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电除尘器高压电源、电除尘器市场运行态势及未来前景预测
电除尘器高压电源是静电除尘器的新一代供电电源,是传统可控硅电源(SCR)的更新换代产品;也是现代电力电子技术、数字信号处理技术、网络控制技术发展结合的产物。根据研究资料:应用高压电源的电除尘器节电效果一般可达40%-80%,有的高达90%-95%。
根据研究资料,国内对电除尘器高压电源的研究起源于20世纪60年代;其整个行业起步于20世纪80年代;20世纪90年电除尘器高压电源行业进入初期发展阶段。据中金企信国际咨询公布的《2020-2026年中国电除尘器高压电源行业市场调查研究及投资潜力预测报告》统计数据显示:目前,国内电除尘器高压电源行业整体处于发展初期的快速成长阶段,行业规模不断扩大,产品质量不断提高。但与西方发达国家相比,其产品在生产工艺、技术含量、节能减排方面仍需不断提高。
产品发展历程:从国内电除尘器高压电源研发及应用现状来看,其整个产品的发展共经历三个阶段:
(1)第一个阶段: 1985-2000 年主要是工频电源;
①恒流源:单相交流380V输入,变压器分档调幅调压,高压硅堆整流输出。输出频率100Hz。二次电压输出波形:纹波较大的直流(DC)电压波形。
②单相可控硅电源:单相交流380V输入,可控硅调相调压,高压整流变压器输出。输出频率100Hz。二次电压输出波形:纹波较大的直流(DC)电压波形。
③三相可控硅电源:三相交流380V输入,可控硅调相调压,高压整流变压器输出。输出频率300Hz。二次电压输出波形:纹波较小的直流(DC)电压波形。
(2)第二个阶段:2001- 2015 年主要是高频电源;
①按输出频率可分为:10 kHz、20 kHz、50 kHz。
②按调压方式可分为:调频高频电源、调幅高频电源。三相交流380V输入,可控硅/二极管调相调压,IGBT全桥逆变经高压整流变压器输出。输出频率10 kHz、20 kHz、50kHz。二次电压输出波形:基本上纯直流的(DC)电压波形。
(3)第三个阶段:2016年-至今,主要是脉冲电源,包括工频基波脉冲电源和高频基波脉冲电源。
①工频基波脉冲电源:由两组独立电源组成即基波电源和脉冲电源。基波频率300Hz,脉冲频率100pps,脉冲宽度75μs;
②高频基波脉冲电源:由多组独立高频电源叠加组成。基波频率10-50 kHz,双脉冲频率1-10000 pps,脉冲宽度8μs;脉冲电源输入电压: 三相交流380V。二次电压输出波形:直流(DC)电压波形叠加脉冲(PULSE)电压波形。即直流叠加脉冲(DC+PULSE)电压波形。
(4)上下游发展环境:据了解,中国是一个多煤少油的国家,煤炭资源丰富,国内62%以上的能源都是煤炭来提供。这就造成空气中烟尘和二氧化硫等煤烟型污染较为严重。世界卫生组织(WHO)指出:目前,中国是世界上室外空气污染最为严重的国家。特别是以煤炭为主要燃料的火电厂,环境问题尤为严重。
根据研究资料:电除尘器以除尘效率高、阻力低、烟气处理量大、耐高温等优点已成为粉尘捕集回收和气体净化的重要环保设备,而且较机械除尘、布袋除尘及水除尘产品来说,电能节省量较大,符合国内外市场节能减排的需求。因此,未来电除尘器越来越受到重视,在有色金属、冶金、电力、建材、煤炭、石油和化工等行业应用前景较好。
上游技术研究:近年来,随着电除尘器在各领域的应用规模不断扩大,其下游消费者对产品的功能性要求不断提高。因此,国内研究者为了进一步改善和提高电除尘的性能,利用现代的电子技术,采用微机自动控制,进行火花自动检测、自动跟踪、自动抑制,把供电电源控制在“最佳火花率”状态下运行。尽管如此,也未能把供电电源的供电效率提高到应有的高度。
研究资料显示:传统的(常规)电除尘器的电场能耗只有极小部分(10%)对除尘有用,其绝大部分对除尘没有作用,属于浪费。随着国内研究人员的不断努力,国内除尘器电源SCR单相→工频恒流电源→SCR三相→IGBT中频电源→调频式高频电源→调幅式高频电源→脉冲电源及综合技术运动→NS级脉冲电源及综合技术运动等方面转变,其节约电能40%-80%,减排30-75%,除尘效果较好。
根据中金企信国际咨询统计数据:2018年国内电除尘器高压电源行业产品总供给量约为9.6万台,较上年增长28%。未来,高频电源将以高效的节能减排优势,全面取代可控硅(SCR)电源,取得广泛的应用。特别是对于长期运行在低负荷下机组,节电效果将更好。同时,高频电源在湿法除尘中也将是主流。预计2022年国内除尘器高压电源行业产品总供给量达到26.2万台。
(5)下游市场应用:目前,电除尘器已广泛应用于火力发电、钢铁、有色冶金、化工、建材(水泥)、机械、电子、轻工(轻纺)、造纸、工业炉窑以及电子医药精密机械工业等众多行业中。中国作为世界电除尘器生产大国,其产品不仅在数量上居首位,而且在产品研发技术、生产设备、高低压电源、绝缘配件、振打装置、极板极线等已全部实现国产化,且大部分产品已出口到日本、俄罗斯、印度、巴西、泰国、菲律宾、印度尼西亚等四十多个国家和地区。全球40多个国家和地区。
进入21世纪以后,我国把“大力推进科学技术进步,加强环境科学研究,积极发展环保产业”作为经济发展的重要相关政策,环保产业进一步得到重视。随着国家对污染控制要求的不断提高,对粉尘排放的要求也大幅提高。电除尘器对电源产品的要求将更加严格。特别是在电脑控制下的电除尘器高压电源及节能优化控制系统,在产品的功能、智能、效率、耗能等方面的要求将不断提高并成为消费者购买首先考虑的因素。预计2022年国内电除尘器高压电源市场需求达到115亿元。