電除塵器已經(jīng)有100多年的發(fā)展歷史，因其具有除塵效率高、適應范圍廣、運行費用低、安全可靠、使用方便且無二次污染等獨特優(yōu)點，為工業(yè)除塵設備的首選產(chǎn)品。面對越來越嚴格的排放標準，很多在役電除塵器達不到要求，不得不進行二次技術改造；新建待建的電除塵項目也面臨挑戰(zhàn)。雖然加長、加高電除塵器本體可以相應提高除塵效率，但是設備投入與除塵效率提高的性價比低，常規(guī)改進方法是難以滿足新的環(huán)保標準。新型高壓電源成為了提高電除塵效率的有效出路，三相工頻高壓電源、高頻高壓電源和脈沖疊加直流高壓電源的推廣應用，為提高電除塵器效率提供了新的可能和新的選擇。

　　電源簡介

　　電除塵器用高頻多重高壓脈沖電源（簡稱高頻脈沖電源），是一種即能提供直流（DC）供電，又能提供直流疊加脈沖（DC+PULSE）供電的電除塵器供電電源。

　　高頻脈沖電源其電壓疊加可組合輸出多種二次電壓供電波形。電場有效電暈電壓疊加脈沖電壓（DC+PULSE）的多重控制，使二次電壓有效值、峰值、頻率均可調(diào)。控制方式靈活，適應各種工況電除塵器。

　　電除塵器采用高頻電源供電，是相同幅值直流電壓連續(xù)不斷的向除塵器充電加壓，使板線間始終維持在擊穿電壓點附近。當粉塵比電阻超過1011?·cm后，就會在氣體電離—粉塵荷電—移動—捕集—脫塵的過程中出現(xiàn)問題。當高比電阻粉塵累積在陽極板上后，由于連續(xù)加壓，使帶電粉塵對陽極板的中和速度被更快的再充電，導致陽極板塵層加厚，表面電位提高，造成對放電極的電位差相對減少，放電極電暈放電減弱，引起反電暈現(xiàn)象發(fā)生，除塵效率大幅下降。

　　除塵器采用高頻脈沖電源：脈沖供電（DC+PULSE）其形式是在有效電暈電壓，連續(xù)不斷地向除塵器充電加壓的同時，疊加脈沖電壓。這種荷電方式，不僅提高了瞬間的荷電電壓，又降低了平均荷電電壓，即使是高比電阻粉塵，粉塵層中的電位也很容易在陽極板上得到中和，陽極板表面電位降低，不會產(chǎn)生與放電極相對電位的提高，抑制了反電暈現(xiàn)象的發(fā)生。脈沖波瞬間高電壓更易使粉塵荷電，所以除塵效率大大提高。

　　高頻脈沖電源集多種供電模式為一身，可實現(xiàn)直流供電、間歇供電、直流疊加脈沖供電。在有效直流電暈電壓基礎上疊加脈沖電壓，實現(xiàn)階躍脈沖供電，具有脈沖前沿時間快速的特點。在快速脈沖前沿時間內(nèi)，產(chǎn)生瞬間高強電場，粒子在脈沖放電電暈場中的電子荷電機理是以電子的電場荷電和動能擴散荷電為主。為了使粒子快速荷電，采用快速脈沖前沿的脈沖是有效的。自由電子荷電的粉塵荷電量，比離子荷電的粉塵荷電量，要高出50%以上。高壓脈沖可提升電場的峰值電壓，既提高了瞬間電場強度，又激發(fā)出了大量的自由電子。有效的直流電暈電壓維持電場的電暈電壓，即保證了荷電粉塵的驅進速度，又降低了陽極板粉塵層的表面電位，最大程度地遏制了反電暈現(xiàn)象的發(fā)生，大大提升了電除塵器對高比電阻粉塵、高濃度粉塵等復雜工況的適應能力。在滿足粉塵排放標準的前提下，可通過階躍脈沖供電波形的調(diào)整，實現(xiàn)節(jié)能控制。

　　電除塵器用高頻多重高壓脈沖電源特點

　　（1）綠色電源：三相供電、電網(wǎng)平衡、無諧波干擾、功率因數(shù)高、電源轉換效率高。

　　（2）多電壓疊加技術：多組IGBT全橋逆變功率單元組合，實現(xiàn)2+1、3+1、4+1等高頻脈沖電源的功率疊加和電壓疊加。多電壓疊加可組合任意電壓波形形狀，輸出多種DC電壓波形和DC+PULSE電壓波形，實現(xiàn)對電除塵器的純直流供電、間歇供電和脈沖供電。電壓峰值、有效值均可調(diào)，電場控制方式靈活。

　　（3）高頻率窄脈沖：輸出頻率范圍2kHz-40kHz，電除塵器是容性負載，供電頻率越高電場容抗越小，電源向電除塵器注入的能量就越大。脈沖寬度8uS，更有利于瞬間高強電場的產(chǎn)生和微細粉塵的凝聚。

　　（4）智能控制：當DC+PULSE二次電壓波形設定完成后，設備通過調(diào)整頻率自動跟蹤電場擊穿電壓的臨界點。電場不易閃絡，實現(xiàn)最佳功率輸出。

　　（5）閉環(huán)節(jié)能控制：根據(jù)除塵器排放濃度與電除塵器電源耗電量之間的閉環(huán)控制，實現(xiàn)節(jié)能減排。系統(tǒng)由上位機聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)優(yōu)化控制。

　　（6）降壓振打控制：具備反電暈檢測功能，當反電暈發(fā)生時輸出聯(lián)動信號，及時降壓、振打清灰。

　　（7）微細粉塵的捕集：微細粉塵的排放量是影響電除塵器粉塵排放濃度的關鍵指標。高頻窄脈沖供電產(chǎn)生的瞬間高強電場電暈，大大提高了對PM2.5及以下顆粒物的捕集。

　　（8）高比電阻粉塵的捕集：當采用DC+PULSE供電時，最大程度地遏制了反電暈現(xiàn)象的發(fā)生，大大提高了對高比電阻粉塵的捕集效果。

　　（9）脫硫脫硝：高頻窄脈沖供電產(chǎn)生的瞬間高強電場電暈，更有利于臭氧濃度的提高，提升脫硫、脫硝的效率。

　　（10）節(jié)能減排：高頻脈沖電源和常規(guī)單相工頻電源比較，提高電除塵器除塵效率+50%，電費下降-30%。

　　（11）整機結構與防護：高低壓一體化組裝，戶外布置，節(jié)約了控制室土建面積。IGBT等功率器件散熱采用箱式隔離風道，使功率器件、控制單元板與外界環(huán)境隔離。散熱系統(tǒng)采用調(diào)速風機智能控制，提高高頻脈沖電源在戶外高溫環(huán)境下的適應性。控制單元板采用三防工藝處理，提高絕緣及防腐能力。不銹鋼殼體，防護等級IP54。

　　（12）保護功能：火花閃絡、電場開路、電場短路、過載、欠壓、IGBT溫度、變壓器油溫、油位、設備故障及通訊故障等。

　　電源電路工作原理

　　1、電路組成

　　高頻脈沖電源由主回路部分、控制回路部分和高頻整流變壓器組成。

　　主回路部分：由接觸器、三相橋式整流、LC濾波電路、多組IGBT全橋逆變電路、高頻高壓整流變壓器、冷卻系統(tǒng)等組成。

　　控制回路部分：主要由DSP-CPLD控制電路、數(shù)字鎖相同步電路、IGBT驅動電路、信號采集電路、繼電器電路、通訊接口、低壓接口電路等組成。

　　2、工作原理

　　高頻脈沖電源的工作原理是將三相380V、50Hz低壓交流電，經(jīng)三相橋式整流、LC濾波輸出520V直流母線電壓，直流母線電壓經(jīng)多組IGBT全橋逆變?yōu)楦哳l脈沖電壓，對應各自高頻變壓器升壓，由高壓硅堆整流疊加輸出40KHz直流高壓，為電除塵器提供高頻脈沖電源。控制器根據(jù)ESP負載的二次電壓、電流反饋信號進行自動跟蹤控制。

　　電除塵器用高頻多重高壓脈沖電源應用范圍