临界脉冲电源技术特点
临界脉冲电源是将380V三相交流电经整流滤波成直流，再逆变为高频交流，经高频变压器升压后，再经“临界柔性模块”变为带有微小脉动的平稳直流。国际首次提出“空间自由离子密度对除尘效率的影响远大于场强”的理论并进行了量化，国际首次提出“临界区”的概念并量化应用。临界脉冲电源全面突破了现有工频(单相、三相)、高频及脉冲除尘电源增效节能的瓶颈，实现了大幅度(70%以上)减排的同时大幅度(30～80%)节能，并避免了火花放电产生的电腐蚀从而使本体性能长期高效稳定运行。
临界脉冲电源的应用案例
水泥行业
我国水泥厂的窑头窑尾除尘器后面是没有脱硫装置的，静电除尘没有“脱离洗尘”的“兜底儿”，真实稳定减排，成了不容含糊的硬指标。在行业除尘器本体普遍远劣于火电厂的基础上，只改三级电源，就要使粉尘浓度从55mg/Nm3左右减为15mg/Nm3左右，稳定在20mg/Nm3以下，其它除尘电源都望而却步。临界脉冲电源目前已在中联、中材、山水、天山等集团完成了多个改造工程，并已进入大规模推广阶段。
典型案例一：枣庄中联水泥有限公司
枣庄中联3#5000t/d生产线窑头设有型号为“31/15/3×9/0.45”的静电除尘器，电场数为三级,截面积为215.5㎡，通风量为≤25万m3/h。高压供电系统采用3台1.8A/72KV的常规工频电源。
除尘器进口浓度为10.1g/m3,烟气温度通常为110～130℃，最高温度为250℃，出口排放为52.6mg/m3。
2014年9月18日、10月10日，枣庄市中区环保局进行了项目验收环境检测，测试数据为14.9mg/Nm3，远低于国家环保要求排放限值。
采用“临界脉冲电源”进行了电改电，与原电除尘相比电耗减少41.8KW，按运转率300天、0.59元/kWh计算，每年节约电费19.7万元。与电改袋方案相比，每年节约电费67.87万元。
典型案例二：临朐山水水泥有限责任公司
临朐公司一期5000t/d熟料生产线窑头收尘器使用的是西安矿山机械厂生产的电收尘器，型号为32/12.5/3×10/0.45。处理烟气量580000m3/h，电场有效面积176.1m2，入口含尘浓度≤20g/m3，出口含尘浓度≤50mg/Nm3，正常烟气温度余热发电投运时：120-165℃，余热发电关闭时：230-350℃，瞬时最高烟气温度≤400℃，设计压力-2000Pa，压力损失≤200Pa，电场风速0.91m/s。
2015年5月15日，临朐县环保局进行了项目验收环境检测，多点检测数据分别为15mg/Nm3、17mg/Nm3、18mg/Nm3，低于国家环保要求排放限值。
采用“临界脉冲电源”的电改电，与原电除尘相比电耗减少了47.54KW，节能率为49.2%。按运转率300天、0.59元/kWh计算，每年节约电费20.2万元。与电改袋方案相比，每年节约电费68.37万元。
临界脉冲电源的基本原理
临界脉冲电源采用“硬件储能与限能、软件监视电压变化趋势”的控制方式，从能量梯度控制入手，使工作点保持在空气放电特性曲线的最高点及其的右侧很小的区域内。体现“可变内阻”特性，即，“限能”抑制流注生长，避免产生火花放电。同时，“储能”以保持高电压。
临界脉冲电源的技术优点
(1)具有高效节能和长期稳定的本质
① 临界脉冲(柔)特性：
临界脉冲电源具有“硬件储能与限能”和“微脉冲” 式供电特性，输出的电压随着工况(电场内温度、湿度、压力、粉尘浓度、粒度、比电阻以及市电波动)的变化，自动调节动态适应，使输出电压值稳定位于火花始发点以下临界区。
无须大幅降压或关断以熄灭火花，连续输出临界电压，可实现最理想的也是运行中最高的场强(荷电场强、驱进场强)。
使电场保持在“二次电子崩”与“流注初期”状态，空间自由离子密度最大，荷电效率最高。
其工作电压如下图所示：
② 高电压低电流：在使电压保持在临界区的同时，避免了大量的无效电耗，实现小电流供电。而且，采用高频技术功率因数高。
③ 避免电腐蚀：由于临界脉冲电源技术在供电过程都处于无深度火花放电状态，避免了对除尘器本体极线、极板的电腐蚀。
临界脉冲电源的提效节能示意图如下：
(2)高效集尘
① 场强：平均输出电压越高，电场越强，则荷电场强和驱进(集尘)场强越大。使输出电压一致保持在“临界区”(静态火花始发临界线及其下面的3%以内的区域)，可实现最理想的也是运行中最高的场强。
② 空间自由离子：烟尘通过的空间，自由离子越多，则荷电时间常数越短，荷电速度越快。使电场保持在“二次电子崩”与“流注初期”状态，可实现空间自由电荷最多，荷电效率最高。
③ 抑制电晕封闭：高场强和高空间自由气体离子密度，使电晕放电能力保持极高状态而且，由于电流较小，减少了同量大颗粒粉尘的多余荷电量，抑制电晕封闭。
④ “Z”字型运动：低比电阻粉尘离开极板后，由于空间自由气体离子密度高，迅速再次荷电，利于集尘。
(3)抑制反电晕
反电晕机理：当阳极板灰积到一定厚度时，比电阻高的灰在荷电后的负离子向除尘器阳极板趋近过程中，其荷电不容易释放到阳极板，负离子逐渐积累到阳极板表面，与阳极板形成类似电容的电场，这个电场将抵消主电场，降低除尘效果;如果电场强度进一步加强后，这个电场将局部击穿激发出反向正离子向阴极线迁移，造成除尘器电流增大，但消耗的电能没有起到吸尘作用，这种现象就是反电晕现象。振打周期内集尘层所带的电荷是动态的，取决于释放到阳极的电量与重新荷电电量的差值，供电电流越小，则越有利于抑制反电晕。所谓“脉冲式供电有效抑制反电晕”，其实质就是平均电流较小。
解决方案：低电流
① 平均后续荷电电流小于荷电后的灰尘放电电流，使阳极板上粉尘积层的再次荷电量小于释放电量，降低了粉尘层在极板上的电荷积累。
② 平均再荷电电流等于或略大于荷电后的灰尘放电电流，但到下次振打为止，粉尘层电量的积累不足以产生反电晕。
(4)减少二次扬尘
① 降低了粉尘层对极板的吸引力，易振打脱落，在振打力度可调(如电磁振打)的情况下，可适当降低振打力度，减少二次扬尘。
② 不必断电或减压振打，保持高场强集尘状态，则有效抑制二次扬尘。
③ 避免深度火花放电，减少因火花击穿而造成的扰动二次扬尘。
(5)大幅度节能
一、二电场，粉尘浓度高，粒径较大，粉尘荷电用电量也相应增加。但粉尘荷电用电量不足目前传统电源耗电的2%，对电除尘总耗电量基本没有影响。但高浓度的荷电粉尘会使电场电阻变小，其它电源，为实现较高场强，被迫输出了较大电流。从表面现象看，确实注入了较多能量。但电流越大，造成局部火花放电越多，通过粉尘而传导的电量也越大，形成浪费。火花放电，时间占比很小，但消耗能量巨大。火花放电始发点与电场介质相关，粉尘浓度高，更易闪落，这也是造成“一、二电场输入很高能量”的原因。临界脉冲电源避免了火花放电(全贯穿火花放电和局部火花放电)，大幅度节电。
综上所述，临界脉冲电源为我国首创，但已居国际领先地位。
原标题：水泥厂窑头窑尾最新静电除尘高压电源技术
