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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betneb eines Elektrofilters bei der Abscheidung brennbarer Stäube, wobei die staubbeladenen, strömungsfähigen Medien, z.B Abgase von Holzspanetrocknem, durch aus positiv gepolten Niederschlagselektroden und negativ gepolten Spruhelektroden gebildete Gassensysteme bzw Abscheidezonen geführt werden, und wobei währenddessen die Betriebsspannung dieser Gassensysteme bzw. Abscheidzonen auf einen moglichst nahe der Überschlagsgrenze gelegenen Wert hochgeregelt wird, und wobei bei Entladungsvorgängen mit Lichtbogenbildung die Betriebsspannung sofort abgesenkt sowie anschliessend wieder auf die günstigste Betriebsspannung hochgeregelt wird.
Gegenstand der Erfindung ist aber auch ein Elektrofilter zur Ausübung dieses Verfahrens, bestehend aus von Niederschlagselektroden und Sprühelektroden gebildeten Gassensystemen bzw Abscheidzonen und aus einem deren Betnebsspannung beeinflussenden Spannungsregler, wobei über den Spannungsregler einerseits die Betriebsspannung in Abhängigkeit vom jeweiligen Betnebszustand, z.B der Zusammensetzung, Temperatur und Feuchtigkeit des Mediums, standig auf die augenblickliche Überschlagsgrenze einstellbar ist, während über ihn andererseits die Betnebsspannung bei Auftreten eines Entladungsvorgangs bzw Lichtbogens zeitweilig absenkbar ist Die staubbeladenen Abgase durchstromen bei solchen Elektrofiltern ein aus plattenförmigen Niederschlagselektroden gebildetes Gassensystem, in dem sich zentnsch angeordnete Drähte als Sprühelektroden befinden.
Ein Filterspannungsregler hat die Aufgabe, die an den Elektroden anliegende Spannung stets in der Nahe der Überschlagsgrenze zu halten, weil erfahrungsgemäss bei dieser Betriebsspannung die optimale Abscheidleistung jeder Zone und damit des gesamten Filters erreicht wird Die günstigste Betriebsspannung wird automatisch unter Berücksichtigung der sich ständig, bspw mit Temperatur, Gaszusammensetzung und Staubgehalt, ändernden Durchbruchsspannung nach Zahl und Intensität der Überschläge eingestellt.
Durch den Einsatz von Leistungsthyristoren als Stellglieder in Verbindung mit dem Filterspannungsregler, der die Filterspannung direkt auf der Hochspannungsseite erfasst, ist es u.a möglich, die Reglereingriffszeiten auf weniger als 10 ms zu verkürzen. Tritt trotz einer dem Filter zugeordneten sogenannten Wischerautomatik im Filter ein Stehlichtbogen auf, so löscht der Regler diesen Lichtbogen durch Impulssperrung des Thyristorstellers. Bei einem Dauerkurzschluss im Elektrofilter wird die gesamte Spannungsumsetzanlage nach etwa 5 sec abgeschaltet, und es erfolgt eine Meldung dieser Störung.
Bei der Abscheidung brennbarer Stäube im Elektrofilter kann es in manchen Fällen durch die bei Spannungsüberschlägen auftretenden Überschlagsfunken bzw.-Lichtbogen zu Bränden der als Ansammlung auf den Niederschlagselektroden befindlichen Stäube kommen, weil diese durch den elektnschen Überschlag gezündet werden. Es stellt sich dann im Filter ein Glimmbrand ein, der sich mit grosser Wärmeentwicklung ausbreitet und dann zur völligen Zerstörung der Anlage führen kann. Eine solche Brandgefahr stellt sich insbesondere bei solchen Elektrofiltern ein, die zur Entstaubung der Abgase von Holzspänetrocknern eingesetzt werden.
Aus der EP 38 505 A1 ist bekannt, wie sich beim Betneb eines Elektrofilters zwischen Normaldurchschlägen und Folgedurchschlägen unterscheiden lässt Die Erkennung der Folgedurchschläge soll dabei dazu genutzt werden, die Steuerspannung für ein Stellglied so zu führen, dass ihre Zahl möglichst gering bleibt.
Aus der EP 39 817 A1 ist es grundsätzlich bekannt, die Spannung eines Elektrofilters zu regeln, indem bei der Inbetriebnahme des Filters eine Reihe von zur Regelung dienenden Parametem gespeichert wird und die jeweils während des Filterbetriebs wirksamen Parameterwerte vom Prozesszustand der Anlage abhängig sind
Die DE 3 327 443 A1 wiederum offenbart ein Verfahren zur Steuerung eines gesamten elektrostatischen Staubabscheiders in bezug auf einen minimalen Energieverbrauch bei bestimmtem Wirkungsgrad. Hierzu wird der Staubgehalt in der Austrittsluft des Staubabscheiders gemessen und je nach seinem Anteil die Energieversorgung innerhalb festgelegter Grenzen gesteuert.
Der Erfindung ist nun das Ziel gesteckt, ein Verfahren zum Betrieb eines Elektrofilters sowie ein Elektrofilter zur Ausübung dieses Verfahrens anzugeben, welches einerseits darauf hinwirkt, elektrische Überschläge im aktiven, staubbeladenen Teil des Elektrofilters zu vermeiden, welches andererseits aber im Sinne einer optimalen Staubabscheidung die Betnebsspannung des Elektrofilters immer möglichst nahe der Überschlagsgrenze hält.
Auf verfahrenstechnischem Wege wird die gestellte Aufgabe durch die Erfindung damit gelost, dass ausserhalb der aktiven Abscheidzone in einem moglichst staubfreien, aber ansonsten allen
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wesentlichen Betriebsparametern unterliegenden Medienstrom eine Soll-Funkenstrecke mit hoher Empfindlichkeit betrieben wird, dass dabei ständig einerseits die Aktivität dieser Soll-Funkenstrecke uberwacht, und registriert sowie andererseits auch die Aktivität der möglichen bzw KannFunkenstrecken innerhalb der Gassensysteme mindestens der Hauptabscheidzone ermittelt und registriert werden, und dass damit das Hochspannungsaggregat zumindest der Hauptabscheidzone ausschliesslich über einen fortwährenden Vergleich der Registrierwerte für die Soll-Funkenstrecke und die Kann-Funkenstrecken auf eine die Überschlagsgrenze tangierende Betnebsspannung eingestellt wird.
Da die Soll-Funkenstrecke so eingestellt werden kann, dass während des Filterbetnebes zu jeder Zeit die für die Hochspannungsregelung massgebende Überschlagsgrenze nur an dieser Stelle erreicht wird, bevor sie an einer anderen Stelle innerhalb der aktiven Abscheidzone auftreten kann, lässt sich nach der erfindungsgemässen Verfahrensart ein Elektrofilter auch fur die Abscheidung brennbarer Partikel bzw Staube mit hoher Brandsicherheit betreiben
Nach dem erfindungsgemässen Verfahren ist grundsätzlich vorgesehen, dass auch die SollFunkenstrecke vom Hochspannungsaggregat des Hauptabscheidfeldes versorgt wird Selbstverständlich ist es aber auch durchaus denkbar, die Soll-Funkenstrecke mit einer vom Hochspannungsaggregat der Hauptabscheidzone unabhängigen Hochspannungsversorgung zu verknüpfen
Die erfindungsgemässe Verfahrensart sieht auch vor,
dass die Soll-Funkenstrecke von einem Strahlungsdetektor bzw.-sensor überwacht wird, damit auf diese Art und Weise sicher geortet werden kann, dass die Spannungsüberschläge nicht im brandgefährdeten Bereich des Filters sondern ausserhalb desselben auf getreten sind.
Durch den Vergleich der Registrierwerte für die Soll-Funkenstrecke und die KannFunkenstrecken wird erfindungsgemäss zumindest der Spannungsregler für die Hauptabscheidzone eingestellt, und zwar in der Weise, dass dieser auf eine Betriebsspannung hochregelt, welche die augenblickliche Überschlagsgrenze tangiert bzw. an dieser liegt.
Sofern jedoch die Anzahl der im Bereich der Kann-Funkenstrecken auftretenden Spannungsüberschläge gegenüber denjenigen im Bereich der Soll-Funkenstrecke überwiegt, wird über den Spannungsregler die Betriebsspannung der aktiven Abscheidzone des Elektrofilters unter die Überschlagsgrenze abgesenkt.
Die Überschlagsgrenze der Soll-Funkenstrecke kann nach der Erfindung auf einfache Art und Weise durch Abstandsänderung ihrer Elektroden verändert werden.
Ein der Ausübung der vorstehend aufgezeigten Verfahrensart dienliches Elektrofilter der gattungsgemässen Art ist erfindungsgemäss gekennzeichnet durch eine ihm ausserhalb der aktiven Abscheidzone zugeordnete Soll-Funkenstrecke, welche über eine andererseits von den KannFunkenstrecken der Abscheidzone beeinflussbare Vorrang- bzw. Zählschaltung mit dem Spannungsregler verknüpft ist, wobei der Spannungsregler in Abhängigkeit von der SollFunkenstrecke über die Vorrang- bzw. Zählschaltung auf eine Betriebsspannung der aktiven Abscheidzone bzw. der Kann-Funkenstrecken einstellbar ist, die an der augenblicklichen Überschlagsgrenze liegt.
Um einen ordnungsgemässen bzw folgerichtigen Betrieb des Elektrofilters sicherzustellen, sieht die Erfindung ferner vor, dass der Soll-Funkenstrecke ein Strahlungsdetektor bzw.-sensor zugeordnet ist, welcher der Funkenerkennung ausserhalb der aktiven Abscheidzone des Elektrofilters dient und über die Vorrang- bzw. Zählschaltung mit dem Spannungsregler in Verbindung steht.
Erfindungsgemäss ist die Soll-Funkenstrecke mit abstandsveränderlichen Elektroden ausgestattet. Dabei kann der Elektrodenabstand manuell einstellbar sein. Er kann aber auch selbsttätig einstellbar gemacht werden.
In den meisten Fällen ist es ausreichend oder sogar zweckmässig, wenn die Soll-Funkenstrecke mit dem Hochspannungsaggregat der Hauptabscheidzone des Filters verknüpft ist. Es besteht andererseits aber auch die Möglichkeit, dass die Soll-Funkenstrecke eine vom Hochspannungsaggregat der Hauptabscheidzone unabhängige Hochspannungsversorgung aufweist.
Die Erfindung wird nachstehend anhand von Zeichnungen ausführlicher beschrieben. Dabei zeigen
Figur 1 in schematisierter Darstellung eine ein Elektrofilter benutzende Anlage zur
Abscheidung brennbarer Stäube aus strömungsfähigen Medien, z.B aus Abgasen von Holzspänetrocknem, während die
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Figur 2 in graphischer Darstellung die Funktionsweise des Hochspannungsreglers für das
Elektrofilter bei dessen Betrieb an der Überschlagsgrenze.
Die in Fig. 1 der Zeichnung gezeigte Anlage zur Abscheidung brennbarer Staube aus staubbeladenen, strömungsfähigen Medien, z. B. aus Abgasen von Holzspänetrocknern, umfasst, ein Elektrofilter 1, das in der gezeigten Bauform fur vertikale Mediendurchströmung ausgelegt ist, welches natürlich aber auch so gebaut werden kann, dass es mit horizontaler Mediendurchströmung arbeitet. Das Elektrofilter 1 hat dabei die übliche Bauart, d h in einem rechtwinkligen kastenförmigen Gehäuse ist ein aus in Reihen angeordneten, plattenförmigen Niederschlagselektroden gebildetes Gassensystem untergebracht, das -vertikal oder horizontal von dem staubbeladenen, stromungsfähigen Medium durchströmt werden kann. In dem Gassensystem, und zwar in den Mittenebenen der einzelnen Gassen ist ein System von Spruhelektroden vorgesehen, die mit einer Hochspannungsanlage verbunden sind.
Der abgeschiedene Staub fällt in den unter dem Elektrofilter 1 befindlichen Staubbunker 2, der durch einen Staubaustrag 3 entleert werden kann.
Das staubbeladene, stromungsfähige Medium wird bspw. als Abgas eines Holzspänetrockners dem Elektrofilter 1 durch ein Leitungssystem 5 zugeführt und wird dann auf seinem Weg durch das Gassensystem von Niederschlagselektroden dem elektrischen Hochspannungsfeld 6 der Spruhelektroden ausgesetzt. Das von den Stäuben befreite strömungsfähige Medium, in welchem jedoch noch alle anderen wichtigen Betriebsparameter gegeben sind, gelangt sodann aus dem Elektrofilter 1 in die Reingasleitung 7.
Das elektnsche Hochspannungsfeld 6 des Elektrofilters 1 ist für seinen ordnungsgemässen Betneb einerseits mit einem Hochspannungstransformator 8 und andererseits mit einem Hochspannungsregler 9 verknupft. Letzterer kann dabei mit weiteren elektrischen Komponenten, bspw. Messumformern 10, Analoganzeigen 11 und manuellen Grösstwertbegrenzem 12 in einem gemeinsamen Gehäuse 13 untergebracht werden.
Im Normalbetrieb des Elektrofilters 1 wird über den Hochspannungsregler 9 die Filterspannung so geregelt, dass sie kurz unter der sogenannten Überschlagsgrenze liegt, wie das in Fig. 2 der Zeichnung erkennbar ist. Bei dieser Betriebsweise besitzt das Elektrofilter 1 in einem elektrischen Hochspannungsfeld 6 den höchsten Abscheidgrad. Die zulässige Spannung während des Filterbetriebs ändert sich fortwährend mit dem jeweiligen Filter-Betriebszustand und hängt dabei u. a von der Zusammensetzung, der Temperatur und der Feuchtigkeit des staubbeladenen, strömungsfähigen Mediums ab.
Im Sinne einer optimalen Abscheideleistung ist es daher bedeutsam, dass der Hochspannungsregler 9 ständig die augenblickliche Überschlagsgrenze im elektrischen Hochspannungsfeld 6 ermittelt und dementsprechend die Betriebsspannung neu einstellt Mit diesem Vorgang läuft beim Erreichen der Überschlagsgrenze jedesmal kurzfristig ein Entladungsvorgang ab, und zwar unter Bildung eines mehr oder weniger intensiven Lichtbogens, eines sogenannten Wischers, wie das in Fig 2 angedeutet ist. Mit dem Entstehen eines solchen Wischers senkt dann der Hochspannungsregler 9 augenblicklich die Betnebsspannung des elektrischen Hochspannungsfeldes 6 ab, um sie anschliessend wieder rampenförmig bis an die Überschlagsgrenze heranzufahren. Es ergibt sich somit zwangsläufig maximale Betnebsspannung bei eventuell schwankender Überschlagsgrenze.
Der vorstehend erläuterte Betrieb des Elektrofilters 1 einer Staubabscheidungsanlage läuft in aller Regel optimal und problemlos ab, sofern strömungsfähige Medien behandelt, werden, die mit nichtbrennbaren Stäuben beladen sind Müssen jedoch strömungsfähige Medien behandelt werden, die mit brennbaren Stäuben beladen sind, bspw. Abgase von Holzspänetrocknem, dann stellt sich das Problem ein, dass die auf den Niederschlagselektroden angelagerten, brennbaren Staubpartikel durch die innerhalb des elektrischen Hochspannungsfeldes 6 zwischen den Sprühelektroden und den Niederschlagselektroden auftretenden Überschläge bzw Wischer gezündet werden.
Im Elektrofilter 1 kann sich dann ein Glimmbrand mit grosser Wärmeentwicklung ausbreiten, der in vielen Fällen eine vollige Zerstörung der Staubabscheidanlage zur Folge hat
Es sind daher Vorkehrungen zur wirksamen Vermeidung von Glimmbranden innerhalb des Elektrofilters 1 zu treffen.
Diese Vorkehrungen bestehen dann, dass ausserhalb der aktiven Abscheidzone des Elektrofilters 1, also entfernt von dem diese bildenden elektrischen Hochspannungsfeld 6, und zwar in einem staubfreien, aber ansonsten allen wesentlichen Betnebsparametern des Medienstroms unterliegenden Bereich eine Soll-Funkenstrecke 14 betrieben wird, die ein weiteres elektrisches Hochspannungsfeld 15 aufbaut. Das elektrische Hochspannungsfeld 15 der Soll-
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Funkenstrecke 14 hat dabei grundsätzlich eine zumindest etwas grössere Empfindlichkeit als das elektrische Hochspannungsfeld 6 im Elektrofilter 1.
D.h. während des Betriebs des Elektrofilters 1 wird zu jeder Zeit die für die Hochspannungsregelung massgebende Überschlagsgrenze im Bereich der Soll-Funkenstrecke 14 bzw des elektrischen Hochspannungsfeldes 15 erreicht, bevor sie an irgendeiner Stelle des elektrischen Hochspannungsfeldes 6 innerhalb der aktiven Abscheidzone des Elektrofilters 1 auftreten kann. Über einen Einsteller 16, der manuell, aber auch automatisch betätigt werden kann, lässt sich die Empfindlichkeit der Soll-Funkenstrecke 14 bzw des elektrischen Hochspannungsfeldes 15, bspw.
durch Veränderung des Elektrodenabstandes innerhalb gewisser Grenzen variieren, damit die Betriebsspannung im elektrischen Hochspannungsfeld 6 des Elektrofilters 1 im Sinne einer hohen Wirksamkeit immer nahe der Überschlagsgrenze gehalten wird
Die Uberschlagserkennung sowohl für das elektrische Hochspannungsfeld 6 der aktiven Abscheidzone des Elektrofilters 1 als auch für das elektrische Hochspannungsfeld 15 der SollFunkenstrecke 15 ist im Hochspannungsregler 9 vorhanden bzw. integriert. Dabei kann jedoch die Überschlagserkennung des Hochspannungsreglers 9 für sich allein nicht unterscheiden, ob der jeweilige Überschlag bzw.
Wischer im elektrischen Hochspannungsfeld 6 des Elektrofilters 1 oder aber im elektrischen Hochspannungsfeld 15 der Soll-Funkenstrecke 14 aufgetreten ist Es findet vielmehr eine kumulierende Registrierung der Überschläge bzw Wischer in einem dem Hochspannungsregler 9 zugeordneten Zähler 17 statt.
Zur Sicherstellung einer örtlichen Unterscheidung zwischen den in der Anlage auf getretenen Überschlägen bzw Wischern, arbeitet die Soll-Funkenstrecke 14 bzw deren elektrisches Hochspannungsfeld 15 mit einem Strahlungsdetektor bzw.-sensor 18 zusammen, welcher nur auf die Überschläge bzw Wischer im Bereich der Soll-Funkenstrecke 14 bzw des elektrischen Hochspannungsfeldes 15 reagiert und auf einen weiteren, nachgeschalteten Zähler 19 arbeitet Stimmen nur die Zählwerte der beiden Zähler 17 und 19 überein, dann sind mit höchster Wahrscheinlichkeit nur an der Soll-Funkenstrecke 14 Überschläge bzw. Wischer aufgetreten, die keinen Ghmmbrand im Bereich der aktiven Abscheidzone des Elektrofilters 1 auslösen können.
Ist jedoch der Zählwert in dem vom Hochspannungsregler 9 beaufschlagter Zähler 17 grösser als der allein von der Soll-Funkenstrecke 14 beaufschlagten Zähler 19, dann sind auch in der aktiven Abscheidzone bzw. im Bereich des elektrischen Hochspannungsfeldes 6 des Elektrofilters 1 Überschläge bzw. Wischer aufgetreten, aus denen dann Brandgefahr resultiert. Über den Einsteller 16 ist dann die Soll-Funkenstrecke 14 in dem Sinne nachzujustieren, dass das Auftreten nachfolgender Überschläge bzw. Wischer zur Soll-Funkenstrecke 14 verlagert wird. Die beiden Zähler 17 und 19 können auch über eine Vergleichs Schaltung zusammenarbeiten, die auf eine Steuerleitung 20 einwirkt, welche auf den Einsteller 16 geschaltet ist und diesen damit automatisch auf Nachjustierung der Soll-Funkenstrecke 14 beeinflusst.
Die Soll-Funkenstrecke 14 bzw. deren elektrisches Hochspannungsfeld 15 können im Elektrofilter 1 in unmittelbarer Nachbarschaft der Reingasleitung 7 oder aber in derselben vorgesehen werden, weil dort das zu überwachende strömungsfähige Medium praktisch staubfrei ist, ansonsten aber allen wesentlichen Betriebsparametem unterliegt, die einer optimalen Überwachung dienlich sind.
Bei der aus Fig. 1 ersichtlichen Anlage wird die Soll-Funkenstrecke 14 bzw deren elektrisches Hochspannungsfeld 15 vom gleichen Hochspannungsaggregat, nämlich dem Hochspannungstransformator 8 versorgt, wie die aktive Hauptabscheidzone, nämlich das elektrische Hochspannungsfeld 6 des Elektrofilters. Abweichend hiervon ist es aber auch möglich, die Soll-Funkenstrecke 14 mit einer vom Hochspannungsaggregat der Hauptabscheidzone unabhängigen Hochspannungsversorgung zu verknüpfen.
Die vorstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnung gemachten Ausführungen lassen deutlich werden, dass ein Verfahren zum Betrieb eines Elektrofilters 1 sowie auch ein Elektrofilter 1 zur Ausübung dieses Verfahrens vorgeschlagen sind, bei der es auf das Vorhandensein einer SollFunkenstrecke 14 auf das Messen und Auswerten der sowohl im Bereich dieser SollFunkenstrecke 14 als auch im Bereich der aktiven Abscheidzone auftretenden Überschläge bzw.
Wischer sowie auf die funktionale Verknüpfung von aktiver Abscheidzone, Soll-Funkenstrecke 14 und Spannungsregler 9 ankommt.
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Liste der Bezugszeichen
1 Elektrofilter
2 Staubbunker
3 Staubaustrag
4 Holzspänetrockner
5 Leitungssystem
6 elektrisches Hochspannungsfeldlaktive Abscheidzone
7 Reingasleitung
8 Hochspannungstransformator
9 Hochspannungsregler
10 Messumformer
11 Analoganzeige
12 manueller Grosstwertbegrenzer
13 Gehäuse
14 Soll-Funkenstrecke
15 elektrisches Hochspannungsfeld der Soll-Funkenstrecke
16 Einsteller
17 Zähler
18 Strahlungsdetektor bzw-sensor
19 Zähler
20 Steuerleitung
Patentansprüche : 1. Verfahren zum Betrieb eines Elektrofilters bei der Abscheidung brennbarer Stäube, wobei die staubbeladenen, strömungsfähigen Medien, z. B. Abgase von Holzspänetrocknem, durch aus Niederschlagselektroden und Sprühelektroden gebildete Gassensysteme bzw.
Abscheidzonen geführt werden, wobei währenddessen die Betriebsspannung des elektrischen Hochspannungsfeldes der Abscheidzonen auf einen möglichst nahe der Überschlagsgrenze gelegenen Wert hochgeregelt wird, und wobei bei Entladungsvor- gängen mit Lichtbogenbildung die Betriebsspannung des elektrischen
Hochspannungsfeldes der Abscheidzonen sofort abgesenkt sowie anschliessend wieder auf die günstigste Betriebsspannung hochgeregelt wird, dadurch gekennzeichnet.
dass ausserhalb der aktiven Abscheidzone in einem möglichst staubfreien, aber ansonsten allen wesentlichen Betnebsparametern unterliegenden Medienstrom eine Soll-
Funkenstrecke (14) mit hoher Empfindlichkeit betrieben wird, dass dabei ständig einerseits die Aktivität dieser Soll-Funkenstrecke überwacht (18) und registriert (19) sowie andererseits auch die Aktivität der Kann-Funkenstrecke innerhalb der Gassensysteme mindestens der Hauptabscheidzone ermittelt (9) und registriert (17) werden, und dass damit das Hochspannungsaggregat (8) zumindest der Hauptabscheidzone ausschliesslich über einen fortwährenden Vergleich der Registrierwerte (19) für die Soll-Funkenstrecke (14) und die Registrierwerte für die Kann-Funkenstrecken auf eine die Überschlagsgrenze tangie- rende Betriebsspannung eingestellt wird.
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The invention relates to a method for operating an electrostatic precipitator in the separation of combustible dusts, the dust-laden, flowable media, for example exhaust gases from wood chip dryers, being guided through gas systems or separation zones formed from positively polarized precipitation electrodes and negatively polarized spray electrodes, and the operating voltage of these gas systems being guided in the meantime or separation zones is regulated to a value as close as possible to the flashover limit, and the operating voltage is immediately reduced in the case of discharge processes with arcing and then regulated again to the most favorable operating voltage.
The invention also relates to an electrostatic precipitator for practicing this method, consisting of gas systems or separation zones formed by precipitation electrodes and spray electrodes and a voltage regulator influencing their operating voltage, the operating voltage depending on the respective operating state, for example the composition, temperature and Moisture of the medium can be constantly adjusted to the current flashover limit, while on the other hand, it can be used to temporarily lower the operating voltage when a discharge process or arc occurs.The dust-laden exhaust gases flow through such gas filters in such electrostatic filters through a gas system formed from plate-shaped precipitation electrodes, in which wires arranged as tensile electrodes are used as spray electrodes .
A filter voltage regulator has the task of always keeping the voltage applied to the electrodes close to the rollover limit, because experience has shown that the optimum separation performance of each zone and thus of the entire filter is achieved at this operating voltage. The cheapest operating voltage is automatically taken into account, e.g. with temperature, gas composition and dust content, changing breakdown voltage according to the number and intensity of the flashovers.
By using power thyristors as actuators in connection with the filter voltage regulator, which detects the filter voltage directly on the high voltage side, it is possible, among other things, to shorten the regulator intervention times to less than 10 ms. If a standing arc occurs in the filter despite what is known as an automatic wiper function assigned to the filter, the controller extinguishes this arc by blocking the pulse of the thyristor controller. In the event of a continuous short circuit in the electrostatic precipitator, the entire voltage conversion system is switched off after about 5 seconds, and this fault is reported.
When combustible dusts are separated in the electrostatic precipitator, the arcing sparks or arcs that occur in the event of voltage flashovers can cause fires of the dusts present on the precipitation electrodes because they are ignited by the electrical flashover. A smoldering fire then occurs in the filter, which spreads with great heat and can then lead to the complete destruction of the system. Such a fire risk arises in particular in the case of those electrostatic filters which are used for dedusting the exhaust gases from wood chip dryers.
It is known from EP 38 505 A1 how a distinction can be made between normal breakdowns and subsequent breakdowns when operating an electrostatic filter. The detection of the subsequent breakdowns should be used to control the control voltage for an actuator in such a way that their number remains as small as possible.
It is known in principle from EP 39 817 A1 to regulate the voltage of an electrostatic precipitator by storing a number of parameters used for regulating when the filter is started up and the parameter values which are effective during filter operation are dependent on the process state of the system
DE 3 327 443 A1 in turn discloses a method for controlling an entire electrostatic dust separator with regard to minimal energy consumption with a certain efficiency. For this purpose, the dust content in the outlet air of the dust separator is measured and, depending on its share, the energy supply is controlled within defined limits.
The aim of the invention is now to provide a method for operating an electrostatic precipitator and an electrostatic precipitator for practicing this method which, on the one hand, works to prevent electrical flashovers in the active, dust-laden part of the electrostatic precipitator, but on the other hand, in the sense of optimal dust separation, the operating voltage of the electrostatic filter always stays as close as possible to the rollover limit.
In procedural terms, the object is achieved by the invention in that outside of the active separation zone in a dust-free as possible, but otherwise everyone
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A target spark gap with high sensitivity is operated according to the essential operating parameters of the media flow, so that the activity of this target spark gap is constantly monitored and registered, and the activity of the possible or possible spark gaps within the gas systems at least in the main separation zone is determined and registered, and that so that the high-voltage unit, at least in the main separating zone, is set to an operating voltage that affects the flashover limit exclusively by continuously comparing the registration values for the target spark gap and the can spark gap.
Since the target spark gap can be set in such a way that the flashover limit for high-voltage control is only reached at this point at any time during filter operation before it can occur at another point within the active separation zone, the method according to the invention can be used Operate electrostatic precipitators also for the separation of flammable particles or dust with high fire safety
According to the method according to the invention, it is fundamentally provided that the target spark gap is also supplied by the high-voltage unit of the main separating field. Of course, it is of course also conceivable to link the target spark gap with a high-voltage supply that is independent of the high-voltage unit of the main separating zone
The type of process according to the invention also provides
that the target spark gap is monitored by a radiation detector or sensor so that it can be reliably located in this way that the voltage flashovers did not occur in the fire-prone area of the filter but outside of it.
By comparing the registration values for the target spark gap and the optional spark gaps, at least the voltage regulator for the main separation zone is set in accordance with the invention in such a way that it regulates up to an operating voltage which affects the instantaneous flashover limit or lies on it.
If, however, the number of flashovers occurring in the area of the optional spark gaps outweighs those in the area of the target spark gap, the operating voltage of the active separation zone of the electrostatic filter is reduced below the flashover limit via the voltage regulator.
The flashover limit of the target spark gap can be changed in a simple manner according to the invention by changing the distance of its electrodes.
According to the invention, an electrostatic filter of the generic type which is useful for the practice of the above-mentioned method of operation is characterized by a target spark gap which is assigned to it outside the active separation zone and which is linked to the voltage regulator via a priority or counting circuit which can be influenced by the spark gap of the separation zone, the Depending on the target spark gap, the voltage regulator can be set via the priority or counter circuit to an operating voltage of the active separation zone or the optional spark gaps, which is at the current flashover limit.
In order to ensure proper or consequent operation of the electrostatic precipitator, the invention further provides that the desired spark gap is assigned a radiation detector or sensor which serves for spark detection outside the active separation zone of the electrostatic precipitator and via the priority or counting circuit with the Voltage regulator is connected.
According to the invention, the target spark gap is equipped with electrodes that are variable in distance. The electrode spacing can be manually adjustable. But it can also be made automatically adjustable.
In most cases it is sufficient or even expedient if the target spark gap is linked to the high-voltage unit in the main separation zone of the filter. On the other hand, there is also the possibility that the target spark gap has a high-voltage supply that is independent of the high-voltage unit of the main separation zone.
The invention is described in more detail below with reference to drawings. Show
Figure 1 shows a schematic of a system using an electrostatic precipitator
Separation of combustible dusts from flowable media, e.g. from waste gases from wood chip dryers, during the
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Figure 2 is a graphical representation of the operation of the high voltage regulator for the
Electrostatic precipitator operating at the rollover limit.
The plant shown in Fig. 1 of the drawing for separating combustible dust from dust-laden, flowable media, for. B. from exhaust gases from wood chip dryers, an electrostatic filter 1, which is designed in the design shown for vertical media flow, which of course can also be built so that it works with horizontal media flow. The electrostatic filter 1 has the usual design, that is, in a rectangular box-shaped housing, a gas system is formed from rows of plate-shaped precipitation electrodes, which can be flowed through vertically or horizontally by the dust-laden, flowable medium. In the lane system, namely in the middle planes of the individual lanes, a system of spray electrodes is provided, which are connected to a high-voltage system.
The separated dust falls into the dust bunker 2 located under the electrostatic filter 1, which can be emptied by a dust discharge 3.
The dust-laden, flowable medium is, for example, supplied to the electrostatic precipitator 1 as a waste gas from a wood chip dryer through a line system 5 and is then exposed to the electrical high-voltage field 6 of the spray electrodes on its way through the gas system of precipitation electrodes. The flowable medium freed from the dusts, in which, however, all other important operating parameters are still present, then passes from the electrostatic filter 1 into the clean gas line 7.
The electrical high-voltage field 6 of the electrostatic precipitator 1 is linked on the one hand to a high-voltage transformer 8 and on the other hand to a high-voltage regulator 9 for its proper operation. The latter can be accommodated in a common housing 13 with further electrical components, for example measuring transducers 10, analog displays 11 and manual maximum limiters 12.
In normal operation of the electrostatic filter 1, the filter voltage is regulated via the high-voltage regulator 9 so that it is briefly below the so-called rollover limit, as can be seen in FIG. 2 of the drawing. In this mode of operation, the electrostatic filter 1 has the highest degree of separation in an electrical high-voltage field 6. The permissible voltage during filter operation changes continuously with the respective filter operating state and depends on it. a on the composition, temperature and humidity of the dust-laden, flowable medium.
In terms of optimal separation performance, it is therefore important that the high-voltage regulator 9 continuously determines the instantaneous flashover limit in the electrical high-voltage field 6 and accordingly re-sets the operating voltage. With this process, a discharge process occurs briefly each time the rollover limit is reached, with the formation of a more or less intense arc, a so-called wiper, as indicated in Fig. 2. With the emergence of such a wiper, the high-voltage regulator 9 then instantaneously lowers the operating voltage of the electrical high-voltage field 6 in order to then ramp it up again to the rollover limit. This inevitably results in maximum operating voltage with a possibly fluctuating rollover limit.
The above-described operation of the electrostatic precipitator 1 of a dust separation system generally runs optimally and without problems, provided that flowable media are treated that are loaded with non-combustible dusts, but that flowable media that are loaded with combustible dusts have to be treated, e.g. exhaust gases from wood chip dryers , then the problem arises that the combustible dust particles deposited on the precipitation electrodes are ignited by the flashovers or wipers which occur within the electrical high-voltage field 6 between the spray electrodes and the precipitation electrodes.
A smoldering fire with great heat development can then spread in the electrostatic precipitator 1, which in many cases results in complete destruction of the dust separation system
Precautions must therefore be taken to effectively prevent smoldering fires within the electrostatic filter 1.
These precautions then exist that outside the active separation zone of the electrostatic precipitator 1, that is to say remote from the electrical high-voltage field 6 forming it, in a dust-free but otherwise subject to all essential operating parameters of the media flow, a desired spark gap 14 is operated, which is another electrical high-voltage field 15 builds. The electrical high-voltage field 15 of the target
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Spark gap 14 generally has at least a slightly greater sensitivity than the electrical high-voltage field 6 in the electrostatic filter 1.
I.e. During the operation of the electrostatic precipitator 1, the flashover limit for the high-voltage control in the area of the desired spark gap 14 or the high-voltage electrical field 15 is reached at all times before it can occur at any point in the high-voltage electrical field 6 within the active separation zone of the electrostatic precipitator 1. The sensitivity of the desired spark gap 14 or of the electrical high-voltage field 15, for example, can be adjusted via an adjuster 16, which can be operated manually but also automatically.
vary by changing the electrode spacing within certain limits so that the operating voltage in the electrical high-voltage field 6 of the electrostatic filter 1 is always kept close to the flashover limit in the sense of high effectiveness
The rollover detection both for the electrical high-voltage field 6 of the active separation zone of the electrostatic filter 1 and for the electrical high-voltage field 15 of the target spark gap 15 is present or integrated in the high-voltage regulator 9. However, the flashover detection of the high-voltage regulator 9 alone cannot distinguish whether the respective flashover or
Wiper has occurred in the electrical high-voltage field 6 of the electrostatic precipitator 1 or in the electrical high-voltage field 15 of the desired spark gap 14 Rather, there is a cumulative registration of the flashovers or wipers in a counter 17 assigned to the high-voltage regulator 9.
To ensure a local distinction between arcing or wipers that occur in the system, the target spark gap 14 or its electrical high-voltage field 15 works together with a radiation detector or sensor 18, which only detects the arcing or wipers in the area of the target spark gap 14 or the electrical high-voltage field 15 reacts and if a further, downstream counter 19 works, if only the count values of the two counters 17 and 19 match, then it is highly likely that arcing or wiping occurred only at the desired spark gap 14, which did not cause a ghmmbrand in Can trigger area of the active separation zone of the electrostatic filter 1.
However, if the count value in the counter 17 acted upon by the high-voltage regulator 9 is greater than the counter 19 acted upon solely by the target spark gap 14, then flashovers or wipers have also occurred in the active separation zone or in the area of the electrical high-voltage field 6 of the electrostatic filter 1, from which there is then a risk of fire. The target spark gap 14 can then be readjusted via the adjuster 16 in the sense that the occurrence of subsequent flashovers or wipers is shifted to the target spark gap 14. The two counters 17 and 19 can also work together via a comparison circuit which acts on a control line 20 which is connected to the adjuster 16 and thus automatically influences the readjustment of the desired spark gap 14.
The desired spark gap 14 or its electrical high-voltage field 15 can be provided in the electrostatic precipitator 1 in the immediate vicinity of the clean gas line 7 or in the same, because the flowable medium to be monitored is practically dust-free there, but is otherwise subject to all essential operating parameters that ensure optimal monitoring are useful.
In the system shown in FIG. 1, the target spark gap 14 or its electrical high-voltage field 15 is supplied by the same high-voltage unit, namely the high-voltage transformer 8, as the active main separation zone, namely the electrical high-voltage field 6 of the electrostatic precipitator. Deviating from this, however, it is also possible to link the desired spark gap 14 with a high-voltage supply that is independent of the high-voltage unit of the main separation zone.
The statements made above with reference to the drawing make it clear that a method for operating an electrostatic filter 1 and also an electrostatic filter 1 for carrying out this method are proposed, in which the presence of a target spark gap 14 for the measurement and evaluation of both in the Area of this target spark gap 14 as well as rollovers occurring in the area of the active separation zone or
Wiper and the functional link between the active separation zone, target spark gap 14 and voltage regulator 9 are important.
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List of reference numbers
1 electrostatic filter
2 dust bunkers
3 dust discharge
4 wood chip dryers
5 pipe system
6 electrical high-voltage field active separation zone
7 Clean gas line
8 high voltage transformer
9 high voltage regulator
10 transmitters
11 analog display
12 manual maximum value limiter
13 housing
14 target spark gap
15 electrical high-voltage field of the target spark gap
16 adjusters
17 counters
18 radiation detector or sensor
19 counters
20 control line
Claims: 1. Method for operating an electrostatic precipitator in the separation of combustible dusts, the dust-laden, flowable media, eg. B. exhaust gases from Holzspänetrocknem, by gas systems formed by precipitation electrodes and spray electrodes or
Separation zones are performed, during which the operating voltage of the high-voltage electrical field of the separating zones is regulated up to a value as close as possible to the flashover limit, and the operating voltage of the electrical during discharge processes with arcing
High-voltage field of the separation zones is immediately lowered and then regulated back up to the most favorable operating voltage, characterized.
that outside the active separation zone in a media stream that is as dust-free as possible, but otherwise subject to all essential operating parameters, a target
Spark gap (14) is operated with high sensitivity that constantly monitors (18) and registers (19) the activity of this target spark gap on the one hand, and also determines (9) and registers the activity of the can spark gap within the gas systems at least in the main separation zone (17), and that the high-voltage unit (8), at least in the main separation zone, exclusively by means of a continuous comparison of the registration values (19) for the target spark gap (14) and the registration values for the can spark gap to an operating voltage that affects the flashover limit is set.