WO2017211658A1 - Vorrichtung und verfahren zur lokalisierung von überschlägen in kunststoff-nasselektrofiltern - Google Patents

Vorrichtung und verfahren zur lokalisierung von überschlägen in kunststoff-nasselektrofiltern Download PDF

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WO2017211658A1
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plastic wet
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wet electrostatic
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PCT/EP2017/063239
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Enrico Hoffmann
Michael KLÖCKNER
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Siemens Aktiengesellschaft
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Definitions

  • the invention relates to a measuring and evaluation device for continuous, contactless DC measurement of leakage currents in plastic wet electrostatic precipitators.
  • the invention also relates to a method for continuous, contactless measurement and evaluation of leakage currents in plastic wet electrostatic precipitators
  • a measuring and evaluation device is an electronic circuit including an evaluation unit for archiving and evaluation of the measured operating currents, by which the current distribution is monitored and disturbances are signaled and a frequency distribution of the locality of the filter discharges in the filter is estimated.
  • FIG. 4 shows the functional principle of an electrostatic precipitator.
  • the gas to be purified (represented here by neutral ionized gas molecules 105) passes through the regions formed by the spray electrode 3 and the precipitation electrode 2.
  • An electrical field is generated with a normally high negative voltage through a high-voltage rectifier device 5 (step A).
  • step A When the corona initial voltage is exceeded, the corona discharge begins, through which electrons 103 (negative charge carriers) are released. The generated
  • Electrons 103 migrate due to the electric field to
  • the likewise negatively charged particles 104 likewise migrate to the collecting electrode 2 (step C).
  • the separated particles 104 While in dry electrostatic precipitators the separated particles 104 are cyclically cleaned by mechanical cleaning (knocking), in the wet electrostatic precipitator the separated particles 104 flow in liquid into the funnels of the filter.
  • plastic wet electrostatic precipitators are increasingly being used, as shown in cross-section in FIG.
  • the housing 1 and the low ⁇ impact electrodes 2 of the plastic wet electrostatic filter exist for acid resistance of plastic (eg PVC, PP).
  • materials such as nickel-based alloys or lead are used.
  • the sputtering electrode system is suspended in isolation via spill insulators 4 and is powered by a high voltage rectifier device 5, typically with negative high voltage (DC).
  • a high voltage rectifier device 5 typically with negative high voltage (DC).
  • DC negative high voltage
  • an electrical contacting of graphite strips / graphite contact surfaces 6 or acid-resistant metals is carried out at the upper and lower ends of the tubes or honeycombs.
  • the electrical connection of the precipitation selectors is effected by individual earth leads 7 led out of the filter housing and connected to an equipotential bonding rail 8 of the external grounding system.
  • WO 01/08804 A1 describes such a wet electrode filter, which are typically used in the chemical industry.
  • the high-voltage rectifier feeds the spraying system with the maximum possible voltage or maximum possible current.
  • a breakdown occurs (arc ignition). Punctures must be detected si ⁇ cher by the control of the high-voltage rectifier device and the power supply to extinguish the Lichtbo- immediately be interrupted.
  • Punches are the electrical signals of the high voltage generator evaluated (voltage drop secondary voltage, current increase secondary current / primary current, increase the current flow time). Each breakdown produces electrical equalization that causes high frequency current / voltage spikes on the ground conductors and terminals. To limit discharges within the earthing system, all connections (lines, contact surfaces) with the largest possible surface area should be made.
  • the sum electrical resistance is drastically increased from the location of the arc ignition to the external ground terminal by defective earth connections of the collecting electrodes, by dry areas on the tubes / honeycomb or redu ced ⁇ conductance of the liquid film.
  • the current distribution of the electrode system and thus usually the separation efficiency are negatively affected.
  • Far more critical is that at very high sum resistance the ignition of the arc to any evaluable change in the curve and thus the evaluation option for secondary voltage / secondary current / primary current / ignition angle are given.
  • the arc is therefore not recognized by the control of the high voltage generator. Unmatched and not immediately extinguished arcs lead to the thermal destruction of the collecting electrodes and housing up to the fire and thus to partially considerable damage and downtime.
  • the object of the invention is to provide a measuring and evaluation device, which is a continuous, contactless
  • Wet electrostatic precipitators can also close on the local location of short circuits within the plastic wet electrostatic precipitator. Furthermore, it is an object of the invention analogous to the device to provide a method for continuous, non-contact measurement and evaluation of leakage currents in plastic wet electrostatic precipitators.
  • a measuring and evaluation device for continuous, contactless, galvanically isolated direct current measurement of the operating currents of plastic wet electrostatic precipitators comprising a measuring device with an electronic current transformer, an electronic circuit and an isolating amplifier a potential-separated analog output signal of the Operating current of the plastic wet electrostatic filter between the low ⁇ impact electrode and the ground terminal ready provides.
  • a control device for signal processing of the output signal comprises the signal mean values of the output signals ⁇ forms and records the waveforms with triggering with filter punch and the individual short circuit currents ⁇ calculated.
  • a computer evaluation unit coupled via PROFIBUS is included, by means of which the average values of the operating currents as well as the measured data of the high-voltage generator are continuously archived and monitored. Deviations in the time course of the individual operating currents or differences to the total current are recorded and reported. The transmitted values of the short-circuit currents in the event of a filter breakdown are also archived and evaluated in this way. tet that a statistical frequency distribution of ⁇ rt ⁇ probability of filter punches are reproduced. The ar ⁇ chiv convinced measuring data is visualized through integrated, scalable trend displays. A multi-channel oscilloscope is integrated for the display of the individual, analog measuring signals.
  • the measuring device according to the invention for continuous, contactless direct current measurement is shown in FIG.
  • an insulating housing mounted an electronic, galvanic ⁇ cally separate current transformer 13, whose opening 20mm 0 permits the performance of a conductor having sufficient cross-section / surface, a high insulating ability, a small offset drift as well as sufficient bandwidth (> 5 kHz) over the measuring range (eg 0-lOOOmA).
  • the measuring system also consists of an electronic circuit for power supply and signal conditioning, a buffer amplifier for the provision of a 4-20mA analog signal.
  • In addition to the housing connecting rails are provided, which serve to connect the measuring device between ground terminal collecting electrode (implementation) and He ⁇ system and a bridging set.
  • the present invention proposes a measuring device, the signals provided by the filter operating current measurements processed by a hardware / software solution 11 and 12 such that all filter operating currents and the seconding ⁇ därstrom of the high voltage rectifier device are continuously analyzed and archived.
  • the current distribution of the individual ground lines differs from ground to ground, both during operation and without process gas.
  • gas variables affect how the gas ⁇ airfoil (type of incident flow, gas distribution, type of exhaust pipe), wetting of the precipitation tubes, conductivity of the deposited medium or conductance of continuous loading nebelung, conductivity of the rinse water for operation shortly after the Rinsing, load condition and gas conditions, degree of soiling of the electrodes and execution / state of the internal earthing of the collecting electrodes themselves.
  • a normal, typical current distribution can be determined and parameterized during commissioning, for example. If the current distribution is independent of the load condition or the gas conditions, the trend values of the earth currents are monitored with a predefinable minimum value, whereby an error message is output in case of deviation. For example, this may indicate the failure of ground current measurement at ⁇ 4mA.
  • a measured current> 4mA but less than the predetermined minimum value may be an indication of a changed current distribution: If, in a concurrent over- review of the breakdown behavior found that allocated for this earth current increases punches ⁇ to, this indicates errors during filter grounding or mechanical fault. Furthermore, the total current of the high voltage rectifier can be compared with the sum of the earth currents. If there is a reduction in the earth's total current compared to the total current HV plant, this could provide an indication of possibly existing leakage currents outside the field.
  • the typical power distribution for example, when commissioning ⁇ setting after rinsing are recorded for a reference measurement to dividing up the percentage of each ground currents to be measured.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Mess- und Auswerteeinrichtung zur kontinuierlichen, kontaktlosen Gleichstrommessung von Ableitströmen bei Kunststoff-Nasselektrofiltern mit einer Sprühelektrode, einer Niederschlagselektrode und einem Erdanschluss, umfassend eine Messeinrichtung (9) mit einem Stromwandler (13), der ein potentialgetrenntes analoges Ausgangssignal des Betriebsstroms des Kunststoff-Nasselektrofilters zwischen der Niederschlagselektrode und dem Erdpotential bereit stellt, und eine Steuereinrichtung (11), zur Auswertung des Ausgangssignals, die Signalmittelwerte des Ausgangssignals bildet und Signale von Kurzschlussströmen detektiert, und eine Auswerteeinheit, durch die durch einen Vergleich der gebildeten Signalmittelwerte mit den Signalen von detektierten Kurzschlussströmen auf die lokale Örtlichkeit von Kurzschlüssen innerhalb des Kunststoff-Nasselektrofilters schließbar ist.

Description

VORRICHTUNG UND VERFAHREN ZUR LOKALISIERUNG VON ÜBERSCHLÄGEN IN KUNSTSTOFF-NASSELEKTROFILTERN
Mess- und Auswerteeinrichtung zur kontinuierlichen, kontaktlosen Gleichstrommessung von Ableitströmen bei Kunststoff- Nasselektrofiltern zur Detektion von Kurzschlussströmen
Die Erfindung betrifft eine Mess- und Auswerteeinrichtung zur kontinuierlichen, kontaktlosen Gleichstrommessung von Ableitströmen bei Kunststoff-Nasselektrofiltern . Die Erfindung be- trifft außerdem ein Verfahren zur kontinuierlichen, kontaktlosen Messung und Auswerten von Ableitströmen bei Kunststoff- Nasselektrofiltern
Eine Mess- und Auswerteeinrichtung ist eine elektronische Schaltung inklusive einer Auswerteeinheit zur Archivierung und Auswertung der gemessenen Betriebsströme, durch die die Stromverteilung überwacht und Störungen signalisiert werden als auch eine Häufigkeitsverteilung der Lokalität der Filterentladungen im Filter abgeschätzt wird.
Figur 4 zeigt das Funktionsprinzip eines Elektrofilters . Das zu reinigende Gas (hier dargestellt durch neutrale ionisierte Gasmoleküle 105) passiert die Bereiche, gebildet aus den Sprühelektrode 3 und Niederschlagselektrode 2. Mit Angelegen einer in der Regel negativen Hochspannung durch ein Hochspannungsgleichrichtergerät 5 entsteht ein elektrisches Feld (Schritt A) . Bei Überschreitung der Koronaanfangsspannung setzt die Koronaentladung ein, durch die Elektronen 103 (negative Ladungsträger) freigesetzt werden. Die erzeugten
Elektronen 103 wandern aufgrund des elektrischen Feldes zur
Niederschlagselektrode 2 und treffen dabei auf die im Gas be¬ findlichen Partikel 104 (Aerosole) (Schritte B) . Die dadurch ebenfalls negativ geladen Partikel 104 wandern gleichfalls zur Niederschlagselektrode 2 (Schritt C) . Während bei Tro- cken-Elektrofiltern die abgeschiedenen Partikel 104 zyklisch durch mechanische Abreinigung (Klopfung) abgereinigt werden, fließen beim Nass-Elektrofilter die abgeschiedenen Partikel 104 in Flüssigkeit in die Trichter des Filters ab. Für die Reinigung feuchter, gesättigter Gase werden zunehmend Kunststoff-Nass-Elektrofilter eingesetzt, wie sie in Figur 1 im Querschnitt gezeigt ist. Das Gehäuse 1 und die Nieder¬ schlagselektroden 2 des Kunststoff-Nass-Elektrofilters beste- hen zur Säurebeständigkeit aus Kunststoff (z.B. PVC, PP) . Für die Sprühelektroden 3 werden Materialien wie Nickelbasislegierungen oder auch Blei verwendet. Das Sprühelektrodensystem ist isoliert über Abtrageisolatoren 4 aufgehängt und wird durch ein Hochspannungsgleichrichtergerät 5 typischerweise mit negativer Hochspannung (DC) gespeist. Zur Erdung der Niederschlagselektroden ist am oberen und unteren Ende der Rohre oder Waben eine elektrische Kontaktierung aus Graphitbändern/Graphitkontaktflächen 6 oder säurebeständigen Metallen ausgeführt. Der elektrische Anschluss der Niederschlagselekt- roden erfolgt je nach Anzahl der Rohre/Waben bzw. Sektorenaufteilung durch isoliert aus dem Filtergehäuse herausgeführte, einzelne Erdleitungen 7, die an eine Potentialausgleichschiene 8 des außenliegenden Erdungssystems angeschlossen werden. Die WO 01/08804 AI beschreibt einen derartigen Nass- Elektrodenfilter, die typischerweise in der chemischen Industrie eingesetzt werden.
Für den sicheren Betrieb eines derartigen Kunststoff-Nass- Elektrofilters ist es erforderlich, dass alle Verbindungen der Niederschlagselektroden zur Betriebserde und dem speisenden Hochspannungsgerät mit geringstem Widerstand und Indukti¬ vität ausgeführt wird , eine vollständige Benetzung der Nie¬ derschlagselektroden mit einem Flüssigkeitsfilm gegeben ist (abgeschiedenes Aerosol oder durch zusätzliche kontinuierli- che Benebelung mit einer Flüssigkeit) , deren elektrischer Leitwert >10mS liegen sollte.
Das Hochspannungsgleichrichtergerät speist das Sprühsystem mit der maximal möglichen Spannung bzw. maximal möglichen Strom. Bei Erreichen der Filterdurchbruchsspannung entsteht ein Durchschlag (Lichtbogenzündung) . Durchschläge müssen durch die Steuerung des Hochspannungsgleichrichtergerätes si¬ cher erfasst und die Energiezufuhr zur Löschung des Lichtbo- gens unmittelbar unterbrochen werden. Zur Erfassung der
Durchschläge werden die elektrischen Signale des Hochspannungserzeugers ausgewertet (Spannungseinbruch Sekundärspannung, Stromerhöhung Sekundärstrom/Primärstrom, Erhöhung der Stromflusszeit). Bei jedem Durchschlag entstehen elektrische Ausgleichsvorgänge, die hochfrequente Strom-/Spannungsspitzen auch auf den Erdleitern und Anschlüssen hervorrufen. Zur Limitierung von Entladungen innerhalb des Erdungssystems sind alle Verbindungen (Leitungen, Kontaktflächen) mit einer mög- liehst großen Oberfläche auszuführen.
Durch defekte Erdverbindungen der Niederschlagselektroden, durch trockene Bereiche auf den Rohren/Waben oder bei redu¬ ziertem Leitwert des Flüssigkeitsfilms wird der elektrische Summenwiderstand vom Ort der Lichtbogenzündung bis zum außenliegenden Erdanschluss drastisch erhöht. Als Folge werden die Stromverteilung des Elektrodensystems und damit in der Regel die Abscheideleistung negativ beeinflusst. Weitaus kritischer ist, dass bei sehr hohem Summenwiderstand die Zündung des Lichtbogens zu keiner auswertbaren Änderung des Kurvenverlaufs und damit der Auswertemöglichkeit für Sekundärspan¬ nung/Sekundärstrom/Primärstrom/Zündwinkel gegeben sind. Der Lichtbogen wird daher durch die Steuerung des Hochspannungserzeugers nicht erkannt. Nicht erfasste und nicht unmittelbar gelöschte Lichtbögen führen zur thermischen Zerstörung der Niederschlagselektroden und Gehäuse bis hin zum Brand und damit zu teilweise erheblichen Schäden und Ausfallzeiten.
Kommt es im Bereich der isolierten Abtragung des Sprühsystems oder der Hochspannungszuführung zu Kondensatbildung, Suspensionsablagerungen oder gelangt in diesen Bereich gesättigtes Prozessgas, können sich elektrische Kriechströme ausbilden, die die Abscheideleistung des Filters limitieren und letztendlich zur Zerstörung der Abtrageisolatoren führen können.
Derzeit gibt es keinen nass arbeitenden Elektrofilter, der eine kontinuierliche, kontaktlose Messung aller Betriebsströ¬ me des Elektrofilters mit einem Ausgangssignal zur Auswertung bereit stellt und somit auch keinen Elektrofilter für die Analyse der einzelnen Betriebsströme. Eine einfache kontinu¬ ierliche Messung der Betriebsströme kann zwar durch einen kontaktgebundenen Shunts erfolgen, hierdurch wird aber ein zusätzlicher Widerstand mit einem sehr geringen Leiterquerschnitt (Oberfläche) in den Erdkreis geschaltet.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Mess- und Auswerteeinrichtung anzugeben, die eine kontinuierlichen, kontaktlosen
Gleichstrommessung der Ableitströme von Kunststoff-
Nasselektrofiltern erlaubt, und darüber hinaus auf die lokale Örtlichkeit von Kurzschlüssen innerhalb des Kunststoff- Nasselektrofilters schließen kann. Desweiteren ist es Aufgabe der Erfindung analog zur Vorrichtung ein Verfahren zur konti- nuierlichen, kontaktlosen Messung und Auswerten von Ableitströmen bei Kunststoff-Nasselektrofiltern anzugeben.
Gelöst ist die auf eine Vorrichtung gerichtete Aufgabe durch eine Mess- und Auswerteeinrichtung zur kontinuierlichen, kon- taktlosen, galvanisch getrennten Gleichstrommessung der Betriebsströme von Kunststoff-Nasselektrofiltern, umfassend eine Messeinrichtung mit einem elektronischen Stromwandler, einer elektronischen Beschaltung und einem Trennverstärker ein potentialgetrenntes analoges Ausgangssignal des Betriebs- Stroms des Kunststoff-Nasselektrofilters zwischen der Nieder¬ schlagselektrode und dem Erdanschluss bereit stellt. Weiter¬ hin ist eine Steuereinrichtung zur Signalverarbeitung des Ausgangssignals umfasst, die Signalmittelwerte der Ausgangs¬ signale bildet und mit Triggerung bei Filterdurchschlag die Signalverläufe aufzeichnet und die einzelnen Kurzschluss¬ ströme berechnet. Weiterhin ist eine über PROFIBUS gekoppelte Computer-Auswerteeinheit umfasst, durch die die Mittelwerte der Betriebsströme sowie die Messdaten des Hochspanungserzeu- gers kontinuierlich archiviert und überwacht werden. Abwei- chungen im zeitlichen Verlauf der einzelnen Betriebsströme bzw. Differenzen zum Gesamtstrom werden erfasst und gemeldet. Die übertragenen Werte der Kurzschlussströme bei Filterdurch¬ schlag werden ebenfalls archiviert und dahingehend ausgewer- tet, dass eine statistische Häufigkeitsverteilung der Ört¬ lichkeit der Filterdurchschläge wiedergegeben werden. Die ar¬ chivierten Messdaten werden durch integrierte, skalierbare Trenddarstellungen visualisiert . Für die Darstellung der ein- zelnen, analogen Messsignale ist ein mehrkanaliges Oszillos- kope integriert.
Die Erfindungsgemäße Messeinrichtung zur kontinuierlichen, kontaktlosen Gleichstrommessung, ist in Figur 3 gezeigt. In einem Isoliergehäuse sind montiert ein elektronisch, galva¬ nisch getrennter Stromwandler 13, dessen Öffnung mit 20mm 0 die Durchführung eines Leiters mit ausreichendem Querschnitt/Oberfläche erlaubt, eine hohe Isolationsfähigkeit, einen geringen Offsetdrift sowie ausreichende Bandbreite (>5kHz) über den Messbereich (z.B. 0-lOOOmA) aufweist. Die Messeinrichtung besteht weiterhin aus einer elektronischen Schaltung zur Spannungsversorgung und Messsignalaufbereitung, einem Trennverstärker für die Bereitstellung eines 4-20mA Analogsignales. Zusätzlich zum Gehäuse sind Anschlussschienen vorgesehen, die zum Anschluss der Messeinrichtung zwischen Erdanschluss Niederschlagselektrode (Durchführung) und Er¬ dungssystem sowie einer Überbrückungsgarnitur dienen.
Die vorliegenden Erfindung schlägt eine Messeinrichtung vor, die durch die Filterbetriebsstrommessungen bereitgestellten Signale durch eine Hardware-/Softwarelösung 11 und 12 derart verarbeitet, dass alle Filterbetriebsströme sowie der Sekun¬ därstrom des Hochspannungsgleichrichtergerätes kontinuierlich archiviert und ausgewertet werden.
Durch Messung/Überwachung der Betriebsströme aller isoliert herausgeführten Elektrofiltererdungen werden sich ergebene Abweichungen (geänderte Stromverteilung, zu geringe bzw. fehlende Betriebsströme) erfasst und gemeldet. Durch Vergleich der Summe aller Betriebsströme mit dem Sekundärstrom des
Hochspannungs-Erzeugers werden evtl. Leckströme (Kriechströme außerhalb des Sprühsystems) detektiert und gemeldet. Darüber hinaus wird durch Auswertung der Signalform der Betriebsströme bei Filterdurchschlägen eine statistische Ver¬ teilung der Örtlichkeit der Entladungen ermittelt, durch die eine zunehmende Fokussierung der Örtlichkeit von Filterdurch- schlagen (mechanischer Defekt, fehlerhafte Ausrichtung des Elektrodensystems, ungleiche Gasverteilung etc.) erfasst und gemeldet wird. Dadurch können Reparaturarbeiten rechtzeitig vor Entstehung größerer Filterschäden eingeleitet werden, wobei zusätzlich Hinweise für die Örtlichkeit der Fehlerquelle im Filter gegeben werden.
Die Stromverteilung der einzelnen Erdleitungen ist von Erdleitung zu Erdleitung unterschiedlich sowohl im Betrieb als auch ohne Prozessgas.
Im Betrieb mit Prozessgas haben Größen Einfluss, wie das Gas¬ strömungsprofil (Art der Anströmung, Gasverteilung, Art der Abgasleitung) , Benetzung der Niederschlagsrohre, Leitwert des abgeschiedenen Mediums bzw. Leitwert der kontinuierlichen Be- nebelung, Leitwert des Spülwassers für Betrieb kurz nach dem Spülen, Lastzustand und Gasbedingungen, Verschmutzungsgrad der Elektroden und Ausführung/Zustand der internen Erdung der Niederschlagselektroden selbst. Eine normale, typische Stromverteilung kann beispielsweise bei der Inbetriebsetzung bestimmt und parametriert werden. Ist die Stromverteilung unabhängig vom Lastzustand, bzw. den Gasbedingungen, werden die Trendwerte der Erdströme mit einem vorgebbaren Mindestwert überwacht wobei bei Abweichung eine Fehlermeldung ausgegeben wird. Diese kann bei beispielsweise <4mA auf den Ausfall Erdstrommessung hindeuten. Ein gemessener Strom von >4mA aber kleiner als der vorgegebene Mindestwert hingegen, kann einen Hinweis für eine geänderte Stromverteilung sein: Wird bei einer parallel stattfindenden Über- prüfung des Durchschlagsverhaltens festgestellt, dass für diese Erdstrommessung vermehrt Durchschläge zugeordnet wer¬ den, deutet dies auf Fehler bei der Filtererdung bzw. auf mechanischer Fehler hin. Weiterhin kann der Gesamtstrom des Hochspannungsgleichrichters mit der Summe der Erdströme verglichen werden. Ergibt sich eine Reduzierung des Erdsummenstroms im Vergleich zum Gesamtstrom HS-Anlage, könnte dies einen Hinweis auf eventu- eil vorhandene Kriechströme außerhalbe des Feldes liefern.
Im Betrieb ohne Prozessgas kann beispielsweise bei Inbetrieb¬ setzung die typische Stromverteilung nach Spülung für eine Referenzmessung festgehalten werden, um die prozentuale Auf- teilung der einzelnen Erdströme zu messen.
Wenn alle oberen und unteren Erdströme der Niederschlags¬ elektroden miteinander verbunden sind, und annähernd den gleichen Leitungswiderstand bis zum Erdanschluss über eine Potentialausgleichschiene haben, dann ist der Kurzschluss¬ strom bei der Erdherausführung am höchsten, die dem Ort des Durchschlags am nächsten liegt.
Die Idee ist eine Fallbetrachtung mit Auswertung und Ver- gleich des prozentualen Stromanstiegs der Durchschlags-
Stromhalbwelle der einzelnen Erdherausführungen (Vergleich zur vorherigen Stromhalbwelle oder wegen evtl. Unsymmetrie Mittelwert über mehrere Stromhalbwellen) . Damit ist eine Zu¬ ordnung der vermuteten lokalen Örtlichkeit des Durchschlags möglich. Durch eine statistische Auswertung lässt sich eine Verlagerung der Durchschläge in nur einen Bereich des Nass- Elektrodenfilters erfasst und als Fehlermeldung ausgegeben.

Claims

Patentansprüche
1. Mess- und Auswerteeinrichtung zur kontinuierlichen, kontaktlosen Gleichstrommessung von Ableitströmen bei Kunst- stoff-Nasselektrofiltern mit einer Sprühelektrode einer Niederschlagselektrode und einem Erdanschluss , umfassend
eine Messeinrichtung 9 mit einem Stromwandler 13, der ein potentialgetrenntes analoges Ausgangssignal 10, 14 des Betriebsstroms des Kunststoff-Nasselektrofilters zwischen der Niederschlagselektrode und dem Erdpotential bereit stellt, und
eine Steuereinrichtung 11, zur Auswertung des Ausgangssignals 10, die Signalmittelwerte der Ausgangssignals 10 bil¬ det und Signale von Kurzschlussströmen detektiert, und
- eine Auswerteeinheit, durch die durch einen Vergleich der gebildeten Signalmittelwerte mit den Signalen von detek- tierten Kurzschlussströmen auf die lokale Örtlichkeit von Kurzschlüssen innerhalb des Kunststoff-Nasselektrofilters schließbar ist.
2. Mess- und Auswerteeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das potentialgetrennte Ausgangssignal 10, 14 zwischen 4 und 20 mA beträgt.
3. Mess- und Auswerteeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Stromwandler eine Öffnung von mindesten 20mm2 zur Durchführung eines Leiters mit ausreichendem Querschnitt aufweist.
4. Mess- und Auswerteeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Stromwandler derart ausgestaltet ist, dass er eine hohe elektromagnetische Ver¬ träglichkeit aufweist.
5. Mess- und Auswerteeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, weiterhin umfassend einen Anschluss 16 an ein Elektro- filter-Erdungssystem, der für industrielle Umgebungsbedingungen wie Temperatur und Feuchtigkeit geeignet ist.
6. Verfahren zur kontinuierlichen, kontaktlosen Messung und Auswerten von Ableitströmen bei Kunststoff-Nasselektrofiltern mit einer Sprühelektrode einer Niederschlagselektrode und ei¬ nem Erdanschluss , bei dem
- eine Messeinrichtung 9, umfassend einen Stromwandler 13, ein potentialgetrenntes analoges Ausgangssignal 10, 14 des Betriebsstroms des Kunststoff-Nasselektrofilters zwischen der Niederschlagselektrode und dem Erdpotential bereit stellt, und
- eine Steuereinrichtung 11, die das Ausgangssignal 10 auswertet, und dabei Signalmittelwerte des Ausgangssignal 10 bildet und Signale von Kurzschlussströmen detektiert, und
eine Auswerteeinheit, die durch einen Vergleich der ge¬ bildeten Signalmittelwerte mit den Signalen von detektierten Kurzschlussströmen auf die lokale Örtlichkeit von Kurzschlüs¬ sen innerhalb des Kunststoff-Nasselektrofilters schließt.
7. Verfahren nach Anspruch 6, wobei die Steuereinheit 11, zur Detektion von Kurzschlussströmen ein Trigger-Signal, wel- ches einen Mittelwert des Stroms aus einem den Kunststoff- Nasselektrofilter mit Hochspannung versorgenden Hochspannungsgleichrichter 5 liefert, mit dem Betriebsstrom des
Kunststoff-Nasselektrofilters vergleicht .
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Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2144003A (en) * 1983-07-25 1985-02-20 Belco Pollution Control Corp Power supply for electrostatic precipitator
DE69206182T2 (de) * 1991-04-12 1996-06-27 Enel Spa Hochfrequenz-Kommutationstyp geschützt durch Leistungsversorgung, insbesondere für elektrostatische Abscheider.
US5689177A (en) * 1996-01-11 1997-11-18 The Babcock & Wilcox Company Method and apparatus to regulate a voltage controller
WO2001008804A1 (de) 1999-07-31 2001-02-08 Metallgesellschaft Ag Erdleiter für erdungsanlagen
US20070151446A1 (en) * 2005-12-29 2007-07-05 General Electric Company System and method for applying partial discharge analysis for electrostatic precipitator
US20100116127A1 (en) * 2008-11-12 2010-05-13 General Electric Company System and method for locating sparks in electrostatic precipitators
WO2015188837A1 (en) * 2014-06-13 2015-12-17 Flsmidth A/S Controlling a high voltage power supply for an electrostatic precipitator

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10328586A1 (de) * 2003-06-25 2005-01-20 Siemens Ag Elektrostatisches Filter mit Durchschlagerkennung
DE102007056704B3 (de) * 2007-11-24 2009-04-23 Robert Bosch Gmbh Elektrostatischer Abscheider und Verfahren zur Bestimmung eines Zustandes eines mit elektrischer Energie betriebenen elektrostatischen Abscheiders
DE102011110057A1 (de) * 2011-08-12 2013-02-14 Emitec Gesellschaft Für Emissionstechnologie Mbh Verfahren zum Regeln einer Ionisationseinrichtung von einer Abgasnachbehandlungsvorrichtung

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2144003A (en) * 1983-07-25 1985-02-20 Belco Pollution Control Corp Power supply for electrostatic precipitator
DE69206182T2 (de) * 1991-04-12 1996-06-27 Enel Spa Hochfrequenz-Kommutationstyp geschützt durch Leistungsversorgung, insbesondere für elektrostatische Abscheider.
US5689177A (en) * 1996-01-11 1997-11-18 The Babcock & Wilcox Company Method and apparatus to regulate a voltage controller
WO2001008804A1 (de) 1999-07-31 2001-02-08 Metallgesellschaft Ag Erdleiter für erdungsanlagen
US20070151446A1 (en) * 2005-12-29 2007-07-05 General Electric Company System and method for applying partial discharge analysis for electrostatic precipitator
US20100116127A1 (en) * 2008-11-12 2010-05-13 General Electric Company System and method for locating sparks in electrostatic precipitators
WO2015188837A1 (en) * 2014-06-13 2015-12-17 Flsmidth A/S Controlling a high voltage power supply for an electrostatic precipitator

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
R.G. CORBIN: "A method for the location of sparks in electrostatic precipitators", APPLIED ACOUSTICS., vol. 22, no. 4, 1 January 1987 (1987-01-01), GB, pages 297 - 317, XP055399703, ISSN: 0003-682X, DOI: 10.1016/0003-682X(87)90046-6 *

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