簡析GGAJO2（H）型高壓電源在電除塵器中的應用

李小林

(韶關冶煉廠燒結車間設備科,廣東 韶關 512000)

1、靜電除塵的基本原理

靜電除塵技術屬于靜電應用的一個方面。在有色冶煉企業中的電除塵器主要用于回收塵粒及懸浮在煙氣中的液滴。回收過程包括給進入到電除塵器中的塵粒荷電，將塵粒從氣流中分離沉積到沉塵極表面，然后將堆積在該表面的塵沉掉下來。

電除塵器無論是塵粒的荷電，還是沉積都需要有高壓電源的系統供電。由于電除塵器的工作電壓很高，如果直接在變壓器的輸出端接可控硅整流，整流元件的耐壓無法解決，控制也復雜得多。故現在的供電電源均將交流380V工頻電壓經調壓裝置調壓后，由升壓變壓器進行升壓，再由高壓單相橋式整流器整流成脈動直流高壓施加到除塵電場。其示方框如圖1-1所示。

圖1-1 供電系統方框圖

2、電除塵器對供電機組性能的要求

2.1 采用正確的火花跟蹤控制特性

火花放電是電除塵器的一種正常的工作狀態。火花跟蹤方式跟蹤電場擊穿電壓是國內外冶金企業供電機組普遍采用的供電特性。但問題是火花放電后如何控制電源的閉鎖時間使火花放電不會過度到電弧放電，同時又能保證機組向電場提供最大的電暈功率。

2.2 回路阻抗電壓要高

從變壓器的輸入端來看，采用交流調壓方式，也就是通過改變可控硅導通角的移相調壓來控制輸入端的電壓電流。在可控硅導通的瞬間，其波形前峰時很陡的。這種突變的波形存在很多高次諧波，且諧波電壓很高，其峰值可達基波分量的數倍。這就存在幾個問題：一是使變壓器的損耗增加，溫度升高，另外使變壓器的縱絕緣易損壞，如不采取措施，這個電壓經變壓器升壓整流后輸出到電場，勢必引起在平均電壓還很低的時候，就出現頻繁閃絡的情況，這對電除塵器的運行很不利。

從變壓器輸出端看，除塵器的煙氣條件一般比較復雜，總是難免出現火花、閃絡、拉弧的情況，這就意味著電場擊穿或局部擊穿。這種情況相當于輸出短路，勢必引起初級電流增大，這種情況是不允許的，必須加以限制。所以除了在控制特性上采取措施外，在初級回路中增加一個線性電抗器或采用高阻抗型變壓器，以提高回路的阻抗電壓，平滑波形抑制諧波。在輸出回路中串接阻尼電阻用以吸收二次回路的高頻諧波部分。

2.3 輸出電壓分檔

電除塵器一般有幾個電場，前后電場粉塵濃度的變化使運行電壓有較大不同。如光靠改變可控硅的導通角的方法來改變輸出電壓，那些運行電壓較低，偏離機組額定電壓較多的電場，其控制中可控硅導通角長期處于小導通角的工作情況。這不但對可控硅元件的使用壽命不利，可控硅導通角小，還使硅整流變壓器的輸入輸出電流都相應的減小，用于電場的電暈功率小，除塵效果也就比較差。此時如通過改變變壓器抽頭等方式合理選擇電壓檔位，就可以使電暈功率大大增加。

3 GGAJO2（H）高壓電源

3.1 GGAJO2（H）高壓電源的特點

GGAJO2（H）高壓電源結構較為簡單，應用比較方便，操作簡單。其主要性能特點有：

1、間隙供電方式，通過對電壓給定環節的有效控制，使輸出高壓波形發生間隙性變化。這種方式同樣具有脈沖供電的原理和作用，對高比電阻粉塵不但可以提高除塵效率而且節能。

2、高壓平均電壓值控制特性，通過對電場閃頻的自動調整，從而實現了在火花狀態下的最高平均電壓控制，達到高效收塵的目的。

3、臨界火花控制特性，通過二次電流的采樣、分離，得到臨界火花控制脈沖，達到對火花信號進行預測的目的，使電場處于臨界火花狀態下運行。從而實現高效、穩定、防爆、可靠運行。

4、閃絡閉鎖時間的自動跟蹤，不同的電場具有不同的放電強度，因而需要不同的閃絡閉鎖時間。該系統可以根據不同的放電強度自動給定不同的閉鎖時間和下降速度，因而不但實現有效地控制火花，而且可以進一步提高平均電壓值。

3.2 GGAJO2（H）高壓電源的基本工作原理

GGAJO2（H）高壓電源是通過兩個反并聯的可控硅V1、V2將380V工頻交流電調壓，經電抗器L1送至高壓硅整流變壓器一次側，通過高壓硅整流變壓器T1升壓整流經阻尼電阻R5送至電場。同時，在高壓回路中通過電壓取樣電阻R7和電流取樣電阻R9取得電壓和電流信號，以負反饋形式送至電壓自動調整器，形成閉環式自動調壓系統。其主回路如圖3-1所示。

圖3 -1GGAJO2高壓電源主回路圖

在圖3-1中，電抗器L1的作用是提高變壓器T1一次側回路的阻抗電壓，平滑波形抑制諧波。變壓器T1的一次側有6個抽頭，這樣就可以根據電場的不同位置和電場中粉塵濃度的不同來選擇合理的電壓檔位。與硅整流器并聯的電容C6、C13有均壓及吸收高額電壓保護硅堆的作用。阻尼電阻R6用于阻尼容性負載引起的寄生振蕩，提高設備的運行穩定性。

3.3 設備啟動

當完成啟動前的檢查、參數的調整和電壓自動調整器功能檢查后，按以下步驟啟動設備：

1、合上斷路器QF1，按動啟動按鈕，將“自動”或“手動”選擇開關置于“自動”檔，觀察面板各指示儀表的指示，應穩步上升，此時應將電流極限調節旋鈕逆時針方向逐漸旋轉，直到二次電壓達到額定值或電場擊穿為止，如有異常現象應立即停機檢查。

2、若可控硅的導通角指示大于60%時出現閃絡，說明變壓器的抽頭適當。如導通角小于50%，則需要將變壓器一次側抽頭往變比低處調節。若可控硅已全導通而仍未出現閃絡，電壓未達到額定值時，可將抽頭往變比 高處調節。

3、如需投入臨界火花運行模式，可將調整器面板上的臨界火花開關置于“臨界火花檔。

4、如需投入間隙供電運行模式，應在臨界火花狀態下，將電壓調整器面板上的間隙脈沖開關置于“間隙脈沖”檔，然后逐漸把“間隙控制”電位器順時針旋轉，直到在示波器上看到電壓波形出現合適的脈沖為止。

結論

經安裝測試，該系統運行穩定，完全滿足工藝生產的需求，收塵效率極高。不僅取得了良好的環保效益，而且取得了良好的社會效益。

[1]王兆安，黃俊.電力電子技術（第 4 版）.北京：機械工業出版社，2005.

[2]胡志光.電除塵器運行及維護.北京：中國電力出版社，2004.

[3]劉后啟，林宏.電除塵器.北京：中國建筑工業出版社，1987.