EPP-Ⅱ高压脉冲电源

电除尘电源的第三个里程碑连成环保EPP-Ⅱ型高压脉冲电源的研发及应用电除尘器在我国已有30年以上的历史，自然作为电除尘器的重要部分--高压电源也已经走过30多年的历程了。在这三十多年中,电除尘器电源有单相工频可控整流电源、工频恒流电源、三相可控整流电源、中频电源、调频式高频电源和调幅式高频电源及脉冲电源等多种形式。但是从研发和应用的广度和深度来看,从1985年至2000年主要是工频电源,这是第一个里程碑;2001年至2015年主要是第二个里程碑--高频电源;从现在开始,电除尘器高压电源已经步入了第三个里程碑一脉冲电源。估计再过十年或十五年，脉冲电源也会如今天的高频电源一样，得到大家的认可和广泛的应用，到2030年新建电除尘器选择电源时，人们就不会考虑工频电源，很少考虑高频电源，而是更多地考虑脉冲电源了。高压脉冲电源高压脉冲电源主要由采用移相ZVT-PWM控制技术的全桥逆变电路和多个相互独立的低压固体开关式脉冲形成单元组成，以DSP为控制核心，以窄脉冲（100us及以下）电压波形输出为基本工作方式。在不降低或提高除尘器运行峰值电压的情况下，通过改变脉冲重复频率调节电晕电流，以抑制反电晕的发生，使电除尘器在收集高比电阻粉尘时有更高的收尘效率。常见的脉冲供电装置有三种类型第一种是高压脉冲电源装置使用火花间隙产生脉冲这种方法装置简单、费用较低，但要求有高精度的维护水平；其脉冲宽度在微秒量级或更窄工作峰值电压比常规电源提高较显著但目前功率容量相对较小。第二种是采用贮能式原理，由半导体开关、贮能电容、脉冲变压器漏感和电除尘器电容组成串联谐振电路产生高压脉冲，在脉冲期间未被电除尘器耗用的脉冲能量通过反馈二极管回送到贮能电容贮存起来，以供下一个脉冲使用，具有显著节能的优点。第三种是多脉冲供电装置。其特点是基础直流电压和叠加的脉冲都取自同一个特殊的变压整流器，所产生的脉冲是每间隔3ms~100ms发出50us~100us宽的短脉冲群。目前，第二种类型的高压脉冲电源装置由于除尘效果及综合性能更加显著，应用场合更普遍；其电源装置随着半导体器件技术、脉冲电容技术和电压电流快速检测技术以及数字信号处理技术的进步，其可靠性得到了显著提高；目前浙江连成环保科技有限公司新研发并投入使用的的EPP-Ⅱ型高压脉冲电源是目前除尘器电源技术的一个新的亮点。其电源输出的高压脉冲的幅值、频率和脉宽都设计为可调，可满足多种电除尘要求。脉冲供电技术介绍目前，电除尘器的供电方式有两种：一是使用常规直流电源供电；二是脉冲供电。常规直流电源供电主要采用数字控制方式，它对电厂等高温高比电阻粉尘易产生反电晕状况，粉尘回特别适用于高温高比电阻粉尘，有效地提高并稳定了收尘效率，且能明显的节约电能。电除尘器的脉冲供电是在直流基础电压上叠加高幅值的微脉冲。实现这一技术的途径有两种：一是利用两套电源设备，一套产生高压直流基础电压，另一套产生高压脉冲，在高压侧叠加后形成脉冲供电，这种方法设备造价高，投资大，元件可靠性要求高，推广应用困难。二是浙江连成环保科技有限公司研制成功的仅用一套设备就能完成脉冲供电的新技术，这种设备造价低，可靠性高，运行安全稳定，能耗小。经过在邯郸钢铁集团的烧结机电除尘、火力发电厂电除尘上广泛应用后大大改善了电除尘器的运行性能，提高了收尘效率，投资也小，不需要改造原电除尘器的本体部分，不影响正常生产，是钢铁厂、水泥厂、火电厂及化工厂等电除尘器电源改造的较佳途径。连成环保生产的EPP-Ⅱ高压脉冲电源是一个高集成、模块化的大功率电源，能为高压静电除尘器电场提供所需的设备及控制系统，其主要由主油箱、逆变箱、控制箱、控制柜和散热系统组成，同时采用侧高压输出线方式，安装简单，与隔离开关连接方便，可户外安装在电除尘器顶部。EPP-Ⅱ不仅可以通过触摸屏手操器进行操作，也可以采用RS485总线或TCP/IP以太网在上位机进行集中管理、远程操作、参数修改、节能优化等。EPP-Ⅱ高压脉冲电源也是一种功率叠加电源，它的功率输出由两部分组成：基波电压和脉冲电压。基波部分输出的直流负高压，与脉冲部分输出的微秒级负高压脉冲，通过耦合叠加电路，产生一种基波叠加脉冲的电压形式，供给电除尘电场。脉冲电源的基压部分提供电场的驱动力，脉冲部分提供荷电电流，而且荷电效率比传统的直流电源高出许多倍，所以具有节能高效的特点。脉冲电源的工作原理与传统的工频电源等具有质的差别。EPP-Ⅱ高压脉冲电源与传统的SCR以及高频电源相比性能更优越，具有输出电压高、电源能耗低、转换效率高、除尘效率高、工况适应性强、模块化结构等显著优点，所以EPP-Ⅱ高压脉冲电源是新一代的电除尘电源高端产品，也是电除尘器供电电源技术的突破性进步。EPP-Ⅱ高压脉冲电源控制原理图1EPP-Ⅱ高压脉冲电源控制原理如图１所示，总电路整体分为两大部分，高频基压部分和脉冲部分。高频基波部分，输入的三相工频交流电源经过三相全桥整流后变成低压直流电（基波整流电路），再经过全桥IGBT逆变电路产生高频交流脉冲（基压逆变电路），高频高压整流变压器最后将低压高频交流脉冲升压整流后（基压升压整流），产生负高压高频基压电压送至高压耦合电路，同时输出侧的基波二次电压和基波二次电流取样反馈信号反馈给控制器参于实时控制；脉冲部分，输入的三相工频交流电源经过可控硅调压、三相变压器升压组成的脉冲前置升压电路、经三相全桥整流滤波电路后，变成500-2500V直流电（脉冲整流滤波），经过一个电感后给储能电容充电，打开IGBT后，在脉冲变压器原边产生低压谐振脉冲，脉冲变压器将低压谐振脉冲升压至负高压脉冲后（脉冲升压），同时输出侧的脉冲二次电压（峰峰值）和脉冲二次电流（峰峰值）信号反馈给控制器参于控制，脉冲部分送来的二次输出侧脉冲电压与高频基波部分送来的负高压高频基波电压叠加，得到基波叠加脉冲的负高压电，供给电除尘器电场使用。EPP-Ⅱ高压脉冲电源技术参数连成环保生产的EPP-Ⅱ高压脉冲电源有一体（脉冲和高频基压放在同一个油箱）、分体（脉冲和高频基压分开放置在不同的油箱，脉冲电源和基压电源可以独立运行）两种模式，适用不同客户要求。其技术参数及型号如下：输入电源范围：三相交流380V±20%50/60Hz功率因素cosφ：≥0.92转换效率：≥92%主断路器分断能力：400V-35KA变压器温升：≤25℃基波电压：0～60kV基波电流：1200mA2000mA脉冲电压峰峰值：0～80kV脉冲电流峰峰值：≥300A脉冲频率：1～100Hz脉冲宽度：75us总峰值电压：基波电压+脉冲电压峰峰值=140kV冷却方式：风冷油冷相结合输出类型：直流连续与间歇供电可设置选择基波高低波时间：1-199ms可设置，高低波时间总和最大200ms闪络频率控制：1-120次/每分闪络封锁时间：1-20ms通讯协议：原生以太网接口，支持10/100M速率，支持Modbus-TCP协议，可支持多机通讯(支持4台上位机加触摸屏)EPP-Ⅱ高压脉冲电源设备结构图5连成环保EPP-Ⅱ高压脉冲电源设备的结构外形图图5为连成环保EPP-Ⅱ高压脉冲电源设备的结构外形图。EPP-Ⅱ高压脉冲电源结构多样化，有一体式（高频基压和脉冲放在同一个油箱）、分体式（高频和脉冲分开放置在不同的油箱，基压电源和脉冲电源可以独立运行）两种模式，适用不同客户要求。EPP-Ⅱ高压脉冲电源特点优势连成环保生产的EPP-Ⅱ高压脉冲电源与较工频电源和高频电源相比，主要有以下几个方面的优势：（1）EPP-Ⅱ高压脉冲电源基压采用高频电源，基压稳定性更好，比采用工频电源和三相电源更好，闪络的处理更及时；基压效率更高，功率因数、转换效率高。（2）结构多样化，有一体（脉冲和高频放在同一个油箱）、分体（脉冲和高频分开放置在不同的油箱，脉冲电源和基压电源可以独立运行）两种模式，适用不同客户要求。（3）脉冲电源部分，脉宽宽度很窄，能达到60~75us的脉宽宽度，可以避免产生火花。输出功率大，输出电流的峰值达到500A以上；电压峰值达到80kV以上，如客户需要更大脉冲电源，我公司有能力可以定制。（4）低电能消耗，由于避免的反电晕现象的产生，避免了浪费电流而节省能源消耗。（5）适应不同煤种，灵活应对不同煤种，适用比电阻广。（6）具有完善的IGBT保护电路和脉冲变压器保护电路，可靠性更高。在线计算脉冲宽度的能力。（7）采用油冷、风冷一体化散热，散热效果良好，温升≤25℃（8）脉冲电源中内控制系统采用32位高速CPU芯片，具备处理速度快，更新及时等优点。（9）电源控制系统与其它系统具有TCP/IP、MODBUS485两种通讯方式。电源控制器的TCP/IP以太网接口，通过交换机可以同时连接5台主机。对于电除尘器本体一类的改造，脉冲电源具有如下主要优势：（1）改造简便，可在不停炉、短期停电的状态下完成改造；（2）改造周期短，见效快；（3）故障时影响小，无需停炉整改；（4）改造成本低；（5）对于原本体小的除尘器有适当提效功能。综合考虑，EPP-Ⅱ高压脉冲电源较其他除尘器技术具有全面的、可靠的优势，采用脉冲电源对电除尘器进行改造是目前适应国家新环保标准的最佳改选方案。EPP-Ⅱ高压脉冲电源应用范围EPP-Ⅱ高压脉冲电源适用于工业部门的除尘、除雾、脱水、除焦油、杂质分离和回收稀有金属及其它原料等，是保护环境、发展综合利用及可持续发展的重要设备。在火电、冶金、建材、石油、化学、轻纺等工业领域均可广泛使用。EPP-Ⅱ高压脉冲电源的应用效果脉冲电源自上世纪九十年代问世以来，已经在世界各地得到广泛应用。近两年由于环保问题的日益严峻，世界各国对大气污染治理问题的越加重视，传统电源技术已无法满足除尘需求，性能优越的脉冲电源得到了极大的发展，迅速在世界各地得到应用。脉冲电源应用后也取得了显著的除尘效果。EPP-Ⅱ高压脉冲电源目前已经成功投产运行，交获得了良好的效果。经过第三方权威检测机构对现场排放废弃烟尘进行监测、采集取样检测表明，使用EPP-Ⅱ高压脉冲电源后排放完全满足国家最新排放标准。