CN212309866U - 一种电除尘用工频改造电源 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及及电除尘器技术领域，特别涉及一种电除尘用工频改造电源，包括：三相桥式整流模块、滤波模块及全桥逆变模块。三相桥式整流模块、滤波模块及全桥逆变模块并联连接；三相电源输入端与三相桥式整流模块连接；全桥逆变模块与电除尘器的整流变压器连接并供电。本实用新型提供的电除尘器工频改造电源，输入的三相电源通过三相桥式整流模块进行整流处理，经过滤波模块进行滤波处理，经过全桥逆变模块进行逆变处理，可解决三相电网带来不平衡和缺相功率损失的问题，提高了电源的功率因数和电源效率，使得电场平均电压升高，在克服高浓度粉尘电晕封闭和高比电阻反电晕方面，具有良好的除尘效果。

Description

一种电除尘用工频改造电源

技术领域

本实用新型涉及电除尘器技术领域，特别涉及一种电除尘用工频改造电源。

背景技术

电除尘器的工作原理是利用高压电场使烟气发生电离，气流中的粉尘荷电在电场作用下与气流分离，具有高效、环保和运行维护方便等特点，在国际和国内均为烟气除尘的主要技术手段。传统的SCR(Silicon Controlled Rectifier，可控硅整流器)电源经过长期的使用经验的积累和持续的技术研发及改进，形成了可靠的控制技术、成熟稳定的生产工艺。然而SCR电源本身有其不能克服的问题。SCR电源采用二相电网输入，会对三相电网带来不平衡和缺相功率损失，同时功率因数和电源效率较低。SCR电源输出高压直流纹波较大、电场平均电压较低，在克服高浓度粉尘电晕封闭和高比电阻反电晕方面，除尘效果不如高频电源和脉冲电源好。

我国现有的电除尘器多在几年前甚至十几年前按照先前的排放法规进行设计，常规SCR电源的使用占全部供电装置的50％以上，是供电电源存量的绝对主体，现在则面临着升级改造以满足更为严格的排放标准。若将所有的SCR电源更换为高频电源，则费用较高。近年来国家环保部门对燃煤发电企业污染物排放的要求日趋严格,静电除尘器作为重要环保设备,日趋受到关注。2018-2023年中国静电除尘设备行业市场深度分析及投资战略研究报告表明，我国燃煤发电机组静电除尘器大多选用常规工频(50Hz)电源,能耗居高不下,电耗量占机组发电量的0.3％～0.4％。因此如何提高电除尘设备除尘效率同时降低其能耗,具有非常重要的意义。环保标准在不断提高，已建电除尘器粉尘排放大多都达不到环保标准。必须进行技术改造。如果扩大电除尘器容量或者增加电除尘器数量，不仅要花费大量资金，而且可能还要停产，还要占用空间，有些地方甚至不可能实行，从而不得不使整个企业下马。

实用新型内容

本实用新型针对现有技术中存在的电除尘器中的SCR电源输出高压直流纹波较大、电场平均电压较低，在克服高浓度粉尘电晕封闭和高比电阻反电晕方面除尘效果不佳的技术问题；提供了一种电除尘用工频改造电源。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：

一种电除尘用工频改造电源，包括：三相桥式整流模块、滤波模块及全桥逆变模块；

所述三相桥式整流模块、滤波模块及所述全桥逆变模块并联连接；三相电源输入端与所述三相桥式整流模块连接；所述全桥逆变模块与电除尘器的整流变压器连接并供电。

其优选方案中，所述三相桥式整流模块包括：第一二极管、第二二极管、第三二极管、第四二极管、第五二极管及第六二极管；

所述第一二极管的输入端与所述第二二极管的输出端连接，所述三二极管的输入端与所述第四二极管的输出端连接，所述第五二极管的输入端与所述第六二极管的输出端连接；所述第一二极管、第三二极管及第五二极管的输出端与所述滤波模块的一端及全桥逆变模块的一端并联连接，所述第二二极管、第四二极管及第六二极管的输入端与所述滤波模块的另一端及全桥逆变模块的另一端并联连接；

三相电源的第一相线与所述第一二极管的输入端及与第二二极管的输出端连接；三相电源的第二相线与所述第三二极管的输入端及与第四二极管的输出端连接；三相电源的第三相线与所述第五二极管的输入端及与第六二极管的输出端连接。

其优选方案中，所述滤波模块包括至少一个电容，所述电容与所述三相桥式整流模块及全桥逆变模块并联连接；当所述电容为多个时，多个所述电容并联连接。

其优选方案中，所述电容为DC-Link回路储能滤波电容器。

其优选方案中，所述全桥逆变模块包括：第一绝缘栅双极型晶体管、第二绝缘栅双极型晶体管、第三绝缘栅双极型晶体管及第四绝缘栅双极型晶体管；

所述第一绝缘栅双极型晶体管的发射极与所述第二绝缘栅双极型晶体管的集电极连接；所述第二绝缘栅双极型晶体管的发射极与所述第四绝缘栅双极型晶体管的发射极连接；所述第四绝缘栅双极型晶体管的集电极与所述第三绝缘栅双极型晶体管的发射极连接；所述第三绝缘栅双极型晶体管的集电极与所述第一绝缘栅双极型晶体管的集电极连接；第一单相逆变输出端与所述第一绝缘栅双极型晶体管的发射极及所述第二绝缘栅双极型晶体管的集电极连接，第二单相逆变输出端与所述第三绝缘栅双极型晶体管的发射极及所述第四绝缘栅双极型晶体管的集电极连接，所述第一单相逆变输出端及第二单相逆变输出端与电除尘器的整流变压器连接并供电。

本实用新型提供的电除尘用工频改造电源至少具备以下有益效果或优点：

本实用新型提供的电除尘器工频改造电源，三相桥式整流模块、滤波模块及全桥逆变模块并联连接；三相电源输入端与三相桥式整流模块连接；全桥逆变模块与电除尘器的整流变压器连接并供电。输入的三相电源通过三相桥式整流模块进行整流处理，经过滤波模块进行滤波处理，经过全桥逆变模块进行逆变处理。本实用新型提供的电除尘用工频改造电源采用 AC-DC-AC-DC的变流技术，采用电三相平衡，无缺相损耗，可以减少初级电流；采用调幅调压方式，功率因素高，可提高电能的利用率。可解决三相电网带来不平衡和缺相功率损失的问题，提高了电源的功率因数和电源效率，使得电场平均电压升高，在克服高浓度粉尘电晕封闭和高比电阻反电晕方面，具有良好的除尘效果。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的电除尘用工频改造电源结构示意图。

具体实施方式

本实用新型针对现有技术中存在的电除尘器中的SCR电源输出高压直流纹波较大、电场平均电压较低，在克服高浓度粉尘电晕封闭和高比电阻反电晕方面除尘效果不佳的技术问题；提供了一种电除尘用工频改造电源。

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

参见图1，本实用新型实施例提供了一种电除尘用工频改造电源，包括：三相桥式整流模块1、滤波模块2及全桥逆变模块3。三相桥式整流模块1、滤波模块2及全桥逆变模块3并联连接；三相电源输入端与三相桥式整流模块1连接；全桥逆变模块3与电除尘器的整流变压器连接并供电。采用AC-DC-AC-DC的变流技术，采用电三相平衡，无缺相损耗，可以减少初级电流；采用调幅调压方式，功率因素高，可提高电能的利用率。可解决三相电网带来不平衡和缺相功率损失的问题，提高了电源的功率因数和电源效率，使得电场平均电压升高，在克服高浓度粉尘电晕封闭和高比电阻反电晕方面，具有良好的除尘效果。

下面对三相桥式整流模块1、滤波模块2及全桥逆变模块3的结构展开说明：

参见图1，三相桥式整流模块1包括：第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3、第四二极管D4、第五二极管D5及第六二极管D6。第一二极管D1的输入端与第二二极管D2的输出端连接，第三二极管D3的输入端与第四二极管D4的输出端连接，第五二极管D5的输入端与第六二极管D6的输出端连接。第一二极管D1、第三二极管D3及第五二极管D5的输出端与滤波模块2的一端及全桥逆变模块3的一端并联连接，第二二极管 D2、第四二极管D4及第六二极管D6的输入端与滤波模块2的另一端及全桥逆变模块3的另一端并联连接。三相电源的第一相线与第一二极管D1的输入端及与第二二极管D2的输出端连接；三相电源的第二相线与第三二极管D3的输入端及与第四二极管D4的输出端连接；三相电源的第三相线与所述第五二极管D5的输入端及与第六二极管D6的输出端连接。

参见图1，滤波模块2包括至少一个电容C，电容C与三相桥式整流模块1及全桥逆变模块3并联连接；当电容C为多个时，多个电容C并联连接。电容C为DC-Link回路储能滤波电容器。

参见图1，全桥逆变模块3包括：第一绝缘栅双极型晶体管IGBT1、第二绝缘栅双极型晶体管IGBT2、第三绝缘栅双极型晶体管IGBT3及第四绝缘栅双极型晶体管IGBT4。第一绝缘栅双极型晶体管IGBT1的发射极与第二绝缘栅双极型晶体管IGBT2的集电极连接。第二绝缘栅双极型晶体管 IGBT2的发射极与第四绝缘栅双极型晶体管IGBT4的发射极连接。第四绝缘栅双极型晶体管IGBT4的集电极与第三绝缘栅双极型晶体管IGBT3的发射极连接。第三绝缘栅双极型晶体管IGBT3的集电极与第一绝缘栅双极型晶体管IGBT1的集电极连接。第一单相逆变输出端AC-X1与第一绝缘栅双极型晶体管IGBT1的发射极及第二绝缘栅双极型晶体管IGBT2的集电极连接，第二单相逆变输出端AC-X2与第三绝缘栅双极型晶体管IGBT3的发射极及第四绝缘栅双极型晶体管IGBT4的集电极连接，第一单相逆变输出端 AC-X1及第二单相逆变输出端AC-X2与电除尘器的整流变压器连接并供电。

通过试验测试和现场工业应用表明，采用PWM模块升级传统的SCR 电源升级改造的电除尘器工频改造电源，可以提高电除尘器高压供电的功率因数

改善三相电网的三相平衡性能，减少缺相损耗。可以提高电网有功电能的利用效率η，节省电除尘系统的运行费用和利于节能。可以提高电场二次电压V₂及V_2max、二次电流I₂和电场电晕功率P₂以达到改善电除尘器的供电特性提高电除尘器的除尘效率的效果。采用PWM模块升级传统的 SCR电源为本实施例提供的电除尘用工频改造电源，可以直接更换工频改造电源控制柜，或采用PWM模块更换原SCR电源控制柜中主回路反并联 SCR组件的方式进行。改造升级过程简便易行，成本低廉，能节省工程费用和工程时间。

本实用新型实施例提供的电除尘用工频改造电源，功率因素高，可提高电能的利用率，且工频改造电源效率均可达0.9。从结构上看，本实施例提供的工频改造电源采用控制柜与变压整流分体式结构，结构形式与常规工频电源相同。由于其结构与常规工频电源相同，工频改造电源也具有常规电源的特点，如维护方便、可靠性高和大功率实现容易等。

本实用新型实施例提供的电除尘用工频改造电源，输出电压纹波较常规工频电源小，工频改造电源输入电场的平均直流电压比工频电源高出约 20％。工频改造电源的输出电压纹波系数小于5％，避免了工频电源纹波大峰值电压在电场中容易出现闪络的问题，从而提高了电除尘器电场的直流电压，达到提高电除尘器除尘效率。工频改造电源应用于高粉尘浓度的电场，可以提高电场的工作电压和荷电电流。

本实用新型实施例提供的电除尘用工频改造电源，在现有供电设备上进行改造，只需将原来SCR电源的控制柜内部控制板进行更换和做很小改动即可，无需花费改造电除尘器本体、更换变压器等巨大经费就可能达到目的，除尘效果就有明显改善。静电除尘电源市场分析指出，既不要停产，也不要另加空间，是一个达到环保标准的最佳选择。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种电除尘用工频改造电源，其特征在于，包括：三相桥式整流模块、滤波模块及全桥逆变模块；

所述三相桥式整流模块、滤波模块及所述全桥逆变模块并联连接；三相电源输入端与所述三相桥式整流模块连接；所述全桥逆变模块与电除尘器的整流变压器连接并供电。

2.根据权利要求1所述的电除尘用工频改造电源，其特征在于，所述三相桥式整流模块包括：第一二极管、第二二极管、第三二极管、第四二极管、第五二极管及第六二极管；

所述第一二极管的输入端与所述第二二极管的输出端连接，所述三二极管的输入端与所述第四二极管的输出端连接，所述第五二极管的输入端与所述第六二极管的输出端连接；所述第一二极管、第三二极管及第五二极管的输出端与所述滤波模块的一端及全桥逆变模块的一端并联连接，所述第二二极管、第四二极管及第六二极管的输入端与所述滤波模块的另一端及全桥逆变模块的另一端并联连接；

三相电源的第一相线与所述第一二极管的输入端及与第二二极管的输出端连接；三相电源的第二相线与所述第三二极管的输入端及与第四二极管的输出端连接；三相电源的第三相线与所述第五二极管的输入端及与第六二极管的输出端连接。

3.根据权利要求2所述的电除尘用工频改造电源，其特征在于，所述滤波模块包括至少一个电容，所述电容与所述三相桥式整流模块及全桥逆变模块并联连接；当所述电容为多个时，多个所述电容并联连接。

4.根据权利要求3所述的电除尘用工频改造电源，其特征在于，所述电容为DC-Link回路储能滤波电容器。

5.根据权利要求1-4任一项所述的电除尘用工频改造电源，其特征在于，所述全桥逆变模块包括：第一绝缘栅双极型晶体管、第二绝缘栅双极型晶体管、第三绝缘栅双极型晶体管及第四绝缘栅双极型晶体管；

所述第一绝缘栅双极型晶体管的发射极与所述第二绝缘栅双极型晶体管的集电极连接；所述第二绝缘栅双极型晶体管的发射极与所述第四绝缘栅双极型晶体管的发射极连接；所述第四绝缘栅双极型晶体管的集电极与所述第三绝缘栅双极型晶体管的发射极连接；所述第三绝缘栅双极型晶体管的集电极与所述第一绝缘栅双极型晶体管的集电极连接；第一单相逆变输出端与所述第一绝缘栅双极型晶体管的发射极及所述第二绝缘栅双极型晶体管的集电极连接，第二单相逆变输出端与所述第三绝缘栅双极型晶体管的发射极及所述第四绝缘栅双极型晶体管的集电极连接，所述第一单相逆变输出端及第二单相逆变输出端与电除尘器的整流变压器连接并供电。

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