線—板式脈沖電暈放電系統(tǒng)設計研究報告

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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，eat1，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