一種用于等離子體煙氣脫硫脫硝電源的高壓脈沖波形整形裝置的制作方法

本發明屬于等離子體煙氣脫硫脫硝脫汞除塵技術領域，尤其涉及一種用于等離子體煙氣脫硫脫硝電源的高壓脈沖波形整形裝置。

背景技術：

新的《中華人民共和國大氣污染防治法》已由中華人民共和國第十二屆全國人民代表大會常務委員會第十六次會議于2015年8月29日修訂通過，并于2016年1月1日起施行。而我國的能源消耗以煤為主，約占能源消費總量的四分之三。煤在燃燒產生大量的粉塵、硫、硝、汞、二氧化碳等污染物，是中國大氣污染日益嚴重的主要原因。更嚴格的大氣污染防治法促進了各污染單位對環保設備需求，但傳統(如SCR、SNCR等)的煙氣脫硫脫硝脫汞除塵技術存在體積龐大運行費用高，且無法對上述污染物進行綜合脫除。許多已投運的項目因沒有有效的大氣污染冶理手段而不得不關閉，造成了大量的經濟損失。等離子體煙氣脫硫脫硝脫汞除塵一體化技術具有上述污染物的綜合脫除能力并且有占用場地小、運行維護簡單、脫除效率高的優點。

申請號為201510144595.2的發明專利公開了一種高壓電源，包括高壓直流電源裝置、高壓耦合電容、脈沖發生裝置、脈沖壓縮裝置；所述脈沖壓縮裝置包括由一個電容和一個磁壓縮開關串聯組成的脈沖壓縮電路；所述高壓耦合電容與所述脈沖發生裝置之間由脈沖壓縮裝置相連；其中，所述高壓耦合電容與與其相鄰的所述脈沖壓縮電路的所述磁壓縮開關相連；所述脈沖發生裝置與與其相鄰的所述脈沖壓縮電路的所述電容相連。高壓直流電源裝置提供了高壓直流基礎電壓；脈沖發生裝置提供了高壓脈沖電壓；脈沖壓縮裝置將高壓脈沖寬度進行壓縮；高壓耦合電容用于高壓直流基礎電壓疊加壓縮后的高壓脈沖。

等離子體煙氣脫硫脫硝脫汞除塵一體化技術的關鍵核心技術是等離子體電源，其供電性能的好壞對等離子體煙氣脫硫脫硝脫汞除塵一體化裝置的脫除效率和運行穩定性具有重要的影響。等離子體煙氣脫硫脫硝脫汞除塵一體化裝置脫除效率的提高依賴于等離子體電源產生的脈沖電壓具有快上升沿、高電壓、高頻率及窄脈沖寬度，尤其高電壓與窄脈沖寬度對脫除效率的影響最大。因為脈沖寬度過長會使反應器內的極板極線空氣間隙容易擊穿導致無法得到高電壓，進而無法得到高的脫除效率。而現有的等離子體煙氣脫硫脫硝電源設備無法得到窄脈沖、高電壓的用于煙氣脫硫脫硝脫汞除塵的電源。

技術實現要素：

本發明的目的在于提供一種用于等離子體煙氣脫硫脫硝電源的高壓脈沖波形整形裝置，采用該技術方案可以得到用于煙氣脫硫脫硝脫汞除塵所需的高電壓、脈沖寬度窄的電源。

為達到上述目的，本發明所采用的技術方案為：

一種用于等離子體煙氣脫硫脫硝電源的高壓脈沖波形整形裝置，包含一個可飽和電感和電阻，所述的可飽和電感與所述的電阻串聯。

使用時，將所述的可飽和電感與傳統脈沖電源中的脈沖磁壓縮電路中的脈沖磁開關連接，所述的電阻與傳統脈沖電源中的脈沖磁壓縮電路中的電容連接。等離子電源產生脈沖波形一般具有較陡的脈沖前沿，但也存在平頂時間過長的問題。可飽和電感在未飽和前具有非常大的電感量，對于脈沖電壓在電路上相當于開路。通過伏秒積公式計算電感飽和點，當達到最高脈沖電壓時使電感迅速飽和，飽和后的電感量迅速下降到飽和前的幾千分之一，線路阻抗降低在電路上相當于通路，維持的脈沖電壓平頂時間被迅速下拉變短。從高電壓絕緣技術的原理可知當電壓隨著納秒級時間迅速由零上升到峰值后，電氣間隙并不立刻擊穿，而需要經過一定時間后才能完成擊穿，這是由于放電的發展需要一定時間的緣故。因此縮短脈沖寬度，特別是脈沖電壓的平頂保持時間可有效的提高擊穿電壓。

所述的可飽和電感包括繞組線和磁環，所述的繞組線繞在所述的磁環上，所述的磁環和繞線組之間還設有絕緣層。通過調整磁環有效截面和繞線組的數量可適應不同脈沖電壓、脈沖寬帶的輸出。

所述的繞組線和磁環安裝在一個絕緣支撐結構上，所述的絕緣支撐結構于一個安裝架固定。

所述的安裝架固定在一個金屬油箱內；所述的絕緣支撐結構與安裝架之間設有壓板，所述的油箱內設有固定底座，所述的絕緣支撐結構固定在所述的固定底座上。

所述的磁環由十個磁環單體疊加組成，所述的磁環單體并聯后統一接地；所述的磁環為納米晶軟磁材質磁環或高導磁鐵氧體材料磁環；所述的繞組線為聚四氟乙烯鍍銀銅芯線繞制而成；所述的絕緣層為間位芳香族聚酞胺纖維層。納米晶軟磁材質磁環或高導磁鐵氧體材料磁環具有導磁率高、工作頻率高、易飽和的特點，并且價格便宜，可加工性強的優點；間位芳香族聚酞胺纖維層重量輕、絕緣效果好。

所述的絕緣支撐結構為高強度絕緣材料制作而成，具體為特硬酚醛紙板與間位芳香族聚酞胺纖維相結合的復合材料；所述的安裝架板狀金屬或絕緣板。

所述的金屬油箱為304不銹鋼金屬油箱；所述的固定底座由層狀壓木與板狀硬質酚醛紙板配合制成。304不銹鋼的弱磁性可有效降低強脈沖所產生的渦流損耗，并且304不銹鋼強度高抗腐蝕性強適合戶外使用。

在等離子體煙氣脫硫脫硝電源加入本發明技術方案的高壓脈沖波形整形裝置可以得到高電壓、脈沖寬度窄的電源；更高的電壓可有效的提高等離子體煙氣脫硫脫硝脫汞除塵的脫除效率。

附圖說明

圖1用于等離子體煙氣脫硫脫硝電源的高壓脈沖波形整形裝置電路圖。

圖2本發明裝置中可飽和電感結構示意圖。

圖3本發明裝置中可飽和電感另一結構示意圖。

圖4為未使用本發明裝置的等離子體煙氣脫硫脫硝電源所產生的脈沖波形圖。

圖5為使用本發明裝置的等離子體煙氣脫硫脫硝電源所產生的脈沖波形圖。

具體實施方式

如圖1所示一種用于等離子體煙氣脫硫脫硝電源的高壓脈沖波形整形裝置1A,包含一個可飽和電感1Aa和電阻2a，所述的可飽和電感與所述的電阻串聯。

使用時，將所述的可飽和電感與傳統脈沖電源中的脈沖磁壓縮電路中的脈沖磁開關連接，所述的電阻與傳統脈沖電源中的脈沖磁壓縮電路中的電容連接。等離子電源產生脈沖波形一般具有較陡的脈沖前沿，但也存在平頂時間過長的問題。可飽和電感在未飽和前具有非常大的電感量，對于脈沖電壓在電路上相當于開路。通過伏秒積公式計算電感飽和點，當達到最高脈沖電壓時使電感迅速飽和，飽和后的電感量迅速下降到飽和前的幾千分之一，線路阻抗降低在電路上相當于通路，維持的脈沖電壓平頂時間被迅速下拉變短。從高電壓絕緣技術的原理可知當電壓隨著納秒級時間迅速由零上升到峰值后，電氣間隙并不立刻擊穿，而需要經過一定時間后才能完成擊穿，這是由于放電的發展需要一定時間的緣故。因此縮短脈沖寬度，特別是脈沖電壓的平頂保持時間可有效的提高擊穿電壓。

如圖2、圖3所示，可飽和電感包括繞組線2和磁環1，所述的繞組線繞在所述的磁環上，所述的磁環和繞線組之間還設有絕緣層3。

所述的繞組線和磁環安裝在一個絕緣支撐結構4上，所述的絕緣支撐結構與一個安裝架5固定。

所述的安裝架固定在一個金屬油箱6內；所述的絕緣支撐結構與安裝架之間設有壓板7，所述的油箱內設有固定底座8，所述的絕緣支撐結構固定在所述的固定底座上。

所述的磁環由十個磁環單體疊加組成，所述的磁環單體并聯后統一接地；所述的磁環為納米晶軟磁材質磁環或高導磁鐵氧體材料磁環；所述的繞組線為聚四氟乙烯鍍銀銅芯線繞制而成；所述的絕緣層為間位芳香族聚酞胺纖維層。納米晶軟磁材質磁環或高導磁鐵氧體材料磁環具有導磁率高、工作頻率高、易飽和的特點，并且價格便宜，可加工性強的優點；間位芳香族聚酞胺纖維層重量輕、絕緣效果好。

所述的絕緣支撐結構為高強度絕緣材料制作而成，具體為特硬酚醛紙板與間位芳香族聚酞胺纖維相結合的復合材料；所述的安裝架板狀金屬或絕緣板。特硬酚醛紙板與間位芳香族聚酞胺纖維相結合的復合材料重量輕、強度大、絕緣效果好。

所述的金屬油箱為304不銹鋼金屬油箱；所述的固定底座由層狀壓木與板狀硬質酚醛紙板配合制成。304不銹鋼的弱磁性可有效降低強脈沖所產生的渦流損耗，并且304不銹鋼強度高抗腐蝕性強適合戶外使用。

在等離子體煙氣脫硫脫硝電源加入本發明技術方案的高壓脈沖波形整形裝置可以得到高電壓、脈沖寬度窄的電源；圖4為未使用本發明裝置的等離子體煙氣脫硫脫硝電源所產生的脈沖波形圖；圖5為使用本發明裝置的等離子體煙氣脫硫脫硝電源所產生的脈沖波形圖；更高的電壓可有效的提高等離子體煙氣脫硫脫硝脫汞除塵的脫除效率。

窄的脈沖電壓可以使等離子體煙氣脫硫脫硝脫汞除塵一體化裝置反應器中的極板極線空氣間隙不容易擊穿，從而能在非常高的脈沖電壓下運行。實驗數據表明同樣的等離子電源，同樣的運行條件下，未加本發明裝置時峰值電壓僅能升到82kV,脫硫脫硝效率僅能達到20％-30％。加裝本發明裝置后，峰值電壓達到110kV以上，脫硫脫硝率迅速上升到60％以上。