專利名稱：大功率發(fā)電廠煙氣脫硫脫氮脈沖電暈等離子體直流電源的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電源，具體涉及一種發(fā)電廠用煙氣脫硫脫氮脈沖電暈等離子體 直流電源。
背景技術(shù)：
燃煤發(fā)電廠排放的二氧化硫(S02)和氮氧化物(N0X)是大氣污染的主要物 質(zhì)，二氧化硫(S02)和氮氧化物(MX)是形成"酸霧"和"酸雨"的主要原因 之一，嚴(yán)重危及人體健康，對自然環(huán)境造成嚴(yán)重?fù)p害，脫硫、脫氮是中國治理 燃煤污染改善大氣環(huán)境的最主要目標(biāo)，目前國內(nèi)發(fā)電廠脫硫、脫氮的方法主要 有濕法和干法兩種，濕法脫硫、脫氮是用石灰石石膏法濕式脫二氧化硫(S02) 和選擇性催化還原法脫氮氧化物(N0X)組合的技術(shù)，據(jù)資料介紹，德國、日本、 美國等國家多數(shù)采用這種方法，該方法的問題是耗水量大，而且必須進行污水 的深度處理，生成的大量副產(chǎn)品石膏應(yīng)用也有限，煙氣在進入煙囪前需要加熱 提高溫度，該組合技術(shù)中氨選擇性催化劑還原法的缺點是，脫氮的催化劑壽命 維護比較麻煩，工藝中生成的胺化合物有堵塞系統(tǒng)的弊病等，因此使該組合法 的推廣應(yīng)用受到影響。干法克服了濕法脫硫、脫氮的上述缺點，它用一個過程 能同時脫硫脫氮，且去除效率高，能夠生成的副產(chǎn)品硫酸氨和硝酸氨可作化肥 用，沒有廢棄物，沒有廢水及其處理設(shè)施，因為不用催化劑，所以不存在催化 劑中毒，影響使用壽命的問題，設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單，對煙氣條件變化適應(yīng)性強，容 易控制，目前國內(nèi)燃煤發(fā)電廠煙氣干法脫硫脫氮使用的脈沖電暈等離子體直流 電源的脈沖形成開關(guān)為旋轉(zhuǎn)火花開關(guān)，它存在使用重復(fù)率低、壽命短的缺點， 導(dǎo)致目前國內(nèi)燃煤發(fā)電廠煙氣干法脫硫脫氮所使用的脈沖電暈等離子體直流電 源的功率不夠大，無法滿足發(fā)電廠大容量發(fā)電機組煙氣脫硫脫氮的需求，制約 了國內(nèi)干法脫硫脫氮的發(fā)展。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對目前國內(nèi)燃煤發(fā)電廠煙氣干法脫硫脫氮 所使用的脈沖電暈等離子體直流電源的上述缺點，提供一種大功率發(fā)電廠煙氣 脫硫脫氮脈沖電暈等離子體直流電源。
本發(fā)明的技術(shù)解決方案是它包括整流電路、濾波電路、脈沖開關(guān)電路、 充放電電路、脈沖變壓器T和脈沖調(diào)制電路，濾波電路的正輸入端和負(fù)輸入端分 別與整流電路的正輸出端和負(fù)輸出端相連，脈沖開關(guān)電路的輸入端與濾波電路 的正輸出端相連，脈沖開關(guān)電路的輸出端與充放電電路的正輸入端相連，脈沖 開關(guān)電路的正輸出端與充放電電路的正輸入端相連，充放電電路的正輸出端和
負(fù)輸出端分別與脈沖變壓器T一次側(cè)的兩端分別相連，脈沖調(diào)制電路的兩輸入端 分別與脈沖變壓器T二次側(cè)的兩端分別相連，脈沖開關(guān)電路由至少兩個門極關(guān)斷 晶閘管開關(guān)電路相并聯(lián)構(gòu)成。
本發(fā)明的技術(shù)效果是它具有功率大，使用壽命長的優(yōu)點，它可以使國內(nèi)
燃煤發(fā)電廠煙氣干法脫硫脫氮能力大為增強，從而促進國內(nèi)干法脫硫脫氮技術(shù)
的發(fā)展。


圖l為本發(fā)明實施例方框圖2為本發(fā)明實施例電路原理圖3為本發(fā)明實施例晶閘管VT1和VT2伏安特性差異圖； 圖4為本發(fā)明實施例晶閘管VT1和VT2伏安特性原理圖5為本發(fā)明實施例靜態(tài)均流電路原理圖； 圖6為本發(fā)明實施例動態(tài)均流電路原理圖7為本發(fā)明實施例門極關(guān)斷晶閘管GT0驅(qū)動控制電路原理圖。
具體實施例方式
如圖1所示，它包括整流電路、濾波電路、脈沖開關(guān)電路、充放電電路、脈 沖變壓器T和脈沖調(diào)制電路，濾波電路的正輸入端和負(fù)輸入端分別與整流電路的 正輸出端和負(fù)輸出端相連，脈沖開關(guān)電路的輸入端與濾波電路的正輸出端相連， 脈沖開關(guān)電路的輸出端與充放電電路的正輸入端相連，脈沖開關(guān)電路的正輸出 端與充放電電路的正輸入端相連，充放電電路的正輸出端和負(fù)輸出端分別與脈 沖變壓器T一次側(cè)的兩端分別相連，脈沖調(diào)制電路的兩輸入端分別與脈沖變壓器 T二次側(cè)的兩端分別相連，脈沖開關(guān)電路由兩個門極關(guān)斷晶閘管開關(guān)電路相并聯(lián) 構(gòu)成。
濾波電路的負(fù)輸出端與充放電電路的負(fù)輸入端通過防回流電路相連。 如圖2所示，防回流電路由二極管VD7構(gòu)成。 脈沖調(diào)制電路由兩級磁壓縮電路相串聯(lián)構(gòu)成。
磁壓縮電路由磁壓縮電容Cs和磁壓縮電感Li構(gòu)成，磁壓縮電容C3的正極與磁 壓縮電感Li的一端相連。
整流電路為三相橋式整流電路，它包括整流二極管VD" VD2、 VD3、 VD4、 VD5 和VD6， VDt的負(fù)極、VD3的負(fù)極和VD5的負(fù)極相連構(gòu)成三相橋式整流電路的正輸出 端，VD2的正極、VD4的正極和VD6的正極相連構(gòu)成三相橋式整流電路的負(fù)輸出端， VDi的正極與VD2的負(fù)極相連構(gòu)成三相橋式整流電路的第一輸入端，VD3的正極與 VD4的負(fù)極相連構(gòu)成三相橋式整流電路的第二輸入端，VD5的正極與VD6的負(fù)極相連
構(gòu)成三相橋式整流電路的第三輸入端。
濾波電路由濾波電容G和濾波電感L,構(gòu)成，濾波電容d的正極與濾波電感L,
的一端相連。
門極關(guān)斷晶閘管開關(guān)電路由門極關(guān)斷晶閘管VT、均流電阻R和均流電感Ls構(gòu) 成，均流電阻R和均流電感Ls相并聯(lián)后與晶閘管VT的負(fù)極相串連。
充放電電路由充放電電容C2和放電電感L2構(gòu)成，充放電電容C2的正極與放電 電感L2的一端相連。
三相橋式整流電路的正輸出端與濾波電容d的正極與濾波電感L,的相連端 相連，三相橋式整流電路的負(fù)輸出端與濾波電容d的負(fù)極和二極管VD7的正極相
連，各門極關(guān)斷晶閘管開關(guān)電路的晶閘管VT的正極與濾波電感Li的與濾波電容d 的正極相連的另一端相連，均流電阻R和均流電感Ls與晶閘管VT的負(fù)極相連的另 一端分別與充放電電容C2的正極與放電電感L2的相連端相連，放電電感U與充放 電電容C2的正極相連的另一端與脈沖變壓器T一次側(cè)的一端相連，二極管VD7的負(fù) 極、充放電電容C2的負(fù)極和脈沖變壓器T一次側(cè)與放電電感L2相連的另一端相連， 第一級磁壓縮電路的磁壓縮電感Li與磁壓縮電容C3的正極相連的第一端與脈沖 變壓器T二次側(cè)的一端相連，第二級磁壓縮電路的磁壓縮電感Li與磁壓縮電容C3 的正極相連的第一端與第一級磁壓縮電路的磁壓縮電感Li的不與同級磁壓縮電 容C3的正極相連的第二端相連，各級磁壓縮電路的磁壓縮電容C3的負(fù)極分別與脈 沖變壓器T二次側(cè)的另一端相連，第二級磁壓縮電路的磁壓縮電感Li的第二端與 反應(yīng)器的一端相連，各級磁壓縮電路的磁壓縮電容C3的負(fù)極和脈沖變壓器T二次 側(cè)的另一端分別與反應(yīng)器的另一端相連。 門極關(guān)斷晶閘管開關(guān)電路
單個門極關(guān)斷晶閘管GT0的額定電流是有一定限度的，難滿足發(fā)電廠大容量 發(fā)電機組煙氣脫硫脫氮脈沖電暈等離子體直流電源的需求，門極關(guān)斷晶閘管GTO 并聯(lián)時各GTO的正向特性不可能完全一樣，既使選擇同一廠家、同一型號、同一 批次、特性較一致的GTO， GTO在導(dǎo)通狀態(tài)和開通過程中電流分配不均勻，使長 期通過電流大的門極關(guān)斷晶閘管GTO因過載可能燒壞，因此GTO并聯(lián)使用時要采 取動態(tài)和靜態(tài)均流措施。
均流電阻R用于靜態(tài)均流，均流電感Ls用于動態(tài)均流。
導(dǎo)通狀態(tài)下的靜態(tài)均流
GT0并聯(lián)使用，在導(dǎo)通狀態(tài)，正向壓降小的GTO通過較大電流，如圖3、圖4 所示，流過VTl的電流IvTi大于流過VT2的電流IvT2，因此要進行靜態(tài)均流。在并 聯(lián)的各GTO中各串入一個阻值較小的電阻R，就可以達到均流的目的，如圖5所示。
均流電阻R (Q)按下式?jīng)Q定，
R= (0.5 2) UT(AV)/IT(AV)
式中UnAv)為GTO的通態(tài)平均電壓，串入均流電阻R原電流分配不均程度可改善。
導(dǎo)通狀態(tài)下的動態(tài)均流
兩個并聯(lián)的GTO電路中均流原理，是利用電抗器中感應(yīng)電動勢的作用達到均 流，GT0導(dǎo)通后，若diVT,/dt二diVT2/dt，均流電抗器中沒有感應(yīng)電動勢產(chǎn)生，此
時lvflvn。如果diVT2/dt〉diVn/dt，此時Im〉Im，在均流電抗器中要產(chǎn)生如圖
6所示極性的感應(yīng)電動勢，使diVT2/dt下降，diVn/dt上升，直到相等達到均流目的。
電感值要使GTO導(dǎo)通進的電流上升率di/dt (A/as)被限制在允許值下，因 此Ls (Uh)可以按下式計算。 Ls=l. 1 V2U2 /di/dt 磁壓縮電路- 煙氣脫硫、脫氮對脈沖電源要求是上升時間Tp^0 100ns，拖尾時間 Tr=10 500ns，頻率二20 200Hz納秒級電源，磁壓縮電路可達到煙氣脫硫、脫 氮的納秒級電源，磁壓縮電路原理，先用傳統(tǒng)開關(guān)器件(如GTO等)產(chǎn)生一個長 脈沖，然后將這個長脈沖部輸入到多級磁壓縮電路中，磁壓縮電路的每一級都 將減少脈沖的持續(xù)時間，使數(shù)十納秒內(nèi)產(chǎn)生高功率脈沖電源。
磁壓縮電路的每一級都有是由電容和可飽和電抗器構(gòu)成，可飽和電抗器的 作用就是一個開關(guān)，在不飽和時對應(yīng)于斷開，而飽和時對應(yīng)于閉合，如圖2所示。
當(dāng)VT關(guān)斷時，充放電電容G、放電電感U脈沖變壓器T向C3和U充電。U電抗 器受勵磁一級磁壓縮，使長脈沖上升時間拖尾時間接近納秒級脈沖電源，G和U 電抗器磁飽和后的電能向C4和Li2放電，C4和Li2受到C3和Lu放電而充電，U電抗器 受到勵磁電流增強到磁飽和時，對前級磁后的接近納秒級脈沖在經(jīng)二級磁壓縮 而達到煙氣脫硫脫氮需要的納秒級脈沖電源。
驅(qū)動控制電路
并聯(lián)門極關(guān)斷晶閘管GTO各門極關(guān)斷，應(yīng)同時得到觸發(fā)脈沖，使各并聯(lián)的GTO 管門極關(guān)斷，觸發(fā)脈沖誤差盡可能的小于0.2us，如圖7所示。晶體管V,構(gòu)成的部 分電路I用于門極的開通控制，當(dāng)在開通信號作用下晶體管V,導(dǎo)通時，在脈沖變 壓器T,的二次側(cè)感應(yīng)出電壓經(jīng)二極管VD9向門極提供觸發(fā)電源，使GTO管開通，晶 體管V2構(gòu)成部分電路II用于門極的關(guān)斷控制，在關(guān)斷信號作用下，晶體管V2導(dǎo)通 時，脈搏沖變壓器T2的二次側(cè)感應(yīng)出同名端為正極極性的電壓es2，并用此電壓 觸發(fā)晶閘管VT，于是在GTO的門極與陰極之間渡過反向電流，迫使GTO關(guān)斷。晶 閘管VT3和二極管VDw起互鎖隔離作用，防上電路I和電路II之間干擾。晶閘管VT 防止門極開通電流流入T2二次側(cè)而不流入GT0門極，造成GTO不能開通的后果，二 極管VD3則阻止門極關(guān)斷電流的一部分流入T二次側(cè)，可能在L寄生電感中儲存能 量， 一但門極關(guān)斷電流消失，會使GTO再次觸發(fā)而出現(xiàn)誤導(dǎo)通的現(xiàn)象。
本產(chǎn)品的優(yōu)點
1、 GTO的并聯(lián)提高煙氣脫硫脫氮脈沖電暈等離子體直流電源的功率；
2、 采用GTO的并聯(lián)使煙氣脫硫脫氮脈沖電暈等離子體直流電源的壽命延長 30000小時以上。
本產(chǎn)品最佳使用狀態(tài)
燃煤發(fā)電廠煙氣脫硫脫氮脈沖電暈等到離子體直流電源，在東北電力大學(xué)
試驗室運行10000小時無故障，最高溫度120度和最低溫度45度下能正常運行， 煙氣脫硫脫氮率達到96%以上。
權(quán)利要求
1.大功率發(fā)電廠煙氣脫硫脫氮脈沖電暈等離子體直流電源，它包括整流電路、濾波電路、脈沖開關(guān)電路、充放電電路、脈沖變壓器T和脈沖調(diào)制電路，濾波電路的正輸入端和負(fù)輸入端分別與整流電路的正輸出端和負(fù)輸出端相連，脈沖開關(guān)電路的輸入端與濾波電路的正輸出端相連，脈沖開關(guān)電路的輸出端與充放電電路的正輸入端相連，脈沖開關(guān)電路的正輸出端與充放電電路的正輸入端相連，充放電電路的正輸出端和負(fù)輸出端分別與脈沖變壓器T一次側(cè)的兩端分別相連，脈沖調(diào)制電路的兩輸入端分別與脈沖變壓器T二次側(cè)的兩端分別相連，其特征在于脈沖開關(guān)電路由至少兩個門極關(guān)斷晶閘管開關(guān)電路相并聯(lián)構(gòu)成。
2、 如權(quán)利要求1所述的大功率發(fā)電廠煙氣脫硫脫氮脈沖電暈等離子體直流電 源，其特征在于所述濾波電路的負(fù)輸出端與充放電路的負(fù)輸入端通過防回流電 路相連。
3、 如權(quán)利要求1所述的大功率發(fā)電廠煙氣脫硫脫氮脈沖電暈等離子體直流電 源，其特征在于所述脈沖調(diào)制電路由若干級磁壓縮電路相串聯(lián)構(gòu)成。
4、 如權(quán)利要求1所述的大功率發(fā)電廠煙氣脫硫脫氮脈沖電暈等離子體直流電 源，其特征在于所述整流電路為三相橋式整流電路，它包括整流二極管VD》VD2、 VD3、 VD4、 VDs和VD6， VDi的負(fù)極、VD3的負(fù)極和VDs的負(fù)極相連構(gòu)成三相橋式整 流電路的正輸出端，VD2的正極、VD4的正極和VD6的正極相連構(gòu)成三相橋式整流電 路的負(fù)輸出端，VDi的正極與VD2的負(fù)極相連構(gòu)成三相橋式整流電路的第一輸入 端，VD3的正極與VD4的負(fù)極相連構(gòu)成三相橋式整流電路的第二輸入端，VDs的正極 與VD6的負(fù)極相連構(gòu)成三相橋式整流電路的第三輸入端。
5、如權(quán)利要求1所述的大功率發(fā)電廠煙氣脫硫脫氮脈沖電暈等離子體直流電 源，其特征在于所述濾波電路由濾波電容d和濾波電感Li構(gòu)成，濾波電容d的正 極與濾波電感L的一端相連。
6、 如權(quán)利要求1所述的大功率發(fā)電廠煙氣脫硫脫氮脈沖電暈等離子體直流電 源，其特征在于所述門極關(guān)斷晶閘管開關(guān)電路由門極關(guān)斷晶閘管VT、均流電阻R 和均流電感Ls構(gòu)成，均流電阻R和均流電感Ls相并聯(lián)后與晶閘管VT相串連。
7、 如權(quán)利要求1所述的大功率發(fā)電廠煙氣脫硫脫氮脈沖電暈等離子體直流電 源，其特征在于所述充放電電路由充放電電容C2和放電電感L2構(gòu)成，充放電電容 C2的正極與放電電感U的一端相連。
8、 如權(quán)利要求2所述的大功率發(fā)電廠煙氣脫硫脫氮脈沖電暈等離子體直流電 源，其特征在于所述防回流電路由二極管VD7構(gòu)成。
9、 如權(quán)利要求3所述的大功率發(fā)電廠煙氣脫硫脫氮脈沖電暈等離子體直流電 源，其特征在于所述磁壓縮電路由磁壓縮電容C3和磁壓縮電感Li構(gòu)成，磁壓縮電 容C3的正極與磁壓縮電感Li的一端相連。
全文摘要
大功率發(fā)電廠煙氣脫硫脫氮脈沖電暈等離子體直流電源，它包括整流電路、濾波電路、脈沖開關(guān)電路、充放電電路、脈沖變壓器和脈沖調(diào)制電路，濾波電路的正輸入端和負(fù)輸入端分別與整流電路的正輸出端和負(fù)輸出端相連，脈沖開關(guān)電路的輸入端與濾波電路的正輸出端相連，脈沖開關(guān)電路的正輸出端與充放電電路的正輸入端相連，充放電電路的正輸出端和負(fù)輸出端分別與脈沖變壓器一次側(cè)的兩端分別相連，脈沖調(diào)制電路的兩輸入端分別與脈沖變壓器二次側(cè)的兩端分別相連，脈沖開關(guān)電路由至少兩個門極關(guān)斷晶閘管開關(guān)電路相并聯(lián)構(gòu)成。它具有功率大，使用壽命長的優(yōu)點，它可以使國內(nèi)燃煤發(fā)電廠煙氣干法脫硫脫氮能力大為增強，從而促進國內(nèi)干法脫硫脫氮技術(shù)的發(fā)展。
文檔編號H02M9/00GK101369785SQ20081013727
公開日2009年2月18日 申請日期2008年10月7日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月7日
發(fā)明者袁寶君, 袁寶春, 袁曉歐 申請人:袁曉歐