7.1. Импульсное питание электрофильтров.
7.1.1.Преимущества различных режимов импульсного питания.
Импульсное питание электрофильтров – новая технология очистки газов в электрофильтрах, позволяющая им выиграть очередной этап конкуренции с рукавными фильтрами.
Ужесточение требований к охране окружающей среды потребовало применять более крупные и соответственно более дорогие и энергоемкие электрофильтры.Серьезная конкуренция со стороны рукавных фильтров, повышение стоимости металла, электроэнергии и большие эксплуатационные расходы на очистку газов вынудили разработчиков электрофильтров начать поиск методов интенсификации процессов" очистки газов в электрофильтрах и существенного снижения расхода электроэнергии на очистку.
Исследования по электрической очистке газов сосредотачиваются в частности на разработке таких новых режимов питания электрофильтров, которые обеспечивали бы устранение обратной короны, ухудшающей очистку газов электрофильтрами. Большое внимание уделяется дифференцированному выбору режимов питания в зависимости от улавливаемых пылей. Исследования улавливания NOx и SOx в электрофильтрах.
Наиболее гибким и эффективным режимом питания электрофильтров является импульсное питание, о котором в последнее десятилетие идет речь в подавляющем числе публикаций, связанных с питанием электрофильтров.
Цель работы — информировать читателя о исследованиях и достигнутом уровне разработок импульсного питания, технических решениях по схемной реализации, преимуществах импульсного питания, результатах испытаний электрофильтров с импульсным питанием в промышленных и опытнопромышленных условиях, перспективах создания импульсных источников и электрофильтров с импульсным питанием.
Ограниченный объем не позволяет осветить ряд важных специальных проблем, связанных с применением импульсного питания и влиянием конструктивного схемного исполнения на электрические характеристики и эффективность импульсного питания, а также причины несовпадения результатов испытаний импульсного питания, полученных различными исследователями; вопросы управления источниками импульсного питания, организации эксплуатации и ремонта. Эти аспекты требуют отдельного рассмотрения.
Импульсное питание теоретически обеспечивает в электрофильтрах три преимущества:
- экономию электроэнергии;
- коррекцию возникновения обратной короны и управление ее интенсивностью;
- повышение эффективности очистки газов.
Эти преимущества вытекают из принципа импульсного питания, позволяющего плавно регулировать плотность тока коронного разряда при максимальных амплитудных напряжениях на электрофильтре без снижения равномерности распределения плотности тока и напряженности поля у осадительных электродов. Сейчас этот метод в основном применяется для модернизации существующих электрофильтров, поэтому выполненные, различными авторами противоречивые расчеты экономической эффективности этого метода, не отражают его потенциальных возможностей, которые раскрываются при условии согласования конструкции электродов электрофильтра с характеристикой импульсного коронного разряда.
Само по себе импульсное питание в зависимости от конкретных условий работы электрофильтра может обеспечить в той или иной степени одно из вышеперечисленных преимуществ и поэтому может быть осуществлено в одном из трех режимов.
Существенная экономия электроэнергии может обеспечиваться при некотором повышении эффективной скорости дрейфа частиц с минимальными затратами на модернизацию существующих агрегатов питания или практически при той же стоимости новых агрегатов питания.
Возможность коррекции возникновения обратной короны обеспечивает как существенную экономию электроэнергии, так и повышение эффективной скорости дрейфа частиц, но лишь за счет значительных затрат на модернизацию агрегатов питания или увеличения стоимости новых агрегатов питания.
Если в первых двух случаях повышение эффективной скорости дрейфа является следствием коррекции возникновения или снижения интенсивности обратной короны, то повышение эффективности улавливания достигается за счет увеличения амплитуды напряжения, напряженности поля у осадительных электродов, совершенствования конструкции электродных систем и других факторов.
Доминирующая роль того или иного преимущества в реализации импульсного питания определяется при прочих равных условиях характеристикой импульсов, и прежде всего длительностью импульса напряжения.
На практике используются милли-, микро- и наносекундные импульсы. Выбор длительности импульса зависит от режима, который пытаются реализовать. При использовании миллисекундных импульсов реализуется в основном первое преимущество, импульсного питания. Использование микросекундных импульсов позволяет реализовать уже два преимущества — первое и второе. Использование наносекундных импульсов дает возможность реализовать все три преимущества импульсного питания.
Конструкция системы электродов электрофильтра с импульсным питанием может быть двух- или трехэлектродной. При прогнозировании возможных преимуществ необходимо учитывать различие в конструкции коронирующих электродов.
Достижение того или иного преимущества импульсного питания, основано на строгих теоретических концепциях, охватывающих все возможные режимы.