ES2200367T3 - Un metodo de funcionamiento de un precipitador electrostatico. - Google Patents

Abstract

Un método para hacer funcionar un precipitador electrostático que comprende las operaciones de: alimentar el precipitador con corriente eléctrica durante intervalos de tiempo activos e intervalos de tiempo de reposo intermitentes a fin de aplicar a los electrodos del precipitador una tensión que tiene una forma de onda que comprende un valor de pico, un valor medio y un valor de paso, medir la tensión del electrodo y establecer un valor de pico de tensión y un valor medio de tensión, multiplicar el valor de pico establecido por el valor medio establecido para formar un índice de rendimiento esperado (IEP), efectuar variaciones de crecimientos sucesivos de los valores de dichos intervalos de tiempo activo y/o de dichos intervalos de tiempo de reposo y repetir las operaciones de medir, establecer y multiplicar de modo que se establezcan una correlación de dicho índice a dichas variaciones, y modificar dichos valores de acuerdo con las variaciones establecidas para corresponder al máximo de dicho índice.

Description

Un método de funcionamiento de un precipitador electrostático.

El presente invento se refiere a un método para hacer funcionar un precipitador electrostático, en el que una tensión que tiene una amplitud de forma de onda es aplicada a electrodos del precipitador y en el que la tensión de electrodo es medida y usada en el cálculo de un índice de rendimiento o de prestaciones esperados.

Un precipitador electrostático (en forma abreviada un ESP) es un sistema para recoger partículas sólidas, que funciona en virtud del movimiento de cargas sumergidas en un campo eléctrico. Un precipitador electrostático tiene una utilidad particular hacia la limpieza de gases de combustión, humos, etc. a fin de eliminar partículas de polvo, cenizas, hollín, y similares. Los gases se hacen pasar a través de una zona en la que un campo eléctrico es dirigido transversalmente al flujo. El campo eléctrico es hecho funcionar a una alta tensión a la que una corona de electrones libres es emitida desde el electrodo negativo. Los electrodos cargan las partículas y las partículas cargadas emigrarán bajo el efecto del campo eléctrico hacia el electrodo positivo, usualmente diseñado en forma de placas de recogida sobre las que se depositan las partículas. Al descargar eléctricamente las partículas en los electrodos positivos y posiblemente ayudado por sacudida o agitación de las placas, las partículas de polvo recogidas caen hacia una tolva situada bajo las placas.

Las placas de recogida están usualmente puestas a tierra mientras que los electrodos negativos están constituidos por hilos o alambres metálicos finos mantenidos a un elevado potencial negativo con respecto a las placas.

En virtud de la geometría de electrodo el campo eléctrico tiene una intensidad mayor junto a los electrodos de alambre, que provoca la ionización del gas circundante y la creación de una corona. Hacia las placas de recogida el campo eléctrico está distribuido sobre una área mayor con una disminución de intensidad correspondiente. Este campo eléctrico de menor intensidad puede no ser suficiente para la ionización del gas pero sirve para el propósito de hacer avanzar las partículas de polvo cargadas hacia las placas de recogida.

En una primera aproximación de propiedades eléctricas, el precipitador electrostático puede estar representado por un condensador con una resistencia de shunt o de derivación que representa las pérdidas por el transporte de partículas cargadas entre los electrodos. A fin de producir ionización de las partículas la tensión eléctrica debe sobrepasar un cierto umbral mínimo referido como la tensión de inicio de la corona. En sentido ascendente la tensión estará limitada por varios factores dependiendo del modo de funcionamiento. Uno de estos factores puede ser la formación de una descarga disruptiva entre los electrodos, que puede tomar la forma de una descarga corta o la forma de un arco prolongado. Otro factor reconocido en el campo es la formación de corona desde puntos en el electrodo positivo, denominado como corona posterior o de retorno. La corona posterior representa un incremento en la corriente de fuga y perjudica la eficiencia en la recogida de partículas.

La patente EP 0.286.467 sugiere una alimentación de corriente en la que la corriente alimentada desde la red de energía eléctrica a un transformador elevador es controlada a través de tiristores controlados por ángulo de fase, produciendo así en el lado de alta tensión impulsos al doble de la frecuencia de la red. Los impulsos cargan el precipitador electrostático a una tensión variable. De acuerdo con esta publicación, un procedimiento de detección es puesto en práctica a intervalos de tiempo preseleccionados en el que la alimentación de corriente es bloqueada durante un intervalo seleccionado, tal como desde 0,1 a 5 segundos, y luego reanudada. Se observan los valores mínimos de la tensión pulsatoria del precipitador y se establece la presencia de corona posterior si los valores mínimos observados después del intervalo bloqueado exceden del valor mínimo observado antes del intervalo de bloqueo por un factor de sensibilidad de detección.

La patente US-5.311.420 sugiere una unidad de corriente que comprende rectificadores controlados de silicio alimentados desde la red que alimenta a un transformador elevador. La alimentación de corriente puede producirse en modo de excitación intermitente en el que el precipitador es activado por un impulso de tensión de semiciclo seguido por un número predeterminado de ciclos en vacío, siendo optimizada la relación de semiciclos activos a ciclos en vacío para impedir la corona posterior. El estado de corona posterior es detectado detectando una falta de incremento de los valores mínimos de pico de tensión de salida del rectificador de alta tensión que coincide con un incremento en un valor de corriente de salida.

La patente US-4.779.182 proporciona un alimentador inversor de corriente que puede ser hecho funcionar para emitir una corriente alterna de alta frecuencia, alternando a una frecuencia desde 1 a 3 kHz. La tensión de alimentación puede ser especificada y también la ondulación o rizado de la tensión, es decir la fluctuación de tensión entre un límite superior y uno inferior puede ser especificada. La corriente continua tomada desde el rectificador de alta tensión puede ser interrumpida bloqueando periódicamente a fin de forzar la ondulación de tensión sobre el precipitador electrostático.

La patente EP 066.950 sugiere una alimentación de corriente que comprende efectivamente dos conjuntos completos de unidades de potencia de alta tensión controladas por tiristores. El primer conjunto emite una tensión de base estable mientras que el segundo conjunto dispara impulsos únicos que se han de superponer al nivel de fondo proporcionado desde el primer conjunto. La tensión del precipitador electrostático tiene la forma de un nivel de fondo estable superpuesto con picos transitorios pronunciados. La duración del impulso está dentro del orden de 50 a 200 microsegundos.

El documento WO-A1-9011132 describe un método para controlar la alimentación de impulsos de corriente a un precipitador electrostático de modo que pueda conseguirse el mayor valor entre los electrodos de descarga y los electrodos de recogida. De acuerdo con esta publicación, la corriente alimentada al primario del transformador de alta tensión es controlada por tiristores alimentados desde la red y la variación de la frecuencia de impulso es conseguida encendiendo los tiristores para cada tercera parte, cada quinta parte, cada séptima parte etc. cada semiciclo. Así este método sólo permite variar los intervalos de reposo. Los valores de tensión del precipitador medidos son las tensiones en el pico, al final del impulso de corriente y a 1,6 ms después del final del impulso de corriente.

El documento WO-A1-9310902 describe un método en el que la corriente alimentada al primario del transformador de alta tensión es controlada por tiristores alimentados desde la red. La decisión el medida de 1 a 3 veces por ms. Una "cifra de mérito" es establecida usando una fórmula que implica el tiempo integral del cuadrado de la tensión. La variación de la frecuencia de impulso es conseguida encendiendo los tiristores solamente durante parte de los semiciclos y controlando el ángulo de disparo.

En condiciones operativas de polvo de alta resistividad, el polvo depositado sobre el electrodo de placa resistirá la descarga de las partículas ionizadas. La tensión tiende a aumentar a través de la capa de polvo, y a disminuir correspondientemente a través del gas. Si la tensión a través de la capa de polvo continua aumentando, se alcanza un punto en el que tiene lugar una interrupción o corte dieléctrico a través de la capa de polvo. Este punto es conocido como el punto de inicio de la descarga de corona posterior. La interrupción dieléctrica de la capa de polvo produce iones positivos, que disminuyen la carga de las partículas, y dan como resultado una reducción de la eficiencia de recogida.

La formación de la corona posterior requiere un cierto tiempo, y éste está relacionado con el tiempo de relajación de la capa de polvo.

Como la capa de polvo puede ser considerada como un condensador de fugas, tenderá a uniformizar los impulsos de corriente entregados al precipitado electrostático. Este defecto puede ser tomado como una ventaja de que pueden aplicarse impulsos cortos a los electrodos sin provocar la formación de la corona posterior sobre la capa de polvo. En vez de la iniciación de una corona posterior parece que sea gobernada por el valor medio de tiempo (valor medio) de la corriente del precipitador.

Por ello, a fin de evitar o reducir las descargas de corona posterior, la corriente media entregada al precipitador ha de ser disminuida. El problema es hacer esto sin perder demasiado nivel de tensión.

El problema de control básico es a continuación determinar la corriente que ha de ser entregada al precipitador de acuerdo con las condiciones operativas existentes. Para algunos procesos industriales, la resistividad del polvo puede a veces ser baja y a veces ser alta, provocando una corona posterior. En el primer caso la corriente ha de ser tan alta como sea posible, y en el segundo caso la corriente ha de ser reducida.

La alimentación de corriente tradicional para ESP usada hasta ahora es un conjunto transformador rectificador, que consiste en un transformador de alta tensión y un puente rectificador. La tensión del primario aplicada al transformador de AT es controlada por un par de tiristores en antiparalelo que usan control de ángulo de fase.

La carga de ESP puede ser representada por una resistencia no lineal en paralelo con una capacitancia. La capacitancia para una sección de línea de transmisión de ESP de tamaño medio es 60-80 nF (área de placa de recogida de 2.000 m^{2}). Esto significa que la constante de tiempo de la carga es del orden de milisegundos, haciendo que la forma de onda de la tensión aplicada al ESP contenga una ondulación considerable. Por ello la tensión aplicada al ESP puede estar caracterizada por su valor medio, valor de pico y valor de paso (mínimo). La ondulación es expresada como el valor de pico menos el valor mínimo.

La corriente entregada al ESP consiste en impulsos semejantes a sinusoidales rectificados cuya amplitud y duración dependen del valor del ángulo de frase. Para condiciones normales (sin corona posterior) una corriente creciente proporciona un valor medio de tensión y una ondulación de tensión crecientes. Los impulsos de corriente tienen una duración más corta que el período de la frecuencia de línea (10 ms para una línea de 50 Hz), pero en caso de una resistividad de polvo muy elevada la carga eléctrica entregada en un impulso de corriente puede ser lo bastante alta para iniciar las descargas de corona posterior.

Además, la ocurrencia de chispas, arcos y cortocircuitos dentro del ESP provocan aumentos de corriente en la corriente de línea, que están normalmente limitadas por la inclusión de una inductancia lineal en serie con el circuito primario.

Los problemas pueden ser evitados utilizando un nuevo tipo de alimentación de corriente conocido como alimentación de corriente en modo de conmutación (SMPS), que funciona a una frecuencia de conmutación por encima del límite audible. La corriente entregada por un SMPS son impulsos de corta duración, del orden de 10 a 30 microsegundos. Esta solución consiste básicamente en reemplazar los tiristores de control de fase por un rectificador y un inversor de corriente continua a corriente alterna conectado entre la red y el transformador rectificador, que en este caso ha de estar diseñado para funcionar con alta frecuencia. Entre los distintos tipos de inversor disponibles, se ha encontrado que un inversor en serie resonante proporciona varias ventajas en relación a la excitación del ESP.

Tal inversor con una inductancia y una capacitancia en serie hace posible entregar impulsos de corriente sinusoidales rectificados al ESP con una duración de 10 a 30 microsegundos y proporciona una conmutación natural de corriente. Además, elegir los valores de la inductancia y capacitancia en serie, hace que la duración y la amplitud de la corriente en el circuito principal del inversor y en el primario del transformador de AT sean solamente determinadas por estos componentes y resulten independientes de la carga del ESP.

Así, este SMPS tiene la ventaja de ser capaz de entregar carga eléctrica al ESP en pequeñas cantidades y de evitar aumentos de corriente cuando la amplitud de corriente es determinada por los componentes resonantes del inversor y no por la carga del ESP. En caso de un cortocircuito dentro del ESP, la amplitud de la corriente primario no cambia, y la corriente de línea cae a un valor bajo. Este efecto beneficioso es debido al hecho de que la red tiene solamente que entregar corriente para cubrir las pérdidas en la alimentación de corriente, cuando la corriente de salida es cero.

Este tipo de alimentación de corriente tiene también otra característica importante. Usando una o pocasoscilaciones de corriente e interrumpiendo a continuación la corriente durante un cierto tiempo, la forma de onda de la tensión puede en la práctica ser una tensión de corriente continua pura (sin componente de corriente alterna).

Además, haciendo funcionar el inversor para generar oscilaciones de corriente durante un intervalo de tiempo mayor, por ejemplo durante 1 a 2 milisegundos, el denominado tiempo activo, la tensión del precipitador puede ser elevada a un valor mayor de subida en comparación con la excitación tradicional. Después de ello las oscilaciones de corriente son interrumpidas durante un denominado tiempo de reposo, en que la tensión del precipitador cae exponencialmente hacia el valor de inicio de corona. En otras palabras, este tipo de SMPS puede producir formas de onda de tensión diferentes en cargas de ESP, que oscilan desde una tensión de corriente continua prácticamente pura a una tensión muy pendiente y pulsatoria.

El inventor ha encontrado que en condiciones operativas adversas, es decir corona posterior, y también en condiciones normales, una tensión pulsatoria de precipitador con un elevado valor de subida desempeña una misión importante en la eficiencia de la recogida.

La corriente media puede ser controlada por medio del tiempo activo y del tiempo de reposo, y el presente invento está relacionado con la estrategia de control para la determinación de los valores apropiados para los dos intervalos de tiempo, que conduce a la mejor eficiencia de recogida para condiciones operativas particulares del precipitador.

La carga de partículas es proporcional al valor de pico de la tensión del precipitador, mientras que la fuerza ejercida sobre las partículas cargadas para su eliminación de la corriente gaseosa es proporcional al valor medio de la tensión del precipitador. El inventor ha encontrado una buena correlación entre la eficiencia de recogida de partículas y el producto del valor de pico y el tiempo promedio de la tensión del precipitador, de modo que la estrategia de control debe estar basada preferiblemente en un criterio de maximizar el producto de estos dos factores.

Esto se consigue por el invento como se ha definido en la reivindicación 1ª.

El método de acuerdo con el invento proporciona una estrategia óptima para seleccionar los mejores parámetros operativos, mejorando por ello la eficiencia de recogida. Además, el procedimiento para buscar el óptimo no requiere apartarse del funcionamiento del ESP próximo a las condiciones eléctricas óptimas. Esto es ventajoso en particular en vista del hecho de que se ha de realizar frecuentemente una búsqueda a fin de optimizar los parámetros operativos usualmente para tener en cuenta las variaciones frecuentes en las condiciones operativas. El método de acuerdo con el invento permite una estrategia de control relativamente simple.

De acuerdo con una realización preferida, la corriente puede ser alimentada al ESP de modo intermitente, dando una tensión pulsatoria a causa de la naturaleza RC de la carga del ESP. La corriente es entregada al ESP como aumentos repentinos de corriente, destinados a elevar la tensión del precipitador a un valor de aproximadamente 30 kV/ms. El aumento sustancial de la tensión del precipitador dentro de un período muy corto permite alcanzar un elevado valor de pico con un riesgo relativamente menor de iniciar una chispa o un estado de corona posterior. Por otro lado, este valor de subida está dentro de las capacidades de un SMPS de un diseño relativamente simple.

El método de acuerdo con el invento puede ser puesto en práctica utilizando un inversor en la alimentación de corriente que funciona a una frecuencia de conmutación fija y con una forma de onda de corriente bien definida que consiste en impulsos sinusoidales. Esto reduce la generación de armónicos mayores y elimina los impulsos de corriente en la red en caso de chispas, arcos o cortocircuitos dentro del ESP.

De acuerdo con una realización preferida, la operación de efectuar variaciones crecientes sucesivas comprende variar el tiempo activo y el tiempo de reposo, independientemente entre sí o simultáneamente.

Este método es conveniente en el proceso de encontrar unconjunto de parámetros operativos óptimo de modo que aseguren un funcionamiento eficiente. La alimentación de corriente puede comprender una lógica de control destinada a accionar los componentes de estado sólido de modo que produzcan una corriente de salida intermitentemente. Esto simplifica el diseño y control de la unidad de corriente, y produce una tensión de salida que exhibe un bajo contenido en ondulaciones que tiene un efecto favorable sobre la eficiencia del precipitador electrostático.

Obviamente el hecho de que la alimentación de corriente sea capaz de emitir una señal de salida de ondulación elevada no excluye que la alimentación de corriente pudiera ser adaptada con la opción de conmutación a otro modo de función que podría ser apropiado en circunstancias particulares. Otros modos de función que son conocidos en la técnica per se, por ejemplo comprenden un modo de corriente continua, a veces denominado como un modo de corriente continua pura. La alimentación de corriente de acuerdo con el invento puede ser controlada fácilmente de tal modo que emita una señal de bajas ondulaciones, por ejemplo emitiendo una señal de alta frecuencia intermitentemente con una conmutación adecuadamente rápida entre fases y desfases.

Otros objetos, ventajas, y características del invento aparecerán a partir de la descripción adjunta de las realizaciones preferidas dada con referencia a los dibujos en los que:

La fig. 1 muestra un diagrama de circuito eléctrico de la alimentación de corriente que pone en práctica el método de acuerdo con el invento,

La fig. 2 muestra un conjunto de gráficas de tensión en función del tiempo para un modo de funcionamiento con una alta ondulación de la tensión, comprendiendo el conjunto tres gráficas en escalas de tiempo similares entre sí, es decir,

La fig. 2a que ilustra la corriente emitida desde el inversor,

La fig. 2b que ilustra la tensión del precipitador, y

La fig. 2c que muestra la corriente alimentada al precipitador electrostático,

La fig. 3 muestra una gráfica de tensión de precipitador en una escala de tiempo comprimida, mientras que,

La fig. 4 muestra un par de gráficas similares a partes de la fig. 2, pero para un modo de funcionamiento de corriente continua pura,

La fig. 4a es una gráfica similar a la fig. 2b, pero para un modo de funcionamiento de corriente continua pura, y

La fig. 4b es una gráfica similar a la fig. 2c, pero para un modo de funcionamiento de corriente continua pura.

Todas las figuras son esquemáticas, no necesariamente a escala, y muestran sólo elementos esenciales para la comprensión del invento, mientras que otros elementos han sido borrados con objeto de claridad.

A lo largo de las figuras se usan las mismas referencias para elementos idénticos o similares.

Se hace referencia en primer lugar a la fig. 1, que ilustra un diagrama de circuito de la alimentación de corriente que pone en práctica el método de acuerdo con el invento, y conectado a un precipitador electrostático.

La alimentación de corriente designada 10 comprende esencialmente un puente rectificador trifásico 2 de onda completa, un circuito de filtrado de tensión 3 que comprende esencialmente una inductancia 3a y un condensador de almacenamiento 3b, un inversor 4 de alta frecuencia, un transformador elevador 5, un rectificador monofásico 6 de alta tensión de onda completa, y una unidad de control 8.

La alimentación de corriente alimenta el precipitador electrostático 7, que es de un tipo tradicional, que comprende electrodos de placa 7B puestos a tierra y electrodos calientes 7A. Como es tradicional en la técnica el precipitador electrostático es alimentado con una alta tensión de amplitud variable siendo alimentado el electrodo caliente 7A con polaridad negativa.

Como es tradicional en la técnica el precipitador electrostático 7 también comprende medios detectores tales como un divisor de tensión y un transformador de corriente(no mostrado) por los que la tensión del precipitador electrostático uL y la corriente alimentada al precipitador electrostático iL pueden ser medidas, siendo transmitida la medición a través de la línea 9 a la unidad de control 8.

El inversor 4 comprende cuatro conmutadores semiconductores, que están controlados por la unidad de control 8. Por un funcionamiento apropiado de los conmutadores, la corriente de polaridad alternativa puede ser alimentada a través de la inductancia en serie 4A, la capacitancia en serie 4B, y a través del arrollamiento primario del transformador elevador 5.

La inductancia en serie 4A junto con la capacitancia en serie 4B proporcionan juntas un circuito resonante en serie que es afinado o ajustado para conducir oscilaciones de corriente a una frecuencia operativa predeterminada, por ejemplo del orden de 40 kHz, y de modo que obstruya o bloquee la corriente a otras frecuencias.

La unidad de control 8 controla el disparo o activación de los dispositivos semiconductores en el sentido de activar los conmutadores en pares alternativos, por ejemplo activar S1 junto con S3 y, durante una fase posterior, S2 junto con S4. Los intervalos de conmutación son hechos coincidir a la frecuencia de funcionamiento del circuito de resonancia en serie de modo que faciliten la conmutación y aseguren una eficiencia operativa óptima. Los conmutadores comprenden dispositivos semiconductores, por ejemplo transistores de efecto de campo o dispositivos de los tipos conocidos en la técnica por las designaciones IGBT, IGCT u otros. Cada conmutador está derivado con un diodo antiparalelo que sirve al propósito de conducir la corriente primaria cuando esta invierte la polaridad.

La puesta en práctica del control de conmutación para proporcionar un modo de funcionamiento de conmutación a una frecuencia sintonizada a un valor de frecuencia predeterminado es considerada como dentro de las capacidades de los expertos en la técnica.

Se hace ahora referencia a la fig. 2 para una descripción de un modo de funcionamiento de la alimentación de corriente 12 de acuerdo con el invento. La fig. 2 comprende un conjunto de tres gráficas en función del tiempo. Las gráficas están en escalas de tiempo idénticas, la fig. 2a que muestra la corriente de salida del inversor, la fig. 2b que muestra la tensión del precipitador, y la fig. 2c que muestra la amplitud de corriente alimentada al precipitador. De acuerdo con el modo de funcionamiento ilustrado el inversor de alta frecuencia es hecho funcionar intermitentemente, es decir la corriente es alimentada al transformador durante el tiempo activo t-On, mientras que el funcionamiento del inversor hace una pausa durante el subsiguiente intervalo de tiempo de reposo t-Off. Este diseño es repetido cíclicamente. Durante el intervalo activo t-On, el inversor oscila a una frecuencia relativamente elevada, por ejemplo 40 kHz.

Las duraciones podrían ser por ejemplo para 2 ms y pausa durante 8 ms. Así un intervalo activo comprendería un tres de 160 impulsos (semi-onda).

La corriente es transformada a alta tensión en el transformador elevador y rectificada en el lado de alta tensión, y provoca la carga de capacitancia del precipitador, elevando así la tensión del precipitador. Durante el tiempo de reposo la tensión del precipitador decae, siendo descargada la carga eléctrica sobre el precipitador electrostático por emigración de partículas ionizadas en el precipitador electrostático.

La unidad de control vigila continuamente la tensión del precipitador electrostático y calcula el valor de pico de la tensión U_{p} que prevalece generalmente al final del intervalo activo, y también el valor medio de tensión U_{m} del precipitador electrostático. La unidad de control calcula un índice de rendimiento esperado IEP por U_{p} multiplicado por U_{m}. La unidad de control puede realizar el funcionamiento de acuerdo a puntos de ajuste fijados para t-On y t-Off o puede realizar un procedimiento de búsqueda orientado hacia la optimización de los parámetros operativos.

Un modo de realizar un procedimiento de búsqueda comprende hacer una variación planificada de t-Off mientras se conserva t-On a un valor constante. El índice IEP es calculado de modo que establezca una lista de valores de IEP relacionados con diferentes valores de T-Off. El rendimiento del precipitador electrostático óptimo es esperado para el valor máximo de IEP. Así un valor de t-Off que produce el valor máximo de IEP es seleccionado para el nuevo punto de ajuste.

El procedimiento de búsqueda puede ser realizado a intervalos o puede ser realizado continuamente causando de modo continuo pequeñas perturbaciones de t-Off y registrando cualquier cambio de IEP.

Otro procedimiento de búsqueda puede comprender la conservación de t-Off constante mientras varía t-On. Aparte de esta modificación el segundo procedimiento de búsqueda es realizado de manera similar al primer procedimiento de búsqueda.

La fig. 3 muestra una gráfica de la tensión del precipitador electrostático (valor numérico) a una escala de tiempo comprimida cuando se compara con la de la fig. 2. La fig. 3 muestra en línea llena la tensión producida por el modo de funcionamiento explicado con referencia a la fig. 2, mientras que la curva de puntos en la fig. 3 ilustra la tensión del precipitador electrostático proporcionada por un modo de funcionamiento diferente. El modo de funcionamiento ilustrado por la curva de puntos produce una tensión pulsatoria con partes en ascenso que no son tan pendientes como se ha ilustrado por la línea llena. Esto es ilustrativo del rendimiento conseguido por alimentaciones de corriente que funcionan a la frecuencia de red, que pueden tener una oscilación al doble de la frecuencia de red.

Inversamente, la tensión trazada en línea llena muestra una oscilación en diente de sierra con partes ascendentes pendientes. Esta tensión puede ser producida por la alimentación de corriente de acuerdo con el invento.

Ambas curvas en la fig. 3 ilustran modos de funcionamiento a la mayor tensión posible encontrada sin introducir un estado de corona posterior. Ambas curvas se mueven alrededor del mismo valor medio. Sin embargo, mientras que el pico de oscilaciones sinusoidales es justo por encima de 60 kV (polaridad negativa), el pico de oscilaciones de dientes de sierra está por encima de 70 kV. La eficiencia de recogida de partículas del precipitador electrostático está relacionada con el producto de valor medio y el valor de pico de la tensión del precipitador. Luego, la eficiencia de recogida obtenida que activa el precipitador con el SMPS descrito se espera que sea mayor que la obtenida con la activación tradicional como se ha ilustrado con la línea de puntos.

Ahora se hace referencia a la fig. 4 para una descripción de un modo de funcionamiento diferente de la alimentación de corriente de acuerdo con la fig. 1.

La fig. 4 muestra dos gráficas de tiempo similares a las de la fig. 2. El modo de funcionamiento de acuerdo con la fig. 4 es distinguido por las duraciones de los intervalos activos así como de los intervalos de reposo que son sustancialmente más cortos que los de la fig. 2. Así de acuerdo con la fig. 4 el tiempo activo podría ser 100 microsegundos y el tiempo de reposo 200 microsegundos. Esto producirá una oscilación baja en la tensión del precipitador electrostático como aparece en la gráfica de la fig. 4a. Una oscilación baja de la tensión del precipitador electrostático puede ser beneficiosa en algunas condiciones operativas, principalmente con un polvo de resistividad muy baja.

Se ha realizado un ensayo a escala completa a fin de verificar la efectividad del método de acuerdo con el invento. Se han dado como ejemplo algunos resultados del ensayo.

Se usó un área de placa de recogida de 1.200 m^{2} de sección de línea de transmisión del precipitador electrostático y una capacitancia de sección de 50 nF. El precipitador electrostático se alimentó con gas que transportaba polvo de alta resistividad. Se realizaron ensayos con el precipitador alimentado por medio de una alimentación de corriente en modo de conmutación de 30 kHz, que fue hecha funcionar en modo de excitación intermitente. El modo de excitación intermitente comprende intervalos activos e intervalos de reposo alternativos. La unidad de control permite sintonizar de forma independiente de los intervalos activos y de los intervalos de reposo. Los intervalos activos fueron ajustados a 1,8 ms, suficiente para aumentar la tensión del precipitador electrostático desde 30 kV, la tensión de inicio de corona, a muy cerca de 90 kV, la tensión nominal máxima dentro de un intervalo activo.

Se previó instrumentación para medir la tensión de pico y la tensión media del electrodo caliente del precipitador electrostático y para medir la emisión, es decir contenido residual de polvo en el gas descargado. Durante un primer funcionamiento, la estrategia usada para determinar el punto óptimo de funcionamiento se basó en observar los valores mínimos de la tensión de impulso del precipitador durante intervalos, en los que la alimentación de corriente es bloqueada, es decir una estrategia similar a la que se ha descrito en la patente EP-0.286.467. Durante un segundo funcionamiento, la estrategia usada para optimizar los parámetros operativos comprendía variar el ajuste de los intervalos de reposo mientras se tomaban lecturas de la tensión de pico y de la tensión media y se calculaba el producto de estos dos factores para ajustes respectivos, y seleccionar para puntos de ajuste de funcionamiento el par de ajustes que maximizan este producto.

Los resultados del ensayo están dados en la tabla 1 siguiente:

Método	t-Off	Umedia	Upico	IEP	Emisión
Antiguo	18 s	34 kV	65 kV	2.210 kV^{2}	133 mg/Nm^{3}
Nuevo	6 s	39 kV	66 kV	2.574 kV^{2}	119 mg/Nm^{3}

Así, el resultado del ensayo verifica el superior rendimiento obtenido haciendo funcionar el precipitador de acuerdo a los puntos de ajuste establecidos por la nueva estrategia de optimización.

Aunque se han explicado anteriormente realizaciones específicas debe recordarse que el invento puede ser puesto en práctica de diversos modos, y que la explicación sirve simplemente para ejemplificar el invento y no para limitar su marco como se ha definido exclusivamente por la reivindicaciones adjuntas.

Claims (8)

1. Un método para hacer funcionar un precipitador electrostático que comprende las operaciones de: alimentar el precipitador con corriente eléctrica durante intervalos de tiempo activos e intervalos de tiempo de reposo intermitentes a fin de aplicar a los electrodos del precipitador una tensión que tiene una forma de onda que comprende un valor de pico, un valor medio y un valor de paso, medir la tensión del electrodo y establecer un valor de pico de tensión y un valor medio de tensión, multiplicar el valor de pico establecido por el valor medio establecido para formar un índice de rendimiento esperado (IEP), efectuar variaciones de crecimientos sucesivos de los valores de dichos intervalos de tiempo activo y/o de dichos intervalos de tiempo de reposo y repetir las operaciones de medir, establecer y multiplicar de modo que se establezcan una correlación de dicho índice a dichas variaciones, y modificar dichos valores de acuerdo con las variaciones establecidas para corresponder al máximo de dicho índice.

2. El método según la reivindicación 1ª, en el que la operación de efectuar variaciones de aumentos sucesivos comprende variar los intervalos de tiempo activo y los intervalos de tiempo de reposo, independientemente entre sí o simultáneamente.

3. El método según la reivindicación 2ª, en el que una variación simultánea de los intervalos de tiempo activo y los intervalos de tiempo de reposo es realizada de tal modo que varíe el valor de pico de tensión mientras se conserva el valor medio de tensión sustancialmente constante.

4. El método según la reivindicación 2ª, en el que una variación simultánea de los intervalos de tiempo activo y de los intervalos de tiempo de reposo es realizada de tal modo que varíe el valor medio de tensión mientras se conserva el valor de pico de tensión sustancialmente constante.

5. El método según la reivindicación 1ª, en el que la corriente es entregada al precipitador electrostático como aumentos repentinos de impulsos de corriente, destinados a elevar la tensión del precipitador a un valor de al menos 30 kV/ms.

6. El método según la reivindicación 5ª, en el los aumentos repentinos de corriente comprenden impulsos de corriente que oscilan a una frecuencia de al menos 20 kHz.

7. El método según la reivindicación 1ª, en el que la corriente es entregada al precipitador electrostático como aumentos repentinos de impulsos de corriente, estando destinado cada aumento repentino de impulsos de corriente a elevar la tensión del precipitador desde la tensión de inicio de corona a la tensión nominal máxima.

8. El método según la reivindicación 1ª, en el que la corriente es alimentada al precipitador electrostático en aumentos repentinos destinados a elevar la tensión del precipitador en un valor de al menos 10 kV/ms, preferiblemente de al menos 20 kV/ms y en particular de al menos 30 kV/ms.