中聯水泥軟穩電源改造後分析報告

2022-06-06 03:27:02 字數 4823 閱讀 6369

目錄一、概述1

二、常規電除塵的技術原理和理論依據1

2.1常規電除塵技術特點2

2.2常規電除塵的理論依據2

三、軟穩電除塵的技術路線和理論依據5

3.1軟穩電源特性5

3.2軟穩電源和常規電源的區別5

3.3軟穩電源的理論觀點6

3.4軟穩電源的技術路線7

3.5軟穩電源節能、減排原理9

3.6關於軟穩電源「軟特性」的實現12

3.7軟穩電除塵技術能夠拓寬捕集粉塵比電阻的範圍………………13

3.8軟穩電除塵技術優勢13

四、「軟穩」電源和高頻高壓電源的技術特點比較…………………15

五、改造後裝置執行分析報告18

六、改造前廢氣檢測報告

七、改造後廢氣檢測報告1、2、3次

九、企業資質

附件1 國家電控配電裝置檢驗報告

附件2 營業執照、稅務登記證、組織**證、企業產品執行標

準證書、專利證書

一、概述

在工業粉塵治理的多種除塵裝置中,上世紀初發展起來的電除塵器,由於它的除塵效率高,執行費用低,維護管理方便等特點,使其在除塵領域裡成為佼佼者,稱強將近乙個世紀。國內外大規模或特大規模的除塵幾乎都採用電除塵。但由於它還存在著一些缺點,受到環保要求日益嚴格的排放標準及節能的嚴峻挑戰。

在這種情況下,我們提出乙個全新的電除塵技術——「軟穩電除塵技術」。它的新首先新在思路和理念上面,新在技術路線上面。

「軟穩」電除塵,它首先是電除塵,保持了原來電除塵除塵效率高,省電,維護管理方便等優點,同時,它還能達到國家規定的高標準的排放要求。它可以說是國際上已經實施了近100年常規電除塵技術的延伸和發展,是常規電除塵的公升級替代產品。它使電除塵在除塵領域中繼續成為佼佼者,為環保節能減排作出新貢獻。

二、常規電除塵的技術原理和理論依據

圖2-1 常規電源電壓輸出

2.1常規電除塵技術特點

常規電除塵器供電電源的技術路線是由工頻電50hz通過鐵芯變壓器直接公升壓、整流成為硬特性的脈動直流作為除塵器的供電電源。其特點:1.

電源效能屬於硬特性2.電源波形屬於脈動性。

2.2常規除塵器的理論依據

1)關於電源電壓輸出波形問題,它沿用的學術觀點是美國學者科特雷爾和懷特先生等人的觀點:一是「脈動直流比穩定直流優越」;二是「電源工作電壓最佳點是在火花始發點以上某處」。關於電壓波形對除塵效率影響的問題,國際電除塵權威懷特先生曾經有過這樣一段論述:

「科特雷爾在其早期的試驗中,曾就未濾波的整流機組所得到的脈動電壓與整流機輸出的電路上增加乙個濾波容器所得到的穩定直流進行了比較。結果證明,脈動電壓肯定地優於穩定直流電壓,這主要是因為穩定直流電壓的火花特性不好,脈動直流的峰值能提高除塵效率,而谷值則能抑制火花放電,長期以來的經驗肯定了這個結論。在單區電收塵中,普遍採用未經濾波的電壓。

」2)關於火花放電的問題,懷特先生有這樣一段論述:「電收塵的操作電壓最好是提高到發生火花放電,但又不太嚴重的境界。……電收塵每個電場都有乙個火花放電速率的最佳值,這個值一般每分鐘100次左右,這時,由於電壓提高所取得的效益,恰能抵償電收塵火花放電所造成的煙塵損失。

如再提高電壓,那麼由於火花放電所造成的損失就會增大。……最佳火花放電速率的原理導致了自動調壓系統的發展和廣泛的應用。」

所以,迄今為止,國內外大規模或特大規模電除塵場合通常用的常規電源,都是脈動電源,並且設立火花自動跟蹤、自動抑制,把電除塵器的供電電壓調整在所謂「最佳火花率」的狀態執行。

圖2-2 電除塵收塵原理

圖2-3 粉塵吸附示意圖

眾所周知,電除塵的基本原理是利用高壓電暈放電,是粉塵帶上電荷,在靜電引力的作用下,被集塵極捕集,從而達到廢氣淨化的目的。反言之,粉塵得不到電荷,除塵也就無從談起。常規電除塵「最佳火花率」概念的產生,使其在整個供電的過程中,包含著電暈放電和火花放電。

這兩種放電狀態是處在乙個不可分割的矛盾統一體當中,對除塵來講,電暈放電是其正面作用,而火花放電是起負面作用,在增加電暈放電的同時,火花放電也就不可避免的會增加,取其折中,得到「最佳火化率」。也就是其說的「電壓提高取得的效益,恰能抵償電收塵火花放電所造成的煙塵損失。如果再提高電壓,那麼火花放電所造成的煙塵損失就會增大」。

其實,懷特先生等人都是在常規電源的技術路線的情況下,採用巨集觀的方法,在整個供電過程中,有高效、有低效和無效的綜合值得出這個結論。

三、 軟穩電除塵技術的技術路線和理論依據

3.1軟穩電源特性

採用軟特性準穩定直流電源簡稱為軟穩電源,作為除塵器的供電電源,在電除塵領域裡是乙個新的思路、新的技術路線。所謂軟穩電源的「軟」是指電源屬性屬於軟特性,它是針對常規電源的硬特性來說的,「穩」是指電源的波形是一條穩定的直線,它是針對常規電源的脈動性來說的。

3.2軟穩電源和常規電源的區別

軟穩電源沒有火花放電且輸出的電壓受到負載輕重(電場內溫度、濕度、粉塵濃度以及市電波動)的變化,自動調節電壓高或低,改善放電狀態;如果由於工作條件不穩定而造成兩極間全擊穿時,相當於負載加重,這是輸出電壓自動跌落,當不穩定狀態消除後能夠自行起來。有效抑制火花放電的發生。

常規電源有火花放電且電源特性屬於硬特性。其輸出電壓不隨著電場內部負載變化而調整,不具備適應環境的能力。

3.3軟穩電源的理論觀點

我們認為,電源工作的最佳點是在火花始發點以下的臨界處。不得進入火花放電。因為,火花放電的實質是正電荷和負電荷在電場中間發生碰撞,通過光和熱釋放能量的物理現象,它並沒有把電荷附給粉塵,對除塵沒起作用,純屬浪費。

不僅是肉眼看得見的火花對除塵不起作用,就是眼睛看不見的越過火花放電線的脈動波部分也是無效的。

1)電除塵現場工況不可能一直處於理想狀態,每時每刻會受到煤種的變化,以及電場內溫度、濕度、粉塵濃度的變化的影響。軟穩電源「軟特性」就是隨著電場負載的變化同時調整電壓輸出狀態。

2)火花自動跟蹤、檢測等軟體技術手段往往滯後於除塵工況變化。跟蹤檢測和通過資料庫定量分析都不能完全應對工況瞬時變化。

圖3-2 輸入電場有效電暈功率和溫度的關係

3.4軟穩電源的技術路線

圖3-3 軟穩電源工作框圖

軟穩電源包括主電路系統和控制系統

1)主電路系統

實現由三相交流電到高壓軟穩電源的變化,提供給除塵器系統,輸出軟穩特性電流,用於靜電除塵。

主電路系統包括濾波電路,三項整流電路,調功電路,高頻逆變電路,高頻變壓器,軟功率模板等6個部分;

濾波電路:由於本系統包含整流、逆變等電路,為減少對電網的雜波汙染,使用濾波電路,濾除雜波;同時,減少電路中過電壓對本電源系統的干擾。

三相整流:本系統使用三相交流電,保證三相電負載均衡;三項交流電經整流電路後濾波,形成直流供給下級電路;

調功電路:提高電路的功率因數;

高頻逆變:電源的重要組成部分,採用igbt功率模組,將直流電逆變為高頻交流電;

高頻變壓器:電源的重要組成部分,將高頻低壓電公升壓為高頻高壓電;

軟功率模組:完成高頻高壓電轉換為具有軟穩特性的直流電,供給除塵器;

2)控制系統:

控制軟穩電源的執行,是系統的核心部分。

包括訊號採集,系統控制,vrw軟功率模組;

訊號採集:採集電源執行所需要的引數,經處理後送給系統控制器;分為數碼訊號和模擬訊號,包括電流,電壓,穩定等訊號;

系統控制:依據採集的訊號,經分析計算,傳送控制訊號,控制系統的執行;

vrw軟功率模組:與軟功率模組一起,實現電源的軟穩特性;

3.5軟穩電源節能、減排原理:

圖3-4 軟穩電源和常規電源輸出比較

軟穩電源省電的原因,軟穩電源工作電壓最佳點是在火花始發點以下的臨界處,在整個過程中都沒有火花放電的產生。軟穩電源和常規電源相比,不僅因為軟穩電源消除了肉眼能看得見的火花放電而省電,同時也包含肉眼看不見的超出火花放電的那部分也是無效的,如圖所示。因為軟穩電源的電壓u穩也是平行於時間軸的一條直線,它可以平移至火花始發點uf的臨界處,整個週期內都處於高效。

但常規電源是脈動的,u常的高效只是a、b、c、d四個點,遠離uf的是低效,超過a、b、c、d四個點的是無效的。

常規電源和軟穩電源有效極限值比較圖進行分析:

圖3-5 極限值比較

圖3-6 常規電源和軟穩電源的效能比較圖

如果確認火花始發點以下臨界處是最佳點的極限值的話,那麼常規電源最佳點的極限值只是峰值a、b兩個點,其有效值則是峰值的1/√2,而軟穩電源的最佳點是火花始發點以下臨界處平行時間軸的一條直線,每時每刻都等於常規電源的峰值,即為常規電源有效值的√2倍,即:v穩=√2v常規有效值。由於粉塵有效驅進速度ω與兩極間電壓有下列關係:

ω=k』v2 式中k』是乙個常數,有效驅進速度ω與兩極間的電壓平方成正比,由於v穩=√2v常規有效值,所以軟穩電源的粉塵有效趨近速度ω穩=k』v2穩= k』( √2v常規有效值)2=2 k』v2常規有效值=2ω常規

由式可以看出兩種電源都處於最佳點的極限值的時候,軟穩電源有效驅進速度等於常規電源有效驅進速度的兩倍,根據除塵效率多依奇公式:η=1-e-ωa/q可以看出一級軟穩電源供電能等於二級常規電源供電的除塵效果,這就是軟穩電源代替常規電源給除塵器供電能夠減排的原理。

3.6關於軟穩電源「軟特性」的實現

有什麼方法可以吧火花放電去掉,只保持電暈放電呢?常規電源的技術路線出來的電源,是不可能實現的。採用「軟穩」電源,就能把火花放電去掉,只保留電暈放電這部分。

由於除塵器供電電源的工作環境不可能都處於理想和狀態之中,廢氣的溫度、濕度、粉塵濃度、市電波動等等都會引起「臨界電壓」值的偏移。由於常規電源屬於硬特性,火花放電時,其輸出的電流將會極大幅度的增長,相當於負載加重,其輸出的電壓不會下降,也就是它沒有自動抑制火花放電的功能。也就是不能適應這種不可能是理想的環境,必然「火花特性不好」。

但是「軟穩」電源的軟特性表現在,當要發生火花放電時,輸出電流將加大,由於電源內阻很高,所以內壓降隨之增高,根據全電路歐姆定律,外壓降等於電動勢與內壓降之差,而隨之下降。起到了負反饋的作用,避免了火花的發生,也就是這種電路結構具有自動抑制火花放電的功能,也就是很大程度上,改善了火花特性。所以,我們確認:

「穩定」是高效的前提,「軟特性」則是維持這種高效的可能。

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