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浙江菲达电气工程有限公司 311800
摘要：以MPS脉冲电源技术工作原理为切入点，阐述了MPS脉冲电源的组成与结构特点，并分析了该技术在电除尘应用中的优势特性，旨在提高电除尘工作效率，为同行提供借鉴参考。
关键词：MPS；脉冲电源；电除尘；技术；结构；应用
目前，国内大部分传统电除尘器设备的除尘效率未能达到国家指定的排放标准要求，对高比电阻粉尘、反电晕现象的去除率、抑制率不高，且电能损失大。虽然，国内外研制了大量新型电除尘改进技术，譬如扩大除尘面积，这种方式可有效去除电阻粉尘，但对部分高比粉尘的去除效果并不显著，改造之后的电除尘设备存在电化学腐蚀严重、设备维护工作量大、二次污染较难处理、运行费用昂贵等问题。基于此类现状，MPS脉冲电源被研发出来，其高效、独特地电路原理及输出波形，极大地改善了高比粉尘问题。
一、MPS脉冲电源电除尘的发展背景分析
以煤炭为主要能源的水泥行业、钢铁行业及电力行业所面临的首要环保问题之一为粉尘排放。最近几年中，国家对大气粉尘排放指标提出了更高地要求，尤其是开始对以水泥行业、钢铁行业及电力行业等实施排放实时监控，迫使大部分粉尘排放企业意识到更新设备除尘的重要性。
我国大部分钢铁行业与电力行业所设计的粉尘排放指标为150mg/m3，近年来，由于国民经济建设的迅猛发展，大部分企业的生产能力趋于饱和，企业原有除尘设备的排放指标远不能满足国家新出台的粉尘排放标准。一般而言，水泥行业、钢铁行业、电力行业等因其生产设备的特殊性及粉尘温度影响，通常会选择静电除尘设备，然而我国目前采用的技术难以改造原有生产能力趋于饱和、设计标准相对较低的静电除尘设备，所以使得国内大部分水泥厂、电厂、钢铁厂等面临环保问题。
结合大部分电除尘设备的特点可知，其体型较为庞大，对在10m之上，重建难度相当大，各相关企业为满足国家对粉尘排放设计指标的要求，陆续采用新建布袋除尘设备的方式处理粉尘，但该技术布袋维护费用昂贵、占地面积大、新建时间周期长。多数企业把原电除尘设备喻为“鸡肋”，用之艰难，弃之可惜。基于此，MPS脉冲电源电除尘新技术被研发应用，该技术仅需改造原静电除尘设备内的直流电即可，原有电尘塔则无需改动，更不需要重新修建其它类型的除尘设备，如此即可极大地提升原电除尘设备的除尘能力，促使原排放指标150mg/m3达到国家最新出台的粉尘排放指标50mg/m3。
二、MPS脉冲电源电除尘原理分析
静电除尘器多用来清除和收集工业生产期间排放至大气中的各类颗粒物。对除尘器设备施加高压电场力，静电除尘器中的放电电能够对粉尘发挥吸附作用，带负电粒子与带正电粒子被分别吸附在静电除尘器的阳极和阴极，从而经气流消除其中的带电粒子，减少排放粉尘内的颗粒浓度，最后把静电除尘器两级极板位置所吸附的颗粒使用机械振打装置清除即可。
在实际应用阶段，当高比电阻粉尘进行处理时，很可能会降低除尘效率。因为静电除尘器两级极板与高比电阻粉尘的两级电极一致，它能够在粉尘层的空隙间形成局部性质的击穿力，形成和电晕极完全不同的正离子，并逐渐向电晕级发生位移，对电晕极上的负电粒子产生中和作用，形成“反电离”现象。
MPS脉冲电源模式为双电型，基于基础电压叠加而形成脉冲电压，与传统高频、工频电源相比较，MPS脉冲电源可极大地提高粉尘驱进速度（详见图1）。这表明，相同收尘面积的静电除尘器所采用的电源控制系统不同，产生的电除尘效果也有所差别。
增强系数可用如下公式表示：H=Wp Wdc，其中，Wp代表使用脉冲电源之后对粉尘的驱进速度；Wdc代表使用常规电压时粉尘的驱进速度。通过实验验证结果证实，粉尘与电阻之间的比率越高，利用脉冲电源之后的实际效果越佳，当粉尘和电阻之比为1013Ω?cm时，其增强系数能够达到2.2倍之多。
图1 比电阻与增强系数关系
同时，MPS脉冲电源的电压脉宽低于120us，脉冲电流较大，电除尘器电压上升速率明显提升，可达2KVus。相比于其它常规电源，MPS脉冲电源的火花电压高几十KV，电晕与荷电效果较为优良，对“反电离”现象形成明显的抑制作用，对收尘处理极为有效。
笔者结合多年电除尘研究经验及工业应用实践结果分析得出，电除尘器电场越靠前，其粉尘比电阻越低，在除尘器后两级电场粉尘的平均比电阻通常都可达到1.0*1011～1.0*1013（Ω?cm）的数量级。同时，结合公式η=1-e-w AQ能够对不同比电阻粉尘进行计算，如表1所示，比电阻越低，脉冲电源除尘效果越差。
表1 脉冲电源与不同比电阻粉尘理论去除效率对比分析
比电阻值（Ω?cm） 驱进速度增加率 理论效率 理论最佳ESP出口排放 理论正常ESP出口排放 理论最差ESP出口排放
1010～1011 1.2 99.855 44.54 54.54 64.54
1011～1012 1.6 99.954 13.85 23.85 33.85
1012～1013 2.2 99.993 2.03 12.03 22.03
三、MPS脉冲电源的组成、结构与优势分析
（一）MPS脉冲电源点的组成、结构
MPS脉冲电源适用于电除尘设备，且被广泛应用与水泥行业、钢铁行业、电厂行业的环保除尘中，取得了较为显著的除尘成效。MPS电源主要由两部分构成，分别为高压输出变压器及控制柜，且分别放置在电除尘器顶端位置及控制室内。MPS脉冲电源系统通常由通讯部分、控制部分、脉冲电压部分及基础电压产生部分等构成（详见图2），下面进行详细论述：
摘要：以MPS脉冲电源技术工作原理为切入点，阐述了MPS脉冲电源的组成与结构特点，并分析了该技术在电除尘应用中的优势特性，旨在提高电除尘工作效率，为同行提供借鉴参考。
关键词：MPS；脉冲电源；电除尘；技术；结构；应用
目前，国内大部分传统电除尘器设备的除尘效率未能达到国家指定的排放标准要求，对高比电阻粉尘、反电晕现象的去除率、抑制率不高，且电能损失大。虽然，国内外研制了大量新型电除尘改进技术，譬如扩大除尘面积，这种方式可有效去除电阻粉尘，但对部分高比粉尘的去除效果并不显著，改造之后的电除尘设备存在电化学腐蚀严重、设备维护工作量大、二次污染较难处理、运行费用昂贵等问题。基于此类现状，MPS脉冲电源被研发出来，其高效、独特地电路原理及输出波形，极大地改善了高比粉尘问题。
一、MPS脉冲电源电除尘的发展背景分析
以煤炭为主要能源的水泥行业、钢铁行业及电力行业所面临的首要环保问题之一为粉尘排放。最近几年中，国家对大气粉尘排放指标提出了更高地要求，尤其是开始对以水泥行业、钢铁行业及电力行业等实施排放实时监控，迫使大部分粉尘排放企业意识到更新设备除尘的重要性。
我国大部分钢铁行业与电力行业所设计的粉尘排放指标为150mg/m3，近年来，由于国民经济建设的迅猛发展，大部分企业的生产能力趋于饱和，企业原有除尘设备的排放指标远不能满足国家新出台的粉尘排放标准。一般而言，水泥行业、钢铁行业、电力行业等因其生产设备的特殊性及粉尘温度影响，通常会选择静电除尘设备，然而我国目前采用的技术难以改造原有生产能力趋于饱和、设计标准相对较低的静电除尘设备，所以使得国内大部分水泥厂、电厂、钢铁厂等面临环保问题。
结合大部分电除尘设备的特点可知，其体型较为庞大，对在10m之上，重建难度相当大，各相关企业为满足国家对粉尘排放设计指标的要求，陆续采用新建布袋除尘设备的方式处理粉尘，但该技术布袋维护费用昂贵、占地面积大、新建时间周期长。多数企业把原电除尘设备喻为“鸡肋”，用之艰难，弃之可惜。基于此，MPS脉冲电源电除尘新技术被研发应用，该技术仅需改造原静电除尘设备内的直流电即可，原有电尘塔则无需改动，更不需要重新修建其它类型的除尘设备，如此即可极大地提升原电除尘设备的除尘能力，促使原排放指标150mg/m3达到国家最新出台的粉尘排放指标50mg/m3。
二、MPS脉冲电源电除尘原理分析
静电除尘器多用来清除和收集工业生产期间排放至大气中的各类颗粒物。对除尘器设备施加高压电场力，静电除尘器中的放电电能够对粉尘发挥吸附作用，带负电粒子与带正电粒子被分别吸附在静电除尘器的阳极和阴极，从而经气流消除其中的带电粒子，减少排放粉尘内的颗粒浓度，最后把静电除尘器两级极板位置所吸附的颗粒使用机械振打装置清除即可。
在实际应用阶段，当高比电阻粉尘进行处理时，很可能会降低除尘效率。因为静电除尘器两级极板与高比电阻粉尘的两级电极一致，它能够在粉尘层的空隙间形成局部性质的击穿力，形成和电晕极完全不同的正离子，并逐渐向电晕级发生位移，对电晕极上的负电粒子产生中和作用，形成“反电离”现象。
MPS脉冲电源模式为双电型，基于基础电压叠加而形成脉冲电压，与传统高频、工频电源相比较，MPS脉冲电源可极大地提高粉尘驱进速度（详见图1）。这表明，相同收尘面积的静电除尘器所采用的电源控制系统不同，产生的电除尘效果也有所差别。
增强系数可用如下公式表示：H=Wp Wdc，其中，Wp代表使用脉冲电源之后对粉尘的驱进速度；Wdc代表使用常规电压时粉尘的驱进速度。通过实验验证结果证实，粉尘与电阻之间的比率越高，利用脉冲电源之后的实际效果越佳，当粉尘和电阻之比为1013Ω?cm时，其增强系数能够达到2.2倍之多。
图1 比电阻与增强系数关系
同时，MPS脉冲电源的电压脉宽低于120us，脉冲电流较大，电除尘器电压上升速率明显提升，可达2KVus。相比于其它常规电源，MPS脉冲电源的火花电压高几十KV，电晕与荷电效果较为优良，对“反电离”现象形成明显的抑制作用，对收尘处理极为有效。
笔者结合多年电除尘研究经验及工业应用实践结果分析得出，电除尘器电场越靠前，其粉尘比电阻越低，在除尘器后两级电场粉尘的平均比电阻通常都可达到1.0*1011～1.0*1013（Ω?cm）的数量级。同时，结合公式η=1-e-w AQ能够对不同比电阻粉尘进行计算，如表1所示，比电阻越低，脉冲电源除尘效果越差。
表1 脉冲电源与不同比电阻粉尘理论去除效率对比分析
比电阻值（Ω?cm） 驱进速度增加率 理论效率 理论最佳ESP出口排放 理论正常ESP出口排放 理论最差ESP出口排放
1010～1011 1.2 99.855 44.54 54.54 64.54
1011～1012 1.6 99.954 13.85 23.85 33.85
1012～1013 2.2 99.993 2.03 12.03 22.03
三、MPS脉冲电源的组成、结构与优势分析
（一）MPS脉冲电源点的组成、结构
MPS脉冲电源适用于电除尘设备，且被广泛应用与水泥行业、钢铁行业、电厂行业的环保除尘中，取得了较为显著的除尘成效。MPS电源主要由两部分构成，分别为高压输出变压器及控制柜，且分别放置在电除尘器顶端位置及控制室内。MPS脉冲电源系统通常由通讯部分、控制部分、脉冲电压部分及基础电压产生部分等构成（详见图2），下面进行详细论述：