EP0032689B1 - Verfahren zum Optimieren der Klopfungshäufigkeit einer Elektrofilteranlage - Google Patents

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EP0032689B1
EP0032689B1 EP81100118A EP81100118A EP0032689B1 EP 0032689 B1 EP0032689 B1 EP 0032689B1 EP 81100118 A EP81100118 A EP 81100118A EP 81100118 A EP81100118 A EP 81100118A EP 0032689 B1 EP0032689 B1 EP 0032689B1
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EP
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frequency
dust
knocking
electrofilter
dust loading
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EP81100118A
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Helmut Dipl.-Ing. Herklotz
Günter Mehler
Franz Dipl.-Ing. Neulinger
Helmut Dipl.-Ing. Schummer
Horst Dr. Dipl.-Ing. Daar
Walter Dipl.-Ing. Schmidt
Heinrich Winkler
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GEA Group AG
Siemens AG
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Metallgesellschaft AG
Siemens AG
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B03—SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C—MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C3/00—Separating dispersed particles from gases or vapour, e.g. air, by electrostatic effect
    • B03C3/34—Constructional details or accessories or operation thereof
    • B03C3/74—Cleaning the electrodes
    • B03C3/76—Cleaning the electrodes by using a mechanical vibrator, e.g. rapping gear ; by using impact
    • B03C3/763—Electricity supply or control systems therefor

Definitions

  • the invention relates to a method for optimizing the frequency of knocking of an electrostatic filter system.
  • the dust separated in an electrostatic precipitator settles on the precipitation electrodes of the filter chambers and has to be removed periodically by mechanical tapping. For example, up to four tapping mechanisms are provided per filter chamber. If the period between two taps is chosen too large, the filter efficiency is reduced due to the decreasing effective field strength. On the other hand, dust is whirled up by the knocking, so that a higher residual dust content is currently generated.
  • the object of the present invention is to optimize the knock cycle. This object is achieved according to the invention in that the time interval between the knockings is changed automatically in such a way that the long-term mean value of the measured dust loading of the clean gas tends towards a minimum.
  • the knock cycle at which the smallest amount of dust leaves the filter system can be determined.
  • a device for carrying out the method in an electrostatic filter system consisting of a plurality of filters is advantageously constructed in such a way that a microcomputer is provided as a controller for each filter and all microcomputers have a common master computer connected to a dust loading measuring device for the clean gas.
  • the host computer can then calculate the knock cycle and coordinate the knocking of the individual filters, and this ensures that only one filter is knocked at a time, so that the separation effect of the other filters is still present.
  • the knocking frequency f o is first started and the long-term mean value of the dust load is formed over a certain longer period. After a predetermined time in which this knocking frequency is used, the knocking frequency is increased to the value f l .
  • the electrostatic filter system shown in FIG. 2 consists of the three filters 1, 2 and 3, through which the gas to be cleaned flows in the direction of arrow 5.
  • the dust load S occurring at the outlet of the electrostatic precipitator system; is recorded in a dust loading measuring device 42 and fed to a master computer 4.
  • Each of the schematically shown electrostatic precipitators 1, 2 and 3 consists of the actual filter chamber 11, the high voltage supply 14, the tapping mechanisms 12 and the regulation and control 13 constructed with microcomputers. These operate via a bus 41 with the master computer and receive control commands from there.
  • the host computer 4 also coordinates the knocking of the individual electrostatic filters 1 to 3, i.e. it ensures that only one filter chamber is knocked at a time.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
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  • Glass Compositions (AREA)
  • Filtering Materials (AREA)
  • Valve Device For Special Equipments (AREA)
  • Electrical Control Of Ignition Timing (AREA)
  • Filtering Of Dispersed Particles In Gases (AREA)
  • Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
  • Photoreceptors In Electrophotography (AREA)

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Optimieren der Klopfungshäufigkeit einer Elektrofilteranlage.
  • Der in einer Elektrofilteranlage abgeschiedene Staub setzt sich an den Niederschlagselektroden der Filterkammern fest und muss periodisch durch mechanische Klopfung entfernt werden. Pro Filterkammer sind beispielsweise bis zu vier Klopfwerke vorgesehen. Ist der Zeitraum zwischen zwei Klopfungen zu gross gewählt, vermindert sich infolge der absinkenden effektiven Feldstärke der Filterwirkungsgrad. Andererseits wird durch die Klopfung Staub aufgewirbelt, so dass momentan ein höherer Reststaubgehalt anfällt.
  • Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, den Klopftakt zu optimieren. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass der zeitliche Abstand zwischen den Klopfungen schrittweise derart selbsttätig verändert wird, dass der Langzeitmittelwert der gemessenen Staubbeladung des Reingases einem Minimum zustrebt.
  • Auf diese Weise kann mit Hilfe eines Suchverfahrens derjenige Klopftakt ermittelt werden, bei dem die geringste Staubmenge die Filteranlage verlässt.
  • Eine Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens bei einer aus mehreren Filtern bestehenden Elektrofilteranlage ist vorteilhafterweise derart aufgebaut, dass für jedes Filter ein Mikrocomputer als Regler vorgesehen ist und allen Mikrocomputern ein gemeinsamer, mit einem Staubbeladungsmessgerät für das Reingas verbundener Leitrechner überlagert ist. Neben anderen übergeordneten Funktionen kann dann der Leitrechner den Klopftakt berechnen und die Klopfung der einzelnen Filter koordinieren, und zwar wird dafür gesorgt, dass jeweils immer nur ein Filter geklopft wird, so dass die Abscheidewirkung der anderen Filter immer noch vorhanden ist.
  • Anhand einer Zeichnung sei die Erfindung näher erläutert; es zeigen:
    • Fig. 1 die Abhängigkeit des Langzeitmittelwertes der Staubbeladung des Reingases in Abhängigkeit von der Klopfungsfrequenz und
    • Fig. 2 eine schematische Steuereinrichtung zur Durchführung des Verfahrens bei einer Elektrofilteranlage.
  • In Fig. 1 ist ein möglicher Verlauf des Langzeitmittelwertes Sm der Staubbeladung als Funktion der Klopfungsfrequenz f aufgetragen. Unter der Annahme, dass bei der Klopfungsfrequenz Null, d.h. es wird nie geklopft, noch eine relativ hohe Staubbeladung des Reingases vorhanden ist, und unter der Annahme, dass bei ständiger Klopfung, d.h. Klopfungshäufigkeit unendlich, ebenfalls ein relativ hoher Wert der Staubbeladung auftritt, muss durch ein Suchverfahren das zwischen diesen beiden Extremwerten liegenden Minimum gefunden werden. Hierzu wird z.B. zunächst mit der Klopfungsfrequenz fo begonnen und der Langzeitmittelwert der Staubbeladung über einen gewissen längeren Zeitraum gebildet. Nach einer vorgegebenen Zeit, in der mit dieser Klopfungsfrequenz gearbeitet wird, wird die Klopfungsfrequenz auf den Wert fl erhöht. Da es sich im hier angenommenen Beispiel zeigt, dass dadurch der Langzeitmittelwert der Staubbeladung fällt, wird auf diesem Wege fortgeschritten, bis man zum Minimum mit der Klopfungsfrequenz fx gelangt. Dieses Minimum ist daran erkennbar, dass bei einer weiteren Erhöhung der Klopfungsfrequenz bis zum Wert fx + 1 der Langzeitmittelwert Sm der Staubbeladung wieder ansteigt. Man wird dann also wieder zum Wert fx zurückkehren. Das eben geschilderte Suchverfahren wird während des Betriebs der Elektrofilteranlage fortlaufend angewandt, um auch ein eventuelles Wandern des Minimums erkennen und berücksichtigen zu können.
  • Die in Fig. 2 gezeigte Elektrofilteranlage besteht aus den drei Filtern 1, 2 und 3, die in Richtung des Pfeiles 5 vom zu reinigenden Gas durchströmt werden. Die am Ausgang der Elektrofilteranlage auftretende Staubbeladung S; wird in einem Staubbeladungsmessgerät 42 erfasst und einem Leitrechner 4 zugeführt.
  • Jedes der schematisch gezeigten Elektrofilter 1, 2 und 3 besteht aus der eigentlichen Filterkammer 11, der Hochspannungsversorgung 14, den Klopfwerken 12 und der mit Mikrocomputern aufgebauten Regelung und Steuerung 13. Diese verkehren über einen Bus 41 mit dem Leitrechner und erhalten von dort Steuerbefehle. In dem vorliegenden Fall der Klopftaktoptimierung bedeutet dies, dass der Leitrechner 4 den Klopfwerken 12 zunächst eine bestimmte Klopfungshäufigkeit f vorgibt und dann den Langzeitmittelwert Sm der Staubbeladung bildet. Der Leitrechner 4 führt dann das im Zusammenhang mit Fig. 1 geschilderte Suchverfahren aus und ermittelt den optimalen Klopfungsgrad der Filteranlage mit dSm - 0. Als weitere Aufgabe koordiniert der Leitrechner 4 auch die Klopfung der einzelnen Elektrofilter 1 bis 3, d.h. er sorgt dafür, dass jeweils nur immer eine Filterkammer geklopft wird.

Claims (2)

1. Verfahren zum Optimieren der Klopfungshäufigkeit einer Elektrofilteranlage, dadurch gekennzeichnet, dass der zeitliche Abstand zwischen den Klopfungen schrittweise derart selbsttätig verändert wird, dass der Langzeitmittelwert (Sm) der gemessenen Staubbeladung (S;) des Reingases einem Minimum zustrebt.
2. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, bei einer aus mehreren Filtern bestehenden Elektrofilteranlage, dadurch gekennzeichnet, dass für jedes Filter (1,2,3) ein Mikrocomputer als Regler (13) vorgesehen ist und allen Mikrocomputern ein gemeinsamer, mit einem Staubbeladungsmessgerät (42) für das Reingas verbundener Leitrechner (4) überlagert ist, der den Klopftakt (f) berechnet und die Klopfung der einzelnen Filter koordiniert.
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