DE1557234A1 - Verfahren und Einrichtung zur selbsttaetigen Regelung der Spannung von Elektrofilter-Hochspannungserzeugern - Google Patents

Description

• Verfahren und Binrichtung zur selbsttätigen Regelung der Spannung von Elektrofilter-Hochspannungserzeugern Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung jur selbsttätigen Regelung der Spannung von Eletrofilter-Hocaspannungserzeugern. Fis sind bisher viele Möglichkeiten der Steuerung oder Regelung von Hochspannungserzeugern für Elektrofilter vorgeschlagen worden* In der Hauptsache gehen diese Methoden auf die Tatsache zurückt daß im allgemeinen die Abscheideleistung des Elektrofiltevs optimal ist$ wenn das Filter mit der höchstmöglichen Spannung betrieben wird. Die maximal mögliche Spannung des Filters ist die Durchschlagspannung Udl bei der die Koronaentladung ( Normalbetribb ) in einen Lichtbogen ( Kurzschluß ) übergeht. Die höchstmögliche Betriebsspannung des Filters ist demzufolge ein Werty der dicht unter dem Wert der Durchschlagspannung liegt* Die Durchschlagspannung eines Elektrofilters ist kein konstanter Wert9 sie ist während des Betriebes aus verschiedenen Gründen$ z.B. Unregelmäßigkeiten in dem dem Filter vorgeschalteten technologischen Prozeßs veränderlich. Die ersten technologisch sinnvollen Wiethoden beruhen auf dem fortlaufenden Abtasten der Durchschlaggrenze* Hierbei wird die Rilterspannung selbsttätig bis zum Durchschlag erhöht, der Durchschlagslichtbogen, gelöscht und die Filterspannung so weit redazie:rüg daß eprade kein Durchschlag mehr erfolgte Dieser Zyklus wiederholt sieh ständig.
• Auch ist bekaruite daß die Koronaentladung nicht sofort in einen kräftigen Durchschlag übergeht, sondern daß erst oft# hintereinander selbstverlöschende Funken ( Wischer ) auftreten* Es wurde erka=tp daß dann eine fiLr jeden speziellen Anwendungsfall -besoncle3ze Anzahl von Mische-rn pro Zeiteinheit zugelassen werden kann) damit der Abscheidegrad optimal wird* Das Prinzip des Abtastens der DurchschlaGgrenze, bei dem ein* Befahl zur selbsttätigen Veränderung der Filterspannung durch den Durchschlag ausgelöst wird» wurde deshalb so erweitert» daß dieser Steuer- oder Regelbefehl nach einer einstellbaren Anzahl von Wischern erfolgte Der Durchschlag im Filter ist im Normalfall die Grenze des Arbeitsbereiches der Hochspannungsanlage und gehört damit zum Arbeitsbereich. Der Durchschlag,ist aber*eLn Kurzschluß auf der Hochspannungsäeite der Aggregate und muß ohne Schaden für die Ahlagen ertragen werden können* Es werden deshalb geeignete Strombegrenzungsmaßnahmen vorgesehen. Gegenwärtig sind Hochspannungserzeuger für Blektrofilter im Prinzip so aufgebaut: le Von Steuer- oder Regeleinrichtungen beeinflußtes Stellglied mit Strombegrenzungseigenschaften auf der Netzeingangsseite eines Höchspannungstransformators, 2* Hochspannungsgleichrichter, diesem Hochspannungstransformator nachgeschaltett der die Gleichspannt2ag für' das Elektrof ilter lieferte Im Zusammenhang mit den Strombegrenzungseigenschaften des Stellgliedes ergibt sichp daß bei Durchschlag immer eine Spannun absenkung erfolgen mußp dehes daß sich die Spannung dem Filterinnenwiderstand entsprechend einstellt* Diese Spannungsabsenkung wird als Anregekriterium für die Steuer-oder Regeleinrichtung verwendete I?ige 5 dient zur besseren Erläuterung des bisherigen Standes der Technik$ auf die im folgenden verwiesen wird. Die bisherigen Ausführungen arbeiten jedoch verfahrenstechnisch falschl wenn eine Kennlinie 3-v-orliegt. Die Strom-Spanniings-Könnlinien stellen praktisch deh Verlauf des Innenwiderstandes des Blektrofilters dar* Während bei den Kennlinien 1 und 2 eine schlaggrtige Abnahme des Innenwiderstandes an den Punkten P 1 und P 2 (Durchschlag) erfolgt und die Abscheideleistung optimal istg wenn möglichst nahe unterhalb dieser Punkte gefahren wird» zeigen neuere Einsatzgebiete für Blek-brofilt;er einen Verlauf nach Kennlinie 3. Dort beginnt ein stärkerer Abfall des Filterinnenwiderstandes bereits bei Punkt P 3 , während. der Durechschlag selbst erst bei 2 3 1 erfolgte Die Abscheideleistung ist im Bereich Punkt P 3 optimal und sinkt in Richtung 2 "-stark ab. Der Durchschlag kann also in diesem 3 Falle nicht als Anregekriterium benutzt werdeng die oberhalb von Punkt P eingespeiste elektrische Leistung ist vergeudet# sie begünstigt nichts sondern schädigt die Abscheidewirkung. Gharakteristiken nach Verlauf der Kennlinie- 3 treten beiäpielsweise dann aufs wenn RücksprÜhen im Elektrofilter einsetzte. Zweck der Erfindung ist est für alleauftretenden Betriebefälle mit nur einem Verfahren und einer Einrichtung die maximale Abscheideleistung des Filters zu gewährleisteni 4 Der Erf indung liee die Auf gabe zugrunde p ein Verf ahren und eine Einrichtung zu schaffeng die bei allen auftretenden Be. triebsbedingungen verfahrenstechnisch richtig arbeiten. Erfindungsgemäß wird das Verfahren dadurch erreichtv daß eine Eingangsgröße XA eines Reglers ein'stetiges oder stufenfÖrmiges Pendeln der Betriebswerte eines Hochspanntuigserzeugers um einen Optimalwert; einer 2?ilterkannl:Lnie bewirkt" Der Optimalwert wird, mit einer vorgogebenen9.dreieckförmigen Ausgangs -größe X, oder mit einer -kontinuierlich= Zeitf unktion als Aus-GangsgrUG XF, oder einer stuf enf Örmisen (#MOtetiGen) Ausgangsg.rößä X, gesuchte Ärfindungsgemäß besteht die Einrichtung zum Durchführung des Verfahrens darin# daß ein Regler aus einer Extremwert-Speicherstufe# einer Differanzierstufes einer mit einer LÖscheinrichtung verbundenen Autelösevorrichtung und einem Generator zur Erzeugung der Aut3gangsg-röße XE bestehte wobei eine Eingangsgröße X .. auf der hochgespannten Gleichstromseite eines Blektrofilteraggregates, gemessen wird. Die Regelgenauigkeit und die Zeitkonstante ist bei dem Regler-einstellbarg wobei der Aufbau elektronisch, elektrisch oder elektromeebanisch ist. Der Regler arbeitet; Über einen oder mehrere Zwischenverstämker auf das Stellgliedy wobei als Stellglied llagnetverstärker oder Thyristoren zur Anwendung kommen. Unabhängig von der Spannw-igsform und Leistung des Hochspanntingserzeugers wird der Regler eingesetzt und arbeitet abhängig von der Wahl des Arbeitspunktes als Steuergerät* Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren und der Einrichtung können alle im praktischen Blektrofilterbetrieb auftretenden Betriebsfälle selbsttätig so geregelt werden$ daß optimale elektrische Bedingungen für die Abscheidung entstehen. Die Erfindung kann für alle Typenleistungen für Elektrofilter-Hochspannungserzeuger eingesetzt werdens wobei sich Investitionskosten und Aufwendungen für Wartung und Instandhaltung verringern. Die Ersatzteillagerung wird vereinfacht. Die Erfindung soll nachstehend an Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. In der zugehörigen Zeichnung zeigen: Fig. 1 Regler mit dreieckfÖrm#ger AusgangsgrÖße Fige 2 Regler mit kontinuierlicher Zeitfunktion als Ausgangsgröße Fige 3 : Regler mit stufenförmiger AusgangsgrÖße Fig, 4 Blockschaltbild des Regelkreises Fige 5 prinzipielle Blektrofilter-Kermlinien Nach dem Verfahren wird die angegebene Gleichspannung von Blektrofilter-Hochspannungserzeugern geregelt* Der auf das Stellglied eines Hochspannungserzeugers ( Regelstrecke ) - wirkende Regler arbeitet dabei nach dem Optimalwertprinzip derart# daß eine Abweiahung der Gleichspannung des Hochspannt2ngserzeugers vom Optimalwert einer Filterkennlinie nach Fig. 5 ein Signal in Form der Ausgangsgröße X, zur selbsttätigen Regelung auf-diesen Optimalwert auslöst und daß dieses Signal Über einen Verstärker auf das Stellglied übertragen wird* Der Optimalwert wird dabei mit einer vorgegebenen dreieckförmigen Ausgangsgröße oder mit einer kontinuierlichen Meitfunktion als Ausgang - sgröße oder einer stufenförmigen (unstetigen) Ausgangsgröße des Reglers gesucht.
• Das Blockschaltbild des Regelk-reises zeigt Fig. 4o Die auf das Stellglied des Hochspannungserzeugers wirkende SteuergrÖße wird als Ausgangsgröße Z, und die als Meßgröße über einen Spannungsteiler auf der Hochspannungsseite des Hochspanliungserzeugers erhaltene Filterspa=ung ( BetriebsgrÖße) wird als Eingangsgröße XA des Reglers bezeichnete Der Regler besteht aus einer Extreawe2:eb-Speicherstufet einer Differenzierstufes einer mit einer Löscheinrichtung verbundenen Auslösevorrichtung und einem Generator zur Brzeugung der Ausgangsgröße. Zur weiteren Erläuterung des Blockschaltbildes Fige 4 wird die Fig. 1 herangezogen. Der Optimalwerteharakter der Filterkennlinie bewirkt den in Fig. 1 b dargestellten Zusammenhang XA = f (X2) Bei einem bestimmten Betrag des Differenzialquotienten 2igo 1 ced) erfolgt eine Richtungsumkehr von XE bereits bei überschreiten einer wählbaren kAtiiehen Differenz ist dabei der gespeicherte Bxtremwert von X = f(X A Fj .Nach jeder Richtungsumkehr wird auch der gespeicherte Extremwert gelöscht. Da im Falle der Fig. 1 Anstieg und Ab- fall von XF Mit gleicher Geschwindigkeitt erfolgty wird diese Arbeitsweise Regler mit dreieckf-örmiger Ausgangsgröße bezeichnet. Ebenoo ist es mÖglich9 eine ZeitfunktIon Z.B = ZR + A 4 Bin £,#p t zu verwenden) viobei der Mittelwert des Regelsignals der Größe XR entspricht (Fig, 2 a - e ). Dabei ist XR ein sich langsam ändernder Gleichanteil und .A 9 sint-2t eine Sinusfunktion mit der konstanten Amplitude .A der Ausgangsgröße Xb- US ( Fige 2 d ) ist die Grundwelle Und UD der Gleichanteil der Eingangsgröße XA- UD als Bestandteil der Eingangsgröße XA entspricht somit dem Bestandteil XR der Ausgangsgröße X, Eine dritte Möglichkeit ist esp X, periodisch um A XS zu verändern# wobei das Vorzeichen von,6 XL- aus einem Vervor und nach der Veränderung von X gewonnen gleich vän X, B wird ( Fig. 3 )* RegB1genauigkeit und Zeitkonstante des Rejers worden einstellbar ausgeführt* Der Regler kann elektro-uischg elüktrisch oder elektromechanisch ausgeführt sein. Alz Zwischenverstärker und auch als Stellglied des Hochspannungserzeugers werden Magnetverstärker oder Thjristoren verwendet. Typenleistung und Gleichrichterschaltung ( Spannungsform ) der Hochspannungserzeuger sind ohne Bedeutung für den Einsatz das Reglers& Der Regler arbeitet ja nach Wahl des Arbeitspunktes auf der Filterkennlinie auch als Steuergeräte

Claims (1)

1. Patentansprüche: 1. Verfahren zur selbsttätigen Regelung der Spanni2ng von Elektrofilter--Fiochspannungserzeuge,rng dadurch gekennzeicbnetg daß eine Eingangsgröße XA eines Reglers ein stetiges oder stufenförniges Pendeln der Betriebswerte eines Hochspannunserzeugers um einen Optimalwert einer Filterkennlinie bewirkt* f 2. Verfahren nach'Anspruch 12 dadurch gekennzeichnetl daß ein Optimalwert mit einer vorgegebeneng dreieckförmigen Aus-.. oder mit einer kontinuierlichen Zeitfunktion gangsgröße X als Ausgangsgröße XE oder einer stafenförmigen (unstetigen) ,U, gesucht wird* Ausgangsgröße X 39 Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 und 29 dadurch-gekennzeichnety daß ein Regler aus einer Extremwert-ßpeicherstufe2 einer Differenzierstufeg einer mit einer Mscheinrichtung verbundenen #uslösevorrichtung und einem Generator,zur Erzeugung der AusgangsgrÖße XE be stetit. 4. Einrichtung nach Ansprach 39 dadurch gekonnzeichnetg daß bei dem Regler Regelgenauigkeit und Zeitkonstante- einstellbar sind$ Einrichtung nach Ansprach .3 bis 49 dadurch gekennzeichnett daß der Aufbau eines Reglers elektronischt elektrisch oder elek#rOmechanisch. erfolgte 6, Einrichtung nach Ansprach 3 bis 59 dadurch gekennzeichnets daß der Regler Über einen Oder MGärerG Zwischenverstärker auf ein iStellglied erbeitets wobei als Stellglied Magnetverstärker oder Thyristoren zur Anwendung kommeni Si.nrichtung nach Anspruch 3 bis 6# dadurch gekennzeichnetg daß der Regler unabhängig von der Spannungsform und Lei- stung den HochspanntIngserzeugers eingesetzt wird* 89 Jgiurichtuhg- nach Anspruch 3 bis ?t dadumh geke=z»'ichnett dAß der Regler abhängig von der Wahl des Arbeitspunktes 210 steuergerät arbeitete