RU2173218C1

RU2173218C1 - Procedure controlling process of gas cleaning in electric filter

Info

Publication number: RU2173218C1
Application number: RU2000125068/12A
Authority: RU
Inventors: Леонтий Петрович Баранов; Татьяна Станиславовна Голоднова; Р.В. Рахмангулов
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "ПИК"
Priority date: 2000-10-05
Filing date: 2000-10-05
Publication date: 2001-09-10

Abstract

FIELD: chemical and petrochemical industry, heat power industry. SUBSTANCE: invention deals with electric cleaning of waste gases from dispersive suspensions in production of briquettes from lignite, with trapping of ash in heat power and refuse incineration plants and dust in ferrous and non-ferrous metallurgy. Characteristic feature of proposed procedure controlling process of gas cleaning in electric filters consists in adjustment of voltage in ranges of overvoltage which are chosen in inverse relationship to present values of specific resistance. Density of corona discharge is chosen as characteristic of electric field which is kept within limits of 0.4-0.6 mA/sq m in process of cleaning. Trapping of dust with specific resistance less than 10⁹ Ohm m is conducted by way of adjustment of voltage in range of overvoltages 2.7-3.1kB, with specific resistance from 10⁹ to 10¹¹ Ohm m in range of voltages 2.3-2.7kB, with specific resistance over 10¹¹ Ohm m in range of overvoltages 1.9-2.3kB correspondingly. EFFECT: raised efficiency of operation of electric filter, enhanced reliability and prolonged time of trouble-free operation of electric filter. 1 cl, 1 dwg, 1 tbl

Description

Изобретение относится к электрической очистке отходящих газов от дисперсных взвесей в производстве брикетов из бурого угля, в химических и нефтехимических производствах, а также улавливанию в электрофильтрах золы в теплоэнергетике и мусоросжигательных заводов, пылей в черной и цветной металлургии. The invention relates to the electrical purification of exhaust gases from dispersed suspensions in the production of brown coal briquettes, in chemical and petrochemical industries, as well as the collection of ash in electrostatic precipitators in the power system and waste incineration plants, dusts in ferrous and non-ferrous metallurgy.

Известен способ управления процессом очистки газов в электрофильтре (см. а. с. СССР N 312612, М.Кл. B 01 D 46/46, опубл. 31.08.71 г.), основанный на зависимости напряжения питания от текущего уровня удельного электрического сопротивления пыли. A known method of controlling the process of gas purification in an electrostatic precipitator (see a. S. USSR N 312612, M. Cl. B 01 D 46/46, publ. 31.08.71), based on the dependence of the supply voltage on the current level of specific electrical resistance dust.

Управление процессом очистки газов с использованием уровня удельного электрического сопротивления пыли совпадает с существенными признаками заявляемого изобретения. Management of the gas cleaning process using the level of electrical resistivity of the dust coincides with the essential features of the claimed invention.

При этом датчик удельного электрического сопротивления пыли вырабатывает сигнал, пропорциональный отклонению среднеарифметического фазового угла возникновения искровых разрядов в фильтре от заданного фазового угла, соответствующего оптимальному уровню удельного сопротивления пыли в слое на осадительном электроде фильтра. In this case, the dust resistivity sensor generates a signal proportional to the deviation of the arithmetic mean phase angle of the occurrence of spark discharges in the filter from the specified phase angle corresponding to the optimum level of dust specific resistance in the layer on the filter sedimentation electrode.

Этим сигналом через электронный регулятор регулируют подачу кондиционирующего реагента в газовый поток. This signal through the electronic controller regulates the flow of conditioning reagent into the gas stream.

Датчик удельного электрического сопротивления подключается к повысительно-выпрямительному агрегату, питающему поле электрофильтра. The sensor of electrical resistivity is connected to a step-up rectifier unit supplying the field of the electrostatic precipitator.

Длительность и полярность управляющих импульсов, формируемых электронным регулятором, определяются уровнем и полярностью сигнала, поступающего на вход регулятора от датчика удельного электрического сопротивления пыли. The duration and polarity of the control pulses generated by the electronic controller are determined by the level and polarity of the signal supplied to the input of the controller from the electrical resistivity sensor dust.

Изменение расхода кондиционирующего реагента, задаваемого электронным регулятором, изменяет величину удельного электрического сопротивления пыли, обеспечивая уменьшение разности заданного и фактического фазовых углов возникновения искровых разрядов. Changing the flow rate of the conditioning reagent, set by the electronic controller, changes the specific electrical resistance of the dust, providing a decrease in the difference between the set and actual phase angles of occurrence of spark discharges.

Основной причиной, препятствующей получению требуемого технического результата, является прежде всего низкая наработка на отказ. The main reason that impedes obtaining the required technical result is, first of all, low MTBF.

Это объясняется прежде всего тем, что искровые разряды вызывают электроэрозионное разрушение элементов электрофильтра, в частности коронирущих электродов. This is primarily due to the fact that spark discharges cause electroerosive destruction of the elements of the electrostatic precipitator, in particular, corona electrodes.

А высоковольтное оборудование электрофильтра: концевые муфты, ввод высокого напряжения в аппарат, высоковольтные кабели и изоляторы, работающие в условиях сильного перенапряжения при возникновении искровых разрядов, выходит из строя. And the high-voltage equipment of the electrostatic precipitator: end couplings, high-voltage input to the apparatus, high-voltage cables and insulators operating under conditions of severe overvoltage when spark discharges occur, fail.

Кроме того, известный способ управления электофильтром не обеспечивает необходимо высокую степень очистки из-за того, что искровые разряды дестабилизируют процесс осаждения, до 8% частиц пыли не улавливаются, так как в потоке газа резко возрастает количество нейтрализованных пылевых частиц. In addition, the known method of controlling an electro-filter does not provide a high degree of purification due to the fact that spark discharges destabilize the deposition process, up to 8% of dust particles are not captured, since the amount of neutralized dust particles sharply increases in the gas stream.

Осуществление кондиционирования, изменяя удельное электрическое сопротивление газового потока, направлено на полное исключение обратной короны. А обратная корона в регулируемых пределах повышает эффективность очистки газа, так как способствует лучшей ионизации при запирании основного коронного разряда. The implementation of conditioning, changing the electrical resistivity of the gas stream, is aimed at the complete exclusion of the reverse corona. And the reverse corona in adjustable limits increases the efficiency of gas purification, as it contributes to better ionization when locking the main corona discharge.

Следует также отметить, что кондиционирование существенно повышает материальные и энергетические затраты на очистку газов в электрофильтре. It should also be noted that air conditioning significantly increases the material and energy costs of gas purification in the electrostatic precipitator.

Известен способ управления процессом очистки газов в электрофильтре (см. а. з. Японии N 61-35203, М.Кл.⁵ B 03 C 3/68, опубл. 15.08.86), в котором пытаются предотвратить возникновение искровых разрядов. Способ состоит в том, что часть газа перед подачей его в электрофильтр отводят в контрольную камеру, в которой установлены электроды, где инициируют искровой разряд. При этом определяют значения тока и напряжения, которые и в дальнейшем являются эталонными при регулировании напряжения в электрофильтре. Наличие эталонных параметров совпадает с существенными признаками заявляемого изобретения.A known method of controlling the process of gas purification in an electrostatic precipitator (see a.z. of Japan N 61-35203, M. Cl. ⁵ B 03 C 3/68, publ. 15.08.86), in which they try to prevent the occurrence of spark discharges. The method consists in the fact that part of the gas before it is fed into the electrostatic precipitator is taken to a control chamber in which electrodes are installed, where a spark discharge is initiated. In this case, the values of current and voltage are determined, which in the future are standard when regulating the voltage in the electrostatic precipitator. The presence of reference parameters coincides with the essential features of the claimed invention.

Причины, препятствующие получению требуемого технического результата, приводят к тому, что известный способ не обеспечивает эффективную очистку газа и надежную работу электрофильтров, так как не полностью устраняет возможность возникновения искровых разрядов. The reasons that impede the achievement of the required technical result, lead to the fact that the known method does not provide effective gas purification and reliable operation of electrostatic precipitators, since it does not completely eliminate the possibility of spark discharges.

Способ не учитывает влияния на условия возникновения напряжения пробоя свойств пылевого слоя на электродах, являющегося определяющим при очаговом развитии обратной короны и возникновении стриммеров. И, таким образом, способ не устраняет опасность перенапряжений в высоковольтных элементах. Способ не применим для нестабильных процессов, в которых изменяются объемный расход, запыленность газового потока, так как в нем сигналы эталонных величин тока и напряжения измеряются не непрерывно, а дискретно в соответствии с частотой инициирования искрового разряда в контрольной камере. The method does not take into account the influence on the conditions of occurrence of breakdown voltage of the properties of the dust layer on the electrodes, which is crucial for the focal development of the reverse corona and the appearance of streamers. And, thus, the method does not eliminate the risk of overvoltages in high voltage elements. The method is not applicable for unstable processes in which the volumetric flow rate, the dust content of the gas stream are changed, since in it the signals of the reference current and voltage are not measured continuously, but discretely in accordance with the frequency of initiation of the spark discharge in the control chamber.

А отсутствие обратной связи о параметрах возникновения и интенсивности обратной короны также приводит к недостаточной эффективности очистки газов и низкой надежности электрофильтров, на которых способ реализуется. And the lack of feedback on the parameters of the occurrence and intensity of the reverse corona also leads to insufficient gas purification and low reliability of electrostatic precipitators, on which the method is implemented.

Наиболее близким к заявляемому изобретению по совокупности признаков является способ управления процессом очистки газов в электрофильтре (см. а. с. СССР N 1018696, М.Кл. B 01 D 46/46, опубл. 1983 г.) путем регулирования напряжения питания электрофильтров в зависимости от удельного электрического сопротивления пыли, определяемого по одновременно измеряемым температуре, химическому составу и расходу очищаемого газа, а также в зависимости от вычисленной по току и напряжению агрегатов питания величины чувствительности проводимости поля к изменению напряжения. Closest to the claimed invention in terms of features is a method of controlling the process of gas purification in an electrostatic precipitator (see A.S. USSR N 1018696, M. Cl. B 01 D 46/46, publ. 1983) by adjusting the supply voltage of electrostatic precipitators depending on the electrical resistivity of the dust, determined by simultaneously measuring the temperature, chemical composition and flow rate of the gas being cleaned, as well as depending on the sensitivity of the field conductivity to the change in voltage calculated by the current and voltage of the power units shreds.

Регулирование напряжения на агрегатах питания в зависимости от удельного электрического сопротивления и от вычисленной характеристики электрического поля являются признаками, которые совпадают с существующими признаками заявляемого изобретения. The voltage regulation on the power units depending on the electrical resistivity and on the calculated characteristics of the electric field are signs that coincide with the existing features of the claimed invention.

В прототипе заявляемого изобретения вычисленной характеристикой выбирают чувствительность проводимости поля по напряжению, т.е. отношение приращения проводимости поля ΔПp к приращению напряжения ΔU , которая определяется по формуле

где γ - чувствительность проводимости;
Пр - величина, обратная электрическому сопротивлению межэлектродного промежутка;
ΔПp - приращение проводимости;
ΔU - приращение напряжения.In the prototype of the claimed invention, the sensitivity of the field conductivity by voltage, i.e. the ratio of the increment of the field conductivity ΔPp to the voltage increment ΔU, which is determined by the formula

where γ is the conductivity sensitivity;
Pr - the reciprocal of the electrical resistance of the interelectrode gap;
ΔPp - increment of conductivity;
ΔU is the voltage increment.

Значение чувствительности проводимости поля определяет область нахождения электрического режима в данный момент времени. The sensitivity value of the field conductivity determines the region of the electric mode at a given time.

Затем на данном такте управления определяют управляющее воздействие по напряжению обратно пропорционально значению чувствительности проводимости поля в текущий момент времени. Then, at this control step, the control action of the voltage is determined inversely with the value of the sensitivity of the field conductivity at the current time.

Одновременно через весовые коэффициенты осуществляют коррекцию рассчитанного управляющего воздействия по текущему напряжению и по прогнозируемой на такт вперед пробивной проводимости поля. At the same time, through the weighting factors, the calculated control action is corrected for the current voltage and for the breakdown conductivity of the field predicted per step forward.

Прогнозируемую пробивную проводимость поля электрофильтра рассчитывают на основе измеренных значений температуры, расхода газа, химического состава, текущего значения проводимости, тока и напряжения электрофильтра, а также двух предыдущих значений проводимости поля. The predicted breakdown conductivity of the electrostatic precipitator field is calculated based on the measured values of temperature, gas flow rate, chemical composition, current conductivity value, current and voltage of the electrostatic precipitator, as well as the two previous values of the field conductivity.

Сформированную величину управляющего воздействия выдают на агрегат питания. The generated control action value is issued to the power unit.

По знаку значения чувствительности проводимости поля, определяющему наличие пробоя, проводят анализ результата выдачи основного управляющего сигнала по напряжению:
если

значит произошел пробой;
если

то пробоя нет и нормальный режим управления электрическим полем электрофильтра.By the sign of the value of the sensitivity of the conductivity of the field, determining the presence of breakdown, an analysis of the result of issuing the main control signal by voltage is carried out:
if

then a breakdown has occurred;
if

then there is no breakdown and the normal control mode of the electric field of the electrostatic precipitator.

Причины, препятствующие получению требуемого технического результата, обусловлены следующими факторами. The reasons that impede the receipt of the required technical result are due to the following factors.

В электрофильтре из-за возникающих искровых и дуговых разрядов происходят неуправляемые скачки напряжений в элементах высоковольтной цепи, которые приводят к их частому выходу из строя, а также электроэрозионное разрушение коронирующих электродов. Due to the arising spark and arc discharges, uncontrolled surges in the elements of the high-voltage circuit occur in the electrostatic precipitator, which lead to their frequent failure, as well as electroerosive destruction of the corona electrodes.

А эффективность очистки газов известным способом является недостаточной из-за того, что способ не обеспечивает регулирование интенсивности обратного коронного разряда на оптимальном необходимом уровне, на котором влияние обратной короны на степень ионизации становится высоким и обеспечивает эффективность очистки и в то же время не происходит образование стриммеров и разрушение осадительных электродов. And the efficiency of gas purification by a known method is insufficient due to the fact that the method does not provide control of the intensity of the reverse corona discharge at the optimum necessary level at which the influence of the reverse corona on the degree of ionization becomes high and ensures the efficiency of purification and at the same time the formation of streamers does not occur and destruction of the deposit electrodes.

Неизбежное возникновение искровых и дуговых разрядов, отсутствие параметров регулирования интенсивности обратного коронного разряда связано с тем, что проводимость поля электрофильтра определяется суммарно следующими составляющими:
- проводимостью поля коронного разряда;
- проводимостью поля искрового разряда;
- проводимостью поля дугового разряда;
- проводимостью поля обратного дугового разряда.The inevitable occurrence of spark and arc discharges, the absence of parameters for controlling the intensity of the reverse corona discharge is due to the fact that the conductivity of the field of the electrostatic precipitator is determined in total by the following components:
- conductivity of the corona discharge field;
- conductivity of the field of a spark discharge;
- conductivity of the field of the arc discharge;
- the conductivity of the field of the reverse arc discharge.

Способ реализуется в области вероятных возникновений искровых и дуговых разрядов, то есть в предпробойной области, где определяющее влияние на проводимость оказывают именно эти разряды. The method is implemented in the field of the possible occurrence of spark and arc discharges, that is, in the prebreakdown region, where these discharges have a decisive influence on the conductivity.

Влияние на проводимость коронного разряда в этой области практически не учитывается, а влияние проводимости обратной короны становится заметным только с момента ее очагового развития, образования стриммеров. The effect on the conductivity of the corona discharge in this region is practically not taken into account, and the effect of the conductivity of the reverse corona becomes noticeable only from the moment of its focal development, the formation of streamers.

Кроме того, известный способ при расчете прогнозируемой пробойной проводимости поля не учитывает влияние свойств пылевого слоя на электродах, которые являются существенными при очаговом развитии обратной короны и возникновении стриммеров. In addition, the known method in calculating the predicted breakdown field conductivity does not take into account the influence of the properties of the dust layer on the electrodes, which are essential for the focal development of the reverse corona and the appearance of streamers.

В совокупности известный способ ни прямым, ни косвенным образом не учитывает условия возникновения и развития обратной короны и их влияние на измеряемый параметр, и в то же время не устраняет вредное влияние на надежность и эффективность электрофильтра возникающих искровых и дуговых разрядов. In the aggregate, the known method neither directly nor indirectly takes into account the conditions for the appearance and development of the reverse corona and their influence on the measured parameter, and at the same time does not eliminate the harmful effect on the reliability and efficiency of the electrostatic precipitator of the arising spark and arc discharges.

Задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является исключение вероятности возникновения искровых тем более дуговых разрядов и регулирование интенсивности обратного коронного разряда на оптимальном уровне с точки зрения эффективности процесса электроосаждения дисперсных взвесей в очищаемых газах. Решение обозначенной задачи позволит устранить неуправляемые скачки напряжений в элементах высоковольтной цепи и образование стриммеров обратного коронного разряда. При этом будет получен технический результат, который выражается в повышении эффективности работы электрофильтра, его надежности и времени безотказной работы. The task to which the invention is directed is to eliminate the likelihood of sparks, especially arc discharges, and to regulate the intensity of the reverse corona discharge at an optimal level from the point of view of the efficiency of the process of electrodeposition of dispersed suspensions in the gases being cleaned. The solution of this problem will eliminate uncontrolled surges in the elements of the high-voltage circuit and the formation of reverse corona streamers. In this case, a technical result will be obtained, which is expressed in increasing the efficiency of the electrostatic precipitator, its reliability and uptime.

Сущность изобретения состоит в том, что в заявляемом способе управления процессом очистки газов в электрофильтре регулирование напряжения на агрегатах питания осуществляют в зависимости от удельного электрического сопротивления пыли в потоке очищаемого газа и от вычисленной по току и напряжению характеристики электрического поля. Отличительными от наиболее близкого аналога признаками являются:
- регулирование напряжения осуществляют в диапазонах перенапряжения, которые выбирают в обратной зависимости от текущих значений удельного электрического сопротивления пыли, а в качестве характеристики электрического поля выбирают плотность коронного разряда, которую в процессе очистки поддерживают в пределах 0,4 - 0,6 мА/м²;
- улавливание пыли с удельным электрическим сопротивлением менее 10⁹ Ом•м при регулировании напряжения в диапазоне перенапряжений 2,7-3,1; с удельным электрическим сопротивлением пыли от 10⁹ до 10¹¹ Ом•м - в диапазоне перенапряжений 2,3-2,7; удельным электрическим сопротивлением больше 10¹¹ Ом•м - в диапазоне перенапряжений 1,9 - 2,3 соответственно.The essence of the invention lies in the fact that in the inventive method of controlling the process of gas purification in an electrostatic precipitator, the voltage regulation on the power units is carried out depending on the specific electrical resistance of the dust in the stream of gas being purified and on the characteristics of the electric field calculated by current and voltage. Distinctive features from the closest analogue are:
- voltage regulation is carried out in the overvoltage ranges, which are selected inversely with the current values of the specific electrical resistance of the dust, and the corona discharge density is selected as a characteristic of the electric field, which is maintained in the range of 0.4 - 0.6 mA / m ² during the cleaning process ;
- dust collection with a specific electrical resistance of less than 10 ⁹ Ohm • m with voltage regulation in the overvoltage range of 2.7-3.1; with specific electrical resistance of dust from 10 ⁹ to 10 ¹¹ Ohm • m - in the overvoltage range of 2.3-2.7; specific electrical resistance is greater than 10 ¹¹ Ohm • m - in the overvoltage range of 1.9 - 2.3, respectively.

Заявляемые режимы способа управления процессом очистки газов в электрофильтре в зависимости от текущих значений удельного электрического сопротивления улавливаемой пыли, пределов плотности коронного разряда и диапазонов перенапряжений электрического поля установлены экспериментально и подтверждаются данными промышленных испытаний (таблица 1). The inventive modes of the method for controlling the process of gas purification in the electrostatic precipitator, depending on the current values of the specific electrical resistance of the captured dust, the limits of the density of the corona discharge and the ranges of the overvoltage of the electric field are established experimentally and are confirmed by the data of industrial tests (table 1).

Перенапряжение сильного электрического поля коронного разряда определяется как отношение U/U₀, где U₀ - напряжение зажигания коронного разряда, определяется конструкцией электрофильтра, формой коронирующих электродов, а также свойствами пылегазового потока; U - текущее напряжение на коронирующих электродах. Понятие перенапряжения известно в теории (см. Верещагин И.П. и др. Электрогазодинамика дисперсных систем - М.; Энергия, 1975, 264 с.).Overvoltage of a strong electric field of a corona discharge is defined as the ratio U / U ₀ , where U ₀ is the ignition voltage of the corona discharge, it is determined by the design of the electrostatic precipitator, the shape of the corona electrodes, and also the properties of the dust and gas stream; U is the current voltage at the corona electrodes. The concept of overvoltage is known in theory (see Vereshchagin I.P. et al. Electro-Gasdynamics of Dispersed Systems - M .; Energia, 1975, 264 pp.).

Однако в качестве параметра регулирования до настоящего времени эта величина не использовалась. However, to date, this value has not been used as a control parameter.

В то же время перенапряжение является универсальным параметром, характерным для процесса электрогазоочистки для всех конструкций электрофильтра. At the same time, overvoltage is a universal parameter characteristic of the process of electric gas treatment for all designs of the electrostatic precipitator.

Плотность тока коронного разряда, которую выбирают в качестве характеристики электрического поля, является величиной, регулирование которой в заданных пределах позволяет исключить возможность возникновения других видов разрядов, например искровых, и одновременно обеспечить высокую эффективность очистки газа. The current density of the corona discharge, which is chosen as the characteristic of the electric field, is a value whose regulation within the specified limits eliminates the possibility of other types of discharges, for example, spark, and at the same time ensures high efficiency of gas purification.

Исключение вероятности возникновения искровых разрядов, тем более дуговых, повышает время безотказной работы электрофильтра за счет устранения неуправляемых скачков напряжений в элементах высоковольтной цепи и повышения их надежности, а также за счет предотвращения электроэрозионного разрушения электродов. The elimination of the probability of spark discharges, especially arc ones, increases the uptime of the electrostatic precipitator by eliminating uncontrolled voltage surges in the elements of the high-voltage circuit and increasing their reliability, as well as by preventing electroerosive destruction of the electrodes.

Плотность тока коронного разряда является той характеристикой электрического поля, которая позволяет учитывать влияние на процесс электрогазоочистки свойств пылевого слоя на электродах. Регулируя в зависимости от удельного электрического сопротивления пыли эту характеристику в указанных пределах при задаваемом диапазоне перенапряжения, предотвращают возникновение стриммеров и регулируют интенсивность обратного коронного разряда на уровне, обеспечивающем высокую эффективность электрогазоочистки. The corona discharge current density is that characteristic of the electric field, which allows one to take into account the effect of the properties of the dust layer on the electrodes on the process of gas and gas purification. By adjusting this characteristic, depending on the specific electrical resistance of the dust, within the specified limits for a given overvoltage range, they prevent the occurrence of streamers and regulate the intensity of the reverse corona discharge at a level that ensures high efficiency of gas purification.

При очистке низкоомной пыли диапазон перенапряжений выбирают достаточно высоким, чтобы предотвратить вторичный пылеунос, однако напряженность поля не доводится до критической, и заданная плотность коронного разряда регулирует величину объемного заряда в газовом потоке. When cleaning low-impedance dust, the overvoltage range is chosen high enough to prevent secondary dust extraction, however, the field strength is not brought to critical, and a given corona discharge density controls the volume charge in the gas stream.

При очистке высокоомной пыли диапазон перенапряжений выбирают минимальным, а заданная плотность коронного разряда регулирует интенсивность обратного коронного разряда, предотвращая образование стриммеров и возникновение дуговых пробоев. When cleaning high-resistance dust, the overvoltage range is chosen to be minimal, and the specified corona density controls the intensity of the reverse corona discharge, preventing the formation of streamers and the occurrence of arc breakdowns.

Таким образом, одновременный выбор диапазона перенапряжений электрофильтра заданным образом, измерение и поддержание плотности тока коронного разряда в указанных пределах позволяет повысить эффективность газоочистки, а также время безотказной работы электрофильтра. Thus, the simultaneous selection of the overvoltage range of the electrostatic precipitator in a predetermined manner, the measurement and maintenance of the corona discharge current density within the specified limits allows to increase the efficiency of gas purification, as well as the uptime of the electrostatic precipitator.

То, что регулирование напряжения предлагается осуществлять в диапазонах перенапряжения, которые выбирают в зависимости от текущих, непрерывно измеряемых значений удельного электрического сопротивления, позволяет значительно расширить функциональные возможности способа, использовать его для управления электрофильтрами как с установившимися, так и с нестабильным газовым потоком. Нестабильный газовый поток возникает, например, при переходе с одного на другой технологический режим в основном процессе, отходящие газы которого очищаются электрофильтром. The fact that voltage regulation is proposed to be carried out in the overvoltage ranges, which are selected depending on the current, continuously measured values of specific electrical resistance, can significantly expand the functionality of the method, use it to control electrostatic precipitators with both steady and unstable gas flow. An unstable gas flow occurs, for example, during the transition from one to another technological mode in the main process, the exhaust gases of which are cleaned by an electrostatic precipitator.

На чертеже приведена блок-схема системы автоматического управления процессом очистки газа в электрофильтре, реализующей данный способ. The drawing shows a block diagram of a system for automatically controlling the process of gas purification in an electrostatic precipitator that implements this method.

Запыленный газовый поток, образующийся в результате основного технологического процесса, например, при сушке буроугольных брикетов, подают в электрофильтр 1. Датчик 2, установленный во входном канале электрофильтра измеряет удельное электрическое сопротивление пыли в потоке очищаемого газа. В качестве датчика 2, измеряющего удельное электрическое сопротивление пыли, был использован разработанный НИИОГАЗом прибор "Циклон-1" (см. Алиев Г.М. Техника пылеулавливания и очистки промышленных газов. Справочник. М., Металлургия, 1986, с. 76-78). The dusty gas stream generated as a result of the main technological process, for example, when drying brown coal briquettes, is fed into the electrostatic precipitator 1. A sensor 2 installed in the inlet channel of the electrostatic precipitator measures the electrical resistivity of dust in the stream of gas being purified. As a sensor 2, which measures the electrical resistivity of dust, the Cyclone-1 device developed by NIIOGAZ was used (see Aliev G.M. Technique of dust collection and purification of industrial gases. Reference book. M., Metallurgy, 1986, pp. 76-78 )

Измеренное значение в виде соответствующего сигнала передается на блок 3, задающей соответствующий диапазон перенапряжений электрофильтра. The measured value in the form of a corresponding signal is transmitted to block 3, which sets the corresponding overvoltage range of the electrostatic precipitator.

В соответствии с измеренным значением удельного электрического сопротивления выбирают диапазон перенапряжения электрофильтра

, который составляет при УЭС < 10⁹ Ом, 2,7 <

< 3,1; при 10⁹ Ом < УЭС < 10¹¹ Ом, 2,3 <

< 2,7; при УЭС > 10¹¹ Ом, 1,9 <

< 2,3 соответственно).In accordance with the measured value of the specific electrical resistance, the overvoltage range of the electrostatic precipitator is selected

which is at resistivity <10 ⁹ Ohms, 2.7 <

<3.1; at 10 ⁹ Ohm <resistivity <10 ¹¹ Ohm, 2.3 <

<2.7; with resistivity> 10 ¹¹ ohms, 1.9 <

<2.3, respectively).

Сигнал с блока 3, задающего диапазон перенапряжения электрофильтра, поступает на первый вход электронного регулятора 4 напряжения, а с него подается на коронирующие электроды электрофильтра. Вольтметром 5 и амперметром 6 измеряют значения напряжения и тока на коронирующих электродах. The signal from block 3, which sets the overvoltage range of the electrostatic precipitator, is supplied to the first input of the electronic voltage regulator 4, and from it is fed to the corona electrodes of the electrostatic precipitator. Voltmeter 5 and ammeter 6 measure the voltage and current values on the corona electrodes.

Измеренные приборами 5, 6 текущие значения напряжения и тока подают в вычислительный блок 7, где рассчитывают плотность тока коронного разряда и осуществляют ее сравнение с эталонной, составляющей 0,4 - 0,6 мА/м². Расчет плотности тока коронного разряда осуществляют по формуле

где I - текущее значение тока коронного разряда, мА.Measured by devices 5, 6, the current values of voltage and current are supplied to the computing unit 7, where the corona discharge current density is calculated and compared with a reference component of 0.4-0.6 mA / m ² . The calculation of the current density of the corona discharge is carried out according to the formula

where I is the current value of the corona discharge current, mA.

S - площадь осаждения осадительных электродов, м².S is the deposition area of the precipitation electrodes, m ² .

По результатам сравнения с вычислительного блока 7 на второй вход электронного регулятора 4 поступает сигнал, разрешающий либо повышение перенапряжения на коронирующих электродах на

, либо его снижение на кратное значение

и только потом его повышение на

.According to the comparison results, a signal is received from the computing unit 7 to the second input of the electronic controller 4, allowing either an increase in overvoltage on the corona electrodes to

or its decrease by a multiple value

and only then its increase by

.

Одновременно на третий вход электронного регулятора 4 поступает сигнал датчика 8, измеряющего остаточную запыленность в потоке отходящего газа. Сигнал о стабилизации остаточной запыленности, поступающий в электронный регулятор 4, запрещает последующее повышение перенапряжения на коронирующих электродах. At the same time, the signal from the sensor 8, which measures the residual dust content in the exhaust gas stream, is fed to the third input of the electronic controller 4. The signal about the stabilization of residual dust entering the electronic controller 4, prohibits the subsequent increase in overvoltage on the corona electrodes.

Вычислительный блок 7 вторым выходом соединен с исполнительным механизмом 9 узла регенерации осадительных электродов. The computing unit 7 by the second output is connected to the actuator 9 of the regeneration unit of the precipitation electrodes.

Если рассчитанная величина попадает в заявляемые пределы, то перенапряжения на агрегате питания повышают на установленное фиксированное значение

.If the calculated value falls within the declared limits, then the overvoltage on the power supply is increased by a fixed value

.

Цикл измерения, расчета и сравнения повторяется. The cycle of measurement, calculation and comparison is repeated.

Одновременно на выходе из электрофильтра измерят остаточную запыленность пылемером. At the same time, at the outlet of the electrostatic precipitator, the residual dust content of the dust meter is measured.

Повышение перенапряжения на

осуществляют до тех пор, пока происходит снижение остаточной запыленности при условии совпадения плотности тока коронного разряда с заявляемыми пределами.Overvoltage surge

carry out until there is a decrease in residual dust, provided that the current density of the corona discharge coincides with the claimed limits.

Таким образом, осуществляется корреляция по остаточной запыленности газа. Thus, a correlation is made for the residual dust content of the gas.

Если рассчитанная величина j меньше заявляемого предела, являющегося эталонным, то есть меньше 0,4 мА/м², то сигнал об этом подают на устройство встряхивания электродов. При этом непрерывно изменяют перенапряжение электрофильтра, циклично снижая его на

, а затем повышая его на

, после чего повторяют измерение, расчет и сравнение j с эталонным до восстановления их соответствия.If the calculated value of j is less than the claimed limit, which is the reference, that is, less than 0.4 mA / m ² , then a signal is supplied to the electrode shaking device. At the same time, the overvoltage of the electrostatic precipitator is continuously changed, cyclically reducing it by

and then raising it by

and then repeat the measurement, calculation and comparison of j with the reference to restore their compliance.

Если рассчитанная величина j выше заявляемого предела, являющегося эталонным, то есть выше 0,6 мА/м², то перенапряжение электрофильтра снижают на

, затем повышают на то же

, проводят соответствующий расчет и сравнение.If the calculated value of j is higher than the claimed limit, which is the reference, that is, higher than 0.6 mA / m ² , then the overvoltage of the electrostatic precipitator is reduced by

then increase by the same

, carry out the corresponding calculation and comparison.

Если соотношение не изменилось, то производят снижение перенапряжения на 2

, повышение его на

, соответствующие измерения, расчет и сравнение.If the ratio has not changed, then reduce the overvoltage by 2

raising it by

, appropriate measurements, calculation and comparison.

Операцию повторяют до установления соответствия j верхнему заявляемому пределу. Одновременно подают сигнал об аварийной ситуации процесса очистки газа в электрофильтре. The operation is repeated until the correspondence of j to the upper claimed limit is established. At the same time, a signal is given about the emergency situation of the gas purification process in the electrostatic precipitator.

Предлагаемый способ был испытан на Кумертаусской брикетной фабрике. За сушильными барабанами СПК-4 установлены электрофильтры УВП-12 в стальном корпусе. The proposed method was tested at the Kumertausky briquette factory. Behind the drying drums SPK-4, UVP-12 electrostatic precipitators are installed in a steel casing.

Электропитание коронирующего промежутка осуществляли агрегатами питания АФТ-250, которые обеспечивают напряжение на коронирующих электродах до 50 кВ, при токах коронного разряда 125-250 мА. Power supply of the corona gap was carried out by AFT-250 power units, which provide voltage on the corona electrodes up to 50 kV, with corona discharge currents of 125-250 mA.

Испытания предлагаемого способа проводили при трех объемных расходах паровоздушной смеси (в шахте) во входном канале электрофильтра - 11000 м³/ч, 25000 м³/ч, 40000 м³/ч, соответствующих трем разным технологическим режимам сушки бурого угля.Tests of the proposed method were carried out at three volumetric flow rates of the vapor-air mixture (in the mine) in the inlet of the electrostatic precipitator - 11000 m ³ / h, 25000 m ³ / h, 40,000 m ³ / h, corresponding to three different technological modes of drying brown coal.

В каждом режиме сушки изменяется УЭС слоя пыли: ρ = 5•10¹¹ Ом•м; ρ = 9•10¹⁰ Ом•м; ρ = 7•10⁶ Ом•м, соответственно.In each drying mode, the resistivity of the dust layer changes: ρ = 5 • 10 ¹¹ Ohm • m; ρ = 9 • 10 ¹⁰ Ohm • m; ρ = 7 • 10 ⁶ Ohm • m, respectively.

Плотность тока коронного разряда регулировали изменением перенапряжения на коронирующих электродах. The corona discharge current density was regulated by changing the overvoltage at the corona electrodes.

При разных значениях удельного электрического сопротивления пыли изменяли плотность тока коронного разряда в заявляемых пределах, выбирая одновременно соответствующий диапазон перенапряжений. At different values of the electrical resistivity of the dust, the current density of the corona discharge was changed within the claimed limits, while simultaneously choosing the corresponding overvoltage range.

При этом измеряли эффективность электрофильтра (в %) методом внутренней фильтрации, а также усредненно по восьми электрофильтрам определяли время безотказной работы (в час). At the same time, the efficiency of the electrostatic precipitator (in%) was measured by the internal filtration method, and the uptime (per hour) was also averaged over eight electrostatic precipitators.

Как видно из таблицы, оптимальным является способ управления электрофильтром, при реализации которого выполняются заявляемые режимы;
выбор диапазона перенапряжения в экспериментально установленной определенной обратно пропорциональной зависимости от удельного электрического сопротивления;
при одновременном измерении плотности тока коронного разряда и поддержании ее в пределах 0,4 - 0,6 мА/м².As can be seen from the table, the optimal way is to control the electrostatic precipitator, when implemented, the claimed modes are performed;
selection of the overvoltage range in an experimentally determined determined inversely proportional dependence on the electrical resistivity;
while measuring the current density of the corona discharge and maintaining it within 0.4 - 0.6 mA / m ² .

Claims

1. The method of controlling the gas cleaning process in the electrostatic precipitator by adjusting the voltage on the power supply units depending on the specific electrical resistance of the dust in the stream of gas being cleaned and on the characteristics of the electric field calculated by the current and voltage of the power supply units, characterized in that the voltage is controlled in the voltage ranges of the electrostatic precipitator which are selected inversely with the current values of electrical resistivity, and as a characteristic of electrical whom fields choose the density of the current of the corona discharge and cleaning is carried out at its value of 0.4 - 0.6 mA / m ² .

2. The method according to claim 1, characterized in that when the specific electrical resistance of the dust is less than 10 ⁹ Ohm • m, the regulation is carried out in the overvoltage range of the electrostatic precipitator 2.7 - 3.1, with the specific electrical resistance of dust (resistivity) from 10 ⁹ to 10 ¹¹ Ohm • m in the overvoltage range of 2.3 - 2.7, with a specific electrical resistance greater than 10 ¹¹ Ohm • m 1.9 - 2.3, respectively.