CN201023068Y

CN201023068Y - 一种电除尘器用高压窄脉冲供电装置

Info

Publication number: CN201023068Y
Application number: CNU2007201072286U
Authority: CN
Inventors: 李济吾
Original assignee: HANGZHOU QUNCE TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: ZHEJIANG HOPE ENVIRONMENTAL PROTECTION ENGINEERING CO., LTD.
Priority date: 2007-03-12
Filing date: 2007-03-12
Publication date: 2008-02-20
Anticipated expiration: 2017-03-12

Abstract

本实用新型涉及一种电除尘器用高压窄脉冲供电装置，主要由脉冲主回路、脉冲发生器、触发控制器、电能回收器、变压整流器、信号处理电路、余能检测电路所构成；取样信号通过信号处理电路与触发控制器电连接，电能回收器通过余能检测电路与电除尘器电连接；触发控制器通过脉冲发生器与脉冲主回路电连接，电能回收器与与脉冲主回路电连接；在变压整流器输入侧产生的脉冲，通过变压整流器升压整流后形成既有基础电压，又有窄脉冲的高压窄脉冲供电。本实用新型有益的效果是：在低压端产生脉冲，只需一套设备即可实现脉冲供电，可控硅主回路能连续供电。有效克服电除尘器运行中反电晕的不良现象，能显著提高收尘效率，成本低，效果显著。

Description

一种电除尘器用高压窄脉冲供电装置

技术领域

本实用新型涉及电除尘器供电装置领域，尤其是一种电除尘器用高压窄脉冲供电装置。

背景技术

电除尘器最早采用同步机械整流供电，供电质量与水平比较低。随着电子技术的发展，电除尘器的供电水平和质量也逐渐提高。目前，在电除尘行业中主要采用常规直流供电，其缺点是对高温微细等高比电阻粉尘(如冶炼厂的粉尘等)，易产生反电晕现象，使二次电流急剧下降，影响电除尘器的正常运行，收尘效率低。电除尘器脉冲供电技术能有效地克服这些缺点。电除尘器脉冲供电始于五十年代，美国学者H.J.White和H.J.Hall最早利用雷达系统产生毫秒级脉冲供电，显示了脉冲供电优势。

通常，电除尘脉冲供电是指在直流基础电压上叠加高压脉冲，脉冲宽度一般＜1～300μS，典型脉冲重复频率为30～300PPS。根据脉冲电压波形宽度可将脉冲供电分为三种：脉冲宽度大于500μS为宽脉冲供电；脉冲宽度在50～500μS之间为中脉冲供电；脉冲宽度小于50μS为窄脉冲供电。

目前国内外实现电除尘脉冲供电都是在整流高压端叠加后形成脉冲供电。这类脉冲供电的典型的结构形式有三种。其一，是在直流高压基础电压上，通过脉冲形成开关产生脉冲，然后再通过高压脉冲变压器，形成脉冲供电。这种脉冲供电的特点是采用电子开关作为脉冲开关，利用电除尘器负载作为一个电容器与脉冲变压器组成一个串联LC振荡电路，在高压端产生脉冲，波形为正弦波，脉冲宽度较宽，如美国Lucidyn公司和丹麦Smidth公司的脉冲供电技术就属于这种。其二、常规直流和脉冲分别由两套高压设备产生，通过高压脉冲发生器将高压直流变成脉冲输出，脉冲开关通常采用隔离间隙，可制成可卸圆筒式，可调间隙等，通过调节间隙控制脉冲峰值、调节充电电源电压、控制重复频率等。主要特点是将直流高压通过间隙等机械开关切割成脉冲输出，可以获得较窄的脉冲方波。美国高压工程公司、Ionphysics CO、瑞典菲达公司等研制的脉冲供电技术属于这一类。其三、是利用马达带动隔离开关旋转，在直流高压端产生火花放电而形成脉冲供电。主要特点是利用回转隔离开关，能得到纳秒级脉冲。如美国Masuda公司等生产的脉冲欺属于这类。由于这类技术都需要两套高压设备才能实现脉冲供电，设备昂贵(是常规直流的4-8倍)，没有专门的电能回收系统，且在高压端产生脉冲元件质量要求高，制造工艺复杂，用户难以接受，推广应用困难。

实用新型内容

本实用新型要解决上述现有技术的缺点，提供一种电除尘器用高压窄脉冲供电装置，它能有效地克服电除尘器直流供电运行中存在的反电晕现象，显著提高收尘效率，节电电能，装置设备简化，成本低，操作简易可行，应用方便灵活，安装过程不影响电除尘器的正常运行。特别适合于电除尘器原有直流供电系统的改造或更新，可广泛应用于电力、冶金、建材与环保等行业的烟气治理，保护环境。

本实用新型解决其技术问题采用的技术方案：这种电除尘器用高压窄脉冲供电装置，主要由脉冲主回路、脉冲发生器、触发控制器、电能回收器、变压整流器、信号处理电路、余能检测电路所构成；取样信号通过信号处理电路与触发控制器电连接，电能回收器通过余能检测电路与电除尘器电连接，用于回收电除尘器电场多余部分电能；触发控制器通过脉冲发生器与脉冲主回路电连接，电能回收器与与脉冲主回路电连接；在变压整流器输入侧产生的脉冲，通过变压整流器升压整流后形成既有基础电压，又有窄脉冲的高压窄脉冲供电。

本实用新型所述的脉冲主回路主要由整流二极管Z1与Z2及其保护电路C1与R1组成，整流二极管Z1、Z2分别与晶闸管元件V1、V2反并联，再通过PS电路串接；电除尘器系统回路固有电容C、整流变压器回路固有电感L、回路损耗电阻R，构成RLC振荡回路。

本实用新型所述的硅元件Z1、Z2，晶闸管元件V1、V2的电流容量范围100A-1000A，耐压范围大于1000V。

本实用新型所述的脉冲发生器是由基础电压调节电路、脉幅调节电路、保护电路组成。

本实用新型所述的电能回收器由电能储存电路、控制与保护电路组成，具体是由电感L、电容C、电阻R及储能开关K组成。

本实用新型所述的脉冲幅值是基础电压的1.5-3.5倍，且幅值连续可调。所述的输出二次电压0-100KV，输出二次电流0-2000mA。所述的脉冲重复频率为20-300PPS、脉冲宽度0.1-50μS，脉冲宽度可调。

本实用新型有益的效果是：该装置通过电能回收器回收电除尘器电场多余部分的电能，在电除尘器供电系统的变压整流器的低压端(输入侧)产生脉冲，然后升压整流后形成既有基础电压，又有窄脉冲的高压窄脉冲供电。具体有以下优点：(1)在低压端产生脉冲，只需一套设备即可实现脉冲供电，可控硅主回路能连续供电。(2)有效克服电除尘器运行中反电晕的不良现象，能显著提高收尘效率，有效地回收电场多余电能，节电达50％--80％。(3)装置设备简化，操作更为简易可行，应用方便灵活，安装过程不影响电除尘器的正常运行。(4)特别适合于电除尘器原有直流供电系统的改造，成本低，效果显著。

附图说明

图1是本实用新型的电路连接方框示意图；

图2是本实用新型的具体电路原理连接示意图；

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明：

这种电除尘器用高压窄脉冲供电装置，主要由脉冲主回路、脉冲发生器、触发控制器、电能回收器、变压整流器、信号处理电路、余能检测电路所构成；取样信号通过信号处理电路与触发控制器电连接，电能回收器通过余能检测电路与电除尘器电连接；触发控制器通过脉冲发生器与脉冲主回路电连接，电能回收器与与脉冲主回路电连接。通过电能回收器回收电除尘器的电场多余部分电能，在电除尘器供电系统的变压整流器的低压端(输入侧)产生脉冲，然后升压整流后形成既有基础电压，又有窄脉冲的高压窄脉冲供电，其原理图如图1所示。

电路图如图2所示：所述的脉冲主回路主要由整流二极管Z1与Z2及其保护电路C1与R1组成，整流二极管Z1、Z2分别与晶闸管元件V1、V2反并联，再通过PS电路串接；利用其单向导电性，以及基础电压调节回路中晶闸管元件V1与V2的开关作用、电除尘器系统回路固有电容C、整流变压器回路固有电感L、回路损耗电阻R，构成RLC振荡回路，形成电除尘脉冲供电；所述的硅元件Z1、Z2，晶闸管元件V1、V2的电流容量范围100A-1000A，耐压范围大于1000V。

所述的脉冲发生器是由基础电压调节电路、脉幅调节电路、保护电路组成。所述的电能回收器由电能储存电路、控制与保护电路组成，具体是由电感L、电容C、电阻R及储能开关K组成。

所述的脉冲幅值是基础电压的1.5-3.5倍，且幅值连续可调。所述的输出二次电压0-100KV，输出二次电流0-2000mA。所述的脉冲重复频率为20-300PPS、脉冲宽度0.1-50μS，脉冲宽度可调。

信号处理电路处理来自电除尘器的电场运行状况信号，给出脉冲电压与基础电压的同步信号；余能检测电路检测电场中未能泄放的电能，给出回收电能信号。脉冲供电采用谐振方法，不仅具有充电时间短，可调的占空比等特点，而且由于电场和粉尘层的电荷可通过振荡回路放电，因而能适应高比电阻粉尘的供电特性，有效克服反电晕现象。

本实用新型所述的这种电除尘器用高压窄脉冲供电装置，可以根据实际情况，不同的电除尘器选取不同的设计参数，设计制作脉冲主回路、脉冲发生器、控制器、电能回收器、变压整流器、信号处理电路、余能检测电路。考虑不同的电除尘器直流供电系统，选取与原系统匹配的整流二极管Z1、Z2以及V1、V2系列和保护电路以及脉冲发生器参数，根据图1与图2所示原理加装在原供电系统上。

实施例1：

1997年，某大型铅锌冶炼厂烟气净化处理，该厂锌I系统配备的电除尘器是GW 2-65 P-4型原式电除尘器，双室四电场，有效截面积为65m²。原使用直流电源是GGAJ02(DJ-1)，容量0.4mA/72kV。在正常生产条件下，烟气主要性质如下：烟气量75000m³/h～105000Nm³/h；进口烟气含尘浓度15g/Nm³(最大值)；烟气温度＞280℃；粉尘比电阻＞10¹⁰Ω·Cm。

根据以上情况，我们选用硅元件规格为500A的电除尘器高压窄脉冲供电装置，输出电压72KV，输出二次电流400mA。按图2所示，加装在原直流系统上。改装后的供电系统运行稳定，经当地环保部门测试，在基本保持同工况的条件下，除尘器出口浓度平均降低36.8％，与原直流系统相比节电效果达40％。

实施例2：

1998年，某铅锌冶炼厂烟气净化。该厂锌系统配备的电除尘器是卧式三电场，有效截面积为65m/²。原使用直流电源是GGAJ02(DJ-1)，容量0.6mA/72kV。在正常生产条件下，烟气主要性质如下：烟气量60000m³/h～95000Nm³/h；进口烟气含尘浓度12g/Nm³(最大值)；烟气温度＞260℃；粉尘比电阻＞10¹⁰Ω·Cm。

根据以上情况，我们选用硅元件规格为800A的电除尘器高压窄脉冲供电装置，输出电压72KV，输出二次电流600mA。按图2所示，加装在原直流系统上。改装后的供电系统运行稳定，经当地环保部门测试，在基本保持同工况的条件下，除尘器出口浓度平均降低72.8％，与原直流系统相比节电效果达50％。

实施例3：

2005年，某钢铁集团炼铁厂。该厂球团车间电除尘器用来处理球团竖炉尾气，它的有效截面积为60m²三个电场串联。原使用直流电源型号为DJ-96型，容量0.6A/72kV。在正常尘产条件下，烟气主要性质如下：烟气量198000m³/h～250000m³/h；进口烟气含尘浓度23g/Nm³(最大值)；烟气温度80℃～120℃；含水量13.6％左右；粉尘比电阻：＞10¹²Ω·Cm。

根据以上情况，我们选用硅元件规格为500A的电除尘器高压窄脉冲供电装置，输出电压72KV，输出二次电流600mA。按图2所示，加装在原直流系统上。改装后的供电系统运行稳定，经当地环保部门测试，在基本保持同工况的条件下，除尘器出口浓度平均降低72.8％，与原直流系统相比节电效果达30％。

实施例4：

2005年，某钢铁集团炼铁厂。该厂四炉170m²电除尘器用来处理烧结机机头烟气，它的有效截面积为165m²，三个电场串联。原使用直流电源型号为GGAJ02-WE-2型，容量1.2A/72kV。在正常生产条件下，烟气主要性质如下：烟气量480000m³/h～540000m³/h；进口烟气含尘浓度20g/Nm³(最大值)；烟气温度80℃～120℃；粉尘比电阻：＞10¹²Ω·Cm。

根据以上情况，我们选用硅元件规格为800A的电除尘器高压窄脉冲供电装置，输出电压72KV，输出二次电流1200mA。按图2所示，加装在原直流系统上。改装后的供电系统运行稳定，经当地环保部门测试，在基本保持同工况的条件下，除尘器出口浓度平均降低51.52％，与原直流系统相比节电效果达54％。

除上述实施例外，本实用新型还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本实用新型要求的保护范围。

Claims

1.一种电除尘器用高压窄脉冲供电装置，其特征是：该供电装置由脉冲主回路、脉冲发生器、触发控制器、电能回收器、变压整流器、信号处理电路、余能检测电路所构成；取样信号通过信号处理电路与触发控制器电连接，电能回收器通过余能检测电路与电除尘器电连接，用于回收电除尘器电场多余部分电能；触发控制器通过脉冲发生器与脉冲主回路电连接，电能回收器与与脉冲主回路电连接；在变压整流器输入侧产生的脉冲，通过变压整流器升压整流后形成既有基础电压，又有窄脉冲的高压窄脉冲供电。

2.根据权利要求1所述的电除尘器用高压窄脉冲供电装置，其特征在于：所述的脉冲主回路主要由整流二极管Z1与Z2及其保护电路C1与R1组成，整流二极管Z1、Z2分别与晶闸管元件V1、V2反并联，再通过PS电路串接；电除尘器系统回路固有电容C、整流变压器回路固有电感L、回路损耗电阻R，构成RLC振荡回路。

3.根据权利要求2所述的电除尘器用高压窄脉冲供电装置，其特征在于：所述的硅元件Z1、Z2，晶闸管元件V1、V2的电流容量范围100A-1000A，耐压范围大于1000V。

4.根据权利要求1所述的电除尘器用高压窄脉冲供电装置，其特征在于：所述的脉冲发生器是由基础电压调节电路、脉幅调节电路、保护电路组成。

5.根据权利要求1所述的电除尘器用高压窄脉冲供电装置，其特征在于：所述的电能回收器由电能储存电路、控制与保护电路组成，具体是由电感L、电容C、电阻R及储能开关K组成。

6.根据权利要求1所述的电除尘器用高压窄脉冲供电装置，其特征在于：所述的脉冲幅值是基础电压的1.5-3.5倍，且幅值连续可调。

7.根据权利要求1所述的电除尘器用高压窄脉冲供电装置，其特征在于：所述的输出二次电压0-100KV，输出二次电流0-2000mA。

8.根据权利要求1所述的电除尘器用高压窄脉冲供电装置，其特征在于：所述的脉冲重复频率为20-300PPS、脉冲宽度0.1-50μS，脉冲宽度可调。