靜電除塵高壓供電設計

摘要靜電除塵器有除塵效率高、運行和維修費用相對低廉等特點，在減少排放到大氣中有害粉塵方面起著十分重要的作用，是當前使用較為廣泛的一種環(huán)保設備。靜電除塵器是利用高壓靜電吸附帶電離子的原理進行除塵。一般來說，靜電極板電壓越高，對帶電離子的吸附能力就越強，除塵效率越高。但電壓越高，電場內(nèi)會出現(xiàn)頻繁的火花閃爍，甚至產(chǎn)生電弧，放電過程難以控制，除塵效率明顯降低，這種情況應該避免。如果能夠控制極板電壓長時間維持在臨界放電狀態(tài)，就可以獲得最佳的除塵效果并有效節(jié)約電力資源。關鍵字：靜電除塵器可控硅調(diào)壓高壓控制柜高壓供電目錄TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"第一章緒論 3\o"CurrentDocument"§1.1靜電除塵器研究的背景及意義 3\o"CurrentDocument"§1.2靜電除塵器的應用 4§1.3靜電除塵器技術的發(fā)展歷史及研究現(xiàn)狀 5第二章靜電除塵器的原理及其控制 錯誤！未定義書簽?！?.1靜電除塵器的工作原理 錯誤！未定義書簽?！?.2靜電除塵器的主要性能參數(shù)計算 錯誤！未定義書簽?！?.3高壓供電電源及其控制 錯誤！未定義書簽。第三章可控硅的工作原理 錯誤！未定義書簽?！?.1可控硅工作原理 錯誤！未定義書簽?！?.2基本伏安特性 錯誤！未定義書簽。第四章變壓器及高壓控制柜原理 錯誤！未定義書簽?！?.1電除塵器的高壓供電裝置 錯誤！未定義書簽。§4.2電除塵器高壓控制裝置 錯誤！未定義書簽。第五章電除塵器高壓電源控制系統(tǒng)的設計 錯誤！未定義書簽?！?.1高壓電源控制系統(tǒng)的工作原理 錯誤！未定義書簽?！?.2技術指標 錯誤！未定義書簽。§5.3故障檢測與處理程序 錯誤！未定義書簽?！?.4高壓電源控制系統(tǒng)的特點 錯誤！未定義書簽。§5.5控制系統(tǒng)的技術難點和關鍵點的分析 錯誤！未定義書簽?？偨Y 錯誤！未定義書簽。致謝 錯誤！未定義書簽。參考文獻 錯誤！未定義書簽。附錄 錯誤！未定義書簽?！?.1靜電除塵器研究的背景及意義自18世紀中期后，人類進入工業(yè)文明時代，煤炭就成了主要能源物質(zhì)。煤炭的燃燒不僅產(chǎn)生大量的碳氮硫的氧化物，也向空氣中排放大量的粉塵。粉塵對環(huán)境及人類的健康有極大的危害。伴隨著經(jīng)濟的高速發(fā)展，意味著人們將越來越多的礦物資源轉(zhuǎn)化為工業(yè)原材料和產(chǎn)品，如火力發(fā)電廠、水泥廠、鋼鐵廠、化工廠、礦山作業(yè)區(qū)等工業(yè)部門的生產(chǎn)及燃料燃燒過程，都向大氣中排出大量的粉塵及其他有害成分，這些工業(yè)生產(chǎn)污染物不僅浪費燃料，同時也將越來越多的廢棄物拋向的自然，是造成粉塵污染的最主要的來源。沒錢，全世界每年排入大氣的煤粉塵及其他粉塵在1億噸以上，嚴重污染了大氣，對人類健康構成了威脅。不僅如此，有時還會造成貴重材料的流失。二十一世紀可以說是環(huán)保世紀，人類在不斷進步中越來越認識到生存環(huán)境對自身的重要性。為此，不論是發(fā)達國家還是發(fā)展中國家，都把保護生態(tài)環(huán)境納入經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的前提，我國早已把它定為基本國策。隨著對大氣污染治理的加強，許多國家都已經(jīng)將粉塵排放列入國家標準加以控制，排放標準逐步趨嚴。根據(jù)我國《國家標準環(huán)境空氣質(zhì)量標準(GB3095—1996)》，空氣質(zhì)量為二級必須滿足總懸浮顆粒物的濃度為0.20?0.30mg/m3，可吸入顆粒物的濃度為0.10?0.15mg/m3。在我國城市大氣環(huán)境污染中可吸入顆粒物經(jīng)常是首要污染物。于是就要求工業(yè)生產(chǎn)中產(chǎn)生的粉塵在排入大氣前必須經(jīng)過除塵處理，以減少粉塵排放量，防治大氣污染。除塵器是治理煙塵污染，改善大氣環(huán)境的主要裝備。隨著工業(yè)迅速發(fā)展，不僅治理現(xiàn)在生產(chǎn)過程中排出的煙塵危害顯得十分迫切，而且每年新建、擴建的大批廠礦投產(chǎn)，防止煙塵污染擴大的任務也十分艱巨。因此，致力于研制開發(fā)除塵器新產(chǎn)品、提高除塵器技術性能具有十分重要的意義。除塵器按其工作原理一般可分為旋風除塵器、袋式除塵器和靜電除塵器三類。靜電除塵器是使含塵氣體在通過高壓電場進行電離的過程中，使粉塵荷電，并在電場力的作用下，使粉塵沉積于電極上，將粉塵從含塵氣體中分離出來的一種除塵設備。它能有效地回收氣體中的粉塵，以凈化氣體。在各種凈化設備中只有電除塵器才能把作用力直接施加于塵粒本身，使塵粒與氣流脫離。因此，電除塵器分離塵粒所需的能量要比其它型式的除塵設備小得多。其優(yōu)點是集塵率高、可處理高溫氣體，含塵率低時效率也高。在合適的條件下使用除塵器，其除塵效率可達99%或更高。缺點是占地大，投資大，受粉塵電性質(zhì)的影響。靜電除塵設備分為除塵器本體和供電電源兩部分?！?.2靜電除塵器的應用因為靜電除塵器具有除塵效率高、耐高溫、處理煙氣量大和可以捕集細微粉塵等優(yōu)點，目前已廣泛應用于冶金、電力、建材及化工等行業(yè)。在有色冶金工業(yè)中的應用有色金屬以火法冶煉為主，其原料大部分為多元素共生物。如硫化銅礦中除了銅以外，還有鉛、神、竦、硒、金和銀等，在冶煉過程中，粉塵中除了污染物之外，還含有一些貴重的稀有金屬在內(nèi)。所以對有色金屬冶煉工業(yè)來說，除塵不僅是環(huán)境保護的需要，也是資源回收的需要。在黑色冶金工業(yè)中的應用在煉鐵、煉鋼和軋鋼工業(yè)中，由于煤的燃燒會產(chǎn)生大量的煤氣，這些煤氣中含有大量的焦末、礦粉以及金屬氧化物，煤氣的溫度可達上千攝氏度，靜電除塵器往往安裝在旋轉(zhuǎn)除塵器和洗滌塔之后作為第三級除塵器。在建材工業(yè)中的應用水泥是主要建筑材料。水泥在煅燒過程中會產(chǎn)生大量含塵煙氣，另外物料的粉碎、烘干和磨細也要產(chǎn)生煙氣和粉塵。由于水泥生產(chǎn)廠產(chǎn)生的煙氣流量大、含塵濃度大，溫度高，用旋風式除塵和袋式除塵效果均不理想，故大量采用靜電除塵器。在電力工業(yè)中的應用我國電力工業(yè)以火電為主，大部分為燃煤電廠，煤的燃燒特別是坑口煤礦劣質(zhì)煤的燃燒會產(chǎn)生大量的灰粉，灰粉可占煤的總重量的20%甚至30%.在火電行業(yè)除塵中，可以用旋風式除塵，袋式除塵和靜電式除塵或者它們的組合，靜電除塵器以其獨特的優(yōu)勢而獨占鰲頭。在化工工業(yè)中的應用如硫酸生產(chǎn)中去除硫化物焙燒中產(chǎn)生的塵粒和酸霧；在造紙業(yè)中去除黑液回收爐的煙塵；在石油精煉中對催化劑粉塵進行廢氣處理。§1.3靜電除塵器技術的發(fā)展歷史及研究現(xiàn)狀§1.3.1國外電除塵技術的發(fā)展過程及發(fā)展現(xiàn)狀早在公元前六百多年，希臘人就發(fā)現(xiàn)了靜電吸附現(xiàn)象。而真正第一次成功演示靜電除塵是在1824年，由德國人霍菲爾德完成的。最早成功地將電除塵器應用于工業(yè)上是美國的化學教授科特雷爾，1907年他將電除塵器應用于氣體凈化，建立了工業(yè)化電除塵裝置。在理論方面，早期對電暈放電的研究是由湯林和湯姆森在二十世紀初開始的。1922年多依奇提出對細粒子在帶電體上的沉積流量之間的數(shù)學表達式，即多依奇公式，這是靜電集塵理論的基礎。1950年，懷特又根據(jù)概率理論重新導出了多依奇公式。其后很多人開展電暈理論及荷電理論的研究。1970年，奧格爾斯比和尼科爾斯提出了包括影響除塵器性能的理論和經(jīng)驗因素在內(nèi)的電除塵器數(shù)學模型。從科特雷爾型裝置誕生以后的幾十年里，雖然電除塵器的總體形式與科特雷爾的原始設計并無根本的變化，但是某些部件特別是供電設備已經(jīng)作了重大改進。最早的電除塵器使用機械同步整流器，后來逐漸被電子管整流器、硒整流器和固體硅整流器所代替。早期的電除塵必須用人工控制電壓和電流，到30年代才首次嘗試用馬達帶動的設備進行自動控制。第一個電子控制裝置是在1950年霍爾及其同事研制的。這就是以火花率作為控制參數(shù)的飽和電抗器控制設備。隨后，最高平均電壓控制方式等其他控制方式也得到了發(fā)展。從人工控制到電子控制裝置的研制成功，電除塵器的控制方式得到了發(fā)展。隨著計算機技術的發(fā)展，微處理器被用于供電裝置的控制器，控制方式更加多樣。近年來國外對靜電除塵器本體技術的研究主要集中在兩個方面。第一，利用流體力學對除塵器的氣流進行模擬，如研究不同氣流技術對除塵器效率的影響；第二，對電除塵過程進行過程模擬實驗，從實驗中總結規(guī)律，一提高除塵器的除塵效率。近年來，除本體技術外，國外供電與控制技術也有新發(fā)展，研制開發(fā)出一種新型電源即高頻開關集成整流電源SIR，它具有體積小、重量輕、收塵效率高等優(yōu)點?！?.3.2國內(nèi)電除塵技術的發(fā)展過程及發(fā)展現(xiàn)狀我國西漢末年就有了靜電產(chǎn)生吸附作用的文字記載，但電除塵器傳入我國還是在20世紀30年代。我國第一次組織并系統(tǒng)地對電除塵進行實驗和研究是在1965年。我國靜電除塵技術發(fā)展大致可以這樣概括：起步晚、發(fā)展快、潛力大。特別是國內(nèi)自行研究開發(fā)的基礎上，自上世紀80年代中期以后，為了滿足日益嚴格的環(huán)境質(zhì)量要求，引進了多國的電除塵技術和設備，使我國的電除塵技術能夠一直跟蹤國際先進目標。通過40多年的發(fā)展，我國在該領域的國際科技排名已進入前茅，一般公認前3?4名。如果說，除塵器本體的研制水平是通過引進國外技術和設備而不斷提高的話，那么，供電電源則主要依靠我國科技工作者的努力探索和自主研發(fā)。我國現(xiàn)階段微機控制可控硅高壓電源的技術已達到國際先進水平。近年來，我國對電源技術的研究包括：不同供電方式對除塵效率的影響；高壓開關電源的研制；將工業(yè)總線及網(wǎng)絡技術應用于電源控制及遠程監(jiān)控中；也有人采用一些先進的智能控制算法對供電電源進行控制。電除塵器在大氣污染控制中舉足輕重，但也存在著許多必要解決的問題。在整個世界范圍內(nèi)，理論還遠遠落后于實踐，迄今