DE970074C

DE970074C - Elektrische Entstaubungseinrichtung

Info

Publication number: DE970074C
Application number: DEB5211D
Authority: DE
Inventors: Rene Bradfer
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1943-01-12
Filing date: 1944-01-11
Publication date: 1958-08-21

Description

(WiGBl. S. 175)

AUSGEGEBEN AM 21. AUGUST 1958

B52iiVIIIc/i2e

Die Erfindung betrifft eine elektrische Entstaubungseinrichtung, bei der Elektroden vorgesehen sind, zwischen denen hohe Potentialdifferenzen, etwa in der Größenordnung von 50 000 Volt und mehr, aufrechterhalten werden.

Bei derartigen Einrichtungen kommt es häufig vor, daß aus verschiedenen Ursachen, wie durch Bruch einer drahtförmigen Elektrode oder außerordentliche stellenweise Anhäufungen von Staub, Lichtbogen an diesen Stellen der Apparate ausgelöst werden und infolgedessen eine beträchtliche Steigerung des Energieverbrauchs eintritt. Das kann zu einem mißliebigen Auslösen der Schutzvorrichtungen der Anlage und damit zu einer mehr oder weniger lange dauernden Betriebsunterbrechung führen.

Ferner werden häufig in einer Anlage mehren; elektrische Entstaubungszellen oder -kammern vorgesehen, die von dem zu reinigenden Gasstrom der Reihe nach durchflossen werden. In diesem Falle nimmt der Gehalt des Gasstromes an Staub und ebenso in allgemeinen die scheinbare Dichte des gasförmigen Gemisches in den aufeinanderfolgenden Kammern ab. Andererseits sinkt auch gleichzeitig

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die Temperatur des Gasstromes, was eine Steigerung der eigentlichen Gasdichte, begleitet von einer größeren Fähigkeit, die Staubteilchen in der Schwebe zu halten, aber auch eine Volumenverminderung und folglich eine Entspannung von einer zur anderen Kammer mit der Neigung zur Abgabe der mitgeführten Staubteilchen mit sich bringt.

Offenbar ist dort, wo der Staubgehalt des Gases am stärksten ist, auch die Gefahr einer Staubanhäu-

ίο fung und Lichtbogenbildung am größten.

Die zum Betrieb der Entstaubungsapparate erforderliche Spannung wird am häufigsten durch Gleichrichten einer Wechselspannung mittels mechanischer, im allgemeinen umlaufender Gleichrichter erreicht. Lichtbogen können sich zwischen den festen und beweglichen Blöcken des Gleichrichters bilden, und Spitzen in der Spannung des Speisestromes sind unvermeidbar. Dies ist häufig eine Ursache der Entstehung unliebsamer Lichtbogen in den Entstaubungskammern oder -zellen.

Es ist auch bekannt, zu diesem Zweck, insbesondere zur Verhütung des unzeitigen Auslösens der Schutzapparate, gleichwohl unter Wahrung eines ausreichenden Schutzes der Anlage in die Leitung, durch welche die Entstaubungskammern oder -zellen mit Gleichstrom beschickt werden, einen Widerstand von höherem Wert in Reihe einzuschalten, der unter normalen Betriebsbedingungen im Zuge der Leitung liegend, nur eine verhältnismäßig ge ringe Leistung verbraucht, während er beim Entstehen eines freien Lichtbogens in der einen oder anderen Elektrofüterzelle oder -kammer die Auslösung· der Schutzapparate verhütet.

Es ist auch bekannt, die verschiedenen elektrisehen Entstaubungskammern oder -zellen an verschiedene Speisespannungen zu legen, derart, daß diese Spannung- im umgekehrten Verhältnis zu der scheinbaren Dichte der Gase in den Kammern oder Zellen steht. Zu diesem Zweck werden in bekannter Weise insbesondere in den Speisestromkreis jeder einzelnen Kammer oder Zelle je ein Widerstand eingeschaltet, dessen Wert um so höher liegt, je mehr das Gas in der Kammer oder Zelle mit Staub beladen ist.

Schließlich ist es bekannt, zur Verhütung von Spitzen in der Spannungskurve des Gleichrichters, · und zur Erzielung eines besseren Gleichrichtereffekts in eine Ableitung des allgemeinen Speisestromkreises der Kammern oder Zellen einen Widerstand von höherem Ohmwert zu legen, womit eine der Ursachen der Entstehung von Lichtbogen verhütet und gleichwohl eine gewisse Leistungsaufnahme durch den Gleichrichter, selbst bei Leerlauf der Kammern oder Zellen erzielt wird.

Zweck der Erfindung ist es, auf eine besonders einfache, billige und betriebssichere Art die für elektrische Entstaubungsanlagen erforderlichen Betriebsbedingungen unter bekannter Verwendung von elektrischen Widerständen sicherzustellen. Dabei sollen diese Widerstände leicht regelbar und so gebaut und bemessen sein, daß sie, leicht zu handhaben, sowohl beim Ein- und Ausschalten wie beim Regelvorgang und in der Dauerstellung ohne Gefahr des Entstehens eines äußeren Lichtbogenüberschlages auch beträchtlichen Spannungen gewachsen sind. Nach der Erfindung werden daher mit einer durchlaufenden Flüssigkeit gespeiste Flüssigkeitswiderstände, insbesondere aus isolierenden Röhren mit Wasserdurchfluß benutzt. Diese Flüssigkeitswiderstände werden zweckmäßig durch einen regel- baren Flüssigkeitsdurchfluß auf den jeweils erforderlichen Ohmwert eingestellt. Dabei ist es vorteilhaft, wenigstens einigen von ihnen, in an sich bekannter Weise Kondensatoren parallel zu schalten.

Andere Kennzeichen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung, die einige Ausführungsbeispiele an Hand der Zeichnung veranschaulicht. Fig. ι zeigt schematisch ein Ausführungsbeispiel; Fig. 2 zeigt eine Abwandlung dazu. In Fig. ι bezeichnen C₁ und C₂ zwei elektrische Entstaubungskammern oder -zellen, die hintereinander von einem zu reinigenden Gasstrom durchflossen werden, der bei 1 in die Kammer oder Zelle C₁ eintritt, bei 2 von C₁ nach C₂ übergeht und bei 3 die Kammer C, verläßt.

Mit T₁ ist ein Transformator bezeichnet, dessen Primärwicklung p an das speisende Wechselstromnetz angeschlossen und dessen Sekundärwicklung ί einerseits an Erde, andererseits an den umlaufenden Gleichrichter r angeschlossen ist. Dieser Gleichrichter speist durch die Hauptleitung 4 und die Einzelleitungen 5 und 6 die isolierten Elektroden 7 und 8 der Kammern C₁ und C₂, deren Gegenelektroden, etwa eine oder mehrere leitende Wände, an Erde gelegt sind.

Gemäß der Erfindung ist in die Leitung 4 ein Flüssigkeitswiderstand R₁ von höherem Wert eingeschaltet, der beispielsweise aus einer Röhre aus isolierendem Stoff besteht, die von einer Flüssigkeit, etwa Wasser, durchflossen wird. Die Flüssigkeitsmenge kann nach Belieben durch irgendein Mittel geregelt werden, z. B. durch ein Ventil oder einen Hahn V₁, der in die Zuflußleitung T₁ zu dem Widerstand oder auch in dessen Abflußleitung eingeschaltet ist.

Da der Wert des Widerstandes R₁ hoch liegt, ist die von ihm bei normalem Betrieb verbrauchte Leistung gering. Wenn sich jedoch aus irgendwelchen Ursachen ein Kurzschluß, etwa ein freier Lichtbogen in der einen oder anderen Elektrofilterkammer C₁ und C₂ bildet, kann wegen des Widerstandes R₁ kein starker Strom durch die Leitung 4 fließen, und infolgedessen auch kein unzeitiges Ansprechen der herkömmlichen, nicht gezeichneten Sicherheitsapparate erfolgen. In der nicht gestörten Elektret- filterkammer wird daher der Entstaubungsvorgang nicht unterbrochen. Das gilt für jede beliebige, für die Wiederherstellung normaler Betriebsverhältnisse erforderliche Zeit.

Die Elektrofilterkammer C₁ empfängt den Gasstrom als Rohgas. Daher bilden sich in dieser Kammer infolge stellenweiser Anhäufung von Staubteilchen besonders leicht Lichtbogen, zumal dann, wenn diese Kammer mit der anderen Kammer an der gleichen Spannung liegen würde. Man legt deshalb in ihre Speisezweigleitung einen besonderen

Widerstand R₂, der die Klemmenspannung der Kammer derart herabsetzt, daß trotz der größeren Staubdichte des die Elektrofilterkammern C₁ durchströmenden Rohgases die Neigung zur Lichtbogenbildung vermindert wird.

Der Widerstand R₂ ist wie der Widerstand R₁ ausgebildet, d. h. in Form eines regelbaren Flüssigkeitswiderstandes, bei dem der Flüssigkeitsdurchlauf durch 'ein in der Leitung T₂ liegendes

ίο Ventil V₂ gesteuert wird.

Um schließlich die Störwirkungen der durch den Gleichrichter r hervorgerufenen Spannungsspitzen zu verhüten und gleichzeitig eine gewisse Belastung des Gleichrichters für den Fall des Leerlaufs der Kammern C₁ und C₂ zu sichern, wird ein Widerstand R₃ parallel zu den Elektrofilterkammern zwischen einem Knotenpunkt A der Leitungen 4, 5 und 6 und Erde gelegt. Dieser Widerstand, dessen Wert sehr hoch ist, verbraucht normal nur eine sehr kleine Leistung, während er andererseits die durch den Gleichrichter hervorgerufenen Spannungsspitzen glättet. Laufen die Kammern C₁ und C₂ leer, so daß sie keinen Strom aufnehmen, so kann der Gleichrichter gleichwohl über den Widerstand i?_a eine gewisse Leistung abgeben, so daß Stromstöße und schroffe Spannungsschwankungen verhütet werden.

Zweckmäßig wird dem Widerstand R₃ in an sich bekannter Weise ein Kondensator C parallel geschaltet, wodurch seine dämpfende Wirkung verstärkt wird.

In gleicher Weise wie die Widerstände 2?, und R₂ wird auch der Widerstand R₃ als regelbarer Flüssigkeitswiderstand ausgebildet, dessen Flüssigkeits durchlauf durch ein in der Leitung T₃ liegendes Ventil V₃ geregelt wird.

Infolge der Lage des Widerstandes R_a machen sich alle Änderungen der Stromstärke, die in der Gesamteinrichtung auftreten, in ihm bemerkbar. Die in ihm auftretenden Stromschwankungen vermitteln daher ein Abbild des jeweiligen Betriebszustandes der elektrischen Entstaubungsanlage. Zur Erleichterung seiner Überwachung kann dieser Widerstand nach Wahl mit einem beliebigen geeigneten elektrisehen Meßgerät verbunden werden.

Vorteilhaft dient hierzu ein Voltmeter für niedrigen Spannungsbereich, der, wie gezeichnet, zwischen einem geeigneten Punkte des Widerstandes R„ und der Erde eingeschaltet ist.

Bei dem bisher beschriebenen Ausführungsbeispiel hat jeder Flüssigkeitswiderstand R₁, R₂ und R_:i einen eigenen Flüssigkeitsdurchlauf mit eigener Regelung.

Da der Widerstand R₃ normal nur eine geringe Leistung verbraucht, erfährt die ihn durchströmende Flüssigkeit in jedem Falle nur eine geringe Temperatursteigerung. Sie könnte daher, unbeschadet der ihr obliegenden Aufgabe, auch noch als Durchflußflüssigkeit für einen oder mehrere der übrigen Widerstände der Anlage dienen.

Daraus ergibt sich eine Vereinfachung in der Durchflutung der Widerstände und ihrer Steuerung, die in Fig. 2 schematisch dargestellt ist.

Sie entspricht im wesentlichen der Fig. 1. Jedoch wird nach ihr die aus dem Widerstand R₃ austretende Flüssigkeit auf die Widerstände R₁ und R₂ aufgeteilt. Sie verläßt diese Widerstände in freiem Ausfluß bei 9 und 10. Das in der Flüssigkeitsleitung UT₃ liegende Ventil V_& dient zur Regelung der gesamten Durchflutung der Widerständegesamtheit. An Stelle oder zusätzlich zum Ventil V_z kann man noch Ventile in der einen oder anderen der beiden Flüssigkeitsleitungen 9 und 10 vorsehen.

Wie beim Widerstand R₃ können außerdem auch den Widerständen R_x und R₂ in an sich bekannter Weise Kondensatoren parallel geschaltet sein.

Die gemäß der Erfindung verwendeten Flüssigkeitswiderstände bieten gegenüber gewöhnlichen Widerständen den Vorteil, daß sie beträchtliche Ohmwerte erreichen und sehr hohe Spannungen ertragen können. Sie sind im Wege der Regelung des Flüssigkeitsdurchlaufes leicht regelbar und können hohe Temperaturen ohne Schaden ertragen. Da sie mit sehr langen Röhren ausgestattet sein können, besteht keine Gefahr, daß an ihnen Kurzschlüsse durch außen überspringende Lichtbögen auftreten.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:

1. Elektrische Entstaubungseinrichtung mit Elektroden, zwischen denen hohe Potentialdifferenzen aufrechterhalten werden, etwa in der Größenordnung von 50 000 Volt und mehr, mit elektrischen Widerständen, die in Reihe mit dem oder den Hauptspeiseleitern der elektrischen Entstaubungskammern oder -zellen geschaltet sind, und gegebenenfalls einem Widerstand, der als Ableitung parallel zu den Elektrofilterkammern zwischen dem oder den Speiseleitern der Elektrofilterkammern und Erde gelegt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Widerstände Flüssigkeits widerstände sind, die mit einer durchlaufenden Flüssigkeit gespeist sind, insbesondere, daß sie aus isolierenden Röhren mit Wasserdurchnuß bestehen.

2. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Widerstände regelbar sind, insbesondere durch Regelung des Flüssigkeitsdurchflusses.

3. Anlage nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Widerstand seine eigene Regelvorrichtung enthält.

4. Anlage nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel für den Durchnuß durch die verschiedenen Widerstände untereinander verbunden sind, so daß der Durchfluß wenigstens durch einen Teil der Widerstände in Reihe erfolgt.

5. Anlage nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch eine solche Anordnung der Flüssigkeitsleitung, daß die Flüssigkeit zunächst den Hauptwiderstand, der als Ableitung der Hauptspeiseleitung dient, und darauf einen oder mehrere der Widerstände, die in Reihe zu den Speiseleitungen der Anlage geschaltet sind, durchfließt.

6. Anlage nach Anspruch ι bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß für die Überwachung der elektrischen Betriebsverhältnisse ein Meßgerät, ζ. Β. ein Voltmeter niedrigen Spannungsbereiches zwischen einer geeigneten, einem beliebigen Mittelwert des Ableitwiderstandes (R₃) entsprechenden Anzapfung desselben und der Erde angeschlossen ist.

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 574652, 568123, 466436, 470728, 488943» 359¹¹¹·

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen