(宝钢集团八钢公司炼钢厂新疆乌鲁木齐市830022)
摘要:介绍了八钢150t转炉干法除尘高压电源系统，重点对高压电源的原理、紫铜组成进行了说明，重点介绍了该高压电源系统的火花控制和节能控制的实现。
关键词:干法除尘;高压电源;火花;
1前言
随着转炉炼钢的发展及炼钢工艺的日趋完善，转炉一次除尘技术也在不断发展成熟，干法除尘因其除尘净化效率高被广泛应用。该系统主要由蒸发冷却器、静电除尘器、风机和煤气回收系统组成。全部采用干法处理，不存在二次污染和污水处理，系统阻损小，煤气热值高，回收粉尘可直接利用，节约能源，其经济效益和环境效益远远高于湿法除尘技术。
新疆八一钢铁股份有限公司（简称八钢）150t转炉与2012年8月建成投产，一次除尘采用干法除尘系统，为西门子奥钢联全套技术，其中电除尘器高压电源采用国产大连嘉禾电源JHB-E系列产品，经过几年的不断生产和实践，该系统运行稳定。
2高压电源概述
转炉干法除尘器用高压电源是除尘系统中关键核心的技术装备，转炉产生的烟气高温、易燃、易爆、烟气量大、粉尘比电阻波动大，电子设备在工业恶劣环境中能可靠地运行，同时还将增加对粉尘含量、负载、反晕电阻等监测分析和智能模糊控制，使粉尘排放含尘量达到国内先进标准10mg/Nm3，所以高压电源需具有以下特点：
（1）保证烟气粉尘排放量达到国家标准，粉尘排放浓度达到10mg/Nm3以下。
（2）大幅降低电除尘器出口烟气粉尘含量，提高煤气回收率及设备的使用寿命。
（3）采用最低功耗的智能模糊优化控制，在满足粉尘排放标准的同时，大幅节电降耗。
（4）完善故障检测和报警功能，为现场分析故障原因，提供参考。
3系统组成
高压电源控制系统的基本功能是：以控制一次电压的方法间接的控制二次的电压和电流，在阴极线与阳极板之间提供高电压，在阴极线与阳极板之间形成强电场，烟气电离，荷电粉尘则会向收尘极（即阳极板）运动，包括本体与控制设备两部分：
本体：烟气通过的封闭室，为静电除尘提供了工作空间和场所主要包括：阴极线和阳极板；
控制设备：为本体提供除尘所需高压直流电源及相应控制，是高压电源的核心，系统结构如图1，高压控制负责为本体提供高压电源，包括高压控制柜、高压整流变压器、高压隔离开关柜，低压控制负责阴阳极振打、瓷轴加热、瓷套加热、卸灰等，
图1高压电源控制系统组成
包括低压控制柜及相应执行机构；
3.1控制回路
控制回路主要包括：一次电压采样、一次电流采样、二次电压采样、二次电流采样和硬件过流采样回路。
3.2主控器
包括5个部分：模拟部分、数字部分、触发部分、通信及DA部分、开关量I/O部分，各部分采用隔离设计。模拟部分检测同步信号和相位信号并传送给数字部分，通过A/D转换采样变压器初、次级电流电压反馈信号，控制柜启动，主控器根据控制方式设置、预设参数及反馈信号进行闭环控制通过控制运算得到下个周波触发导通角，并进行定时触发控制，实现可控硅调压，主控器实时判断火花状态，当发生火花，则进入火花跟踪控制方式。
4火花控制
烟气中含有大量CO，对控制设备火花检测与火花控制要求相对较高火花检测必须迅速、准确，不能漏检、误检，杜绝火花拉弧，火花放电频率需可设置，较常规电除尘应减少火花放电频率，降低对本体冲击，减小泄爆阀动作，提高电除尘器整体安全性，转炉：1次/30分钟~10次/分钟，常规：30~150次/分钟，应具有软、硬件火花检测与控制功能及多重保护，以提高设备可靠性。
4.1软件火花判断
由于火花的瞬间相当于短路所以：一次电流突增、二次电压跌落，采样的信号中，一次电流反馈值会大于一次电流火花设定值；二次电压反馈信号的下降值大于火花dU2设定值，只要两个信号中有一个信号的反馈值大于设定值，则CPU认为火花发生，以同步信号为准，当同步信号有效后，
图2软件火花判断
每间隔2mS我们对一次电流和二次电压进行采样，并且我们把二次电压的五个值记录下来，当U2前一时刻值－U2当前值>=dU2时，CPU认为火花发生。或一次电流采样值>=火花I1设定值时，CPU同样认为火花发生。
4.2硬件火花判断
火花发生时一次电流有两个重要的表现：一方面是电流的峰值很高，另一方面是电流的变化率超出正常波形的变化率很多，我们把电流信号的峰值和一个固定电平做比较运算就可以得到硬件峰值火花信号我们把电流信号的变化率进行放大，再和另外一个固定电平做比较运算就可以得到硬件变化率火花信号将以上两个电路的信号线与后送给CPU，就完成了硬件火花的判断，硬件火花检测电路对U2、I2进行采样，信号整理后，进行加法运算，然后与判断点进行比较，比较输出给CPU，用于中断请求，同时锁存后用于闭锁可控硅触发输出。此外，对I2峰值也进行比较，用于瞬时过流判断，瞬时过流当作火花处理。
图3硬件火花判断
JHB-E对于火花检测采用软、硬件冗余检测，软件每333us采样U2和I2，进行火花判断。任一检测有效，则进行火花控制，能够准确检测火花，不误检、不漏检。
4.3火花控制方式
火花采用三折线控制方式，控制频率可设置(1~120次/分钟)，三折线控制比二折线控制具有更高的平均输出电压。
5节能控制
5.1间歇供电方式
间隙供电方式是一种高效节能方式，通常粉尘荷电无需连续高幅值波形供电，因此采用高幅值波与低幅值波相结合的方式，高幅值波主要用于电晕，释放大量电子，粉尘荷电；低幅值波时节能，且利于阳极板对粉尘的捕集。该方式，针对高比电阻粉尘有较好的收尘效果。
5.2阶段控制方式
阶段控制方式实质就是将电除尘控制与生产工艺相结合，针对不同生产负载下，使电除尘电源设备工作在不同设定值，即工作在不同阶段，避免电能浪费。具体实现时，是主工艺控制系统通过软件通信方式或硬件开关量点，与电除尘高压控制设备相连接，从而使设备工作在不同阶段设定值下。
6结束语
该系统自投入运行以来运行稳定，外排控制在10mg/Nm3以下，火花控制效果较好，节能效果显著，确保干法除尘系统的稳定运行。
参考文献：
[1]张殿印、王纯。《除尘器手册》。北京：化学工业出版社，2004
[2]张芳.转炉炼钢500问.北京:化学工业出版社,2009