，一是三相交流接触器、二是三相整流滤波、三是全桥高频逆变器（20千赫兹到40千赫兹逆变）、四是高频整流器（这一设备主要进行的是高频变压整流），经过处理之后的电流就会通过限流电阻并到达静电除尘器。此时，输出电流、输出电压反馈给DSP控制器，经过其改变脉冲宽度或者是脉冲工作频率之后，就会经过隔离驱动器，之后就会到达全桥高频逆变器，全桥高频逆变器就会对输出的电压、输出电流急性调节。通过分析高频电源的应用情况，发现其普遍存在的问题是电耗比较大、提效幅度比较小。
1.4临界脉冲电源
对临界脉冲电源进行分析，其主要输入的是380伏的三相交流电，其经过的设备如下：第一，经过三相整流滤波器，这一过程主要是将三相交流电转变成直流，之后再进行逆变，成为高频交流；第二，经过高频变压器，这一过程是一个升压的过程；第三，经过临界柔性模块，最终转变为平稳直流，带有微小脉动。其实现了现有的工频、高频以及脉冲除尘电源技术难题上的突破，实现了大幅度的增效、节能，也实现了大幅减排，此外，还有效避免了由于火花放电而引起的电腐蚀问题，从而能够使本体性能长时间地保持稳定、高效的运行。
2新型静电除尘临界脉冲电源技术
临界脉冲电源是将380V三相交流电经整流滤波成直流，再逆变为高频交流，经高频变压器升压后，再经“临界柔性模块”变为带有微小脉动的平稳直流。相关技术工作者在国际上首次提出“空间自由离子密度对除尘效率的影响远大于场强”的理论并进行了量化，首次提出“临界区”的概念并量化应用。临界脉冲电源全面突破了现有工频（单相、三相）、高频及脉冲除尘电源增效节能的瓶颈，实现了大幅度减排的同时大幅度节能，并避免了火花放电产生的电腐蚀，从而使本体性能长期高效稳定运行。
2.1临界脉冲电源的基本原理
临界脉冲电源采用“硬件储能与限能、软件监视电压变化趋势”的控制方式，使工作点保持在空气放电特性曲线的最高点及其左右很小的区域内。体现“可变内阻”特性，即“限能”抑制流注生长，避免产生火花放电。同时，“储能”以保持高电压。
2.2临界脉冲电源的特点
第一，临界脉冲电源具有“硬件储能与限能”和“微脉冲”式供电特性，输出的电压随着工况(电场内温度、湿度、压力、粉尘浓度、粒度、比电阻以及电源电压波动)的变化，自动调节动态适应，使输出电压值稳定位于火花始发点以下临界区。其连续输出临界电压，可实现最理想的也是运行中最高的场强（荷电场强、驱进场强）并使电场保持在“二次电子崩”与“流注初期”状态，空间自由电荷最多，荷电效率最高[2]。第二，临界脉冲电源具有大幅度节能和避免对除尘器本体极板的腐蚀的特点。火花放电，时间占比很小，但消耗能量巨大，临界脉冲电源在供电过程处于无深度火花放电状态，电压始终保持于临界区以下，避免了大量的无效电耗，实现大幅度节能。同时由于无火花放电避免了对除尘器本体极板的电腐蚀。第三，临界脉冲电源具有高效集尘的特性。电除尘电源平均输出电压越高，电场越强，则荷电场强和驱进（集尘）场强越大；烟尘通过的空间，自由电荷越多，则核电概率越高，核电速度越快。临界脉冲电源输出电压一致保持在“临界区”，实现了最理想的场强；电场保持在“二次电子崩”与“流注初期”状态，实现了空间自由电荷最多，荷电效率最高。其高场强和高空间自由离子密度，使电晕放电能力保持极高状态，低比电阻粉尘离开极板后，迅速再次荷电，使集尘效率大大加强。第四，有效抑制反电晕的特性。当阳极板积灰到一定厚度时，比电阻高的负离子其荷电不容易释放到阳极板，负离子逐渐积聚到阳极板表面，与阳极板形成局部小电场。这个局部小电场将抵消用于驱动带电尘粒的主电场，局部小电场场强增强后，将引起类似电晕的放电，激发出大量的正负粒子对，正离子向阴极迁移，造成除尘器电流增大，但消耗的电能没有起到吸尘作用，这种现象就是反电晕现象[3]。临界脉冲电源利用脉冲式供电技术有效抑制了反电晕的发生。
结语
总而言之，高频电源具有工作效率较高、功率因数较高、闪络控制性较优等优势，同时也具有提效幅度较小、耗电量较大等缺点。而临界脉冲电源是电除尘电源技术的未来发展趋势之一，具有高效集尘、高效节能等优势，能有效抑制发电晕。随着经济社会的发展与广大一线工作人员的不断努力，临界脉冲电源等全新、高效、节能的静电除尘电源技术的应用范围必将逐渐广泛！
参考文献：
[1]陈明. 新型高效节能静电除尘电源技术探讨[J]. 南方农机,2016,47(04):83.
[2]王国仁,李艳庆,张先海. 新型高效节能静电除尘电源技术[J]. 山西电力,2015(05):60-63.
[3]段然. 新型节能电源控制技术在电除尘器上的应用[J]. 科技风,2018(20):163+165.