DE1151783B - Verfahren zur Regelung der Spannung von elektrostatischen Abscheidern - Google Patents

Description

Der Abscheidegrad einer elektrostatischen Abscheideanlage ist von der Höhe der am Abscheider angelegten Spannung abhängig; je höher die Spannung, desto besser der Abscheidegrad. Die Spannung läßt sich jedoch nicht unbegrenzt erhöhen, da ab einem gewissen Wert Überschläge auftreten. Die günstigste Spannung liegt also knapp unter der Überschlaggrenze.

Um die sich laufend mit dem Betrieb ändernde Überschlagsgrenze einregeln zu können, wird eine bestimmte Anzahl von Überschlägen in der Zeiteinheit zugelassen und bei Abweichung der Überschläge von dem zugelassenen Wert die Spannung erhöht oder erniedrigt.

Zur Erfassung der Überschlagsdichte dient als integrierendes Glied bei einer bekannten Anordnung ein Kondensator, dessen Spannung an einem mit zwei verstellbaren Anschlagkontakten ausgerüsteten Meßinstrument liegt. Die Anschlagkontakte, die entsprechend der gewünschten Maximal- und Minimalüberschlagsdichte eingestellt werden, steuern über Relais und einen Folgezeitschalter die Abscheiderspannung. Bei dieser Anordnung erfolgt der Vergleich der Spannung des Kondensators mit der Einstellung am Meßinstrument rein mechanisch. Da sowohl das Meßinstrument mechanisch und elektrisch störanfällig ist und insbesondere Kontaktschwierigkeiten zwischen dem Instrumentenzeiger und den einstellbaren Kontakten auftreten können (Verschmutzung, geringer Kontaktdruck), ist diese Anlage im Betrieb nicht genügend betriebssicher. Außerdem haben Meßinstrumente einen hohen Eigenverbrauch, so daß mit dem parallel geschalteten Kondensator nur eine kleine Zeitkonstante erreichbar ist, die bei bestimmten Gasen mit erforderlichen niedrigen Überschlagsdichten nicht ausreicht.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Regelung der Spannung von elektrostatischen Abscheidern, bei welchen durch einen Kondensator die Überschlagsdichte erfaßt wird, geht einen anderen Weg.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß die Spannung an dem Kondensator mit einer oder mehreren festen Spannungen verglichen und dieser Vergleich dazu benutzt wird, bei Überschreitung einer bestimmten Überschlagsdichte (bzw. Betriebsstromstärke) einen die Speisespannung (bzw. Stromstärke) der Anlage erniedrigenden Regelvorgang, bei Unterschreitung einer bestimmten (niedrigeren) Überschlagsdichte (bzw. Betriebsstromstärke) dagegen einen die Speisespannung (bzw. Stromstärke) erhöhenden Regelvorgang zu veranlassen.

Es ist bereits eine elektrostatische Abscheide-Verfahren zur Regelung der Spannung
von elektrostatischen Abscheidern

Anmelder:

Koch & Sterzel Kommanditgesellschaft,
Essen, Kruppstr. 92-96

Dr. rer. nat. Wolfgang Herchenbach,

Essen-Heisingen,

und Horst Schreiber, Essen,

sind als Erfinder genannt worden

anlage bekannt, die zur Erniedrigung der Abscheiderspannung bei zu hoher Überschlagsdichte folgendes Verfahren bzw. folgenden Aufbau anwendet:

An einem Widerstand in der Erdleitung des Hochspannungsgleichrichters wird über einen Kondensator als Koppelglied der bei jedem Überschlag auftretende Stromstoß abgegriffen und nach Gleichrichtung auf einen Kondensator gegeben. Die positiven Ladungsimpulse bringen das negativ vorgespannte Gitter einer Entladungsröhre, wenn mehrfach nacheinander Überschläge auftreten, auf einen positiven Wert, so daß die Röhre zündet. Ein in Reihe mit der Röhre liegendes Relais schaltet einen Widerstand in den Steuerkreis eines Magnetverstärkers, welcher eine Spannungsherabsetzung der Anlage über eine Drosselspulenanordnung veranlaßt. Bei der Entladung des Kondensators wird das Gitter der Röhre wieder negativ, und die vor dem Regelvorgang anliegende Spannung wird wieder eingeregelt; die Anlage pendelt also zwischen zwei Spannungswerten.

Bei dieser Anordnung ist im Gegensatz zum erfindungsgemäßen Verfahren durch die Verwendung eines Kondensators als Koppelglied eine länger anhaltende Überschreitung der gewünschten Betriebsstromstärke nicht zu erfassen. Insbesondere wird bei dieser Anordnung jedoch nur ein Herabregeln der Spannung um einen bestimmten Betrag vorgenommen. Ändert sich z. B. während des Betriebes die Zusammensetzung des zu reinigenden Gases und die Uberschlagsdichte geht zurück oder die Überschläge bleiben gar ganz aus, so wird die Filterspannung nicht erhöht. Bei zu hoher Überschlagsdichte bei verminderter Spannung erfolgt keine weitere

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Spannungsabsenkung. Diese Anlage arbeitet somit nicht mit optimalem Wirkungsgrad.

Das erfindungsgemäße Verfahren bietet gegenüber den bekannten Einrichtungen demnach bedeutende Vorteile.

Eine bevorzugte Ausführungsform einer Anordnung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens verwendet zur Erfassung und schaltungstechnischen Auswertung der negativen oder positiven

Zeiteinheit. Parallel zu dem zweiten Kondensator 12, der über den Gleichrichter 10 und den Widerstand 8 dauernd von der am Spartransformator 2 abgenommenen Spannung, z.B. von HOV, aufgeladen wird, 5 liegt ein Widerstand 14, über den der Kondensator 12 dauernd entladen wird. An ihm liegt also eine konstante Spannung, die als Vergleichsspannung dient. Die Kondensatoren 11 und 12 sind einseitig zusammengeführt, während ihre anderen Seiten über

Differenzspannung zwischen Kondensatorspannung io zwei parallele Vergleichszweige miteinander verbun- und Vergleichsspannung je eine Glimmstrecke mit in den sind. In den beiden Vergleichszweigen liegen je Reihe liegenden Relais. Dabei wird vorteilhafterweise eine Glimmröhre 15 bzw. 16 und je ein Gleichrichter ein Feinrelais benutzt. Die Glimmstrecken sind in 17 bzw. 18 mit verschiedener Durchlaßrichtung sowie Ausbildung der Anordnung in Reihe mit den zugehö- je eine Spule eines empfindlichen Doppelrelais (Feinrigen Feinrelais und einem Gleichrichter an die Dif- 15 relais) 19, welches eine mittlere Ruhelage und zwei ferenzspannung gelegt, wobei die beiden Gleichrich- Arbeitsstellungen hat. Je nach dem Vorzeichen der ter entgegengesetzte Durchlaßrichtung haben. Damit Differenz von der Spannung am Kondensator 11 und zündet bei Unterschreiten eines bestimmten einstell- der Vergleichsspannung am Kondensator 12 fließt inbaren Betrages der Überschlagshäufigkeit die eine folge der unterschiedlichen Durchlaßrichtung der Gümmstrecke und bei Überschreiten eines bestimm- 20 beiden Gleichrichter 17, 18 der Ausgleichsstrom ten einstellbaren Betrages die andere Glimmstrecke, durch den einen oder anderen Vergleichszweig. So-Die mit den Glimmstrecken in Reihe liegenden Relais bald die Differenz der Spannungen an den Kondenschalten eine Höher- oder Tieferregelung der satoren 11 und 12 größer wird als die Zündspannung Spannung. der Glimmröhren 15 bzw. 16, zündet eine von

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel für 25 diesen beiden, und zwar zündet die Glimmröhre 15, die Schaltungsanordnung gemäß der Erfindung dar- wenn die Spannung am Kondensator 11 kleiner ist gestellt, wobei die zu überwachende bzw. zu regelnde als die Vergleichsspannung am Kondensator 12. Anlage, beispielsweise die elektrostatische Abschei- Wird die Spannung am Kondensator 11 größer als deanlage, mit den Regelorganen und dem zu ihrem die Vergleichsspannung am Kondensator 12, so zün-Antrieb dienenden Stellmotor der Einfachheit halber 30 det die Glimmröhre 16. Beim Zünden der Glimmnicht dargestellt ist. An eine in der Zeichnung mit röhre 15 spricht das Relais 19 derart an, daß das Netzanschluß bezeichnete Wechselspannungsquelle Relais 3 erregt wird und den Stellmotor im Sinne von beispielsweise 220 V ist über einen normaler- einer Erhöhung der Speisespannung der Elektroweise geschlossenen Schalter 1 ein Spartransforma- filteranlage steuert. Zündet dagegen die Glimmröhre tor 2 angeschlossen, der — wie später beschrieben 35 16, so spricht das Relais 19 in dem Sinne an, daß das wird — zur Lieferung der Vergleichsspannung dient. Relais 4 erregt wird, welches einen Befehl an den Mit 3 und 4 sind Relais bezeichnet, von denen das Stellmotor zur Herabregelung der Speisespannung eine, 3, bei seinem Ansprechen den Stellmotor für der Elektrofilteranlage gibt. Sobald durch den Ausdie Regelung der Speisespannung der Abscheide- gleichsvorgang die Differenz der Kondensatoranlage im Sinne deren Erhöhung, das andere, 4, bei 40 spannungen unter den Wert der Brennspannung der

Glimmröhre 15 bzw. 16 abgesunken ist, fällt das Relais 19 ab und gelangt dabei in eine mittlere Ruhelage, so daß das vorher erregte Relais 3 bzw. 4 abfällt und der Stellmotor somit stehenbleibt.

Sämtliche Zeitkonstanten der Schaltungsanordnung sind durch entsprechende Dimensionierung der Kondensatoren 11 und ■ 12 sowie der Widerstände beliebig wählbar. Insbesondere der Aufladewiderstand 7 für den Kondensator 11 ist als Stellwider-

seinem Ansprechen diesen Stellmotor im Sinne einer Herabsetzung der Speisespannung steuert. Mit 5 und 6 sind zwei vorzugsweise als Druckknöpfe ausgebildete Schalter bezeichnet, die es ermöglichen, den

Stellmotor von Hand, also unabhängig von der Auto- 45 matik, im Sinne einer Erhöhung oder Erniedrigung der Speisespannung zu steuern. Über Widerstände 7 und 8 und mit ihnen in Reihe geschaltete Gleichrichter 9 und 10 werden zwei Kondensatoren 11 und 12

aufgeladen. Der Kondensator 11 dient zur Erfassung 5o stand ausgeführt und dient zur Einstellung der

der Überschlagsdichte oder einer langer dauernden Empfindlichkeit der Automatik.

Überschreitung der gewünschten Betriebsstrom- Wenn der normalerweise geschlossene Schalter 1

stärke. In seinem den vorzugsweise einstellbaren geöffnet wird, so werden damit die Aufladekreise

Widerstand 7 und den Gleichrichter 9 enthaltenen beider Kondensatoren 11 und 12 unterbrochen, die

Ladestromkreis liegt der sogenannte Impulsgeber, 55 Automatik also außer Betrieb gesetzt. Dann läßt sich

z.B. ein in die Abscheideanlage eingebautes Über- die Regelung der Speisespannung der elektrostatischen

stromrelais bzw. ein anderes auf Überschläge an- Abscheideanlage von Hand durch Betätigung der

sprechendes Schaltglied. Der Ladestromkreis des schon erwähnten Druckknöpfe 5 und 6 durchführen.

Kondensators 11 wird also geschlossen, sobald und Eine Steuerung von Hand mittels der Druckknöpfe 5

solange der Impulsgeber, also z. B. das Überstrom- 60 und 6 ist übrigens auch möglich, wenn der Schalter 1

relais, anspricht bzw. im angesprochenen Zustand geschlossen, die Automatik also eingeschaltet ist.

verbleibt. Parallel zu dem Kondensator liegt ein Wi- Der Aufladekreis des Kondensators 12, der die

derstand 13, über welchen der Kondensator dauernd Vergleichsspannung liefert, kann durch Öffnen eines

entladen wird, so daß der Augenblickswert der Span- außerhalb des die Schaltungsanordnung enthaltenden,

nung am Kondensator 11 durch Aufladung und Ent- 65 durch gestrichelte Linien angedeuteten Gehäuses an-

ladung bestimmt wird. Der Augenblickswert dieser geordneten Schalters 20 unterbrochen werden. In

Spannung ist somit eine Funktion der Impulsdichte, diesem Falle ist die Schaltungsanordnung (Automa-

d. h. der Dauer und der Anzahl der Überschläge je tik) nicht mehr in der Lage, den Befehl zur Erhö-

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hung der Speisespannung der elektrostatischen Abscheideanlage zu geben; denn die dann den Wert Null betragende Vergleichsspannung kann nicht mehr größer als die Spannung an dem Kondensator 11 werden. Das Relais 19 kann also, solange der Schalter 20 geöffnet ist, nicht mehr in dem Sinne erregt werden, daß das zur Abgabe des Befehls »höher« dienende Relais 3 anspricht. Das Relais 19 kann jedoch nach wie vor beim Auftreten von Überschlagen in dem Sinne erregt werden, daß das zur Abgabe des Befehls »tiefer« dienende Relais 4 anspricht, weil die Aufladung des Kondensators 11 durch die Öffnung des Schalters 20 nicht beeinflußt wird. Diese Ausbildung der Schaltungsanordnung, also die Anordnung des Schalters 20 bietet die Möglichkeit, die Automatik bei Erreichen eines bestimmten oberen Grenzwertes, z. B. einer bestimmten Speisespannung oder Betriebsstromstärke der Abscheideanlage, auch dann, wenn keine Überschläge auftreten, stillegen zu können. Die automatische Herunterregelung der Speisespannung bzw. Stromstärke bei eventuell auftretenden Überschlagen wird dadurch nicht behindert, sondern erfolgt in der vorher beschriebenen Art und Weise nach wie vor. Die Anordnung kann so getroffen sein, daß der Schalter 20 beispielsweise durch ein auf den gewünschten Grenzwert der Speisespannung bzw. Stromstärke ansprechendes Relais geöffnet wird. Wenn der Schalter 20 geöffnet wird, kann die Spannung bzw. Stromstärke also nicht mehr weiter automatisch erhöht werden, jedoch bei Erreichen der entsprechenden Überschlagsdichte erniedrigt werden.

Der zweite Kondensator 12, an dem die Vergleichsspannung abgenommen wird, hat vorzugsweise die gleiche Kapazität wie der zur Erfassung der Überschlagsdichte dienende Kondensator 11. Statt einer Vergleichsspannung, wie sie in dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel vorgesehen ist, kann man auch mehrere, z. B. zwei Vergleichsspannungen anwenden. Beispielsweise wird dabei die Differenz der Spannung an dem zur Erfassung der Überschlagsdichte dienenden Kondensator (Kondensatorspannung) und der einen Vergleichsspannung für den Regelimpuls »höher«, die Differenz von der Kondensatorspannung und der anderen Vergleichsspannung für den Regelimpuls »tiefer« benutzt. Andererseits ist es auch möglich, die Übereinstimmung der Kondensatorspannung mit der einen Vergleichsspannung für den Regelimpuls »tiefer«, die Übereinstimmung der Kondensatorspannung mit der Spannung Null für den Regelimpuls »höher« zu benutzen. Bei Verwendung von zwei Vergleichsspannungen kann man die Übereinstimmung der Kondensatorspannung mit der einen, größeren Vergleichsspannung für den Regelimpuls »tiefer«, die Übereinstimmung der Kondensatorspannung mit der anderen, kleineren Vergleichsspannung für den Regelimpuls »höher« benutzen.

In dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind für den Vergleich der Kondensatorspannung und der Vergleichsspannung zwei Glimmstrecken mit Gleichrichtern entgegengesetzter Durchlaßrichtung und ein mit zwei Spulen versehenes Feinrelais vorgesehen, welches zwei den Befehl »höher« bzw. »tiefer« weitergebende Relais steuert. Man kann statt dessen zwei gittergesteuerte Entladungsröhren (oder Relaisröhren) vorsehen, von denen je nachdem, ob die Differenz von Kondensatorspannung und Vergleichsspannung positiv oder negativ ist, die eine oder die andere Entladungsröhre zündet und den Regelimpuls für die Erniedrigung bzw. Erhöhung der Speisespannung der Anlage auslöst.

Claims (7)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Verfahren zur Regelung der Spannung von elektrostatischen Abscheidern, bei welchem durch einen Kondensator die Überschlagsdichte oder eine langer dauernde Überschreitung der gewünschten Betriebsstromstärke erfaßt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannung an dem Kondensator mit einer oder mehreren festen Spannungen verglichen und dieser Vergleich dazu benutzt wird, daß in bekannter Weise bei Überschreitung einer bestimmten Überschlagsdichte (bzw. Betriebsstromstärke) ein die Speisespannung (bzw. Stromstärke) der Anlage erniedrigender Regelvorgang, bei Unterschreitung einer bestimmten (niedrigeren) Überschlagsdichte (bzw. Betriebsstromstärke) dagegen ein die Speisespannung (bzw. Stromstärke) erhöhender Regelvorgang veranlaßt wird.

2. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erfassung und schaltungstechnischen Auswertung der negativen oder positiven Differenzspannung zwischen Kondensatorspannung und Vergleichsspannung je eine Glimmstrecke mit in Reihe liegendem Relais verwendet ist.

3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die in Reihe mit den Glimmstrecken liegenden Relais als Feinrelais ausgebildet sind.

4. Anordnung nach den Ansprüchen 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß jede von den beiden Glimmstrecken in Reihe mit den zugehörigen Feinrelais und einem Gleichrichter an der Differenzspannung liegt, wobei die beiden Gleichrichter entgegengesetzte Durchlaßrichtung haben.

5. Anordnung nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß ein zweiter Kondensator vorgesehen ist, der über einen Widerstand von der Vergleichsspannung aufgeladen wird.

6. Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Kondensator die gleiche Kapazität besitzt wie der Kondensator, welcher zur Erfassung der Überschlagsdichte dient.

7. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei gittergesteuerte Entladungsröhren (oder Relaisröhren) vorgesehen sind, von denen je nachdem, ob die Differenz von Kondensatorspannung und Vergleichsspannung positiv oder negativ ist, die eine oder die andere gittergesteuerte Entladungsröhre zündet und den Regelimpuls für die Erniedrigung bzw. Erhöhung der Speisespannung auslöst.

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 667 355, 668 588; britische Patentschrift Nr. 740 394.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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