DD239350A1

DD239350A1 - Schaltungsanordnung zur steuerung der hochspannungsanlagen fuer elektroabscheider

Info

Publication number: DD239350A1
Application number: DD27864985A
Authority: DD
Inventors: Alois Hahn; Tilo Haenssgen; Wolfgang Lukas; Karl Richter
Original assignee: Entstaubungstech Edgar Andre
Priority date: 1985-07-17
Filing date: 1985-07-17
Publication date: 1986-09-24

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur prozessabhaengigen Steuerung von Hochspannungsanlagen fuer Elektroabscheider, insbesondere fuer Elektroabscheider nach Brennprozessen, bei denen explosible Gas-Staub-Gemische entstehen. Ziel der Erfindung ist es, die genannten Maengel zu beseitigen und durch die zusaetzliche Bewertung einer weiteren Gasanalyse, vorzugsweise 02, die bereits zur Fuehrung des technologischen Prozesses vorhanden ist und deshalb zu einem technologisch frueheren Zeitpunkt als die Gasanalyse fuer CO vorgenommen wird, die Totzeit fuer die eigensichere Erfassung gefaehrlicher Zustaende zu verringern, die Messergebnisse zuverlaessiger werden zu lassen und dadurch die Grenzwerte fuer die Steuerung der Hochspannungsanlagen zu erhoehen. Erfindungsgemaess wird die Aufgabe dadurch geloest, dass der Thyristorsteller fuer den Hochspannungserzeuger mit einer Bewertungsbaugruppe fuer externe analoge Signale versehen wird, die von Gasanalyseeinrichtungen fuer unterschiedliche Gasbestandteile, wie O2 und beispielsweise CO, abgegeben werden.

Description

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, die genannten Mangel zu beseitigen und durch die zusätzliche Bewertung einer weiteren Gasanalyse, vorzugsweise O₂, die bereits zur Führung des technologischen Prozesses vorhanden ist und deshalb zu einem technologisch früheren Zeitpunkt als die Gasanalyse für CO vorgenommen wird, die Totzeit für die eigensichere Erfassung gefährlicher Zustände zu verringern, die Meßergebnisse zuverlässiger werden zu lassen und dadurch die Grenzwerte für die Steuerung der Hochspannungsanlagen zu erhöhen.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine mit geringem Fertigungs- und Montageaufwand erreichbare direkte Kopplung der Hochspannungsanlagen an vorhandene und zusätzlich zu installierende Gasanalyseneinrichtungen zu finden, die den Schutz des Elektroabscheider bei Entstehung von explosiven Gasgemischen mindestens für eine Gaskomponente eigensicher gewährleisten und gleichzeitig die Verfügbarkeit und den Abscheidegrad verbessern.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß der Thyristorsteller für den Hochspannungserzeuger mit einer Bewertungsbaugruppe für externe analoge Signale versehen wird, die von Gasanalyseeinrichtungen für unterschiedliche Gasbestandteile, wie O₂ und beispielsweise CO, abgegeben werden.

Die Bewertungsbaugruppe wird vorzugsweise so ausgeführt, daß sie in ihrer kompletten Ausführung einen Eingang für die O₂-Bewertung und zwei weitere Eingänge für CO oder sich ähnlich verhaltende Gaskomponenten besitzt und die Ausgänge sowohl für die Aussendung als auch für den Empfang von Steuerbefehlen ausgelegt sind. Sie wird Bestandteil des Thyristorstellers. Müssen mehrere Hochspannungserzeuger gesteuert werden, ohne daß die sie steuernden Thyristorsteller eine komplette Bewertungsbaugruppe benötigen, so können diese mit einer nicht kompletten Bewertungsbaugruppe ausgerüstet werden, die nur für den Empfang von Steuerbefehlen und mit den notwendigen, hier nicht beschriebenen Überwachungseinrichtungen versehen ist.

Das in der Gasanalyseeinrichtung für O₂ gebildete analoge Signal wird unmittelbar der Bewertungsbaugruppe zugeführt, dort wählbar verstärkt und gleichzeitig invertiert, mit einer positiven Spannung summiert, so daß ein Signal entsteht, welches die gleiche Charakteristik besitzt wie die in den Gasanalyseeinrichtungen für CO gebildeten Signale, die in der Bewertungsbaugruppe nichtinvertierend verstärkt und an das summierte O₂-Signal angepaßt werden. Durch eine nachfolgende ODER-Verknüpfung gelangt nur das Signal mit der höchsten Spannung zur weiteren Verarbeitung. Der Absolutwert des Signals wird mit einem Schwellwertschalter, vorzugsweise einem Komparator, ausgewertet, dessen Referenzspannung dem Absolutwert der gefährlichen Gaskonzentration entspricht. Unterschiedliche Werte können durch die separate Verstärkungseinstellung und die positive Summierungsspannung berücksichtigt werden.

Der Absolutwert des Signals wird gleichzeitig differenziert und mit einem zweiten Schwellwertschalter, vorzugsweise einem Komparator, ausgewertet, dessen Referenzspannung dem zeitlichen Anstieg beziehungsweise Abfall, der zu einem Gefahrenzustand führen kann, proportional ist.

Die Ausgangsspannungen der Schwellwertschalter werden ODER-verknüpft und bewirken über eine an sich bekannte Ansteuerschaltung die Steuerung der Hochspannungserzeuger. Die Überwachung des Analogsignales der Gasanalyseeinrichtung für O₂ erfolgt eigenständig, da eine Unterbrechung wie ein Konzentrationsanstieg zum Beispiel bei CO bewertet wird.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll nachstehend an Hand eines Beispieles näher erläutert werden. Die dazugehörigen Zeichnungen zeigen:

Fig. 1: Übersichtsplan

Fig.2: Steuerprinzip mit Bewertungsbaugruppe.

Das durch die Verbrennung von Brennstoff 1 unter Zufuhr von Luft 2 im Brennraum 3 entstehende Abgas 27 wird im Elektroabscheider 4 von staubförmigen Partikeln gereinigt. Die beispielsweise zwei Sprühsysteme 5 des Elektroabscheider 4 werden von zwei Hochspannungserzeugern 6 mit der dazu benötigten hohen Gleichspannung versorgt. Die Regelung und Steuerung der Abscheiderspannung erfolgt durch zwei Thyristorsteller 7, die je eine Bewertungsbaugruppe 8 besitzen. Eine Bewertungsbaugruppe 8 verarbeitet beispielsweise die Ausgangssignale von drei Gasanalyseeinrichtungen 9,10, wovon eine für die Ermittlung des 02-Gehaltes 9, beispielsweise in der Nähe des Brennraumes 3 und zwei weitere zur Erfassung des CO-Gehaltes 10, beispielsweise in der Nähe des Abscheiders 4, angeordnet sind. Die Ausgänge der Gasanalyseeinrichtungen 9,10 sind mit den Eingängen 11 einer der Bewertungsbaugruppen 8 verbunden, deren Ausgänge 12 miteinander verbunden sind. Die Befehle zur Steuerung der Abscheiderspannung werden unabhängig davon, ob nur eine Bewertungsbaugruppe 8 zum Beispiel drei Gasanalyseeinrichtungen bewertet und auf den weiteren dieserTeil nicht vorhanden ist, oder ob die zweite oder eine weitere Bewertungsbaugruppe 8 mit weiteren Gasanalyseeinrichtungen verbunden ist, von allen an der technologischen Strecke beteiligten Hochspannungserzeugern 6 ausgeführt.

Die Funktion der Bewertungsbaugruppe 8, als Bestandteil des Thyristorstellers 7, geht aus Fig. 2 hervor. An die Klemmen 11.1 wird das analoge Signal der Gasanalyseeinrichtung 9 gelegt, dessen Absinken unter einen vorgegebenen Absolutwert oder dessen Absinken pro Zeiteinheit einen gefährlichen Zustand darstellen, wie zum Beispiel bei O₂.

Die Klemmen 11.2 und 11.3 werden von Gasanalyseeinrichtungen 10 gespeist, deren Gaskomponenten, zum Beispiel CO, durch ihr Überschreiten eines vorgegebenen Absolutwertes oder durch ihren Anstieg pro Zeiteinheit auf einen weiteren wählbaren Wert einen Gefahrenzustand signalisieren.

Die Klemmen 12 sind Ausgänge, die die von der nicht weiter beschriebenen Ansteuerschaltung 27 gegebenen Steuerbefehle an weitere Thyristorsteller 7 leiten und gleichzeitig als Eingänge für Steuerbefehle von weiteren Bewertungsbaugruppen 8 wirken.

Die Eingangssignale an den Klemmen 11 werden durch die Verstärker 13,14,15 auch bei unterschiedlichen Meßbereichen der Gasanalyseeinrichtungen auf einen einheitlichen Wert gebracht. Die Ausgangsspannung des invertierenden Verstärkers 13 besitzt dabei vorzugsweise negative und die der nicht invertierenden Verstärker 14,15 positive Polarität. Über einen Vorwiderstand 16 wird die Ausgangsspannung — Ui des invertierenden Verstärkers 13 an einer Mischstelle 19 mit der über Widerstand 20 zugeführten einstellbaren Spannung +U^ summiert. +Ui wird so gewählt, daß sich an der Mischstelle 19 eine Spannung einstellt, die beim Unterschreiten des gefährlichen O₂-Wertes den gleichen Wert besitzt wie die Spannungen, die beim Überschreiten der gefährlichen CO-Konzentrationen nach den Vorwiderständen 17,18 entstehen. Durch die Dioden 21 wird im Sinne einer ODER-Verknüpfung der jeweils höchste Wert der Spannungen (+Ui-U₁), U₂, U₃ am Differenzierglied 22 liegen, das mit dem Eingang des Komparators 23 verbunden ist. Die Ausgangsspannung des Komparators 13 wird positiv, wenn die Eingangsspannung die Referenzspannung U₄ übersteigt. U₄ wird auf den zu überwachenden Absolutwert eingestellt. Die Ausgangsspannung des Differenziergliedes 22 wird mit dem Komparator 24 ausgewertet. Dazu wird die Referenzspannung U₅ auf den Wert eingestellt, der zu gefährlichen Zuständen im Elektroabscheider 4 führt, wenn dieser Wert innerhalb einer bestimmten Zeit erreicht (CO) oder unterschritten (O₂) wird. Die Ausgangsspannung des Komparators 23 oder 24 gelangt über die Dioden 25 im Sinne einer ODER-Verknüpfung an die Ansteuerschaltung 26 und gibt damit das Signal, daß entweder die beteiligten Hochspannungserzeuger 6 AUS-geschaltet werden (Klemme 12.4), wobei eine Störmeldung erfolgt, oder der Sollwert abgesenkt wird (Klemme 12.5), so daß die Spannung an den Sprühsystemen 5 auf einen Wert reduziert wird, der nicht zu Entladungen im Elektroabscheider 4 führt. Nach Verschwinden der Anregung der Ansteuerschaltung 26 über die Dioden 25 läuft ein nicht beschriebenes Zeitglied der Ansteuerschaltung 26 ab, veranlaßt über Klemme 12.6 die Quittierung der Störmeldung und über Klemme 12.7 die Wiedereinschaltung der Hochspannungserzeuger 6 oder die Erhöhung der Sollwerte mit der für die Ablastung der Durchschlagsspannung der Abscheider 4 eingestellten Zeit.

Claims

Erfindungsanspruch:

Schaltungsanordnung zur Steuerung der Hochspannungsanlagen für Elektroabscheider in Abhängigkeit von äußeren Störgrößen, die als analoge Signale von Gasanalyseeinrichtungen ausgegeben werden, gekennzeichnet dadurch, daß an sich bekannte Thyristorsteller (7) der Hochspannungserzeuger (6) für Elektroabscheider (4) zusätzlich mit einer Bewertungsbaugruppe (8) versehen sind, die vorzugsweise als elektronische Baugruppen ausgeführt und so ausgebildet sind, daß mehrere Eingangsklemmen (11) mit nachgeschalteten Eingangsverstärkern (13,14,15) und separater Verstärkungseinstellung vorhanden sind, wobei mindestens ein Verstärker (13) invertierend arbeitet und über einen Widerstand (16) mit einer Mischstelle (19) verbunden ist, die ihrerseits über einen Widerstand (20) mit einer einstellbaren Spannungsquelle +Ui, deren Polarität der der Ausgangsspannung des invertierenden Verstärkers (13) -U₁ entgegengerichtet ist und der Ausgangsspannung der nicht invertierenden Verstärker (14; 15) entspricht, verbunden ist und die Mischstelle (19) und die Ausgänge der nicht invertierenden Verstärker (14,15) über Widerstände (17,18) und nachfolgender ODER-Verknüpfung zur gemeinsamen Bewertung des größten Momentanwertes und des mit einem Differenzierglied (22) differenzierten Wertes an Schwellwertschalter, vorzugsweise Komparatoren (23,24) mit einstellbaren Referenzspannungen, angeschlossen sind und deren Ausgänge über eine ODER-Verknüpfung mit einer an sich bekannten Ansteuerschaltung (26) verbunden sind, wobei die Ansteuerschaltung (26) Bauelemente sowohl zum Senden als auch zum Empfang von Steuerbefehlen enthält und mit den Ausgängen (12), die gleichzeitig Steuereingänge sind, verbunden ist, die den Ausgängen (12) weiterer beteiligter Bewertungsbaugruppen parallel geschaltet sind.

Hierzu
2 Seiten Zeichnungen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur prozeßabhängigen Steuerung von Hochspannungsanlagen für Elektroabscheider, insbesondere für Elektroabscheider nach Brennprozessen, bei denen explosible Gas-Staub-Gemische entstehen.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Beim Betrieb von Elektroabscheidern nach Brennprozessen ist es erforderlich, die Hochspannungsanlage unter bestimmten durch den technologischen Prozeß induzierten Umständen abzuschalten. Das ist insbesondere dann erforderlich, wenn im Elektroabscheider explosible Gas-Staub-Gemische vorliegen. So werden bei Brennprozessen mit trockenen Gas-Staub-Gemischen, wie sie beispielsweise in Zementdrehrohröfen entstehen, Elektroabscheider bei CO-Gehalten zwischen 0,5 und 1,0 Vol.-% abgeschaltet, um Havarien sicher zu vermeiden. Das die Abschltung auslösende Signal wird durch ein geeignetes Meßgerät als Analogsignal bereitgestellt und einem separaten Reglerbaustein zugeführt, der bei Überschreitung von Schwellwerten ein Warungssignal abgibt und bei Überschreiten des Grenzwertes die Hochspannungsanlagen abschaltet. Auf Grund der Totzeit der Meßgeräte ist eine automatische Wiederzuschaltung der Hochspannungsanlage mit einer entspreche nden Zeitverzögerung nach Unterschreiten des Grenzwertes möglich. Im DD-WP 157937 wird eine Schaltungsanordnung beschrieben, die eine schnellere Auswertung des Meßwertes durch Einschalten des Differenziergliedes in den Meßkreis des analogen Signals bewirkt und dadurch eine erheblich größere Sicherheit für die Entstaubungsanalge gewährleistet.

Der Nachteil dieser Schaltungsanordnung ist, daß die HS-Anlage lediglich durch das Störsignal „Aus" beeinflußt wird. Im DD-WP 214066 wird eine Schaltungsanordnung zur Steuerung von Hochspannungsanlagen für Elektroabscheider beschrieben, die sowohl den Momentanwert des Meßwertes als auch die Anstiegsgeschwindigkeit des Meßwertes überwacht und entsprechend den vorgegebenen Schwell- und Grenzwerten die Hochspannungsanlage steuert. Bei Überschreitung des Grenzwertes des analogen Signals oder des entsprechenden Anstieges werden entweder die den überwachten Elektroabscheider speisenden Hochspannungsanlagen abgeschaltet oder durch die Reduzierung des Sollwertes die Hochspannung so gesenkt, daß keine Überschläge auftreten können. Aus Sicherheitsgründen werden nach dem Unterschreiten der Grenzwerte die Hochspannungsanlagen zeitverzögert zugeschaltet oder die Hochspannung mit einer vorgewählten Zeitkonstanten erhöht. Hierdurch wird die Verfügbarkeit des Elektroabscheiders nachteilig beeinflußt. Es ergeben sich in Abhängigkeit von der Häufigkeit und der Dauer des Auftretens von Grenzwertüberschreitungen der explosiblen Gas-Staub-Gemische Staubemissionen, die über den zulässigen Grenzwerten liegen. Die Ausführung der Schaltungsanordnung nach DD-WP 214066 hat den Nachteil, daß sie nur für die Auswertung einer Art von Gasbestandteilen geeignet ist, deren Konzentrationserhöhung zu gefährlichen Zuständen im Elektroabscheiderführen kann und deshalb die Grenzwerte für die Abschaltung der Hochspannung oder der Absenkung des Sollwertes relativ niedrig gehalten werden müssen.

Ein weiterer Nachteil dieser Schaltungsanordnung besteht darin, daß auf Grund der langen Totzeiten des Meßgerätes beim Unterschreiten des Grenzwertes die Hochspannungsanlagen zeitverzögert zugeschaltet werden, da für die Zeit zwischen Meßwertaufnahme und Signalabgabe der Meßgeräte keine Sicherheit vor dem Vorhandensein explosibler Gas-Staub-Gemische vorliegt.
Diese Nachteile beeinflussen die Verfügbarkeit der Elektroabscheider erheblich.