DE630839C

DE630839C - Process for the operational control of electrostatic precipitators using relays

Info

Publication number: DE630839C
Application number: DES97850D
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Ludwig Weiss
Original assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens AG
Current assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens AG
Priority date: 1931-04-03
Filing date: 1931-04-03
Publication date: 1936-06-06

Description

Verfahren zur Betriebsregelung von Elektrofilteranlagen mittels Relais Beim Betriebe von Elektrofilteranlagen sucht man einen guten Reinigungswirkungsgrad dadurch zu erreichen, daß- man Strom und Spannung auf -den günstigsten Wert cinregelt. Bei stark wechselnden Betriebsverhältnissen ergibt sich jedoch die Schwierigkeit, daß man nicht im voraus bestimmen kann, welcher Strom und welche Spannung jeweils am günstigsten sein werden. In dieser Richtung vorgenommene Untersuchungen an einer im praktischen Betrieb befindlichen Anlage ergaben, daß zur Erreichung eines praktisch meist ausreichenden Reinheitsgrades von 9o %, wenn z: B. ein Gas mit gutartigem Staub in einem Elektrofilter bestimmter Größe und Bauart behandelt wird, etwa eine Leistungsaufnahme von to kW am günstigsten ist. Würde man nämlich in einem solchen Falle die Leistungsaufnahme um etwa 50% steigern, so wäre es doch nur möglich, eine geringfügige Steigerung des Reinheitsgrades auf 92 bis 93% zu erzielen. Der über das ermittelte Optimum hinausgetriebene erhebliche Mehraufwand von Energie steht somit in, keinem tragbaren Verhältnis mehr zu der durch ihn erzielbaren geringen Steigerung der Reinigungswirkung. Der Einfachheit des Vergleichs wegen sei angenommen, daß man auch dann, wenn Gase mit bösartigem Staub durch das Filter gleicher Größe und Bauart fließen, mit to kW in dem Filter eine Reinigungswirkung bis etwa 9o-% erzielt. Würde in einem solchen Fälle die Leistungsaufnahme weiter gesteigert'werden, so könnte das sogar zu einer erheblichen Minderung der Reinigungswirkung führen: In einem anderen Falle hat es sich bei einem Raucbgasfilter gezeigt, daß dieses Filter bei einer Speisung mit einem Strom von 9o n 1A und einer Spannung von ¢o ooo Volt, also einer Leistungsaufnahme von- 3;6 kW, einen Reinigungswirkungsgrad von 9o bis 95% hat. Der gleiche, Reinigungswirkungsgrad wird jedoch auch erzielt, wenn ein Strom von 65 mA bei einer Spannung von 55 000 Volt angewendet wird. Wird jedoch in diesem Falle das Filter mit 40 000 Volt und zoo mA, d. h. also mit 8 kW, betrieben, so ist die Reinigungswirkung erheblich schlechter, da der Strombelag äuf der Niederschlagselektrode zu groß wird und in an sich bekannter Weise ein kräftiges Rücksprühen verursacht, das die Reinigungswirkung verschlechtert. Bei noch höherer Steigerung der Leistungsaufnahme des Elektrofilters findet schließlich fast überhaupt keine Aufladung des Staubes mehr statt, und die Reinigungs- Wirkung sinkt noch' mehr. Es muß demnach ein bestimmtes Elektrofilter für ein bestimmtes Rohgas ein bestimmtes=Qptirnum der Energieaufnahme besitzen. D.äs" der Erfindung zugrunde liegende im folgenden beschriebene Verfahren zur . Betriebsregelung von Elektrofilteranlagen beruht auf dieser Erkenntnis: Gemäß der Erfindung wird nach Ermittlung des Optimums der Energieaufnahme des betreffenden Elektrofilters 'für das jeweils zu behandelnde Gas diese Energieaufnahme fortan mittels eines wattmetrischen Relais geregelt. Auf diese Weise 'kann man bei geringer Filterbelastung erreichen, daß die Energieaufnahme des Elektrofilters nicht in unzulässigem Maße ansteigt. Die Regelung kann etwa in der Weise vorgenommen werden, daß in an sich bekannter Weise z. B. Hilfskontakte durch das wattmetrische Relais betätigt werden.Process for the operational control of electrostatic precipitator systems by means of relays When operating electrostatic precipitator systems, one seeks to achieve good cleaning efficiency by regulating the current and voltage to the most favorable value. In the case of strongly changing operating conditions, however, the difficulty arises that it is not possible to determine in advance which current and which voltage will be most favorable in each case. Investigations carried out in this direction on a plant in practical operation have shown that to achieve a practically mostly sufficient degree of purity of 90%, if, for example, a gas with benign dust is treated in an electrostatic precipitator of a certain size and type, about a power consumption of to kW is cheapest. If one were to increase the power consumption by about 50% in such a case, it would only be possible to achieve a slight increase in the degree of purity to 92 to 93%. The considerable additional expenditure of energy that has been driven beyond the determined optimum is therefore no longer in an acceptable relationship to the slight increase in the cleaning effect that can be achieved through it. For the sake of simplicity of the comparison it is assumed that even if gases with malignant dust flow through the filter of the same size and design, a cleaning effect of up to about 9o% is achieved with to kW in the filter. If the power consumption were to be increased further in such a case, this could even lead to a considerable reduction in the cleaning effect: In another case, it has been shown in the case of a smoke filter that this filter, when supplied with a current of 90 n 1A and a voltage of ¢ ooo volts, i.e. a power consumption of -3; 6 kW, has a cleaning efficiency of 90 to 95%. However, the same cleaning efficiency is also achieved when a current of 65 mA is applied at a voltage of 55,000 volts. If, however, in this case the filter is operated with 40,000 volts and zoo mA, that is to say with 8 kW, the cleaning effect is considerably worse, since the current coating on the collecting electrode becomes too large and, in a manner known per se, causes vigorous back-spraying. that worsens the cleaning effect. With an even higher increase in the power consumption of the electrostatic precipitator, there is almost no more charging of the dust at all, and the cleaning effect decreases even more. A certain electrostatic precipitator must therefore have a certain amount of energy absorption for a certain raw gas. The method described below for the operation control of electrostatic precipitators is based on this finding: According to the invention, after the optimum energy consumption of the relevant electrostatic precipitator has been determined for the respective gas to be treated, this energy consumption is controlled by means of a wattmetric relay In this way, with a low filter load, it is possible to ensure that the energy consumption of the electrostatic precipitator does not increase to an inadmissible degree.The regulation can be carried out in such a way that e.g. auxiliary contacts are actuated by the wattmetric relay in a known manner .

Auf der Zeichnung ist lediglich zur Erleichterung .des Verständnisses an einrein Schaltschema - gezeigt, wie sich eine solche wattmetrische Regelung praktisch etwa abspielen könnte. i ist ein Elektrofilter,-dessen Sprühelektroden durch die Leitung,-, über den Gleichrichter 3 an die Sekundärspule q. eines Hochspannungstransformators angeschlossen - ist. Die Primärspüle 5 ist durchdie Leitungen 6 und 7 an eine Phase des Drehstromnetzes 8 angeschlossen. In die Lei= tun- 6 ist nun ein Regelwiderstand 9 eingeschaltet, der von dem Drehstrommotor io gesteuert wird, der über die Leitungen i r von dem Drehstromnetz 8 gespeist wird. In -die Leitung r i ist ein Schaltrelais 12 eingeschaltet, dessen bewegliches Schaltglied 13 durch eine elektromagnetische Schaltvorrichtung i ¢ -in die eine oder andere Schaltstellung gebracht werden kann, so daß hierdurch der Drehstrommotor io in die eine oder andere Drehrichtung umgesteuert wird - und den Regelwiderstand 9 entsprechend verstellt. Die elektromagnetische Schaltvorrichtung -14 ist über einen Gleichrichter 15 an den vom Netz 8 gespeisten Transformator 16 angeschlossen. Zum Öffnen und Schließen des Stromkreises dient dabei der Schaltkontakt i7, der von einer Feder i 8 in der Einschaltstellung- gehalten ist. Das Ein- und Ausschalten des Schaltkontaktes i7 wird von dem Zeiger i9 des wattmetrischen Relais 2o bewirkt; das in bekannter Weise aus. einer Strom- und einer Spannungsspule besteht, die- etwa- um 9o° gegeneinander versetzt sind. Das wattmetrische Relais 2o ist an die Leitungen 6 und 7 in ebenfalls bekannter `Weise angeschlossen. Wenn sich nun die Energieaufnahme des Elektrofilters i ändert, so wird durch die hierdurch bewirkte Verstellung des Zeigers i9 der Schalter 17 entweder geöffnet oder geschlossen und auf diese Weise die Drehung des Reglermotors io so lange geändert, bis die gewünschte Energieaufnahme des r erreicht ist.The drawing shows how such a wattmetric control could take place in practice to make it easier to understand. i is an electrostatic precipitator, - its spray electrodes through the line, -, via the rectifier 3 to the secondary coil q. connected to a high voltage transformer - is. The primary sink 5 is connected to one phase of the three-phase network 8 by the lines 6 and 7. In the Lei = tun- 6, a control resistor 9 is now switched on, which is controlled by the three-phase motor io, which is fed from the three-phase network 8 via the lines ir. In the line ri a switching relay 12 is switched on, the movable switching element 13 of which can be brought into one or the other switching position by an electromagnetic switching device i ¢, so that the three-phase motor io is reversed in one or the other direction of rotation - and the regulating resistor 9 adjusted accordingly. The electromagnetic switching device -14 is connected to the network 8 fed by the transformer 16 via a rectifier 1. 5 The switching contact i7, which is held in the switched-on position by a spring i8, is used to open and close the circuit. The switching contact i7 is switched on and off by the pointer i9 of the wattmetric relay 2o; this in a known way. consists of a current and a voltage coil, which are offset by about 90 ° from one another. The wattmetric relay 2o is connected to lines 6 and 7 in a manner which is also known. If the energy consumption of the electrostatic precipitator i changes, the resulting adjustment of the pointer i9 will either open or close the switch 1 7 and in this way change the rotation of the governor motor until the desired energy consumption of the r is reached.

Man hat zwar schon bei Elektrofiltern eine gewisse Regelung der Energieaufnahme dadurch getroffen; daß man ein Überschreiten einer bestimmten Stromaufnahme durch Begrenzung der Energieerzeugung- mittels Kondensatoren verhinderte. Doch konnte man auf diese Weise eine Regelung der Energieaufnahme des Elektrofilters nur dann erzielen, -wenn Gase von ganz gleichbleibender Beschaffenheit behandelt wurden. Da dies aber praltisch meistens nicht der Fall ist, so ist dieses bekannte Verfahren für die Regelung der Energieaufnahme von Elektrofiltern nicht brauchbar.With electrostatic precipitators there is a certain regulation of the energy consumption hit by it; that you exceed a certain power consumption by Limitation of energy generation by means of capacitors prevented. But could you can only regulate the energy consumption of the electrostatic precipitator in this way Achieve, -when gases of the same quality have been treated. But since this is mostly not the case praltically, this is a well-known procedure not usable for regulating the energy consumption of electrostatic precipitators.

Man hat ferner zwar schon vorgeschlagen, die Stromstärke bzw. die Spannung entsprechend dem mehr oder weniger großen Grade der Verunreinigung der Elektroden zu ändern und in Abhängigkeit von diesen Änderungen den Reinigungsvorgang zu regeln. Jedoch ist es .noch nicht bekannt gewesen, die Leistungsaufnahme eines: Elektrofilters mittels eines. wattmetrischen Relais auf einen bestimmten optimalen Wert einzuregeln.It has also been proposed that the current strength or the Tension according to the greater or lesser degree of contamination of the Change electrodes and, depending on these changes, the cleaning process to regulate. However, it has not yet been known the power consumption of one of the following: Electrostatic precipitator by means of a. wattmetric relay to a certain optimal To adjust the value.

Wenn es nun bei stärkerer Filterbelastung und infolge Änderungen der Gaszusammensetzung zunächst nicht möglich sein sollte, die zur Erzielung einer günstigen Reinigungswirkung notwendige Energie in das Filter hineinzubringen, so kann man die gewünschte Energieaufnahme vielfach dadurch erreichen, däß man, wie anderweitig bereits vorgeschlagen .wurde, leichte Überschläge zwischen den Elektroden stattfinden,läßt. In den meisten Fällen dürfte es genügen, in der Sekunde nur einige Überschläge in dem Primär- oder Sekundärstromkreis - des zur Speisung des Elektrofilters dienenden Transformators auftreten zu lassen. In den Primär- oder Sekundärstromkreis werden dann vorteilhaft in an sich bekannter Weise Stromdämpfungs-'vorrichtungen eingeschaltet, welche dafür sorgen, däß die Filterautomaten nicht ansprechen.If it is now with heavier filter load and as a result of changes in the Gas composition should initially not be possible to achieve a favorable To bring the necessary energy into the filter for cleaning, so you can The desired energy intake can often be achieved by, as elsewhere already proposed .wurde allows slight flashovers to take place between the electrodes. In most cases, it should be sufficient to only roll over a few times per second the primary or secondary circuit - the one used to feed the electrostatic precipitator Transformer to let occur. Be in the primary or secondary circuit then advantageously switched on current damping devices in a manner known per se, which ensure that the filter machines do not respond.

Zur Vermeidung von Irrtümern wird ergänzend bemerkt, daß die im Schaltschema wiedergegebene -Art der Übertragung von Regelimpulsen vom Wattmeterrelais 20 zum Regelwiderstand 9 und ihre Einzelheiten nicht als Teile der Erfindung anzusehen sind.To avoid errors, it is also noted that the circuit diagram reproduced type of transmission of control pulses from the wattmeter relay 20 to Variable resistor 9 and its details should not be regarded as part of the invention are.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Process for the operational recovery of electrostatic precipitators by means of a relay, characterized in that after determining the optimum energy consumption of relevant electrostatic precipitator this energy consumption from now on by means of a wattmetric Relay is regulated.

2. The method according to claim i, characterized by the to known additional inclusion of current damping means in the circuit of the electrostatic precipitator or in the primary or secondary circuit of the for supply the transformer used for the electrostatic precipitator.