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《線—板式脈沖電暈放電系統(tǒng)設計研究報告》由會員上傳分享,免費在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。
1、-線—板式脈沖電暈放電系統(tǒng)研究 李國鋒 吳彥 王寧會 摘要 線—板式電暈放電系統(tǒng)被廣泛應用于大型除塵器及煙氣脫硫反應器上。通過改變收集極板間距、放電極鄰距及脈沖成形電容值,研究這些參數(shù)變化對高壓ns級脈沖波形的影響,為設計脈沖電暈脫硫反映器內(nèi)部電極結(jié)構(gòu)提供了實用性實驗依據(jù)。 關(guān)鍵詞 線—板式 脈沖電暈 煙氣脫硫ResearchonLine-plateModelPulseCoronaDischargeSystem Abstract Theline-platemodelcoronadischarges
2、ystemiswidelyusedinelectrostaticprecipitatorandthereactorforSO2removalinfluegas.Bychangingtheplatedistance,dischargeelectrodedistanceandthevalueofpulseformingcapacitor,thepaperresearchestheinfluenceofthosechangesonnshighvoltagepulsewaveforms.Theresultsof
3、theexperimentprovidebasiaforthedesignoftheelectrodeconfiguration. Keywords line-platemodel pulsedcorona SO2removal 引言 一般認為影響脈沖電暈特性的因素主要有以下幾點:1)脈沖上升前沿時間;2)脈沖電壓峰值;3)脈沖寬度;4)氣體成分[1]??斓拿}沖上升前沿時間和高的脈沖電壓峰值可以使電子在自由程內(nèi)受到突發(fā)性強電場(>100kV/cm)的加速而得到足夠的能量,它們與中性氣體分子和原子進
4、行非彈性碰撞,使這些中性粒子的激發(fā)、分解及電離更為強烈。脈沖寬度窄,可有效防止離子(其遷移率為電子的10-3)在電場中加速而引起的能量浪費。 本文實驗在常壓空氣中進行,不研究氣體成分的影響。放電回路參數(shù)確定后,研究不同煙氣脫硫反應器的電極配置形式及脈沖成形電容對高壓ns級脈沖波形的上升前沿時間、峰值及脈沖寬度的影響?! ? 實驗裝置及測量系統(tǒng) 1.1 實驗裝置 實驗裝置見圖1,C為儲能電容,硅碓和電感組成串連諧振電路。旋轉(zhuǎn)火花隙G1導通時,G2斷開,對脈沖成形電容CP充電;G1斷開時,G2導通,對
5、線—板式反應器放電。脈沖重復頻率為40 Hz。.---圖1 實驗裝置簡圖 線—板式反應器的板間距可調(diào),板面積為2000mm×1000mm;放電極為5mm×5mm星型線,安裝在一個線框上,放電極鄰距d可調(diào)。整個線框懸掛在兩塊板中間,高壓脈沖為正極性,由線框一端引入,高壓分壓器接在同一點上?! ?.2 測量系統(tǒng) 脈沖電壓波形用日本產(chǎn)阻容式分壓器測量,阻抗為2000MΩ,電容為6pF。高壓引線長0.5m接在高壓脈沖輸入點上。電流探頭為TextronixAM503高帶寬電流變換器,探頭的閉合線圈卡在反應器的
6、地線上,測量總的脈沖電暈電流。高壓分壓器及電流探頭的輸出信號由HP54503A四通道數(shù)字式示波器記錄,帶寬為500mHz,輸入阻抗1MΩ,電容6pF。電容測量使用國產(chǎn)LCR數(shù)字式電容表?! ∫蚓€—板式反應器可看作容性負載,其靜態(tài)電容為幾百個pF,實驗中可忽略測量系統(tǒng)的影響?! ? 實驗結(jié)果及分析 圖1中儲能電容C,火花隙G1,硅堆及電感對脈沖成形電容CP充電并保護直流電源。CP、G2及反應器構(gòu)成放電回路的等效電路見圖2,L為回路總電感,R1為回路總電阻,包括火花隙電阻及接線電阻,CRE為反應器的靜態(tài)電
7、容,R2為起暈后反應器的等效非線性電阻。圖2 脈沖電暈放電等效電路圖 在板距150mm,放電極鄰距50mm,脈沖成形電容2nF的實驗條件下,測得的脈沖電壓波形見圖3,它是一阻尼振蕩波形?;鸹ㄏ秾ㄖ螅琇C振蕩開始,在脈沖上升前沿時間tr內(nèi)上升到最大值Up。該振蕩迅速衰減,在t=td時刻(td≈5μs)火花隙斷開,此時衰減僅由圖2中CRE和非線性電阻R2組成的網(wǎng)絡決定。.---圖3 反應器上的脈沖電壓波形 0≤t≤td時刻的阻尼振蕩用下式表示[2]:其中,K為損失系數(shù)0.8≤K≤1;a=R1/2L,
8、R1為回路總電阻,L為回路總電感;ω=1/,C=CPCRE/(CP+CRE);UO為CP的充電電壓?! ≡趖=td時刻,eat1,脈沖電壓UD為:UD=UR+K(UO-UR)CP/(CP+CRE) (2) t>td時,火花隙已經(jīng)斷開,脈沖電壓波形僅由CRE和非線性電阻R2組成的網(wǎng)絡決定,即:U(t)=UDe-t/τ (3)式中:τ=CRER2?! ∶}沖上升前沿可取阻尼振蕩周期的一半即: 2.1 板間距對高壓ns級脈