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摘要：以MPS脈沖電源技術(shù)工作原理為切入點，闡述了MPS脈沖電源的組成與結(jié)構(gòu)特點，并分析了該技術(shù)在電除塵應(yīng)用中的優(yōu)勢特性，旨在提高電除塵工作效率，為同行提供借鑒參考。

關(guān)鍵詞：MPS；脈沖電源；電除塵；技術(shù)；結(jié)構(gòu)；應(yīng)用

目前，國內(nèi)大部分傳統(tǒng)電除塵器設(shè)備的除塵效率未能達到國家指定的排放標(biāo)準(zhǔn)要求，對高比電阻粉塵、反電暈現(xiàn)象的去除率、抑制率不高，且電能損失大。雖然，國內(nèi)外研制了大量新型電除塵改進技術(shù)，譬如擴大除塵面積，這種方式可有效去除電阻粉塵，但對部分高比粉塵的去除效果并不顯著，改造之后的電除塵設(shè)備存在電化學(xué)腐蝕嚴重、設(shè)備維護工作量大、二次污染較難處理、運行費用昂貴等問題?；诖祟惉F(xiàn)狀，MPS脈沖電源被研發(fā)出來，其高效、獨特地電路原理及輸出波形，極大地改善了高比粉塵問題。

一、MPS脈沖電源電除塵的發(fā)展背景分析

以煤炭為主要能源的水泥行業(yè)、鋼鐵行業(yè)及電力行業(yè)所面臨的首要環(huán)保問題之一為粉塵排放。最近幾年中，國家對大氣粉塵排放指標(biāo)提出了更高地要求，尤其是開始對以水泥行業(yè)、鋼鐵行業(yè)及電力行業(yè)等實施排放實時監(jiān)控，迫使大部分粉塵排放企業(yè)意識到更新設(shè)備除塵的重要性。

我國大部分鋼鐵行業(yè)與電力行業(yè)所設(shè)計的粉塵排放指標(biāo)為150mg/m3，近年來，由于國民經(jīng)濟建設(shè)的迅猛發(fā)展，大部分企業(yè)的生產(chǎn)能力趨于飽和，企業(yè)原有除塵設(shè)備的排放指標(biāo)遠不能滿足國家新出臺的粉塵排放標(biāo)準(zhǔn)。一般而言，水泥行業(yè)、鋼鐵行業(yè)、電力行業(yè)等因其生產(chǎn)設(shè)備的特殊性及粉塵溫度影響，通常會選擇靜電除塵設(shè)備，然而我國目前采用的技術(shù)難以改造原有生產(chǎn)能力趨于飽和、設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)相對較低的靜電除塵設(shè)備，所以使得國內(nèi)大部分水泥廠、電廠、鋼鐵廠等面臨環(huán)保問題。

結(jié)合大部分電除塵設(shè)備的特點可知，其體型較為龐大，對在10m之上，重建難度相當(dāng)大，各相關(guān)企業(yè)為滿足國家對粉塵排放設(shè)計指標(biāo)的要求，陸續(xù)采用新建布袋除塵設(shè)備的方式處理粉塵，但該技術(shù)布袋維護費用昂貴、占地面積大、新建時間周期長。多數(shù)企業(yè)把原電除塵設(shè)備喻為“雞肋”，用之艱難，棄之可惜?；诖?，MPS脈沖電源電除塵新技術(shù)被研發(fā)應(yīng)用，該技術(shù)僅需改造原靜電除塵設(shè)備內(nèi)的直流電即可，原有電塵塔則無需改動，更不需要重新修建其它類型的除塵設(shè)備，如此即可極大地提升原電除塵設(shè)備的除塵能力，促使原排放指標(biāo)150mg/m3達到國家最新出臺的粉塵排放指標(biāo)50mg/m3。

二、MPS脈沖電源電除塵原理分析

靜電除塵器多用來清除和收集工業(yè)生產(chǎn)期間排放至大氣中的各類顆粒物。對除塵器設(shè)備施加高壓電場力，靜電除塵器中的放電電能夠?qū)Ψ蹓m發(fā)揮吸附作用，帶負電粒子與帶正電粒子被分別吸附在靜電除塵器的陽極和陰極，從而經(jīng)氣流消除其中的帶電粒子，減少排放粉塵內(nèi)的顆粒濃度，最后把靜電除塵器兩級極板位置所吸附的顆粒使用機械振打裝置清除即可。

在實際應(yīng)用階段，當(dāng)高比電阻粉塵進行處理時，很可能會降低除塵效率。因為靜電除塵器兩級極板與高比電阻粉塵的兩級電極一致，它能夠在粉塵層的空隙間形成局部性質(zhì)的擊穿力，形成和電暈極完全不同的正離子，并逐漸向電暈級發(fā)生位移，對電暈極上的負電粒子產(chǎn)生中和作用，形成“反電離”現(xiàn)象。

MPS脈沖電源模式為雙電型，基于基礎(chǔ)電壓疊加而形成脈沖電壓，與傳統(tǒng)高頻、工頻電源相比較，MPS脈沖電源可極大地提高粉塵驅(qū)進速度（詳見圖1）。這表明，相同收塵面積的靜電除塵器所采用的電源控制系統(tǒng)不同，產(chǎn)生的電除塵效果也有所差別。

增強系數(shù)可用如下公式表示：H=Wp Wdc，其中，Wp代表使用脈沖電源之后對粉塵的驅(qū)進速度；Wdc代表使用常規(guī)電壓時粉塵的驅(qū)進速度。通過實驗驗證結(jié)果證實，粉塵與電阻之間的比率越高，利用脈沖電源之后的實際效果越佳，當(dāng)粉塵和電阻之比為1013Ω?cm時，其增強系數(shù)能夠達到2.2倍之多。

圖1 比電阻與增強系數(shù)關(guān)系

同時，MPS脈沖電源的電壓脈寬低于120us，脈沖電流較大，電除塵器電壓上升速率明顯提升，可達2KVus。相比于其它常規(guī)電源，MPS脈沖電源的火花電壓高幾十KV，電暈與荷電效果較為優(yōu)良，對“反電離”現(xiàn)象形成明顯的抑制作用，對收塵處理極為有效。

筆者結(jié)合多年電除塵研究經(jīng)驗及工業(yè)應(yīng)用實踐結(jié)果分析得出，電除塵器電場越靠前，其粉塵比電阻越低，在除塵器后兩級電場粉塵的平均比電阻通常都可達到1.0*1011～1.0*1013（Ω?cm）的數(shù)量級。同時，結(jié)合公式η=1-e-w AQ能夠?qū)Σ煌入娮璺蹓m進行計算，如表1所示，比電阻越低，脈沖電源除塵效果越差。

表1 脈沖電源與不同比電阻粉塵理論去除效率對比分析

比電阻值（Ω?cm）驅(qū)進速度增加率理論效率理論最佳ESP出口排放理論正常ESP出口排放理論最差ESP出口排放

1010～10111.299.85544.5454.5464.54

1011～10121.699.95413.8523.8533.85

1012～10132.299.9932.0312.0322.03

三、MPS脈沖電源的組成、結(jié)構(gòu)與優(yōu)勢分析

（一）MPS脈沖電源點的組成、結(jié)構(gòu)

MPS脈沖電源適用于電除塵設(shè)備，且被廣泛應(yīng)用與水泥行業(yè)、鋼鐵行業(yè)、電廠行業(yè)的環(huán)保除塵中，取得了較為顯著的除塵成效。MPS電源主要由兩部分構(gòu)成，分別為高壓輸出變壓器及控制柜，且分別放置在電除塵器頂端位置及控制室內(nèi)。MPS脈沖電源系統(tǒng)通常由通訊部分、控制部分、脈沖電壓部分及基礎(chǔ)電壓產(chǎn)生部分等構(gòu)成（詳見圖2），下面進行詳細論述：