2-47 废气处理用高压窄脉冲电源

任先文 赵君科 王保健 涂国锋 胡新康 张之福

　　大功率长寿命的高压窄脉冲电源是脉冲电晕放电等离子体烟气处理工业化技术的关键设备之一，选择合理的电路网络、发展优良的高压大功率开关及磁性材料是研制该设备的关键，而脉冲电源与反应器有效匹配是脉冲电源研制的难点。本项目主要是研制200kW的高压窄脉冲电源，并实现电源和反应器的有效匹配，达到20kNm³/h³脉冲电晕等离子体烟气脱硫工业中试装置稳定运行的目的。

　　为此研制了一台以Blumlein脉冲形成网络（BPFN）与低变比的脉冲变压器相结合的小试高压窄脉冲电源。该电源的工作原理：三相交流市电经过升压整流滤波，滤波储能电容通过充电电感和高压硅堆向BPFN充电。充电完成后，闸流管放电，BPFN输出负脉冲电压，脉冲变压器升高电压并进行极性转化，输出正脉冲电压加在反应器负载上。由于BPFN是由集中参数电感电容组成，其阻抗和脉冲宽度易于调节，有利于脉冲电源和反应器的匹配。设计参数：BPFN阻抗14Ω，脉宽424ns，脉冲变压器变比1:5，输出电压峰值100kV，重复频率200Hz，平均功率1kW。

　　完成脉冲电源的调试后，在不同的反应器上进行了试验，给出线筒式反应器异电极距35mm，线板式反应器异电极距55mm。在调试过程中发现当脉冲宽度大于500ns时，反应器很容易被击穿，导致电压峰值不能升高，能量难以有效地注入反应器。为减小脉冲宽度，BPFN减短两级（4个电感和4个电容），BPFN总电容量由30nF减小到20nF，为得到1kW的输出功率，脉冲电源额定工作频率调整到300Hz。从图1的电压波形看，除无介质阻挡的线筒式反应器上电压脉冲宽度大于600ns，波形振荡大以外，与其它反应器都实现了良好的匹配，系统能量效率大于75%。

　　研究结果表明，为研制200kW功率的高压脉冲电源，选择设计切实可行的技术路线与实施方案，提供了科学的实验数据支撑。