靜電除塵高壓供電設(shè)計(jì)

摘要靜電除塵器有除塵效率高、運(yùn)行和維修費(fèi)用相對(duì)低廉等特點(diǎn)，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(dāng)前使用較為廣泛的一種環(huán)保設(shè)備。靜電除塵器是利用高壓靜電吸附帶電離子的原理進(jìn)行除塵。一般來(lái)說(shuō)，靜電極板電壓越高，對(duì)帶電離子的吸附能力就越強(qiáng)，除塵效率越高。但電壓越高，電場(chǎng)內(nèi)會(huì)出現(xiàn)頻繁的火花閃爍，甚至產(chǎn)生電弧，放電過(guò)程難以控制，除塵效率明顯降低，這種情況應(yīng)該避免。如果能夠控制極板電壓長(zhǎng)時(shí)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(guān)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(yīng)用 4§1.3靜電除塵器技術(shù)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(cuò)誤！未定義書簽?！?.1靜電除塵器的工作原理 錯(cuò)誤！未定義書簽?！?.2靜電除塵器的主要性能參數(shù)計(jì)算 錯(cuò)誤！未定義書簽?！?.3高壓供電電源及其控制 錯(cuò)誤！未定義書簽。第三章可控硅的工作原理 錯(cuò)誤！未定義書簽?！?.1可控硅工作原理 錯(cuò)誤！未定義書簽。§3.2基本伏安特性 錯(cuò)誤！未定義書簽。第四章變壓器及高壓控制柜原理 錯(cuò)誤！未定義書簽?！?.1電除塵器的高壓供電裝置 錯(cuò)誤！未定義書簽。§4.2電除塵器高壓控制裝置 錯(cuò)誤！未定義書簽。第五章電除塵器高壓電源控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 錯(cuò)誤！未定義書簽?！?.1高壓電源控制系統(tǒng)的工作原理 錯(cuò)誤！未定義書簽?！?.2技術(shù)指標(biāo) 錯(cuò)誤！未定義書簽?！?.3故障檢測(cè)與處理程序 錯(cuò)誤！未定義書簽?！?.4高壓電源控制系統(tǒng)的特點(diǎn) 錯(cuò)誤！未定義書簽。§5.5控制系統(tǒng)的技術(shù)難點(diǎn)和關(guān)鍵點(diǎn)的分析 錯(cuò)誤！未定義書簽?？偨Y(jié) 錯(cuò)誤！未定義書簽。致謝 錯(cuò)誤！未定義書簽。參考文獻(xiàn) 錯(cuò)誤！未定義書簽。附錄 錯(cuò)誤！未定義書簽?！?.1靜電除塵器研究的背景及意義自18世紀(jì)中期后，人類進(jìn)入工業(yè)文明時(shí)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(duì)環(huán)境及人類的健康有極大的危害。伴隨著經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，意味著人們將越來(lái)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(guò)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(fèi)燃料，同時(shí)也將越來(lái)越多的廢棄物拋向的自然，是造成粉塵污染的最主要的來(lái)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(yán)重污染了大氣，對(duì)人類健康構(gòu)成了威脅。不僅如此，有時(shí)還會(huì)造成貴重材料的流失。二十一世紀(jì)可以說(shuō)是環(huán)保世紀(jì)，人類在不斷進(jìn)步中越來(lái)越認(rèn)識(shí)到生存環(huán)境對(duì)自身的重要性。為此，不論是發(fā)達(dá)國(guó)家還是發(fā)展中國(guó)家，都把保護(hù)生態(tài)環(huán)境納入經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的前提，我國(guó)早已把它定為基本國(guó)策。隨著對(duì)大氣污染治理的加強(qiáng)，許多國(guó)家都已經(jīng)將粉塵排放列入國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)加以控制，排放標(biāo)準(zhǔn)逐步趨嚴(yán)。根據(jù)我國(guó)《國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)(GB3095—1996)》，空氣質(zhì)量為二級(jí)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(guó)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(guò)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(guò)程中排出的煙塵危害顯得十分迫切，而且每年新建、擴(kuò)建的大批廠礦投產(chǎn)，防止煙塵污染擴(kuò)大的任務(wù)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(shù)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(fēng)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(guò)高壓電場(chǎng)進(jìn)行電離的過(guò)程中，使粉塵荷電，并在電場(chǎng)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(lái)的一種除塵設(shè)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(shè)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(shè)備小得多。其優(yōu)點(diǎn)是集塵率高、可處理高溫氣體，含塵率低時(shí)效率也高。在合適的條件下使用除塵器，其除塵效率可達(dá)99%或更高。缺點(diǎn)是占地大，投資大，受粉塵電性質(zhì)的影響。靜電除塵設(shè)備分為除塵器本體和供電電源兩部分?！?.2靜電除塵器的應(yīng)用因?yàn)殪o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(xì)微粉塵等優(yōu)點(diǎn)，目前已廣泛應(yīng)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(yīng)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(guò)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(duì)有色金屬冶煉工業(yè)來(lái)說(shuō)，除塵不僅是環(huán)境保護(hù)的需要，也是資源回收的需要。在黑色冶金工業(yè)中的應(yīng)用在煉鐵、煉鋼和軋鋼工業(yè)中，由于煤的燃燒會(huì)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(dá)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(jí)除塵器。在建材工業(yè)中的應(yīng)用水泥是主要建筑材料。水泥在煅燒過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量含塵煙氣，另外物料的粉碎、烘干和磨細(xì)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(fēng)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(yīng)用我國(guó)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(huì)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(fēng)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(dú)特的優(yōu)勢(shì)而獨(dú)占鰲頭。在化工工業(yè)中的應(yīng)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(duì)催化劑粉塵進(jìn)行廢氣處理?！?.3靜電除塵器技術(shù)的發(fā)展歷史及研究現(xiàn)狀§1.3.1國(guó)外電除塵技術(shù)的發(fā)展過(guò)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(guó)人霍菲爾德完成的。最早成功地將電除塵器應(yīng)用于工業(yè)上是美國(guó)的化學(xué)教授科特雷爾，1907年他將電除塵器應(yīng)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(duì)電暈放電的研究是由湯林和湯姆森在二十世紀(jì)初開始的。1922年多依奇提出對(duì)細(xì)粒子在帶電體上的沉積流量之間的數(shù)學(xué)表達(dá)式，即多依奇公式，這是靜電集塵理論的基礎(chǔ)。1950年，懷特又根據(jù)概率理論重新導(dǎo)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(yàn)因素在內(nèi)的電除塵器數(shù)學(xué)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(shè)計(jì)并無(wú)根本的變化，但是某些部件特別是供電設(shè)備已經(jīng)作了重大改進(jìn)。最早的電除塵器使用機(jī)械同步整流器，后來(lái)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(dá)帶動(dòng)的設(shè)備進(jìn)行自動(dòng)控制。第一個(gè)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(shè)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(jì)算機(jī)技術(shù)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(lái)國(guó)外對(duì)靜電除塵器本體技術(shù)的研究主要集中在兩個(gè)方面。第一，利用流體力學(xué)對(duì)除塵器的氣流進(jìn)行模擬，如研究不同氣流技術(shù)對(duì)除塵器效率的影響；第二，對(duì)電除塵過(guò)程進(jìn)行過(guò)程模擬實(shí)驗(yàn)，從實(shí)驗(yàn)中總結(jié)規(guī)律，一提高除塵器的除塵效率。近年來(lái)，除本體技術(shù)外，國(guó)外供電與控制技術(shù)也有新發(fā)展，研制開發(fā)出一種新型電源即高頻開關(guān)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(diǎn)?！?.3.2國(guó)內(nèi)電除塵技術(shù)的發(fā)展過(guò)程及發(fā)展現(xiàn)狀我國(guó)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(guó)還是在20世紀(jì)30年代。我國(guó)第一次組織并系統(tǒng)地對(duì)電除塵進(jìn)行實(shí)驗(yàn)和研究是在1965年。我國(guó)靜電除塵技術(shù)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(guó)內(nèi)自行研究開發(fā)的基礎(chǔ)上，自上世紀(jì)80年代中期以后，為了滿足日益嚴(yán)格的環(huán)境質(zhì)量要求，引進(jìn)了多國(guó)的電除塵技術(shù)和設(shè)備，使我國(guó)的電除塵技術(shù)能夠一直跟蹤國(guó)際先進(jìn)目標(biāo)。通過(guò)40多年的發(fā)展，我國(guó)在該領(lǐng)域的國(guó)際科技排名已進(jìn)入前茅，一般公認(rèn)前3?4名。如果說(shuō)，除塵器本體的研制水平是通過(guò)引進(jìn)國(guó)外技術(shù)和設(shè)備而不斷提高的話，那么，供電電源則主要依靠我國(guó)科技工作者的努力探索和自主研發(fā)。我國(guó)現(xiàn)階段微機(jī)控制可控硅高壓電源的技術(shù)已達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。近年來(lái)，我國(guó)對(duì)電源技術(shù)的研究包括：不同供電方式對(duì)除塵效率的影響；高壓開關(guān)電源的研制；將工業(yè)總線及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用于電源控制及遠(yuǎn)程監(jiān)控中；也有人采用一些先進(jìn)的智能控制算法對(duì)供電電源進(jìn)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(wèn)題。在整個(gè)世界范圍內(nèi)，理論還遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于實(shí)踐，迄今