CS230706B1

CS230706B1 - A way to ensure safe operation of the electric filter and to connect it to it

Info

Publication number: CS230706B1
Application number: CS814276A
Authority: CS
Inventors: Eva Novotna
Original assignee: Eva Novotna
Priority date: 1981-06-09
Filing date: 1981-06-09
Publication date: 1984-08-13
Also published as: CS427681A1

Abstract

Vynález se týká způsobu zajištění bezpečného provozu elektrofiltru proti výbuchu při zvýšení obsahu výbušných plynů nad přípustnou mezní hodnotu v plynech z technologického procesu, procházejících elektrofiltrem, a zařízení k provádění tohoto způsobu. Podstata vynálezu spočívá v tom, že se koncentrace výbušných složek v části plynu z elektrofiltru uměle trvale zvyšuje konstantním přídavkem výbušné složky, takže k vytvoření třaskavé směsi v této části plynu dojde dříve, než v plynné směsi procházející elektrofiltrem, přičemž účinkem uměle vyvolané exploze této části plynu se sníží koncentrace výbušných složek v plynné směsi, procházející elektro- § filtrem. Vynález lze použít ve všech odvětvích, kde je ohrožena bezpečnost provozu v důsledku přítomnosti výbušných složek v plynu, které jsou čištěny pomocí elektrofiltrů, napříklád v cementárnách,vvápenkách, teplárnách, elektrárnách, u chemických zařízení a tam, kde je možno provozovat tepelná zařízení s nižší hodnotou násobku stechiometrického množství vzduchu v důsledku úspor na palivu.The invention relates to a method for ensuring safe operation of an electrostatic precipitator against explosion when the content of explosive gases increases above the permissible limit value in gases from the technological process passing through the electrostatic precipitator, and to a device for carrying out this method. The essence of the invention lies in the fact that the concentration of explosive components in a part of the gas from the electrostatic precipitator is artificially permanently increased by constant addition of an explosive component, so that the formation of an explosive mixture in this part of the gas occurs earlier than in the gas mixture passing through the electrostatic precipitator, while the effect of the artificially induced explosion of this part of the gas reduces the concentration of explosive components in the gas mixture passing through the electrostatic precipitator. The invention can be used in all sectors where the safety of operation is threatened due to the presence of explosive components in the gas that is cleaned by means of electrostatic precipitators, for example in cement plants, lime kilns, heating plants, power plants, chemical plants and where it is possible to operate thermal plants with a lower value of the multiple of the stoichiometric amount of air due to fuel savings.

Description

Vynález ae týká způsobu zajištění bezpečného provozu elektroflitru proti výbuchu při zvýšení obsahu výbušných plynů nad přípustnou mezní hodnotu v plynech z technologického procesu, procházejících elektrofiltrem, a zařízení k převádění tohoto způsobu.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention relates to a method for ensuring safe operation of an electrofliter against an explosion while increasing the content of explosive gases above the permissible limit value in process gas passing through the electrofilter and a device for converting the method.

V současné době jsou technologická zařízení, u kterých jsou používány elektroflitry, kterými prochází plynná směs s obsahem jedné nebo více složek, které jsou výbuSné, provozována s vyšší hodnotou násobku stechlometrického množství vzduchu, aby koncentrace výbuSných složek v plynech odváděných z technologického procesu byla podstatnš nižSí, než je mezní přípustná hodnota, která je uváděna výrobcem se zřetelem na bezpečný provoz elektrofiltrů.Currently, process equipment using electroflitters through which a gas mixture containing one or more explosive components is passed is operated at a higher multiple of the stoichiometric air volume so that the concentration of the explosive components in the gases discharged from the process is significantly lower than the limit value specified by the manufacturer with regard to the safe operation of the electro-filters.

Protože sledování koncentrace výbuSných plynů v plynech z technologického procesu je možno zjišlovat pouze pomocí analýzy, není zaručen zcela bezpečný provoz elektrofiltrů, nebol každý analyzátor pracuje s určitým časovým zpožděním. V důsledku toho docházínapř. v cementárnách k explozím elektrofiltrů, spojeným s národohospodářskými Skodemi, dále k ohrožení zdraví obsluhy a zvýšení prašnosti v okolí cementárny po dobu rekonstrukce elektrofiltrů.Since the monitoring of the concentration of explosive gases in gases from the process process can only be detected by analysis, the totally safe operation of the electrofilters is not guaranteed, since each analyzer operates with a certain time delay. Consequently, e.g. in cement plants, to the explosions of electric filters associated with national economic damage, to the health of the operator and to increase dustiness around the cement plant during the reconstruction of the electric filters.

Tyto nevýhody odstraňuje způsob podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že se koncentrace výbuSných složek v části plynu z elektrofiltrů uměle trvale zvyšuje konstantním přídavkem výbuSné složky, takže k vytvoření třaskavé směsi v této části plynu dojde dříve než v plynné směsi procházející elektrofiltrem, přičemž účinkem uměle vyvolané exploze této části plynu se sníží koncentrace výbuSných složek v plynné směsi, procházející elektrofiltrem.These disadvantages are overcome by the method according to the invention, characterized in that the concentration of the explosive components in the gas part of the electrofilters is artificially permanently increased by the constant addition of the explosive component, so that an explosive mixture is formed in this gas part the concentration of explosive components in the gas mixture passing through the electrofilter is reduced by the artificially induced explosion of this part of the gas.

Hlavním prvkem zařízení k provádění tohoto způsobu je bezpečnostní pojistka, do níž se konstantně přivádí přes bezpečnostní zpětnou klapku část plynu z elektrofiltrů a dále konstantní přídavek výbuěného plynu. Obě tyto složky se smísí v přihrádkovém směěovači, takže po dosažení stanoveného maximálního množství výbušných složek v technologickém plynu vznikne třaskavá směs, která se uvede elektrickou jiskrou k výbuchu dříve, než by mohlo dojít k vytvoření explozivní směsi v elektrofiltrů.The main element of the device for carrying out this method is a safety fuse into which a part of the gas from the electric filters is constantly fed through the safety check flap and a constant addition of explosive gas. Both of these components are mixed in the shunt mixer, so that upon reaching the specified maximum amount of explosive components in the process gas, an explosive mixture is formed which is ignited by an electric spark before an explosive mixture could be formed in the electro filters.

Tlak při výbuchu v bezpečnostní pojistce uzavře bezpečnostní zpětnou klapku, což zabrání Síření tlakové vlny do elektrofiltrů, stlačí spínací membránu kontaktů vstupních elektrických obvodů servosystému, které ovládají technologický proces, čímž dojde ke sníženi obsahu výbuSných složek v technologickém plynu. Případnému poškození bezpečnostní pojistky v případě nadměrné exploze zabrání pojistná mebrána. Expandující plyny po explozi projdou výstupním hrdlem, do výfukového potrubí, kteřé se v bezpečné vzdálenosti ze elektrofiltrem zeústuje zpět do technologických plynů.The explosion pressure in the safety fuse closes the safety check flap, which prevents the pressure wave from spreading to the electrical filters, squeezes the switching diaphragm of the servo system input electrical circuits that control the process, thereby reducing the content of explosive components in the process gas. The safety diaphragm prevents damage to the safety fuse in the event of an excessive explosion. The explosive gases, after the explosion, pass through the outlet orifice, into the exhaust pipe, which at a safe distance from the electro-filter flows back into the process gases.

Výhodou bezpečnostní pojistky je její plně automatická činnost, krátký reakční čas a možnost rychlého nastavení bezpečného složení plynů s ohledem na jejich výbuěnost v komorách elektrofiltrů, což zajiěluje bezpečnost provozu, a v důsledku toho, že je možno pracovat s podstatně menším přebytkem spalovacího vzduchu, též značné úspory paliva.The advantage of the safety fuse is its fully automatic operation, short reaction time and the possibility of quick adjustment of the safe composition of gases with respect to their explosion in the electrofilter chambers, which ensures the safety of operation, and because it is possible to work with considerably less excess air, considerable fuel savings.

Zařízení pro provádění způsobu dle vynálezu je zřejmé, z přiložených výkresů, kde na obr. 1 je znázorněna bezpečnostní pojistka ve schematickém podélném řezu, na obr. 2 je schéme zapojení této pojistky v systému elektrofiltrů.The apparatus for carrying out the method according to the invention is apparent from the accompanying drawings, in which Fig. 1 shows a safety fuse in a schematic longitudinal section, Fig. 2 shows a circuit diagram of this fuse in an electric filter system.

Na obr. 1 je znázorněna bezpečnostní pojistka 1, opatřená hrdlem £ pro vstup plynů z elektrofiltrů, hrdlem J pro vstup pomocného výbušného plynu, směšovačem A· jiskřištěm 1, hrdlem 6 pro výstup plynů, pojistnou membránou 2, kontaktovou membránou 6, kontaktem 2 membrány 8, svorkou 10 pevného kontaktu a svorkou 11 kontaktu fi membrány fi.FIG. 1 shows a safety fuse 1 provided with an inlet 5 for the inlet of gas from the electric filters, an outlet 4 for the inlet of an auxiliary explosive gas, a mixer A, a spark gap 1, a outlet 6 for the gas outlet, a safety diaphragm 2, a contact membrane 6, a contact 2 8, the fixed contact terminal 10 and the terminal 11 of the diaphragm contact fi.

Na obr. 2 je kromě bezpečnostní pojistky i znázorněn blokovým schématem ještě zdroj ±2 plynů přiváděných do elektrofiltrů JJ, elektrofiltr JJ, blok 14 pro řízení koncentrace výbušného plynu v plynech přiváděných do elektrofiltrů 1J, spínací blok JJ, zdroj JJ pro jiskřiětě í a bezpečnostní zpětná klapka 17.In Fig. 2, in addition to the safety fuse, the block diagram also shows a source of ± 2 gases supplied to the electric filters 11, an electric filter 11, a block 14 for controlling the concentration of the explosive gas in the gases supplied to the electric filters 1J. check valve 17.

Zařízení pracuje tak, že z elektrofiltru 13 se odebírá přes zpětnou klapku 17 a hrdlo i pro vstup plynů z elektrofiltru 13 část plynů, které ee ve směěovači i směšují s pomocným výbušným plynem vstupujícím hrdlem J. 7 případě, že obsah výbušných plynů v plynu z elektro filtru 13 dosáhne maximální přípustné koncentrace, dojde působením trvale zapnutého jiskříš tš 2 v bezpečnostní pojistce 1 k výbuchu, jehož tlakem se prohne kontaktová membrána 8 a kontakt 2 membrány 8 zapojí elektrický okruh, který přes spínací blok 15 dá impuls bloku 14 pro řízení koncentrace býbušného plynu v plynech přiváděných do elektrofiltru U pro sní žení obsahu výbušných složek v tomto plynu. Bezpečnostní zpětná klapka 17 zabrání při tom ěíření tlakové vlny do elektrofiltru 13 a zplodiny výbuchu se odvedou hrdlem 6 pro výstup plynů v bezpečné vzdálenosti za elektrofiltrem 13 do proudu plynů, vystupujících z tohoto, to.The apparatus operates in such a way that a part of the gases is removed from the electrofilter 13 via the non-return flap 17 and the gas inlet 13 from the electrofilter 13, which are mixed with the auxiliary explosive gas entering the orifice J 7. the electric filter 13 reaches the maximum permissible concentration, an explosion is triggered by the permanently switched spark 2 in the safety fuse 1, the pressure of which bends the contact membrane 8 and the contact 2 of the membrane 8 connects an electric circuit. of explosive gas in the gases supplied to the electrofilter U to reduce the content of explosive components in the gas. The safety check valve 17 prevents the pressure wave from flowing into the electrofilter 13 and the flue gases are discharged through the gas outlet orifice 6 at a safe distance downstream of the electrofilter 13 into the gas stream exiting the latter.

Pro přenos tlakové vlny z bezpečnostní pojistky J. pro změnu koncentrace výbušných složek v plynech z elektrofiltru 13 lze principiálně použít i jiných způsobů, ale přenos pomocí elektrických signálů je nejvýhodnějěí.In principle, other methods can also be used to transfer the pressure wave from the safety fuse J for changing the concentration of the explosive components in the gases from the electrofilter 13, but the transmission by electric signals is most preferred.

Příklad použití bezpečnostní pojistky v cementárněExample of using safety fuse in cement plant

V současné době je bezpečnost provozu elektrofiltrů v cementárnách závislá na nastavení příslušných spalovacích poměrů u hlavního hořáku, který je osazen na rotační peci, na základě provedené analýzy.Currently, the safety of the operation of electric filters in cement plants depends on the setting of the respective combustion conditions of the main burner, which is mounted on the rotary kiln, based on the performed analysis.

Celý tento proces - analýza - regulace hořáku - zajištění správného složení spalin, vykazuje časové zpoždění, což je hlavní důsledek nebezpečí při zajišťování bezpečnosti provozu elektrofiltrů proti nežádoucímu výbuchu vlivem zvyšující se koncentrace kysličníku uhelnatého ve spalinách nad mezní přípustnou hodnotu. Proto se funkcí bezpečnostní pojistky zabudované za elektrofiltrem, kontinuálně protékané spalinami z technologického procesu za konstantního přídavku výbušného plynu, zkracuje reakční čas řízení technologického a.spalovacího procesu do té míry, že zajišťuje bezpečný provoz elektrofiltru a kladně ovlivňuje energetickou bilanci rotační pece.The whole process - analysis - burner regulation - ensuring the correct flue gas composition, shows a time delay, which is the main consequence of the danger in ensuring the safety of the operation of electric filters against undesirable explosion due to increasing concentration of carbon monoxide in the flue gas. Therefore, the function of the safety fuse built-in behind the filter, continuously flowing through the flue gases from the process with a constant addition of explosive gas, shortens the reaction time of the process control and combustion process to the extent that ensures safe operation of the filter.

Funkce bezpečnostní pojistky zajišťuje, že při zvýšení koncentrace kysličníku uhelnatého ve spalinách dojde v bezpečnostní pojistce k výbuchu dříve, než by mohlo dojít k explozi v elektrofiltru. Aktivací pojistky se automaticky spínacími a ovládacími obvody zpštné vazby systému obnoví normální a pro elektrofiltry bezpečný provoz. Pojistka se po aktivaci celého systému zase automaticky vrátí do původního pohotovostního stavu.The safety fuse function ensures that an increase in the concentration of carbon monoxide in the flue gas will cause an explosion in the safety fuse before an explosion in the electric filter could occur. By activating the fuse, the system feedback and control circuits automatically return to normal and safe operation for the electric filter. The fuse will automatically return to its original standby state when the entire system is activated.

Jediným ručním zásahem do funkce bezpečnostního systému je pravidelná kontrola a údržbě jednotlivých prvků bezpečnostní pojistky.The only manual intervention in the function of the safety system is regular inspection and maintenance of individual elements of the safety fuse.

případě, že by na rotační peci byl provozován hlavní hořák v důsledku bezpečného provozu elektrofiltru a vyšší hodnotou násobku stechiometrlckého množství vzduchu, např. β 25 % přebytkem spalovacího vzduchu, snížila by se teoretická teplota plamene o 497 K, což z technického hlediska má nepříznivý vliv na prodlouženi doby ohřevu slinku. Tepelná účinnost tohoto režimu při teplotě předehřátí spalovacího vzduchu na T_y = 873-K a teplotě odcházejících spalin T_g 1.373 K by byla rovna n_t - 0,592.if the main burner were operated on the rotary kiln due to the safe operation of the electrostatic filter and a higher value of the multiple stoichiometric air quantity, eg β 25% excess combustion air, the theoretical flame temperature would be reduced by 497 K, which adversely affects to increase the clinker heating time. The thermal efficiency of this mode at the combustion air preheat temperature to T _y = 873-K and the exhaust gas temperature T _g 1.373 K would be n _t - 0.592.

Seřízením hlavního hořáku na hodnotu násobku stechiometrlckého množství vzduchu s 5 56 přebytkem spalovacího vzduchu, při teplotě odcházejících spalin T = 1 223 K, lze zvýšit βBy adjusting the main burner to a multiple of the stoichiometric air quantity with a 5 56 excess combustion air, at a flue gas temperature T = 1,223 K, the β can be increased

hodnotu tepelné účinnosti na = 0,766 5, což znamená snížení odběru plynu např. při roční spotřebě 50 miliónů nP zemního plynu za rok na 38,6 zemního plynu za rok.the value of thermal efficiency to = 0.766 5, which means a reduction in gas offtake, eg with an annual consumption of 50 million nP of natural gas per year to 38.6 natural gas per year.

Zvyšující se koncentrace kysličníku uhelnatého ve spalinách a falešný vzduch nasávaný do systému za rotační pecí bývá příčinou explozí elektrofiltrů v cementárnách, čímž vznikají značná národohospodářské škody, je ohroženo zdraví osob a v důsledku výpadku odlučovače se-,projeví nepříznivý vliv na prašnost v okolí cementárny.Increasing the concentration of carbon monoxide in the flue gas and false air drawn into the system behind the rotary kiln are the cause of electric filter explosions in cement plants, causing considerable economic damage, endangering the health of people and causing adverse effects on dustiness around the cement plant.

Bezpečnostní pojistka snižuje riziko provozu elektrofiltru. Její funkce je plně automatické a zajišluje rychlý zésah do technologického procesu, kterým je v podstatná míře ovlivňováno složeni spalin v elektrofiltru.The safety lock reduces the risk of electric filter operation. Its function is fully automatic and ensures a rapid intervention into the technological process, which significantly influences the composition of the flue gas in the electrofilter.

Vynálezu lze použit ve všech odvětvích, kde je ohrožena bezpečnost provozu v důsledku přítomnosti výbušných složek v plynu, které jsou čištěny pomocí elektrofiltrů, např. v cementárnách, vápenkách, teplárnách, elektrárnách, u chemických zařízení a tam, kde je jmožno provozovat tepelná zařízení s nižší hodnotou násobku stechiometrického množství vzduchu v důsledku úspor na palivu.The invention can be used in all sectors where the safety of operation is jeopardized due to the presence of explosive components in the gas, which are cleaned by electrofilters, eg in cement plants, lime plants, heating plants, power plants, chemical plants and where it is possible to operate lower stoichiometric air multiple due to fuel savings.

Claims

SUBJECT OF THE INVENTION

1. A method of ensuring the safe operation of an electrostatic filter through which a gas mixture containing one or more explosive components passes through an increasing concentration to form an explosive explosive composition, characterized in that the concentration of the explosive components explosive components, so that the formation of an explosive mixture in this portion of the gas occurs earlier than in the gas mixture passing through the electroflitre, whereby the effect of artificially induced explosion of this portion of gas reduces the concentration of explosive components in the gas mixture passing through the electrofilter.

Wiring for carrying out the method according to claim 1, characterized in that the electric filter (13) is connected via a non-return valve (17) to the orifice (2) for the inlet of gases from the filter (13) to the safety fuse (1). 3) is connected to an auxiliary explosive gas source, the fixed contact terminal (10) and the contact terminal (11) of the diaphragm (8) of the safety fuse (1) being connected to a switching block (19) which is connected to the block ( 14) for controlling the concentration of the explosive gas in the gases supplied to the electrofilter (13), the block (14) being connected to a source (12) of the gases supplied to the electrofilter (13).