麦电网讯：本文简要阐述了湿式电除尘器的工作原理和工作特点，分析了湿式电除尘器高压供电方面的难点，详细介绍了专用于湿式电除尘器的恒流高压电源的供电特点，简要介绍了高频恒流电源供电优越性。指出：电流源的供电原理和火花控制功能的实现是湿式电除尘器稳定工作的关键，高频恒流电源正逐渐成为WESP供电电源的首选。

伴随着经济的发展，环境污染与污染物减排的问题日显突出。我国环境标准不断升级，目前已经接近国际先进水平。燃煤电厂和钢铁厂脱硫后烟气中仍然存在着严重的尘雾污染，对脱硫烟气进行深度处理成为必须。

这种用来对脱硫烟气作深度处理的装置称为湿式电除尘器(下称WESP)。WESP的投运，使废气中的固体颗粒物、特别是PM10、PM2.5超细尘雾排放量大大减少。WESP对废气中的各种污染物均可获得满意的去除效果。

由于WESP处理的烟气为湿饱和烟气，加之采用喷淋方式清灰，烟气特性变化幅度大，电场工作很不稳定，与之对应的除尘效率也不稳定。专门针对WESP研究开发的恒流高压直流电源，可以很好地解决烟气特性变化时的电场工作稳定性问题，同时对WESP的阳极进行有效的保护。

WESP的工作原理是通过向阴极施加负高压直流电，电极周围空气分子被电离，电离产生的正离子返回阴极，负离子则向沉淀极迁移。

在负离子迁移途中，部分离子碰撞烟气中的尘雾或由于静电吸引而吸附在尘雾上，使尘雾荷电。荷电尘雾在电场力的驱动下向沉淀极趋近并吸附于沉淀极(阳极)。雾滴在阳极表面积聚形成水膜并依靠自重携带粉尘向下流淌。

为防止阴、阳极表面可能出现的局部结垢现象，需定时进行喷淋冲洗，以保持表面清洁。喷淋时，电场极易出现闪络击穿现象，尽管时间很短，但这种击穿对非金属阳极的影响是破坏性的，供电电源应能做到即时灭弧;电场正常工作过程中，由于烟气处于过饱和状态，工况稳定时，电压也比较稳定。

然而，某些因素会导致工作电流过大或过低——过大易引发闪络，过低又会降低除尘效率。因此，WESP对供电电源的要求非常严格。我公司新推出的带火花控制功能的恒流高压直流电源可以很好地满足WESP的供电要求。

1.恒流高压直流电源原理

恒流高压直流电源由恒流变换器和升压整流系统组成，其基本原理电网输入的交流正弦电压，通过恒流变换器，转换为交流正弦电流，经升压、整流后成为恒流高压直流电源给沉积电场供电。

恒流是一种电路特性，并不代表供电系统的输出电流无法改变，其真正含义是供电系统的根据负载的实际情况选择设定的电晕电流，供电系统运行过程中的工作电流与负载大小无关，即不受工况和负荷的影响，恒流电源系统电路原理见图1。

图1 恒流电源电路原理示意图

2.专用于WESP的恒流高压直流电源

WESP对PM2.5、PM10，SO3有很高的去除效率，但WESP所使用的阳极大部分为导电玻璃钢，喷淋清灰时，电除尘器内发生闪络或者瞬态短路在所难免。

由于火电厂脱硫后置WESP处理的烟气量都比较大，所配的电源的规格一般都大于72kV/1.6A。在电场容量大、电源功率高的情况下，电场一旦出现闪络，灭弧的难度很大，火花对本体的伤害也大。为此，上海激光电源设备有限责任公司专门研究开发了具有火花控制功能的恒流高压直流电源，可加速灭弧、消除火花造成的危害。

2.1具有火花控制的恒流高压直流电源系统框图见图2

图2 具有火花控制的恒流高压直流电源系统框图

2.2 湿式电除尘器发生短路时

恒流高压直流电源是电流源的一种，能直接控制、调整电流I，负载发生变化甚至出现短路，输出电流恒定不变，这就是 “恒流”的含义。输出电压U=IR(R即负载的等效电阻值)，随着负载的变化而变化。

当WESP发生短路时，R=0，输出电压U=0，则输出功率P=UI=0，即注入电场的功率为0，这就对本体起到了很好的保护作用。

设若使用电压源供电，当WESP发生短路时，输出电压U不变，R=0，输出电流I=U/R→∞，输出功率P=UI→∞，这种瞬态高能位输出必定会对电极产生损伤，逐次累积的结果对WESP的阳极是灾难性的。

2.3对工况变化的适应性

进入湿式电除尘器的烟气参数并不是一成不变的。当烟气的温度、湿度及浓度等发生变化时，其放电特性也会发生变化，电场等效电阻值同样发生变化。

当烟气中的尘雾浓度增加时，电场的等效电阻增加，恒流高压直流电源的输出电压会随着等效电阻的增加而增加，运行电压和电晕功率呈现正反馈跟踪特性。

恒流电源与可控硅电源供电的负载跟踪特性的对比见表1和表2

恒流源：根据欧姆定律知U = I×R，得到恒流源的负载跟踪特性，见表1。

2.4 WESP产生火花时

2.4.1普通恒流高压直流电源遇到火花时的供电特性

当WESP产生火花时，电压源按其供电原理，首先是大幅增加电流、增加供电功率，助长火花能级，对设备造成危害;然后通过减少导通角的方式，大幅降低输出电压，再然后逐渐增加导通角，恢复时间较长，除尘效率难以保证。恒流高压直流电源遇到火花时，电压自然而迅速降低，当火花结束时，电压可在微秒级上升，对除尘效率几乎不产生影响

2.4.2 带火花控制的恒流高压直流电源

恒流高压直流电源供电时出现大火花可即时熄灭，直到下一半波到来时，恒流高压直流电源重新恢复供电，防止出现持续的拉弧，可以更加有效保护湿式电除尘器。

当高压直流电源的规格比较大(大于72kV/1.6A)，由于其能量比较大，额定输出功率P=72×1.6=115.2kW，一旦发生火花，极易形成持续的放电通道，尽管恒流电源能够自然降低电压、消减供电功率，而彻底灭弧仍然存在难度。为此，针对大规格电源，我公司专门研制开发出带火花控制功能的恒流高压直流电源，可以迅速、彻底灭弧，有效地保护了WESP。

不仅如此，当火花放电的次数过于频繁时，恒流高压直流电源还能自动降档运行，并能自动恢复升档。当降档次数达到设定次数时，电源发出声光报警，提示操作员出现负载故障

2.5电场喷淋时的恒流高压直流电源

当电场进行喷淋时，电场等效阻值的变化幅度大而且频繁，甚至会出现局部短路的情况。电压源供电条件下，必须关机喷淋，否则就可能会对湿式除尘器造成严重损伤;恒流源供电条件下，无需关机，喷淋过程中，只需将该电场降档工作，喷淋结束，又自动恢复正常工作状态

2.6 WESP控制总图

WESP运行时，不仅要控制恒流高压直流电源，还需要监控一些压力、温度等控制点，需要在程序中使这些控制点与恒流高压直流电源形成联锁，以保护WESP。

3.更先进的电源-高频恒流电源简介

我公司研制的HLG高频恒流源除了具有工频恒流的一切优点之外，还有其特殊功能和作用：

2 从研发至今已有十年历史，在中科院国家项目多个激光核聚变工程中可靠运行，包括出口项目，技术成熟;

2 目前国内唯一一家生产水冷的高频电源，以保护绝缘油的使用寿命和避免IGBT的早期失效;

2 高频恒流电源采用以太网光纤直接接入主控板，可同时接入9台终端设备对其访问(8台以太网设备和1台485设备)，标准协议，组态方便;

2 与工频恒流源一样具备保障玻璃钢除尘器的运行安全，其他公司的高频电源不是恒流源;

2 与工频恒流源相比，高频恒流源具有更好的输出特性，电流提升50%，电压提升5千伏，排放降低30%;

2 与工频恒流源相比，高频恒流电源三相供电平衡，效率高达95%，节能提高15%以上;

2 与工频恒流源相比，高频恒流电源体积小、重量轻，节约控制室的场地，改善操作室内的噪声和温度。

4.案例

恒流高压直流电源在WESP方面得到了大量的应用，运行状态都比较好。高频恒流电源的不仅在湿式除尘器配套应用显示其突出的优越性，在水泥窑除尘器环保改造应用同样受到许多用户的青睐。高频恒流电源自投放市场二年，现已有数十家客户的200多台高频恒流电源投入运行，效果良好。更多的客户已开始选用高频恒流电源。