CN104841555A - 复合荷电型静电集尘装置及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及复合荷电型静电集尘装置及其控制方法，在不增设集尘室的情况下也能够提高集尘效率的本发明的一实施方式涉及的复合荷电型静电集尘装置，其特征在于，包括：本体，包括用于捕集废气中的粉尘的多个集尘室；直流荷电装置，设置在所述多个集尘室中的第一集尘室，通过向所述第一集尘室施加直流高电压，以在所述第一集尘室进行静电集尘；微脉冲荷电装置，设置在配置于所述第一集尘室后端的第二集尘室，通过向所述第二集尘室施加直流高电压以及脉冲电压，以在所述第二集尘室进行静电集尘；以及相位控制器，用于控制所述直流荷电装置以及所述微脉冲荷电装置的运行。

Description

复合荷电型静电集尘装置及其控制方法

技术领域

本发明涉及静电集尘装置，更具体地，涉及静电集尘装置的控制。

背景技术

火力发电厂或烧结工厂等大规模排尘工厂必须使用静电集尘装置。静电集尘装置是利用静电力来去除废气中的粉尘的环保设备，以使排出废气的烟囱的粉尘量低于环境法中所规定的基准值以下。最近随着对排尘浓度以及微细粉尘的监管加强，需要提高静电集尘装置的集尘效率。

静电集尘装置通过供给高电压的荷电装置向空气中施加电荷，使电荷在包围粉尘的状态下，通过电场作用，向集尘板移动，之后通过捶打集尘板，使粉尘向下落下，从而去除空气中的粉尘。

参照图1简单说明一般的静电集尘装置的动作原理。

图1是用于说明一般的静电集尘装置的动作原理的示意图，以使用向静电集尘装置供给直流电压的直流(DC：Direct Current)荷电装置的静电集尘装置为例。

如图1所示，当向放电极施加负电压时，通过放电极产生电晕放电，从而负离子在空气中放电，空气中的负离子包围空气中的粉尘，使粉尘发生电离(-)。

向集尘极施加正电压，以吸引负离子，而电离后的粉尘向集尘极移动，到达集尘极并包围粉尘的负离子向集尘极移动，并通过集尘极重新回到电源，失去负离子的粉尘不再留在集尘极上而向下落下，从而收集在收集室(未图示)。

如上所述的静电集尘装置一般由多个集尘室构成，因此每个集尘室分别连接有一个荷电装置，此时，与每个集尘室连接的荷电装置都连接相同荷电方式的荷电装置。例如，当静电集尘装置由五个集尘室构成时，五个集尘室均连接直流荷电装置。

但是，由大规模排尘工厂所排出的粉尘的尺寸或电阻率不恒定，因此，如上所述，当在所有集尘室只连接直流荷电装置时，虽然有利于捕集大粒子、具有低电阻率的粉尘，但是不利于捕集微细粒子、具有高电阻率(HighResistivity)的粉尘。

因此，为了提高在所有集尘室都连接直流荷电装置的一般的静电集尘装置的集尘效率，需要增设集尘室，但是，由于集尘室的体积非常大，确保用于增设集尘室用地或费用并不容易。而且，当静电集尘装置的前端以及后端已设有其他设备时，无法增设集尘室，其结果无法提高集尘效率。

发明的内容

本发明为了解决上述问题而提出，目的在于提供一种在不增设集尘室的情况下能够提高集尘效率的复合荷电型静电集尘装置及其控制方法。

此外，本发明的另一目的在于提供一种可通过由直流荷电装置输出的直流电流值来判断静电集尘装置的负载状态的复合荷电型静电集尘装置及其控制方法。

此外，本发明的又另一目的在于提供一种能够自动设定脉冲荷电装置的运行参数的复合荷电型静电集尘装置及其控制方法。

为了达到上述目的，本发明的一实施方式涉及的复合荷电型静电集尘装置，其特征在于，包括：本体，其包括用于捕集废气中的粉尘的多个集尘室；直流荷电装置，设置在所述多个集尘室中的第一集尘室，通过向所述第一集尘室施加直流高电压，以在所述第一集尘室进行静电集尘；微脉冲荷电装置，设置在配置于所述第一集尘室后端的第二集尘室，通过向所述第二集尘室施加直流高电压和脉冲电压，以在所述第二集尘室进行静电集尘；以及相位控制器，用于控制所述直流荷电装置以及所述微脉冲荷电装置的运行。

为了达到上述目的，本发明的另一实施方式涉及的复合荷电型静电集尘装置的控制方法，所述复合荷电型静电集尘装置具备直列连接的N个(N≥2)集尘室，其特征在于，包括如下步骤：在每个预定的时间点取得第一类型荷电装置的输出直流电流值，该第一类型荷电装置设置在第一号集尘室至第A号集尘室、即前端集尘室；比较在当前时刻取得的输出直流电流值与在前一时刻取得的输出直流电流值；根据比较结果，调节由所述第一类型荷电装置输出的第一目标直流电压值、由设置在第A+1号集尘室至第N号集尘室、即后端集尘室的第二类型荷电装置输出的第二目标直流电压值以及由所述第二类型荷电装置输出的脉冲电压值。

根据本发明，在多个集尘室中，配置在前端的第一集尘室中设有直流荷电装置，配置在第一集尘室后端的第二集尘室中设有微脉冲荷电装置，因此，由直流荷电装置捕集大粒子、具有高电阻率的粉尘，由微脉冲荷电装置捕集细微粒子、具有低电阻率的粉尘，因此，用与现有的相同集尘面积也能够提高粉尘捕集能力，从而，在不增设集尘室的情况下也能够提高集尘效率。

此外，本发明无需增设用于提高集尘效率的集尘室，从而能够减少运行静电集尘装置时所消耗的能源。

此外，本发明通过由直流荷电装置输出的直流电流值，能够判断静电集尘装置所要处理的负载状态，并根据经判断的负载状态来改变直流荷电装置以及微脉冲荷电装置的运行电压，以提高集尘力。

此外，本发明通过分析电压/电流曲线的特性，自动设定微脉冲荷电装置的初始运行参数，并将由直流荷电装置输出的直流电流值作为指标(Indicator)，能够自动确定脉冲荷电装置输出的直流电压值以及脉冲电压值，因此，能够根据在静电集尘装置运行中所发生的瞬间负载量的变化自适应地调节投入于各集尘室的能量，由此能够向各集尘室施加均匀的能量。

附图说明

图1是用于说明一般的静电集尘装置的动作原理的示意图。

图2是概略示出本发明的第一实施例涉及的复合荷电型静电集尘装置的结构的示意图。

图3是概略示出图2所示的直流荷电装置的结构的框图。

图4是示出通过本发明的一实施例涉及的微脉冲荷电装置而粉尘流动性增加的趋势的曲线图。

图5是概略示出图2所示的微脉冲荷电装置的结构的框图。

图6是例示出图2所示的微脉冲荷电装置的结构的电路图。

图7是概略示出图2所示的相位控制器的结构的框图。

图8是示出根据本发明一实施例自动执行的电压/电流曲线的一示例的图。

图9是概略示出本发明的第二实施例涉及的复合荷电型静电集尘装置的结构的示意图。

图10是示出本发明的一实施例涉及的复合荷电型静电集尘装置控制方法的流程图。

附图标记

200：静电集尘装置

210：集尘器本体

220：直流荷电装置

230：微脉冲荷电装置

240：相位控制器

710：初始值设定部

720：负载状态判断部

730：目标值调节部

740：数据收发部

具体实施方式

应理解为，本说明书中的术语具有如下含义。

除非文章中有明确的相反定义，应理解为，单数的表述包括复数的表述，而“第一”、“第二”等术语是为了将一个结构区分于另一个结构而使用的，保护范围不应被这些术语所限定。

应理解为，“包括”或“具备”等术语，不事先排除存在或增加一个或一个以上的其他特征、数字、步骤、动作、构成要素、构件或它们组合的可能性。

应理解为，术语“至少一个”表示包括从一个以上的相关事项可提示的所有组合。例如，“第一项、第二项以及第三项中的至少一个”的含义为，不仅意味着第一项、第二项或第三项中的各项，还包括第一项、第二项和第三项中的两个或多个的所有组合。

下面，为了便于说明，相同的结构使用相同的附图标记，以说明该结构。

下面，参照附图详细说明本发明的实施例。

复合荷电型静电集尘装置

第一实施例

图2是概略示出本发明的第一实施例涉及的复合荷电型静电集尘装置的结构的框图。

如图2所示，本发明的第一实施例涉及的复合荷电型静电集尘装置(以下称“静电集尘装置”)200包括集尘器本体210、直流荷电装置220、微脉冲荷电装置230以及相位控制器240。

虽然在图2中未示出，静电集尘装置200还可以包括用于去除粉尘的捶打装置以及用于移送被捕集的粉尘的移送装置等多个配套装置。

集尘器本体(以下称“本体”)210为用于捕集废气中的粉尘而进行静电集尘的空间，其包括用于废气流入的入口212、用于捕集废气中的粉尘的集尘空间214以及用于排出废气的出口216。

一实施例中，用于捕集废气中的粉尘的集尘空间214可以由多个集尘室214a～214e构成。为了便于说明，图2中示出本体210包括五个集尘室的结构，但是这仅仅是一个示例，本体210可以包括两个至四个集尘室，或者也可以包括五个以上的集尘室。

为了向每个集尘室214a～214e施加高电压，在每个集尘室214a～214e设有直流荷电装置220或微脉冲荷电装置230中的任一种。因此，在每个集尘室214a～214e通过由直流荷电装置220或微脉冲荷电装置230供给的高电压进行静电集尘。

一实施例中，在多个集尘室214a～214e中，配置在静电集尘装置200的前端的部分集尘室中设有直流荷电装置220，而在设有直流荷电装置220的集尘室的后端配置的其他集尘室中可以设有微脉冲荷电装置230。例如，配置在静电集尘装置200的前端的两个集尘室214a、214b中设有直流荷电装置220，配置在两个集尘室214a、214b之后的其他三个集尘室214c、214d、214e中可以设有微脉冲荷电装置230。

为了决定集尘室214a～214e中需要设置直流荷电装置220的集尘室的数量和需要设置微脉冲荷电装置230的集尘室的数量，假设具备五个集尘室的静电集尘装置中，入口粉尘的浓度为50g/Nm³，此时，粉尘的电阻率为10¹⁰Ω-㎝以上，直流荷电装置220的效率为75％，直流荷电装置220的每小时能量消耗为100％，通过微脉冲荷电装置230的粉尘流动性增加为110％，微脉冲荷电装置230的每小时能量消耗量为20％，进行实验结果，可以取得如下表一的结果。

【表一】

由上述表一可知，增加微脉冲荷电装置230的数量，在出口粉尘浓度以及总能量消耗量方面有利。

在出口粉尘浓度和总能量消耗量方面考虑，优选在静电集尘装置200的所有集尘室214a～214e中，设置直流荷电装置220的集尘室的数量与设置微脉冲荷电装置230的集尘室的数量之比为6：4或4：6的在每个集尘室214a～214e设置荷电装置。

相对于直流荷电装置220，微脉冲荷电装置230所消耗的能量少，因此，相对于直流荷电装置220，将微脉冲荷电装置230设置在更多的集尘室时，有利于能量管理。

下面，为了便于说明，将设有直流荷电装置220的所有集尘室214a、214b统称为第一集尘室F1，将设有微脉冲荷电装置230的所有集尘室214c、214d、214e统称为第二集尘室F2。

另一方面，在每个集尘室214a～214n设有：多个放电极(未图示)，用阴极使粉尘带电；以及集尘板(未图示)，带电的阳极，以捕集粉尘。

放电极由直流荷电装置220或微脉冲荷电装置230施加高电压时通过电晕放电引起的电离现象产生负离子，放电极可以由铁丝或钢体形式构成。在放电极产生的负离子流入气流中，与粒子碰撞，从而使粉尘带负电荷。带负电的粉尘粒子向集尘板移动。

集尘板带电为阳极以吸附带负电的粉尘粒子。一实施例中，集尘板可以形成为板状。

之后，直流荷电装置220设置在配置于静电集尘装置200的前端的集尘室，即第一集尘室F1，更具体地，向第一集尘室F1的放电极施加直流高电压，从而在第一集尘室F1进行静电集尘。

本发明涉及的直流荷电装置220通过向第一集尘室F1施加直流高电压，从而捕集流入第一集尘室F1的粉尘中粒子尺寸大于第一基准值且电阻率(Resistivity)小于第二基准值的粉尘。

如此，在本发明中将直流荷电装置220设置在配置于静电集尘装置的前端的第一集尘室F1的原因是，由于直流荷电装置220对粒子尺寸大的粉尘的捕集力好，因此利用固定值的直流高电压，首先捕集粒子尺寸大的粉尘。

下面，参照图3说明这种直流荷电装置220的结构。

图3是概略示出直流荷电装置的结构的框图。如图3所示，直流荷电装置220包括电压调节部310、升压部320、整流部330以及电抗器340。

电压调节部310由至少一个晶体闸流管构成，用于使自外部的商用电源350输入的交流(AC)电压变化。

升压部320使自电压调节部310供给的三相交流电压升压。即，升压部320使自电压调节部310供给的数百伏的电压升压至数十千伏的电压。

整流部330由二极管(Diode)构成，将通过升压部320升压的交流电压进行全波整流而转换为直流电压。一实施例中，整流部330将通过升压部320升压的交流电压进行全波整流而转换为负(-)直流电压。

本发明中，整流部330将交流电压转换为负(-)直流电压，这是为了通过向包含在第一集尘室F1的放电极供给负(-)直流电压，使得在第一集尘室F1内发生放电。

当第一集尘室F1内产生火花时，电抗器340防止直流荷电装置220受其影响。

再次参照图2，微脉冲荷电装置230设置在配置于第一集尘室F1的后端的集尘室，即第二集尘室F2，并向第二集尘室F2、更具体地向包含在第二集尘室F2的放电极施加直流高电压和脉冲电压，从而在第二集尘室F2进行静电集尘。

本发明涉及的微脉冲荷电装置230通过向第二集尘室F2施加直流高电压和脉冲电压来捕集流入第二集尘室F2的粉尘，特别是粒子尺寸小于第一基准值且电阻率(Resistivity)大于第二基准值的微细粉尘。

微脉冲荷电装置230对微细粉尘的捕集力好，这是因为，由微脉冲荷电装置230供给的脉冲电压使粉尘迅速带电，从而提高从放电极向集尘板移动的粉尘的移动速度。

特别是，如图4所示，电阻率越高，粉尘的移动速度越提高。粉尘的化学成分组成对高电阻率影响很大，由于多含有SiO₂等成分的粉尘具有10¹⁰Ω-㎝以上的电阻率，因此，相对于含有其他成分的粉尘，在第二集尘室214c内其移动速度快。

如此，本发明中，由于配置在静电集尘装置200的前端的第一集尘室F1内设置直流荷电装置220，配置在后端的第二集尘室F2内设置微脉冲装置230，从而提高微细粉尘的集尘力，由此能够减少从静电集尘装置200排出的粉尘量。

下面，参照图5说明这种微脉冲荷电装置230的结构。

图5是概略示出本发明一实施例涉及的微脉冲荷电装置230的结构的框图。

如图5所示，微脉冲荷电装置230包括第一直流电压生成部510、第二直流电压生成部520、充电电容器530、开关元件540、第一耦合电抗器550以及第二耦合电抗器560。

首先，第一直流电压生成部510产生负直流电压，以向充电电容器530及包含在第二集尘室F2的放电极供给负直流电压，如图5所示，第一直流电压生成部510包括第一电压调节部512、第一升压部514以及第一整流部516。

第一电压调节部512由至少一个晶体闸流管构成，用于使自外部的商用电源570输入的交流(AC)电压变化。

第一升压部514使自第一电压调节部512供给的三相交流电压升压。即，第一升压部514使自第一电压调节部512供给的数百伏的电压升压至数十千伏的电压。

第一整流部516由二极管(Diode)构成，将通过第一升压部514升压的交流电压进行全波整流而转换为直流电压。一实施例中，第一整流部516将通过第一升压部514升压的交流电压进行全波整流而转换为负(-)直流电压。

本发明中，第一整流部516将交流电压转换为负(-)直流电压的原因是，通过向包含在第二集尘室F2的放电极供给负(-)直流电压，使得在第二集尘室F2内发生放电。

之后，第二直流电压生成部520生成正直流电压后向充电电容器530供给，该正直流电压用于生成需要向第二集尘室F2的集尘板施加的正脉冲电压。即，当以第二集尘室F2的放电极作为基准电位时，第二直流电压生成部520生成正脉冲电压后向第二集尘室F2的放电极施加。

如图5所示，这种第二直流电压生成部520包括第二电压调节部522、第二升压部524以及第二整流部526。

第二电压调节部522由至少一个晶体闸流管构成，用于使自外部的商用电源570输入的交流(AC)电压变化。

第二升压部524使自第二电压调节部522供给的三相交流电压升压。即，第二升压部524使自第二电压调节部522供给的数百伏的电压升压至数十千伏的电压。

第二整流部526由二极管(Diode)构成，将通过第二升压部524升压的交流电压进行全波整流而转换为直流电压。一实施例中，第二整流部526将通过第二升压部524升压的交流电压进行全波整流而转换为正(+)直流电压。

本发明中，第二整流部526将交流电压转换为正(+)直流电压的目的是，向充电电容器530供给正直流电压，并通过这种方式，向包含在第二集尘室F2的放电极供给负脉冲电压。

此外，充电电容器530的一端与第一直流电压生成部510连接，另一端与第二直流电压生成部520连接，充电电容器530利用由第一直流电压生成部510供给的负(-)直流电压和由第二直流电压生成部520供给的正(+)直流电压进行充电。此外，充电电容器530向包含在第二集尘室F2的集尘板放电，使得脉冲电压施加于集尘板。通过这种充电电容器530，负(-)脉冲电压施加于第二集尘室F2的放电极。

开关元件540与连接在第二直流电压生成部520的充电电容器530的端子连接，使充电在充电电容器530的电压以具有规定脉冲频率的脉冲形式向集尘板放电。即，开关元件540通过开启/关闭动作，使充电在充电电容器530的电压以脉冲电压形式施加于第二集尘室F2。

第一耦合电抗器550以及第二耦合电抗器560用于防止第一直流电压生成部510以及第二直流电压生成部520的过度状态影响彼此，第一耦合电抗器550和第二耦合电抗器560在同一芯上以相反方向卷绕而磁耦合。即，即使在第二集尘室F2内产生火花，第一耦合电抗器550以及第二耦合电抗器560能够防止第一直流电压生成部510以及第二直流电压生成部520受其影响。

图6是例示出如上所述的微脉冲荷电装置230的具体结构的电路图。

如图6所示，微脉冲荷电装置230包括第一直流电压生成部510、第二直流电压生成部520、充电电容器530、开关元件540、第一耦合电抗器550以及第二耦合电抗器560，微脉冲荷电装置230还可以包括控制部565、瞬态阻尼线圈582、输出电压检测部584、电容器保护部586、开关元件电压检测部588以及脉冲形成用的电抗器590。

如上所述，第一直流电压生成部510包括第一电压调节部512、第一升压部514以及第一整流部516，第一直流电压生成部510还可以包括第一滤波器518。

第一滤波器518由电阻R以及电容器C构成，用于从由第一整流部516输出的直流电压去除脉流成分。此外，第一滤波器518起到防止第一整流部516被施加瞬间过电流的作用。

此外，如上所述，第二直流电压生成部520包括第二电压调节部522、第二升压部524以及第二整流部526，第二直流电压生成部520还可以包括第二滤波器528。

第二滤波器528由电阻R以及电容器C构成，用于从由第二整流部526输出的直流电压去除脉流成分。此外，第二滤波器528起到防止第二整流部526被施加瞬间过电流的作用。

由于对充电电容器530、开关元件540、第一耦合电抗器550以及第二耦合电抗器560已进行了说明，在此省略具体说明。

控制部565根据从相位控制器240传输的指令值，控制通过第一直流电压生成部510以及第二直流电压生成部520供给的电源，并向开关元件540发送触发信号，以施加脉冲电压。

瞬态阻尼线圈(Transient Damping Coil)582在最终输出端与负载串联连接，并与电阻592一起，用于阻断在负载短路时引起的反向的高频浪涌(Surge)电流。

输出电压检测部584是，位于输出前端且为了检测输出电压的大小而由电阻以及电容器构成的电压分配电路。

电容器保护部586由电阻、电容器以及二极管构成，用于保护充电电容器530。

开关元件电压检测部588是，与充电电容器530串联连接且为了检测脉冲电压的大小而由电阻以及电容器构成的电压分配电路。

脉冲形成用的电抗器590为空心电抗器，与充电电容器530串联连接，脉冲运行时用于调节施加于集尘板的脉冲电压的宽度。

再次参照图2，相位控制器240为了控制直流荷电装置220以及微脉冲荷电装置230的运行，生成运行直流荷电装置220以及微脉冲荷电装置230所需的指令值，并传输给直流荷电装置220以及微脉冲荷电装置230。

一实施例中，指令值包括直流荷电装置220以及微脉冲荷电装置230的初始运行参数和正常运行参数，初始运行参数为初始直流电压值或初始脉冲电压值，，正常运行参数为目标直流电压值或目标脉冲电压值。

下面，参照图7更具体地说明这种相位控制器240的结构。

图7是概略示出本发明的一实施例涉及的相位控制器240的结构的框图。

如图7所示，相位控制器240包括初始值设定部710、负载状态判断部720、目标值调节部730以及数据收发部740。

首先，初始值设定部710设定直流荷电装置220以及微脉冲荷电装置230的初始运行参数。此时，初始值设定部710设定作为直流荷电装置220的初始运行参数的第一初始直流电压值VDC1，设定作为微脉冲荷电装置230的初始运行参数的第二初始直流电压值VDC2和初始脉冲电压值VPS。

一实施例中，如图8所示，初始值设定部710分别取得直流荷电装置220以及微脉冲荷电装置230的电压-电流曲线(V-I Curve)，并在所取得的电压/电流曲线上取得作为电流开始流动时的电压、即电晕起始电压(V_ONSET)和发生绝缘破坏的火花电压(V_SPARK)。初始值设定部710可以基于取得的电晕起始电压(V_ONSET)和火花电压(V_SPARK)来设定直流荷电装置220和微脉冲荷电装置230的初始运行参数。

具体地，初始值设定部710设定直流荷电装置220的初始运行参数、即第一初始直流电压值VDC1，以满足以下数学式1。

【数学式1】

V_ONSET＜V_DC1＜V_SPARK

一实施例中，初始值设定部710可以将火花电压(V_SPARK)的前一个值设定为直流荷电装置220的第一初始直流电压值VDC1，从而在初期投入大量的电流。

此外，初始值设定部710设定微脉冲荷电装置230的初始运行参数、即第二初始直流电压值VDC2，以满足以下数学式2。

【数学式2】

$V_{\mathrm{ONSET}}<V_{\mathrm{DC}2}<\frac{1}{2}{V}_{\mathrm{SPARK}}$

此外，初始值设定部710设定微脉冲荷电装置230的初始运行参数、即初始脉冲电压值VPS，以满足以下数学式3，此时，脉冲电压值VPS被设置成大于第二初始直流电压值VDC2。

【数学式3】

V_SPARK-V_DC2＜V_PS＜1.5V_SPARK-V_DC2

微脉冲荷电装置230的情况，由上述数学式2可知，初始值设定部710将微脉冲荷电装置230的第二初始直流电压值VDC2设定为火花电压(V_SPARK)的前一个值的一半，并进一步施加如数学式3的大小的脉冲电压VPS，因此，其结果，减少初期投入的电流量，从而能够减少能量消耗。

如此，微脉冲荷电装置230向第二集尘室F2施加直流电压之外还施加脉冲电压，因此，其结果，直流电压和脉冲电压的总和大于由直流荷电装置220供给的直流电压，从而能够增加瞬时功率，并且限制只施加直流高电压而导致的第二集尘室F2内过度荷电，并且通过增加由脉冲电压引起的荷电，降低能量，提高集尘效率。

之后，负载状态判断部720判断表示流入静电集尘装置200的粉尘量的负载状态。负载状态判断部720判断静电集尘装置200的负载状态的原因是，虽然流入静电集尘装置200的废气的量比较均匀，但是，根据作为废气产生源的燃烧炉、发电炉或焚烧炉等炉自身的运行变化，废气量有可能发生变化，因此，静电集尘装置200需要处理的粉尘量也有可能发生变化，从而根据粉尘量的变化，以最佳状态运行静电集尘装置200。

一实施例中，负载状态判断部720可以基于通过数据收发部740以预定周期取得的直流荷电装置220的输出直流电流值判断静电集尘装置200的负载状态。

具体地，若在当前时刻取得的直流荷电装置220的输出直流电流值大于在前一时刻取得的直流荷电装置220的输出直流电流值时，负载状态判断部720判断为重负载状态，即流入静电集尘装置200的粉尘量递增的状态。

此外，若在当前时刻取得的直流荷电装置220的输出直流电流值小于在前一时刻取得的直流荷电装置220的输出直流电流值时，负载状态判断部720判断为轻负载状态，即流入静电集尘装置200的粉尘量递减的状态。

在上述实施例中，以负载状态判断部720利用直流荷电装置220的输出直流电流值来判断静电集尘装置200的负载状态的情况为例进行了说明。但是，在变形的实施例中，负载状态判断部720也可以通过数据收发部740接收的检测值来判断静电集尘装置200的负载状态，该检测值是由配置在静电集尘装置200的入口212侧的流量传感器(未图示)以预定周期检测的值。根据这种实施例，若在当前时刻检测的值相对于在前一时刻检测的值增加时，可以判断为重负载状态，若在当前时刻检测的值相对于在前一时刻检测的值减少时，可以判断为轻负载状态。

之后，目标值调节部730根据通过负载状态判断部720判断的静电集尘装置200的负载状态来调节直流荷电装置220以及微脉冲荷电装置230的目标值。

即，目标值调节部730根据静电集尘装置200的负载状态来调节由直流荷电装置220输出的第一目标直流电压值，或者调节由微脉冲荷电装置230输出的第二目标直流电压值以及目标脉冲电压值。

具体地，当由负载状态判断部720判断为重负载状态时，为了提高集尘力，目标值调节部730使直流荷电装置220以及微脉冲荷电装置230的运行电压上升。即，当判断为重负载状态时，目标值调节部730使由直流荷电装置220输出的第一目标直流电压值、由微脉冲荷电装置230输出的第二目标直流电压值以及由微脉冲荷电装置230输出的目标脉冲电压值增加，且其增加量相当于预设值(例如，10％至20％)。

一实施例中，当随着微脉冲荷电装置230的目标脉冲电压增加而目标脉冲电压值达到上限值时，目标值调节部730可以不增加目标脉冲电压值，而是使目标脉冲电压的频率增加，且其增加量相当于预设值。

另一方面，当由负载状态判断部720判断静电集尘装置200为轻负载状态时，目标值调节部730使第一目标直流电压值以及第二目标直流电压值降低，且其降低量相当于预设值，而保持目标脉冲电压值。当静电集尘装置200为轻负载状态时，目标值调节部730不降低微脉冲荷电装置230的脉冲电压而是保持该脉冲电压的原因是，负载减轻只是意味着总量上负载减轻，而微细粉尘量保持原有量，因此，通过使脉冲电压值保持原来值，从而持续地捕集微细粉尘。若在轻负载状态下降低脉冲电压值，则微细粉尘的捕集力下降，从而可能导致静电集尘装置200的集尘效率瞬间降低。

另一方面，当负载状态没有变化时，目标值调节部730使第一目标直流电压值、第二目标直流电压值以及目标脉冲电压值保持原来值。

上述实施例中，以目标值调节部730根据负载状态判断部720的判断结果来调节直流荷电装置220以及微脉冲荷电装置230的目标值的情况为例进行了说明，但是，在变形的实施例中，与负载状态无关地，目标值调节部730也可以基于通过数据收发部740以预定周期取得的直流荷电装置220的输出直流电流值来直接调节直流荷电装置220以及微脉冲荷电装置230的目标值。

具体地，若在当前时刻取得的直流荷电装置220的输出直流电流值大于在前一时刻取得的直流荷电装置220的输出直流电流值时，目标值调节部730使第一目标直流电压值、第二目标直流电压值以及目标脉冲电压值增加，且其增加量相当于预设值。

若在当前时刻取得的直流荷电装置220的输出直流电流值小于在前一时刻取得的直流荷电装置220的输出直流电流值时，目标值调节部730使第一目标直流电压值、第二目标直流电压值降低，且其降低量相当于预设值，而保持目标脉冲电压值。

若在当前时刻取得的直流荷电装置220的输出直流电流值与在前一时刻取得的直流荷电装置220的输出直流电流值相同时，目标值调节部730使第一目标直流电压值、第二目标直流电压值以及目标脉冲电压值保持原来值。

目标值调节部730通过数据收发部740向直流荷电装置220传送经调节的第一目标直流电压值，并通过数据收发部740向微脉冲荷电装置230传送经调节的第二目标直流电压值以及目标脉冲电压值。

本发明中，可以以静电集尘装置200的直流荷电装置220的输出直流电流值作为指标(Indicator)来判断静电集尘装置200的负载状态，以调节直流荷电装置220的第一目标直流电压值、微脉冲荷电装置230的第二目标直流电压值以及微脉冲荷电装置230的目标脉冲电压值。由此，本发明可以根据负载状态可变地运行静电集尘装置200，并且根据静电集尘装置200运行中所发生的瞬间负载量的变化来自适应地调节能量投入，从而能够均匀地向静电集尘装置200施加适当的能量。

数据收发部740与直流荷电装置220以及微脉冲荷电装置230连接。

数据收发部740向负载状态判断部720或目标值调节部730传送在每个预定周期取得的直流荷电装置220的输出直流电流值以及输出直流电压值。

数据收发部740向负载状态判断部720或目标值调节部730传送在每个预定周期取得的微脉冲荷电装置230的输出直流电流值、输出直流电压值以及输出脉冲电压值。

数据收发部740向直流荷电装置220传送从目标值调节部730接收的第一目标直流电压值，并向微脉冲荷电装置230传送第二目标直流电压值以及脉冲电压值。

第二实施例

图9是概略示出本发明的第二实施例涉及的复合荷电型静电集尘装置的结构的框图。

如图9所示，本发明的第二实施例涉及的复合荷电型静电集尘装置(以下称“静电集尘装置”)900包括集尘器本体910、第一类型荷电装置920以及第二类型荷电装置930。

虽然图9中未示出，但是静电集尘装置900还可以包括用于去除粉尘的捶打装置以及用于移送被捕集的粉尘的移送装置等多个配套装置。

集尘器本体(以下称“本体”)910为用于捕集废气中的粉尘而进行静电集尘的空间，其包括用于废气流入的入口912、用于捕集废气中的粉尘的集尘空间914以及用于排出废气的出口916。

一实施例中，用于捕集废气中的粉尘的集尘空间914包括直列配置的N个(N≥2)集尘室。为了便于说明，图9中示出集尘空间914由五个集尘室构成的结构，但是这仅仅是一个示例，集尘空间914可以包括两个至四个集尘室，或者也可以包括五个以上集尘室。

第一类型荷电装置920分别设置在第一号集尘室914a至第A号集尘室914b、即前端集尘室F1，为了捕集废气中的粉尘，向前端集尘室F1施加直流高电压。

一实施例中，第一类型荷电装置920可以是具有如图3所示结构的直流荷电装置。关于直流荷电装置的结构在对图3的说明中已详细描述，故省略详细说明。

第二类型荷电装置930分别设置在第A+1号集尘室914c至第N号集尘室914e、即后端集尘室F2，为了捕集废气中的粉尘，向后端集尘室F2施加脉冲电压。此时，为了生成脉冲电压，第二类型荷电装置可以包括用于向后端集尘室F2的放电极供给负直流电源的直流电源供给部和用于向后端集尘室F2的放电极供给负脉冲电源的脉冲电源供给部。

根据这种实施例，直流电源供给部可以包括图5中所示的第一直流电压生成部510，脉冲电源供给部可以包括图5中所示的第二直流电压生成部520、充电电容器530以及开关元件540。

一实施例中，第二类型荷电装置930可以是具有如图5以及图6所示结构的微脉冲荷电装置。关于微脉冲荷电装置的结构在对图5以及图6的说明中已详细描述，故省略详细说明。

在上述实施例中，设有第一类型荷电装置920的前端集尘室的数量与设有第二类型荷电装置930的后端集尘室的数量之比，即第一类型荷电装置920的数量与第二类型荷电装置930的数量之比，可以根据静电集尘装置900所要求的出口粉尘浓度以及输出能量来确定。

复合荷电型静电集尘装置的控制方法

下面参照图10说明本发明涉及的复合荷电型静电集尘装置的控制方法。

图10是示出本发明的一实施例涉及的复合荷电型静电集尘装置的控制方法的流程图。图10中示出的控制方法可以适用于如下静电集尘装置，该静电集尘装置由N个(N≥2)集尘室直列连接而构成，其中，从第一号集尘室至第A号集尘室、即前端集尘室设有第一类型荷电装置，从第A+1号集尘室至第N号集尘室、即后端集尘室设有第二类型荷电装置。

一实施例中，第一类型荷电装置可以是直流荷电装置，第二类型荷电装置可以是微脉冲荷电装置。

为了便于说明，在下面的说明中，第一类型荷电装置为直流荷电装置，将设有第一类型荷电装置的前端集尘室统称为第一集尘室。此外，第二类型荷电装置为微脉冲荷电装置，将设有第二类型荷电装置的后端集尘室统称为第二集尘室。

首先，用于控制直流荷电装置和微脉冲荷电装置运行的相位控制器在每个预定的时间点取得设置在第一集尘室的直流荷电装置的输出直流电流值S1000。

之后，比较由相位控制器在当前时刻取得的输出直流电流值与在前一时刻取得的输出直流电流值(S1010)。

S1010的比较结果，若在当前时刻取得的输出直流电流值大于在前一时刻取得的输出直流电流值时(第一示例)，相位控制器使由直流荷电装置输出的第一目标直流电压值、由微脉冲荷电装置输出的第二目标直流电压值以及由微脉冲荷电装置输出的目标脉冲电压值增加，且其增加量相当于预设值(S1020)。

一实施例中，随着目标脉冲电压值的增加而目标脉冲电压值达到上限值时，相位控制器可以使目标脉冲电压的频率增加，其增加量相当于预设值，以此来代替目标脉冲电压值的增加。

S1010的比较结果，若在当前时刻取得的输出直流电流值小于在前一时刻取得的输出直流电流值时(第二示例)，相位控制器使第一目标直流电压值以及第二目标直流电压值降低，其降低量相当于预设值，而目标脉冲电压值保持不变(S1030)。

S1010的比较结果，若在当前时刻取得的输出直流电流值与在前一时刻取得的输出直流电流值相同时(第三示例)，相位控制器使第一目标直流电压值、第二目标直流电压值以及目标脉冲电压值保持原来值(S1040)。

另一方面，虽然图10中未图示，还可以包括相位控制器设定直流荷电装置和微脉冲荷电装置的初始运行所需的初始运行参数的过程。一实施例中，相位控制器可以基于在直流荷电装置以及微脉冲荷电装置的电压-电流曲线上电流开始流动的起点的电压、即电晕起始电压(V_ONSET)和发生绝缘破坏的火花电压(V_SPARK)，设定直流荷电装置以及微脉冲荷电装置的初始运行参数。

具体地，相位控制器设定直流荷电装置的初始运行参数、即第一初始直流电压值VDC1，以满足上述数学式1，相位控制器设定微脉冲荷电装置的初始运行参数、即第二初始直流电压值VDC2，以满足上述数学式2，相位控制器设定微脉冲荷电装置的初始运行参数、即脉冲电压值VPS，以满足上述数学式3。

相位控制器向直流荷电装置传送设定后的第一初始直流电压值以及第一目标直流电压值，以使直流荷电装置以第一初始直流电压值以及第一目标直流电压值动作，此外，相位控制器向微脉冲荷电装置传送设定后的第二初始直流电压值、初始脉冲电压值、第二目标直流电压值以及目标脉冲电压值，以使微脉冲荷电装置以第二初始直流电压值、初始脉冲电压值、第二目标直流电压值以及目标脉冲电压值动作。

另一方面，虽然图10中未示出，也还可以进行相位控制器基于在当前时刻取得的输出直流电流值和在前一时刻取得的输出直流电流值来判断静电集尘装置的负载状态的过程。

具体地，若在当前时刻取得的输出直流电流值大于在前一时刻取得的输出直流电流值时，相位控制器判断静电集尘装置的负载为重负载状态，若在当前时刻取得的输出直流电流值小于在前一时刻取得的输出直流电流值时，相位控制器判断静电集尘装置的负载为轻负载状态，若在当前时刻取得的输出直流电流值与在前一时刻取得的输出直流电流值相同时，相位控制器判断为正在保持原来的负载状态。

根据这种实施例，当静电集尘装置的负载为重负载状态时，相位控制器进行上述S1020步骤，当静电集尘装置的负载为轻负载状态时，相位控制器进行上述S1030步骤，当静电集尘装置的负载正在保持原来的状态时，相位控制器进行上述S1040步骤。

上述的静电集尘装置的控制方法，也可以通过能够利用各种计算机执行的程序形式实现，此时，用于实现静电集尘装置的控制方法的程序可以存储在硬盘、CD-ROM、DVD、ROM、随机存储器、闪存等计算机可读介质中。

应理解为，本领域的技术人员在不改变上述本发明的技术思想或必要特征的情况下，可以以其他具体形式实施本发明。

因此，应理解为，以上所述的实施例在所有方面作为例示，而并非用于限定本发明。本发明的范围应以后述的权利要求书为准，而并非限定于所述具体实施方式，应解释为，从权利要求的要旨、范围以及其等价概念导出的所有变更或变形形式包含于本发明的范围内。

Claims (17)

1.一种复合荷电型静电集尘装置，其特征在于，包括：

本体，包括用于捕集废气中的粉尘的多个集尘室；

直流荷电装置，设置在所述多个集尘室中的第一集尘室，通过向所述第一集尘室施加直流高电压，以在所述第一集尘室进行静电集尘；

微脉冲荷电装置，设置在配置于所述第一集尘室后端的第二集尘室，通过向所述第二集尘室施加直流高电压以及脉冲电压，以在所述第二集尘室进行静电集尘；以及

相位控制器，用于控制所述直流荷电装置以及所述微脉冲荷电装置的运行。

2.根据权利要求1所述的复合荷电型静电集尘装置，其特征在于，

在所述本体中，设有所述直流荷电装置的第一集尘室与设有所述微脉冲荷电装置的第二集尘室的数量之比为4：6或6：4，

所述直流荷电装置以及所述微脉冲荷电装置分别设置在不同的集尘室。

3.根据权利要求1所述的复合荷电型静电集尘装置，其特征在于，

所述相位控制器包括初始值设定部，所述初始值设定部在所述直流荷电装置以及所述微脉冲荷电装置的电压/电流曲线(V-I Curve)上取得作为电流开始流动时的电压、即电晕起始电压(V_ONSET)和发生绝缘破坏的火花电压(V_SPARK)，并且基于所述电晕起始电压(V_ONSET)以及火花电压(V_SPARK)，设定所述直流荷电装置以及所述微脉冲荷电装置的初始运行参数。

4.根据权利要求3所述的复合荷电型静电集尘装置，其特征在于，

所述直流荷电装置的初始运行参数包括初始直流电压值(VDC1)，所述微脉冲荷电装置的初始运行参数包括初始直流电压值(VDC2)以及初始脉冲电压值(VPS)，

所述初始值设定部以满足数学式V_ONSET＜V_DC1＜V_SPARK的方式设定所述直流荷电装置的初始直流电压值(VDC1)，以满足数学式 的方式设定所述微脉冲荷电装置的初始直流电压值(VDC2)，并以满足数学式V_SPARK-V_DC2＜V_PS＜1.5V_SPARK-V_DC2的方式设定所述微脉冲荷电装置的初始脉冲电压值(VPS)。

5.根据权利要求1所述的复合荷电型静电集尘装置，其特征在于，

所述相位控制器还包括：负载状态判断部，用于判断负载状态，该负载状态表示流入所述静电集尘装置的粉尘量，

若所述直流荷电装置在当前时刻取得的输出直流电流值大于在前一时刻取得的输出直流电流值时，所述负载状态判断部判断为重负载状态、即流入所述静电集尘装置的粉尘量递增的状态，若在当前时刻取得的输出直流电流值小于在前一时刻取得的输出直流电流值时，所述负载状态判断部判断为轻负载状态、即流入所述静电集尘装置的粉尘量递减的状态。

6.根据权利要求1所述的复合荷电型静电集尘装置，其特征在于，所述相位控制器包括：

负载状态判断部，判断负载状态，该负载状态表示流入所述静电集尘装置的粉尘量；以及

目标值调节部，当处于重负载状态时，使由所述直流荷电装置输出的第一目标直流电压值、由所述微脉冲荷电装置输出的第二目标直流电压值以及由所述微脉冲荷电装置输出的目标脉冲电压值增加，且其增加量相当于预设值，当处于轻负载状态时，使所述第一目标直流电压值以及第二目标直流电压值降低，且其降低量相当于预设值，而所述目标脉冲电压值保持不变。

7.根据权利要求1所述的复合荷电型静电集尘装置，其特征在于，

所述相位控制器包括：目标值调节部，根据所述直流荷电装置在当前时刻取得的输出直流电流值和在所述前一时刻取得的输出直流电流值，调节由所述直流荷电装置输出的第一目标直流电压值和由所述微脉冲荷电装置输出的第二目标直流电压值以及目标脉冲电压值，

若在所述当前时刻取得的输出直流电流值大于在前一时刻取得的输出直流电流值时，所述目标值调节部使所述第一目标直流电压值、第二目标直流电压值以及目标脉冲电压值增加，且其增加量相当于预设值，若在所述当前时刻取得的输出直流电流值小于在前一时刻取得的输出直流电流值时，所述目标值调节部使所述第一目标直流电压值以及第二目标直流电压值降低，且其降低量相当于预设值，而所述目标脉冲电压值保持不变。

8.根据权利要求6或7所述的复合荷电型静电集尘装置，其特征在于，

当所述目标脉冲电压值增加以达到上限值时，所述目标调节部使所述目标脉冲电压的频率增加，且其增加量相当于预设值。

9.根据权利要求1所述的复合荷电型静电集尘装置，其特征在于，

所述直流荷电装置利用所述直流高电压来捕集流入所述第一集尘室的粉尘中粒子尺寸大于第一基准值且电阻率小于第二基准值的粉尘，所述微脉冲荷电装置利用所述直流高电压以及脉冲电压来捕集流入所述第二集尘室的粉尘中粒子尺寸小于第一基准值且电阻率大于第二基准值的粉尘。

10.一种复合荷电型静电集尘装置，其特征在于，包括：

本体，包括直列配置的用于使废气流入的N个集尘室，其中N≥2；

第一类型荷电装置，分别设置在第一号集尘室至第A号集尘室、即前端集尘室，为了捕集所述废气中的粉尘而向所述前端集尘室施加直流高电压；

第二类型荷电装置，分别设置在第A+1号集尘室至第N号集尘室、即后端集尘室，为了捕集所述废气中的粉尘而向所述后端集尘室施加直流高电压以及脉冲电压，

所述第二类型荷电装置包括：直流电源供给部，用于向所述后端集尘室的放电极供给负直流电源；脉冲电源供给部，用于向所述后端集尘室的放电极供给负脉冲电源。

11.根据权利要求10所述的复合荷电型静电集尘装置，其特征在于，

根据所述复合荷电型静电集尘装置所要求的出口粉尘浓度以及输出能量来确定所述第一类型荷电装置的数量与所述第二类型荷电装置的数量之比。

12.一种复合荷电型静电集尘装置的控制方法，所述复合荷电型静电集尘装置具备直列连接的N个集尘室，其中N≥2，

其特征在于，包括如下步骤：

在每个预定的时间点取得设置在第一号集尘室至第A号集尘室、即前端集尘室的第一类型荷电装置的输出直流电流值；

比较在当前时刻取得的输出直流电流值与在前一时刻取得的输出直流电流值；以及

根据比较结果，调节由所述第一类型荷电装置输出的第一目标直流电压值、由设置在第A+1号集尘室至第N号集尘室、即后端集尘室的第二类型荷电装置输出的第二目标直流电压值以及由所述第二类型荷电装置输出的脉冲电压值。

13.根据权利要求12所述的复合荷电型静电集尘装置的控制方法，其特征在于，

在所述调节步骤中，若在所述当前时刻取得的输出直流电流值大于在前一时刻取得的输出直流电流值时，使所述第一目标直流电压值、第二目标直流电压值以及目标脉冲电压值增加，且其增加量相当于预设值。

14.根据权利要求13所述的复合荷电型静电集尘装置的控制方法，其特征在于，

在所述调节步骤中，若在所述当前时刻取得的输出直流电流值大于在前一时刻取得的输出直流电流值且所述目标脉冲电压值增加以达到上限值时，使所述目标脉冲电压的频率增加，且其增加量相当于预设值。

15.根据权利要求12所述的复合荷电型静电集尘装置的控制方法，其特征在于，

在所述调节步骤中，若在所述当前时刻取得的输出直流电流值小于在前一时刻取得的输出直流电流值时，使所述第一目标直流电压值以及第二目标直流电压值降低，其降低量相当于预设值，而所述目标脉冲电压值保持不变。

16.根据权利要求12所述的复合荷电型静电集尘装置的控制方法，其特征在于，还包括如下步骤：

基于在所述第一类型荷电装置以及所述第二类型荷电装置的电压/电流曲线上的电流开始流动时的电压、即电晕起始电压(V_ONSET)和发生绝缘破坏的火花电压(V_SPARK)，设定所述第一类型荷电装置以及所述第二类型荷电装置的初始运行参数。

17.根据权利要求16所述的复合荷电型静电集尘装置的控制方法，其特征在于，

所述第一类型荷电装置的初始运行参数包括初始直流电压值(VDC1)，所述第二类型荷电装置的初始运行参数包括初始直流电压值(VDC2)以及初始脉冲电压值(VPS)，

所述第一类型荷电装置的初始直流电压值(VDC1)被设定成满足数学式V_ONSET＜V_DC1＜V_SPARK，所述第二类型荷电装置的初始直流电压值(VDC2)被设定成满足数学式所述第二类型荷电装置的初始脉冲电压值(VPS)被设定成满足数学式V_SPARK-V_DC2＜V_PS＜1.5V_SPARK-V_DC2。