DK158377B - Fremgangsmaade til styring af jaevnspaendingen i et elektrostatisk stoevfilter - Google Patents

Description

i

DK 158377B

Opfindelsen angår en fremgangsmåde til styring af ar-bejdsparametrene for et elektrostatisk støvfilter, der forsynes med en med spændingsimpulser overlejret jævnspænding.

Det er en dokumenteret kendsgerning, at et almindeligt 5 to-elektrodefilters egenskaber kan forbedres ved impulsdrift, hvor højspændingsimpulser af passende varighed og med passende repetitionsfrekvens overlejres på en arbejdsjævnspænding.

De forbedringer, der sammenlignet med almindelig jævnstrømsdrift opnås ved impulsdrift, skyldes den kombinerede 10 virkning af følgende fordele:- - Højere spidsspænding uden for mange overslag og følgelig forbedret partikelladning.

- Mere effektiv slukning af gnister og bedre undertrykkelse af begyndende tilbagestråling.

15 - Koronaudladningsstrømmen kan styres ved hjælp af im pulsrepetitionsfrekvensen og impulsamplituden. Dette tillader, at filterstrømmen nedsættes til under niveauet for tilbagestråling i tilfælde med højresistivt støv, uden at filterspændingen reduceres.

20 - Por kortvarige Impulser finder koronaudladningen sted et godt stykke over korona-startniveauet ved konstant jævnspænding og undertrykkes under den resterende del af impulsen af rumladninger. Dette resulterer i en mere ensartet fordeling af koronaudladningen langs udladningselektroden.

25 - Endvidere påvirkes koronaudladninger ved kortvarige impulser mindre af variationer i gas- og støvforhold. Dette forbedrer et særskilt forsynet felts indre strømfordeling.

- Der opnås stabil koronaudladning fra overflader med større krumningsradier. Dette tillader anvendelse af udlad- 30 ningstråde med stor diameter eller udladningselektroder af den stive type med relativt korte og stumpe spidser, hvilket reducerer risikoen for udladningselektrodefejl.

De opnåede forbedringer af filteregenskaberne resulterer i en forøget partikelvandringshastighed, især for høj- 35 resistivt støv, tillader reduktion af samleelektrodearealet for nye installationer eller forbedringer af effektiviteten af eksisterende installationer uden forøgelse af samleelektrodearealet.

DK 158377 B

2

Til praktiske anvendelser er automatisk styring af filterstrømforsyningen af største vigtighed for at sikre optimal ydelse under skiftende arbejdsbetingelser, og for at fjerne behovet for overvågning af og indstilling af de elek-5 triske parametre.

Med konventionelle jævnspændingsforsyninger regulerer de almindeligt anvendte styreanlæg filterspændingen og -strømmen, og sagt med andre ord sigter den anvendte strategi på at opnå maksimale spændinger og strømme inden for de af 10 overslagsforholdene afstukne grænser. Mulighederne for forskellige strategier er forholdsvis begrænsede, eftersom filterspændingen er den eneste parameter, der kan reguleres uafhængigt.

I modsætning hertil tillader impulsdrift uafhængig 15 styring af følgende parametre: 1. Jævnspændingsniveauet 2. Impulsspændingsniveauet 3. Impulsrepetitionsfrekvensen 4. Impulsbredden 20 Muligheden for at kombinere indstillingen af flere pa rametre tillader udvikling af højeffektive styrestrategier, hvis de fænomener, der finder sted i filteret, måles og tolkes korrekt.

Det er opfindelsens formål at tilvejebringe en frem-25 gangsmåde til styring af disse parametre til opnåelse af optimal funktion af et impulsdrevet filter.

Da det er af betydning for filterets effektivitet, at jævnspændingen holdes så høj som muligt, er det formålet at styre denne spænding til sit højeste tilladelige niveau, 30 hvilket niveau er bestemt af den tilladte koronastrøm ved det mellem impulserne herskende jævnspændingsniveau.

Når der er behov for styring, skyldes det, at størrelsen af koronaudladningsstrømmen ikke blot er afhængig af jævnspændingen, men også påvirkes af den aktuelle anvendelse 35 og variationer i tilstanden af gassen og støvet, der skal udskilles.

Ifølge opfindelsen styres jævnspændingen ved periodisk afbrydelse af impulserne; måling af koronaudladningsstrømmen,

DK 158377 B

3 der bevirkes af jævnspændingen, sammenligningen af den målte værdi med en indstillet værdi; en forøgelse eller formindskelse af jævnspændingen afhængigt af, om den målte værdi af udladningsstrømmen er henholdsvis lavere eller højere end den 5 indstillede værdi.

Dette kan ifølge en udførelsesform for opfindelsen opnås ved til stadighed at lade jævnspændingen vokse eller aftage lineært og opretholde en vækst eller ændre et fald til en vækst, når den målte udladningsstrøm er mindre end den 10 indstillede værdi, og ændre en vækst til et fald eller bibeholde et fald, når den målte udladningsstrøm er højere end den indstillede værdi.

I de perioder, hvor impulserne er afbrudt, kan jævnspændingen ifølge en yderligere udførelsesform for opfindel-15 sen forbigående forøges med et forud fastlagt beløb og holdes hævet under målingen af koronastrømmen. Denne forbigående forøgelse kan starte kort tid før impulserne afbrydes, således at impulserne ikke afbrydes, før den forbigående forøgelse af jævnspændingen er etableret. På denne måde kan den pe-20 riode, i hvilket filterets effektivitet er reduceret som følge af impulsernes afbrydelse, gøres mindst mulig, idet afbrydelsen kan udsættes til umiddelbart før målingen af koronaudladnings strømmen.

Efter måling ved den forbigående hævede jævnspænding 25 vil den koronaudladningsstrøm, der bevirkes af impulserne, der atter indkobles henimod slutningen af måleperioden, bevirke en sænkning af jævnspændingsniveauet til det ønskede niveau.

Den forøgelse eller formindskelse af den oprindelige 30 jævnspænding, der skal ske som følge af styringen, kan ifølge endnu en udførelsesform for opfindelsen bestemmes ved hjælp af en styring med lukket sløjfe, der regulerer jævnspændingen til at skabe en forud fastlagt koronastrøm, eller den oprindelige jævnspænding kan forøges eller formindskes med en for-35 ud valgt diskret værdi.

Opfindelsen forklares i det følgende nærmere under henvisning til tegningen, på hvilken fig. 1 viser impulser overlejret på en jævnspænding

DK 158377 B

4 til forsyning af et elektrostatisk filter, fig. 2 skematisk et spændings/tidsdiagram af forbøbet af en jævnspændingskoronamåleperiode i en forkortet tidsmålestok, og 5 fig, 3, 4 og 5 viser skematisk andre spændings/tids- diagrammer over forløbet af jævnspændings-koronamåleperio- der.

Pig. 1 viser skematisk spændingsimpulser med højden Up, overlejret på en jævnspænding UDc til forsyning af et 10 elektrostatisk filter. Piguren viser spændingen på udladningselektroden som funktion af tiden. Denne spænding vil almindeligvis være negativ i forhold til jord, og det viste er således den numeriske spænding. I den følgende forklaring vil spændingsniveauer såvel som forøgelser eller formindskel-15 ser af disse referere til den numeriske spænding.

Por at drage den fulde nytte af impulsteknikken er det vigtigt, at jævnspændingsniveauet holdes så højt som muligt, dvs. lidt over koronaslukspændingen eller på en spænding, der frembringer en vis koronastrøm, afhængigt af den 20 aktuelle anvendelse.

Til anvendelser med højresistivt støv opnås optimal drift, når jævnspændingen holdes lidt under koronaslukspændingen. Formålet hermed er at slukke koronaudladningen fuldstændigt efter hver impuls. I forbindelse med passende lange 25 intervaller mellem impulserne tillader dette, at jævnspændingsfeltet fjerner ion-rumladningen fra rummet mellem elektroderne, før den næste impuls påføres, og tillader således en høj impulsspidsspænding uden overslag. Endvidere tillader det fuld styring af koronaudladningsstrømmen ved hjælp af 30 impulshøjden og repetitionsfrekvensen.

Ved anvendelser i forbindelse med støv med lavere re-sistivitet er det fordelagtigt med en vis koronaudladning ved jævnspændingsniveauet for at sikre, at der til stadighed løber strøm igennem det udskilte støv.

35 I en udførelsesform bestemmes jævnspændingsniveauet ved hjælp af den såkaldte "finger-metode”, der er vist i fig.

2. Med visse tidsintervaller, der f.eks. kan vælges liggende mellem 1 og 10 minutter, øges jævnspændingen med en vis

DK 158377B

5 størrelse, U, der f.eks. kan vælges mellem O og lOkV, til dannelse af et plateau. SpændingsImpulserne, der her er vist som lodrette streger, reduceres således, at summen af jævnspændingen plus impulsspændingen holdes konstant. Når det 5 det ønskede jævnspændingsniveau er nået, slukkes impulserne, og et kredsløb til måling af koronaudladningsstrømmen aktiveres. Målingen foretages under et lige antal halvperioder af netfrekvensen for at eliminene virkningen af forskydningsstrømmen. Denne styring sammenligner den målte værdi med en 10 indstillet værdi, der f.eks. kan vælges mellem 0 og den nominelle filterstrøm. Hvis indstillingsværdien overskrides, stilles jævnspændingen tilbage til et niveau, der ligger et vist beløb, <5 U, der kan vælges f.eks. mellem 0,2 og 1 Kv, under jævnspændingsværdien forud for målingen, dvs. som vist 15 i fig. 2. Dersom indstillingsværdien ikke overskrides, stilles jævnspændingen tilbage til - en værdi, der ligger det samme beløb over den oprindelige indstilling. Efter at målingen er tilendebragt, indkobles impulsspændingen atter og holdes på et niveau, der svarer til en fast maksimumsværdi for summen 20 af jævnspænding og impulsspænding. I intervallet mellem finger- eller plateauspændingerne holdes jævnspændingen uændret, med mindre der optræder overslag mellem impulserne. De i o-venstående angivne valg af værdier er sådanne, der er baseret på praktiske erfaringer.

25 I en anden udførelsesform, der er vist i fig. 3» an vendes samme fremgangsmåde med følgende modifikationer:- - Impulsspændingen afbrydes før jævnspændinge hæves.

- Efter at koronastrømmålingen er tilendebragt, indkobles impulsspændingen atter på et niveau, der ligger et 30 vist beløb, der f.eks. kan vælges mellem 0,3 kV og 6 kV, under værdien forud for jævnspændingsforøgelsen, og et specielt kredsløb hæver i løbet af 5 sekunder impulsspændingsniveauet eksponentielt til den værdi, det havde forud for koronaudladningsmålingen.

35 I en anden udførelsesform, der er vist i fig. 4, sker der ingen forøgelse af jævnspændingen under målingen. Impulserne afbrydes efter et vist tidsinterval, der kan vælges liggende mellem 1 og 10 minutter, og forbliver afbrudte i den

DK 158377 B

6 tid, der er nødvendig for at udføre en måling af koronaudladningsstrømmen. Denne måling udføres under et lige antal halvperioder af netfrekvensen. I denne version bestemmes jævnspændingen ud fra den målte strøm ved hjælp af en styring med 5 lukket sløjfe. Strømværdien kan vælges mellem 0 og den maksimale filterstrøm.

Der kan anvendes kombinationer af de ovenfor beskrevne eksempler. Således kan "finger-metoden" anvendes i den be-10 skrevne foretrukne udførelsesform, og styringen med lukket sløjfe kan anvendes i forbindelse med "finger-metoden".

I endnu en udførelsesform, der er vist i fig. 5» kan jævnspændingen til stadighed øges meget langsomt. I en første, a, og en anden, b, måleperiode, overskrider koronastrøm-15 men ikke indstillingsværdien. I en tredje måleperiode, c, overskrider koronastrømmen indstillingsværdien, og den stadige forøgelse af jævnspændingen vendes til en stadig formindskelse af denne med samme svage hældning som hældningen af den tidligere forøgelse. I den næste måleperiode, d, er 20 koronastrømmen stadig større end indstillingsværdien, og jævnspændingens fald fortsættes indtil en måling, e, viser en koronastrøra, der ligger under den indstillede værdi, og vender jævnspændingens aftagen til en tiltagen.

Claims (9)

1. Fremgangsmåde til styring af jævnspændingen i et elektrostatisk filter, der forsynes med impulsoverlejret jævnspænding, kendetegnet ved, at impulserne afbrydes periodisk og koronaudladningsstrømmen, der bevirkes af jævn- 5 spændingen, måles og sammenlignes med en indstillet værdi, og at jævnspændingen forøges eller formindskes afhængigt af, om den målte udladningsstrøm er henholdsvis mindre eller større end den indstillede værdi.

2. Fremgangsmåde ifølge krav 1, kendetegnet 10 ved, at jævnspændingen til stadighed stiger eller falder lineært med tiden, og at en stigen opretholdes, eller et fald ændres til en stigen, når den målte udladningsstrøm er lavere end den indstillede værdi, og at en stigning ændres til et fald, eller et fald opretholdes, når den målte udladnings-15 strøm er større end den indstillede værdi.

3. Fremgangsmåde ifølge krav 1 eller 2, kendetegne t ved, at jævnspændingen forbigående øges raed et forud fastlagt beløb og holdes på det hævede niveau under målingen af koronastrømmen.

4. Fremgangsmåde ifølge krav 3, kendetegnet ved, at impulserne ikke afbrydes, før den forbigående forøgelse af jævnspændingen er etableret.

5· Fremgangsmåde ifølge krav 3 eller 4, kendetegnet ved, at impulserne atter indkobles henimod slutningen 25 af perioden med forbigående hævet jævnspændingsniveau.

6. Fremgangsmåde ifølge krav 1, 3, 4 eller 5, kendetegnet ved, at den forøgelse eller formindskelse af den oprindelige jævnspænding, der resulterer af målingen af koronaudladningsstrømmen, bestemmes ved en styring med lukket 30 sløjfe, der regulerer jævnspændingen til tilvejebringelse af en forud fastlagt koronastrøm.

7. Fremgangsmåde ifølge krav 1,3,4 eller 5, kendetegnet ved, at den forøgelse eller formindskelse af den oprindelige jævnspænding, der resulterer af målingen af koro- 35 naudladningsstrømmen, sker med et forud fastlagt diskret be løb. DK 158377B

8. Fremgangsmåde ifølge ethvert af kravene 1 - 7, kendetegnet ved, at impulshøjden, når jævnspændingsniveauet øges eller formindskes, reguleres således, at summen af jævnspænding og impulsspænding holdes konstant før og 5 efter måleperioden.

9. Fremgangsmåde ifølge krav 2, kendetegnet ved, at den kontinuerlige forøgelse af eller formindskelse af jævnspændingen, der hidrører fra målingen af koronaudladningsstrømmen, bestemmes ved hjælp af en styring med lukket 10 sløjfe, der regulerer jævnspændingen til frembringelse af en forud fastlagt koronastrøm.