CN101618368B - 电除尘中三折线火花控制方法 - Google Patents

Abstract

一种电除尘中三折线火花控制方法，属于环保控制技术领域。其特征是火花控制主要可分为五个阶段，称为三折线控制；t₀～t₁阶段，闭锁可控硅；t₁～t₂阶段，快速升压；t₂～t₃阶段，逼近到火花击穿点电压U_spark附近；t₃～t₄阶段，火花击穿点电压U_spark附近稳定运行；t₄时刻以后阶段，提高负载电压U_L，若U_L达到U_spark时，电场仍未发生火花击穿，则继续增大负载电压U_L，直到达到额定输出电压；若在逼近过程中，电场发生二次火花击穿，则重复进行五个阶段继续控制。本发明的效果和益处是该方法不仅可以根据现场实际工况对电除尘中火花控制曲线的转折点和各段控制时间进行软件灵活设置，而且能使电除尘器在火花临界点附近较好地工作，提高电除尘器输出功率，从而提高电除尘器整体的除尘效率。

Description

电除尘中三折线火花控制方法

技术领域

本发明属于环保控制技术领域，涉及到电除尘中火花控制方法，特别涉及到电除尘中三折线火花控制方法。

背景技术

目前，电除尘作为一种环境控制自动化技术，具有收尘效率高和压力损失小的特点，已得到广泛应用。电除尘装置为除尘器放电极与收尘极提供脉动高压形成强电场，使得通过除尘器的烟气发生电离，荷电粉尘颗粒在电场力作用下向收尘极运动，从而进行除尘。放电极与收尘极之间存在高压，易产生火花击穿，造成负载瞬时短路，通常对负载电压和电流进行反馈，针对不同负载分别设置电流和电压的判断阈值，完成火花检测，电除尘器中常规的火花控制方法为二折线控制，主要这种控制方法整流变压器输出功率低，控制曲线的转折点固定，不能根据现场实际工况及时改变临界转折点，各段控制时间也不能根据实际工况进行设定不能使电除尘器在火花临界点附近较好地工作，除尘效率相对比较低。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：为了能使电除尘器在火花临界点附近较好地工作，提高除尘器的除尘效率，克服电除尘常规的火花控制方法中存在的整流变压器输出功率低，控制曲线的转折点固定，各段控制时间不能根据实际工况进行设定，除尘效率相对比较低的不足，本发明的目的是提供电除尘中三折线火花控制方法。

本发明的技术方案是：电场发生火花击穿后，粉尘介质的绝缘强度将经历一个恢复过程，恢复时间与火花强度及除尘器风速相关。介质绝缘强度决定了介质能够承受的极限电压U_lim，若负载电压U_L＞U_lim，则电场将发生火花击穿。设t₀时刻，电场发生火花击穿，U_lim由火花击穿前的火花击穿电压U_spark减小为0，然后再逐渐恢复到U_spark。火花控制应跟随U_lim恢复曲线，避免在恢复过程中，负载电压U_L超过极限电压而发生二次火花击穿，火花控制可分为五个阶段，称为三折线控制。

(1)t₀～t₁阶段，闭锁可控硅。火花击穿后，闭锁可控硅一个周期，以等介质绝缘强度的恢复。

(2)t₁～t₂阶段，快速升压。以固定步长α₁增大导通角，使得负载电压U_L在3～5T_s后达到U_spark的60～90％，一个T_s为10ms时间，根据现场实际工况软件灵活设置t₂时刻转折点对应的负载电压U_set1，设定范围为U_spark的60～90％，从而在闭锁可控硅之后，仍能获得较大的平均负载电压；实际应用时，α₁通常为15～20度。

(3)t₂～t₃阶段，逼近到火花击穿点电压U_spark附近。以固定步长α₂增大通角，使得负载电压U_L不断逼近U_spark，t₃时刻转折点对应的负载电压的设定值U_set2根据现场实际工况由软件灵活设置，设定范围为U_spark的90～100％。实际应用时，负载电压U_L达到U_set2所需时间由火花率设定值f_set决定，f_set单位为次/分钟，持续时间为0.5s～5s。设t₃时刻导通角为α_set2，在t₁～t₂阶段经过m个T_s时间，负载电压U_L快速上升到U_set1，则：

${\mathrm{\α}}_2=\frac{{\mathrm{\α}}_{\mathrm{set}2}-m\·{\mathrm{\α}}_1}{\frac{60}{f_{\mathrm{set}}\·T_s}-(m+1)}$

(4)t₃～t₄阶段，火花击穿点电压U_spark附近稳定运行。电除尘器在火花临界点附近稳定运行持续时间由软件根据运行情况灵活设定，控制时间范围为10s～2h，可以提高平均负载电压，从而提高电除尘器的输出功率。

(5)t₄时刻以后阶段，提高负载电压U_L，若达到U_spark时，电场仍未发生火花击穿，则可继续增大负载电压U_L，直达负载额定输出电压。

若在逼近过程中，电场发生二次火花击穿，则重复(1)～(5)步骤进行控制，T_s代表整流变压器整流输出电压的周期，是变压器输入电压周期的一半。

本发明的效果和益处是：该方法不仅可以根据现场实际工况对电除尘中火花控制曲线的转折点和各段控制时间进行软件灵活设置，而且能使电除尘器在火花临界点附近较好地工作，提高电除尘器输出功率，从而提高电除尘器整体的除尘效率。

附图说明

附图1是电除尘中二折线火花控制曲线图。

附图2是本发明电除尘中三折线火花控制曲线图。

附图3是本发明实施例的火花控制实测波形图。

图中：aU_lim恢复曲线；b火花控制曲线；U_spark火花击穿电压；U_r  U_spark的80％的负载电压设定值；U_set1 t₂时刻转折点对应的负载电压可变设定值；U_set2t₃时刻转折点对应的负载电压可变设定值。

具体实施方式

以下结合技术方案和附图详细叙述本发明的具体实施方式。

在图1中，曲线a为U_lim恢复曲线，曲线b为火花控制曲线。t₀时刻，电场发生火花击穿，U_lim由火花击穿前的U_spark减小为0，然后再逐渐恢复到U_spark。火花控制应跟随U_lim恢复曲线，避免在恢复过程中，U_L超过极限电压而发生二次火花击穿，二折线火花控制可分为t₀～t₁阶段，t₁～t₂阶段，t₂～t₃阶段3个阶段，这3个阶段的控制策略类似于三折线火花控制的前3个阶段，不同之处是二折线火花控制转折点处对应的负载电压设定值固定，负载平均电压低，从而输出功率降低，影响电除尘的除尘效率，而三折线火花控制恰好相反，弥补二折线火花控制中存在的不足。若U_L达到U_spark时，电场仍未发生火花击穿，则可继续增大U_L，直到达到额定输出电压。若在逼近过程中，电场发生二次火花击穿，则重复三个阶段继续进行控制。

在图2中，三折线火花控制主要可分为t₀～t₁阶段，t₁～t₂阶段，t₂～t₃阶段，t₃～t₄阶段以及t₄时刻以后阶段这五个阶段。U_set1、U_set1根据现场实际工况进行设置，已达到高的负载输出功率，提高电除尘的除尘效率。若U_L达到U_spark时，电场仍未发生火花击穿，则可继续增大U_L，直到达到额定输出电压。若在逼近过程中，电场发生二次火花击穿，则重复五个阶段继续进行控制。

在图3中，火花率设定值f_set设定为60，负载电压U_L按照火花控制策略有规律地变化。

Claims (1)

1.一种电除尘中三折线火花控制方法，其特征是火花控制分为五个阶段，称为三折线控制：t₀时刻，电场发生火花击穿，在t₀～t₁阶段，闭锁可控硅一个周期，以等介质绝缘强度的恢复；t₁～t₂阶段，快速升压，以固定步长α₁增大导通角，使得负载电压U_L在3～5T_s后达到火花击穿点电压U_spark的60～90％，根据现场实际工况软件灵活设置t₂时刻转折点对应的负载电压U_set1，设定范围为U_spark的60～90％，从而在闭锁可控硅之后，仍能获得高的平均负载电压；实际应用时，α₁为15～20度；t₂～t₃阶段，逼近到t₃时刻转折点对应的负载电压的设定值U_set2处，以固定步长α₂增大导通角，使得负载电压U_L不断逼近U_spark，U_set2根据现场实际工况由软件灵活设置，设定范围为U_spark的90～100％；实际应用时，负载电压U_L达到U_set2所需时间由火花率设定值f_set决定，持续时间为0.5s～5s；t₃～t₄阶段，在U_set2处稳定运行，电除尘器在火花临界点附近稳定运行持续时间由软件根据运行情况灵活设定，控制时间设置范围为10s～2h；t₄时刻以后阶段，提高负载电压U_L，若达到U_spark时，电场仍未发生火花击穿，则可继续增大负载电压U_L，直达负载额定输出电压；若在逼近过程中，电场发生二次火花击穿，则重复进行以上五个阶段继续控制，T_s代表整流变压器整流输出电压的周期，是变压器输入电压周期的一半。

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