直流—交流交替式高压静电除尘技术的研究--《北京交通大学》2014年硕士论文
直流—交流交替式高压静电除尘技术的研究
【摘要】：近年来,全国各大城市与地区出现了不同程度的雾霾天气,严重影响了人们的生活与健康。雾霾天气的形成主要是由空气中的悬浮颗粒物引起,其中PM2.5等细小颗粒物由于其危害较大而引起了市民与专家的重视。电除尘器被认为是从源头消除颗粒物污染的有效方法,但现有的除尘器对PM2.5等细小颗粒物的吸收效率较低。电除尘器的核心部分是除尘电源的选择,因此急需设计一种新型的电除尘器供电电源来使装置有效吸收PM2.5等细小颗粒物。
从实际应用来看,电除尘器为了抑制反电晕现象的发生多采用高压电源间歇性供电方法,该方法不仅有效的抑制了反电晕现象的发生,减少用电量,同时由于采用间歇式供电时使施加到反应器上的电压可近似变换为交流电压的叠加,还提高了装置的除尘效率。为此本文以粒子荷电原理为理论依据,从离子电流密度和通过电凝并扩大粒子直径两个方面重点研究了交流电压对PM2.5等细小颗粒物荷电特性的影响,得出了交流电可从以上两个方面提高装置对PM2.5等微小颗粒物的荷电量,且频率越高,幅值越大,荷电效果越好,从而可以提高装置对细小颗粒物的除尘效率。同时综合以上两点,本文提出了一种设想,即当电除尘器电源采用高压直流电源间歇性供电时,在间歇停止供电的时候改用交流电源供电,即直流-交流交替供电的方式。
直流-交流交替供电方式的具体工作原理为：当反应器上施加的电压为交流电时,此时可以提高装置对PM2.5等细小颗粒物的荷电量,且在此过程中,荷电粒子并没有完全堆积到收尘极板,而已堆积到收尘极板的荷电粒子也以合适的速度释放出电荷并被清除掉,这样就减少了荷电粉尘的堆积,有效地抑制反电晕现象的发生；当施加直流电时可有效吸收已充分荷电的PM2.5等细小颗粒物,提高装置的除尘效率。
另外,本文还对直流-交流交替供电电源进行了理论研究与分析,包括高压交流电源的设计,高压直流电源的设计以及交替控制电路的设计。交流电源采用串联负载串联谐振的工作方式；直流电源采用并联负载串联谐振的工作方式；交替控制电路的设计选用开关器件以及电容电感来实现交流高压与直流高压的交替输出。同时对电源器件的参数选择进行了分析计算,还给出了电路的抗干扰设计。
最后,本文通过上述的设计与计算,对电源进行了MATLAB仿真,得出了理想的波形,验证了理论分析的可行性。
【关键词】：
【学位授予单位】：北京交通大学【学位级别】：硕士【学位授予年份】：2014【分类号】：X701.2【目录】：
致谢5-6中文摘要6-7ABSTRACT7-111 绪论11-19 1.1 课题研究背景及意义11-12 1.2 静电除尘器的工作原理12-14 1.3 电凝并理论的发展14-16 1.4 直流-交流交替供电技术的提出16-17 1.5 论文的主要工作17-192 间歇性供电技术分析19-29 2.1 反电晕现象的产生原因与危害19-21
2.1.1 反电晕现象的产生原因19-20
2.1.2 反电晕现象的危害20-21 2.2 抑制反电晕现象的措施21-23
2.2.1 降低粉尘的比电阻21-22
2.2.2 采用水膜清灰法22
2.2.3 采用先进的电除尘器供电方法22-23 2.3 间歇供电实际应用23-293 交流电对细小颗粒物除尘效率的影响29-49 3.1 传统电源分析29-33
3.1.1 单相交流调压直流电源分析29-31
3.1.2 6脉波三相交流调压直流电源分析31-33 3.2 电除尘效率影响因子分析33-37
3.2.1 粒子荷电原理分析34
3.2.2 粒子碰撞荷电效果分析34-37 3.3 交流电对离子电流密度的影响37-39 3.4 交流电对粒子直径的影响39-44
3.4.1 粒子的粒径和力度分布39
3.4.2 电凝并理论分析39-44 3.5 交流电对装置除尘效率的影响44-47 3.6 直流-交流交替供电技术的工作原理47-494 直流-交流交替电源的工作原理分析49-69 4.1 反应器负载特性分析50-52 4.2 交流电源的工作原理分析52-59 4.3 直流电源的工作原理分析59-63 4.4 直流-交流交替工作过程的研究63-65 4.5 电路的抗干扰设计65-69
4.5.1 屏蔽设计65-66
4.5.2 接地设计66-695 电源的计算机仿真结果与分析69-756 总结75-77参考文献77-79附录79-81作者简历81-85学位论文数据集85
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