DE2125753A1

DE2125753A1 - Electrostatic dust precipitator - with eht supply regulation by simulation of electrode voltages

Info

Publication number: DE2125753A1
Application number: DE19712125753
Authority: DE
Inventors: Karl Dipl.-Ing. χ 8019 Dresden. M BOIj 1-00 Richter
Original assignee: Transformatoren und Roentgenwerk GmbH
Current assignee: Transformatoren und Roentgenwerk GmbH
Priority date: 1970-09-25
Filing date: 1971-05-25
Publication date: 1972-06-08

Abstract

The target voltage is set by variable firing angle control of series thyristors in the primary side of the main EHT transformer, the principal loop being closed via a current transformer in this circuit which controls the trigger pulse generator. A secondary control loop is initiated by a parallel simulation transformer with two secondaries one charging a capacitor through a bridge rectifier to maximum simulated voltage, a similar capacitor or with series and parallel resistors being charged to means simulated voltage and the two capacitors being connected in opposition, the difference voltage being sensed by a threshold detector which supplies a additional control signals to the trigger pulse generator. Smoother, more accurate regulation.

Description

Regeleinrichtung flir Gleicbspannungs-Hochspannungserzeuger Die Erfindung betrifft eine RegeleinrichtUng für Gleichspannungs-Hochspannungserzeuger zur Speisung elektrostatisoher Abscheider, die in Abhängigkeit von der Filterspannung beeinflußt wird.Control device for constant voltage high voltage generator The invention relates to a control device for direct voltage high-voltage generators for supply electrostatic precipitator, which influences depending on the filter voltage will.

Zur Gewährleistung eines möglichst hohen Abscheidegrades kommt es beim Betrieb elektrostatischer Abscheider darauf an, den Absobeider mit einer Spannung zu speisen, die die Zusammensetzung des Filtergutes und sonstige verfahrenstechnisch bedingte Größen berücksichtigt.It comes to guarantee the highest possible degree of separation When operating electrostatic precipitators, it is important to supply the separator with a voltage to feed, the composition of the filter material and other procedural conditional quantities taken into account.

Bei elektrostatischen Absoheidern, deren Kennlinie - d.h. ihr Strom-Spannungsverhalten - monoton ansteigond ist, liegt der Optimalwert der Abscheidespannung kurz unterhalb der J)urchsohlagsspannung, da eine hohe Abscheiderspannung hohe Wanderungsgeschwindigkeit der Partikel und damit einen hohen Abscheidegrad bewirkt.In the case of electrostatic separators, their characteristic - i.e. their current-voltage behavior - is monotonously rising, the Optimal value of the deposition voltage just below the penetration voltage, because a high separator voltage, high migration speed the particles and thus a high degree of separation.

Die bekannten Regeleinriohtungen für die Abscheiderspannung sorgen daher dafür, daß die Abscheiderspannung um die Durchschlagspannung pendelt; d.h. der Durchschlag des Filters ist ein Kriterium für das Einhalten der optimalen Abscheiderspannung. Ferner sind Regeleinrichtungen bekannt die die Einstellung der Abscheiderspannung in Abhängigkeit der Zahl der Wischer - der selbstverlöschenden Überschläge - vornimmt, da man erkannte, daß die Abscheiderspannung bei einer bestimmten Zahl von Wischern pro Zeiteinheit optimal ist ( z.B. 120 Wischer in der Minute). Derartig 3inrichtungen sind ebenfalls mit Mitteln ausgerüstet worden, die bei auftretenden Kurzschlüssen - nicht selbstverlöschenden Überschlägen - die Abscheiderspannung unterbrechen und nach selbsttätiger Wiedereinsohaltung zunächst auf einen Wert anheben, der unterhalb der kuri vorher abgetasteten Durchschlagsgrenze liegt. Dabei wurde die Zeit bis zum Wiedereinschalten der Abscheiderspannung - d.h.The well-known control units ensure the separator voltage therefore, that the separator voltage fluctuates around the breakdown voltage; i.e. the breakdown of the filter is a criterion for maintaining the optimal separator voltage. Control devices are also known for setting the separator voltage depending on the number of wipers - the self-extinguishing flashovers - because it was recognized that the separator voltage for a certain number of wipers per time unit is optimal (e.g. 120 wipers per minute). Such 3 facilities have also been equipped with means to prevent short circuits - non-self-extinguishing flashovers - interrupt the separator voltage and after automatic reinsurance, initially raise it to a value below the kuri previously scanned breakdown limit lies. It was the time until the separator voltage is switched on again - i.e.

die zur Entionisierung der Durchschlags-Strecke benötigte Zeit - empirisch ermittelt und eingestellt.the time required to deionize the breakdown path - empirical determined and adjusted.

Da aber in dieser Zeit der elektrostatische Abscheider praktisch wirkungslos ist, hängt der Abscheidegrad des Abscheiders nicht nur von der Zahl der Spannungsabschaltungen infolge Kurzschlüssen, sondern auch von der jeweiligen Abschaltezeit ab.But since the electrostatic precipitator is practically ineffective at this time is, the degree of separation of the separator does not only depend on the number of voltage disconnections as a result of short circuits, but also on the respective switch-off time.

Um den Nachteil der konstanten Abschaltezeiten infolge von Kurzschlüssen zu vermeiden und die Abscheidezeiten in Abhängigkeit von den jeweiligen physikalischen Bedingungen im Filter bzw. im Durchschlagskanal zu bringen, ist ferner vorgeschlagen worden, nach Abschaltung der Abscheiderspannung mit einer verminderten, stark lastabhängigen Spannung su be aufschlagen.To the disadvantage of the constant switch-off times due to short circuits to avoid and the deposition times depending on the respective physical Bringing conditions in the filter or in the breakdown channel is also proposed after switching off the separator voltage with a reduced, heavily load-dependent Throw up tension.

Ist die Entionisierung des Durchschlagskanales noch nicht ausreichend fortgeschritten - was bedeutet, daß ein erneutes Zuschalten der Abscheiderspannung wieder zum Zünden des Lichtbogens führt, - steigt die Spannung wegen ihrer starken lastabhängigkeit nicht an.Is the deionization of the breakdown channel not yet sufficient? advanced - which means that the separator voltage has to be switched on again leads to the ignition of the arc again, - the increases Tension because of their heavy load dependency.

Erst nach ausreichender Ionisierung des Durchschlagskanales wird also die verminderte lastabhängige Spannung einen vorgegebenen Wert überschreiten; sie regt dabei ein Schaltglied, das die Wiedereinschaltung der Abscheiderspannung bewirkt, an. Mit dieser vorgeschlagenen Regeleinrichtung wird also erreicht, daß die eintretende Verminderung des Abscheidegrades wegen der ~Abschaltung der Abscheiderspannung minimal gehalten wird.Only after sufficient ionization of the breakdown channel will the reduced load-dependent voltage exceeds a predetermined value; she stimulates a switching element that causes the separator voltage to be switched on again, at. With this proposed control device it is achieved that the entering Reduction of the degree of separation due to the shutdown of the separator voltage minimal is held.

Liegen nun aber bei elektrostatischen Abscheidern Betriebsverhältnisse vor, die zu einer Kennlinie des Abscheiders führen, die nicht monoton steigend ist, sondern wo nach Uberschreiten eines bestimmten Strombetrages die Abscheiderspannung trotz weiterhin steigenden Stromes sinkt, vermögen die beschriebenen Einrichtungen durch Abtastung der Durchsohlagsgrenze den Abscheider nicht mit der Spannung zu beaufschlagen, die den höchsten Abscheidegrad bewirkt.However, there are operating conditions with electrostatic precipitators which lead to a characteristic curve of the separator that does not increase monotonically, but where after exceeding a certain amount of current the separator voltage The described facilities are capable of decreasing despite the continuing increase in current by scanning the soak limit, the separator does not close with the voltage act on, which causes the highest degree of separation.

Diese Kennlinie tritt z.E. beim Einsatz des sogenannten Rdcksprtthens auf. Sind Stäube abzuscheiden, die sehr hochohmig sind (z.B.>lolo cm ), so vermag die elektrische Ladung der Teilchen, nachdem sich eine dünne Staubschicht an der Niederschlagselektrode abgesetzt hat, nicht mehr abzufließen. Die Niederschlagaelektrode ist also quasi von einer Raumladung umgeben und ein beträchtlicher Teil der Abscheiderspannung fällt an der Staubschicht der Abscheiderelektrode ab. Das führt einesteils dazu, daß die Potentialdifferenz, die zur Beschleunigung der Staubteilchen zur Verfügung steht, kleiner wird - was zu einer niedrigeren Wanderungsgeschwindigkeit führt -. Andererseits führt die hohe Potentialdifferenz an der Staubschicht zu partiellen Durchschlägen derselben, wobei starkes Rücksprühen infolge der Erzeugung positiver Ionen durch Entladung an der Niederschlagselektrode zur Neutralisation der negativen Ionen führt. Damit wird der Abscheidegrad weiter herabgesetzt.This characteristic occurs e.g. when using the so-called backspirting on. Are dusts to be separated that are very high-resistance (e.g.> lolo cm), so can the electrical charge of the particles after a thin layer of dust has deposited on the precipitation electrode no longer drains. The precipitation electrode is so to speak surrounded by a space charge and a considerable part of the separator voltage falls on the dust layer of the separator electrode. On the one hand this leads to that the potential difference that is available to accelerate the dust particles stands, becomes smaller - which leads to a lower migration speed -. On the other hand, the high potential difference at the dust layer leads to partial Breakdowns of the same, with strong back-spraying as a result of the generation of positive ones Ions through discharge at the collecting electrode to neutralize the negative Ions leads. This further reduces the degree of separation.

Zwar sind ferner Maßnahmen bekannt, die vermeidern sollen, daß überhaupt solche hochisolierenden Stä#be anfallen. Diese Maßnahmen beruhen aber auf Eingriffen in den Prozeß , der die Staubentstehung bedingt und sind nicht einfach zu bewältigen.Measures are also known to avoid that at all such highly insulating rods arise. However, these measures are based on interventions into the process that causes dust generation and are not easy to manage.

Ist aber die Entstehung von hochohmigen Stäuben nicht zu unterbinden, dann müssen Vorkehrungen getroffen werden, daß die Abscheiderspannung auf ihrem höchsten Wert, der oberhalb der Durchschlagsspannung liegt, eingestellt wird.But if the formation of high-resistance dust cannot be prevented, then precautions must be taken that the separator voltage on their highest value, which is above the breakdown voltage, is set.

Die nachstehend beschriebene Erfindung bezweckt die Erreichung eines hohen Abscheidegrades von elektrostatischen Staubabscheidern auch beim Anfall hochohmiger Stäube.The invention described below aims to achieve one high degree of separation of electrostatic dust collectors, even with high resistance Dusts.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Regeleinrichtung zu konzipieren, die die Einstellung der Abscheiderspannung derart-bewirkt, daß diese um den Maximalwert der Abscheiderspannung pendelt.The invention is based on the object of providing a control device conceive, which causes the setting of the separator voltage in such a way that this oscillates around the maximum value of the separator voltage.

Diese Aufgabe ist bekannt (DDR-PS 62305); eine lösung ist aber bisher noch nicht aggegeben worden.This task is known (DDR-PS 62305); so far, however, there is a solution not yet announced.

Diese Aufgabe wird bei einer Regeleinrichtung für Gleichspannungs-Hochßpannangserzeuger zur Speisung elektrostatischer Abscheider, die in Abhängigkeit von der Xbscheiderspannung beeinflußt wird und einen Sollwertgeber aufweist, erfindungsgemäß dadurch gelöst1 daß Mittel vorgesehen sind, die zwei die Abscheiderspannung jeweils abbildende Gleichspannungen gewinnen. Diese Gleichspannungen werden jeweils auf einen Kondensator gegeben, wobei ein Kondensator durch Reihen-und Parallelschaltung von Widerständen eine den Mittelwert der Abscheiderspannung repräsentierende Spannung speichert. Der andere Kondensator wird dagegen auf den Maximalwert aufgeladen. Die Kondensatoren sind dabei im Sinne eines Vergleiches ihrer Spannungsbeträge geschaltet und arbeiten mit einem Schwellwertschalter zusammen, der seinerseits den Sollwertgeber beeinflußt.This task is performed in a control device for DC voltage high voltage generators for feeding electrostatic precipitators, which are dependent on the separator voltage is influenced and has a setpoint generator, solved according to the invention thereby 1 that means are provided, the two the separator voltage in each case gain imaging direct voltages. These DC voltages are each on Given a capacitor, a capacitor being connected in series and in parallel of resistors a voltage representing the mean value of the separator voltage saves. The other capacitor, on the other hand, is charged to the maximum value. the Capacitors are switched in the sense of a comparison of their voltage values and work together with a threshold switch, which in turn controls the setpoint generator influenced.

Diese Regeleinrichtung kann noch dahingehend vervollkommnet werden, daß zur Gewinnung von zwei die Abscheiderspannung abbildenden Spannungen ein übertrager vorgesehen ist, der zwei Sekundärwioklungen aufweist, und mit seiner Primarwicklung an der Primärwicklung eines Hochspannungstransformotors liegt, während in Reihe mit den Sekundärwicklungen jeweils Gleichrichter und Kondensatoren geschaltet sind. Zweckmäßig ist es dabei die Spannungen der Kondensatoren gegeneinander zu schalten und dafür zu sorgen, daß bei auftretenden Spannung diffezenzen9 also bei unvollkommener Spannungskompensation, der Schwellwertschalter anspricht. Außerdem ist es zweckmäßig, über der Reihenschaltung der Kondensatoren ein spannungsbegrenzendes Schaltelement, z.B.This control device can still be perfected to the effect that a transformer is used to obtain two voltages representing the separator voltage is provided, which has two secondary windings, and with its primary winding on the primary winding of a high voltage transformer while in series rectifiers and capacitors are connected to the secondary windings. It is useful to switch the voltages of the capacitors against each other and to ensure that when voltage occurs differences9 so if the voltage compensation is imperfect, the threshold switch responds. In addition, it is advisable to use a voltage-limiting circuit across the series connection of the capacitors Switching element, e.g.

eine Zenerdiode mit Vorwiderstand, zu schalten.a Zener diode with series resistor to switch.

Ferner kann ein schalter vorgesehen werden, der nach Ansprechen des Schwellwertschalters die Kondensatoren parallel schaltet und so die Entladung des Kondensators, der die maximale Abscheiderspannung repräsentiert bewirkt. Als Schalter kommt dabei bevorzugt ein elektronischer Schalter in Betracht.Furthermore, a switch can be provided which, after the Threshold switch connects the capacitors in parallel and thus the discharge of the Capacitor, which represents the maximum separator voltage. As a switch An electronic switch is preferred.

Zur Verringerung der Schwierigkeiten bei der Abschaltung behohmiger Stäube ist es zwar außerdem bekannt, an die Elektroden des elektrostatischen Abscheiders eine asymmetrische Wechselspannung anzulegen.To reduce the difficulty of disconnection Dusts are also known to affect the electrodes of the electrostatic precipitator to apply an asymmetrical alternating voltage.

Das wird dadurch erreicht, daß bei einer Einweggleichrichterschaltung dem Gleichrichter ein Widerstand parallel geschaltet wird. Diese Schaltung ist aber auf Einweggleichrichterschaltungen beschränkt, bei der das Verhältnis von Scheitelwert der Abscheiderspannung zu ihrem arithmetischen Mittelwert groß ist. Derartige Spannungsformen sind aber nicht zur Erreichung großer Absche idegrade geeignet, Anhand eines Ausführungsbeispieles und einer Zeichnung wird der Gegenstand der Erfindung nachstehend erläutert. This is achieved in that with a half-wave rectifier circuit a resistor is connected in parallel to the rectifier. This circuit is however limited to half-wave rectifier circuits where the ratio of the peak value the separator voltage to its arithmetic Mean great is. Such voltage forms are not, however, ideal for achieving large separation degrees suitable, using an exemplary embodiment and a drawing, the object of the invention explained below.

Ein elektrostatischer Abscheider 1 wird über einen Gleichrichter 2 von einem Hochspannungstrasformator 3 gespeist, der seinerseits seine Primärspannung über ein Dhyristerstellglied 4 erhält. Dieses Thyristerstellglied erhält wiederum seine Zündimpulse von einem Steuersatz 5; das Eingangssignal für diesen Steuersatz wird von einem Sollwertregler 6 bereitgestellt. Im Primärkreis des Hochspannungstransformators 3 liegt ein Strom wandler 7, der über ein Stromerfassungsglied 8 den Steuersatz 5 zu einer sofortigen Sperrung der Zündimpulse für das Uhyristerstellglied 4 veranlaßt, wenn infolge eines Durchschlages im elektrostatischen Abscheider der Abscheiderstrom einen vorgegebenen Wert übersteigt. Damit wird der Abscheider abgeschaltet. Gleichzeitig gibt ein Überstromerfassungsglied 8 einen Befehl an den So lwertregler 6 und bewirkt damit eine Verringerung des Sollwertes für den Fall der Wiedereinschaltung.An electrostatic precipitator 1 is via a rectifier 2 fed by a high-voltage transformer 3, which in turn has its primary voltage receives via a Dhyrister actuator 4. This thyrister actuator in turn receives its ignition pulses from a tax rate 5; the input signal for this tax rate is provided by a setpoint regulator 6. In the primary circuit of the high voltage transformer 3 there is a current converter 7, which via a current sensing element 8 controls the control rate 5 causes the ignition pulses for the timer control element 4 to be blocked immediately, if the separator flow occurs as a result of a breakdown in the electrostatic precipitator exceeds a predetermined value. This switches off the separator. Simultaneously gives an overcurrent detection element 8 a command to the So lwertroller 6 and causes so one Reduction of the setpoint in the event of restart.

Parallel zur Srimärwicklung des Hochspannungstransformators 3 liegt die Primärwicklung eines Übertragers 9 mit Sekundärwicklungen lo und 11, deren Spannungen ein Abbild der Spannung des Abscheiders sind. Die Sekundärwicklung lo arbeitet über einen Gleichrichter 12 auf einen Kondensator 13, während die Sekundärwicklung 11 über einen Gleichrichter 14 auf einen Kondensator 15 arbeitext. Dem Kondensator 15 ist ein Widerstand 16 parallel geschaltet, der in Verbindung mit dem Widerstand 17 so dimensioniert ist, daß die Spannung dgesEondensators 15 ein Abbild des Mittelwertes der Abscheiderspannung ist. Dagegen ist die Spannung des Kondensators 13 ein Abbild des Maximalwertes der Abscheiderspannung.Is parallel to the primary winding of the high-voltage transformer 3 the primary winding of a transformer 9 with secondary windings lo and 11, their voltages represent the voltage of the separator. The secondary winding lo is overworking a rectifier 12 to a capacitor 13, while the secondary winding 11 Workext through a rectifier 14 to a capacitor 15. The condenser 15, a resistor 16 is connected in parallel, which is in connection with the resistor 17 is dimensioned so that the voltage dgesEondensators 15 an image of the mean value is the separator voltage. In contrast, the voltage of the capacitor 13 is an image the maximum value of the separator voltage.

Da der Soliwertregler 6 den Abscheidestrom auf einen eingestellten Sollwert 18 einzustellen versucht, wenn über das Stromerfassungsglied 8 keine Durchschläge ermittelt werden, kann es bei hohohmigen Stäuben im Abscheider zu einer Herabsetzung der Abscheiderspannung kommen. In diesem Moment sind die Spannungen über den Kondensatoren 13 und 15 nicht mehr gleich. Da die entgegengesetzt geschalteten Spannungen der Kondensatoren 13 und 15 sich nicht mehr vollständig kompensieren, wird dem Schwellwertschalter ein Signal vermittelt, das anzeigt, daß der Optimalwert der Abscheiderspannung überschritten wurde. Dieser Schwellwertschalter 19 gibt seinerseits an den Sollwertregler 6 den Befehl zur Verringerung der Eingangsspannung des Steuersatzes 5 und ein Signal an einen elektronischen Schalter 20, der die Kondensatoren 13 und 15 parallel schaltet und damit bewirkt, daß der Kondensator 13 sich auf die Spannung des Kondensators 15 entlädt.Since the setpoint regulator 6 adjusts the separation current to a set Attempts to set target value 18 if there are no breakdowns via current detection element 8 can be determined, there may be a reduction in the case of high-resistance dust in the separator the separator voltage come. At this moment are the tensions across the capacitors 13 and 15 no longer the same. Since the oppositely connected The voltages of the capacitors 13 and 15 no longer fully compensate each other, a signal is sent to the threshold switch indicating that the optimum value the separator voltage has been exceeded. This threshold switch 19 is in turn the command to reduce the input voltage of the control rate to the setpoint controller 6 5 and a signal to an electronic switch 20, the capacitors 13 and 15 connects in parallel and thus causes the capacitor 13 to apply to the voltage of the capacitor 15 discharges.

Nach Absenkung des Abscheiderstromes bewirkt der Sollwertregler 6 ein erneutes Nachregeln auf den Sollwert des Abscheiderstromes und wird nach Überschreiten des Optimalwertes in der vorbeschriebenen Art und Weise wieder zurUckgeführt.After lowering the separator current, the setpoint regulator 6 a renewed readjustment to the setpoint value of the separator current and is after exceeding of the optimal value is fed back in the manner described above.

Zum Schutze des Schwellwertschalters 19 und des elektronischen Schalters 20 vor hohen Spannungen, die bei einem Durchschlag im Abscheider auftreten, weil der Kondensator 15 entladen wird, ist ein Widerstand 21 und eine Zenerdiode 22 vorgesehen.To protect the threshold switch 19 and the electronic switch 20 before high Tensions that occur in the event of a breakdown in the separator occur because the capacitor 15 is discharged, a resistor 21 and a Zener diode 22 is provided.

Claims

1. Control device for direct voltage high voltage generator for Feeding of electrostatic precipitators, which depends on the precipitator voltage is influenced and has a setpoint generator, characterized in that means are provided, the two DC voltages each representing the voltage separator win and give a capacitor to each one, whereby a capacitor by series and parallel connection of resistors one the mean value of the separator voltage stores the corresponding voltage, while the other capacitor is at its maximum value is charged and that also the capacitors in terms of a comparison of their Voltage amounts are switched and work together with a threshold switch, which influences the setpoint generator.

2. Control device for direct voltage high voltage generator according to Claim 1, characterized in that the separator voltage to obtain two A transformer is provided for imaging voltages, which has two secondary windings has and with its primary winding on the primary winding of a high-voltage transformer lies, while in series with the secondary windings, respectively, rectifiers and capacitors are switched.

3. Control device for direct voltage high voltage generator according to Claim 1 and 2, characterized in that the voltages of the capacitors are opposite to one another are switched and if voltage differences occur, the threshold switch influence.

4. Control device for direct voltage high voltage generator according to Claim 1 and 3, characterized in that the capacitors are connected in series a voltage-limiting switching element, e.g. a Zener diode with a series resistor lies.

5. Control device for direct voltage high voltage generator according to Claim 1 and 3, characterized in that a preferably electronic switch is provided, the capacitors in parallel after response of the threshold switch switches.

L e r s e i t e