JP7311224B2 - 電気集塵装置及びその運転方法 - Google Patents
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Description
(i) 前記直流高電圧電源の出力電圧の値が、所定の閾値以下となった場合に、低電圧検出信号が出力される。
(ii) 前記低電圧検出信号が出力されている間、前記直流高電圧電源からの出力を遮断した後に前記湿式電気集塵機本体に該出力を再投入する制御が、所定周期毎に繰り返し実行される。
(iii) 前記低電圧検出信号の出力が開始したとき、計時動作が開始され、計時時間が第1の所定時間になったとき、異常放電消去信号が出力され、前記直流高電圧電源の出力を完全に遮断する制御が実行される。
(iA) 前記直流高電圧電源の出力電圧の値が、所定の閾値以下となった場合に、低電圧検出信号が出力され、該低電圧検出信号が出力されると、タイマは計時動作を開始する。
(iiA) 前記タイマによる計時時間が第1の所定時間を経過したときに、異常放電消去信号が出力され、前記直流高電圧電源の出力を完全に遮断する制御が実行される。但し、前記タイマによる計時動作の継続中に、前記直流高電圧電源の出力電圧の値が、所定の閾値以上に回復している時間が第2の所定時間以上継続した場合には、計時動作を停止しタイマによる計時時間を0Sにリセットする。
(iiiA) 前記回復している時間が、前記第2の所定時間以下の場合は、回復とみなさず、計時動作を継続し、タイマによる計時時間が前記第1の所定時間になったとき、異常放電消去信号が出力され、前記直流高電圧電源の出力を完全に遮断する制御が実行される。
本発明の一実施形態である、電気集塵装置1は、図1に示す通り、湿式電気集塵機本体11と直流高電圧電源12とを含んで構成される装置であり、従来の電気集塵装置同様、各種の排ガス中に微粒子として含有される有害なダストやミストを捕集する目的で使用されるものである。但し、電気集塵装置1は、実効電圧として70kV以上の電圧を湿式電気集塵機本体11の集塵極112に印加することができる直流高電圧電源12を備える高電圧型の電気集塵装置であり、尚且つ、そのような高電圧型の電気集塵装置でありながら、出力電圧リップルを平滑化して運転の安全性を確保するために従来必須とされていたコンデンサが設置されていないことを特徴とするものである。尚、本明細書においては、実効電圧として70kV以上の電圧を湿式電気集塵機本体11の放電極(電極ロッド124及び放電線125)に印加することができる直流高電圧電源12を備える電気集塵装置のことを、「高電圧型の電気集塵装置」と称するものとする。
以下、電気集塵装置1の直流高電圧電源12を構成する電力変換回路の回路構成の詳細を説明する。図4は、電気集塵装置1の直流高電圧電源12を構成する電力変換回路の等価回路を示す。同図に示す通り、電力変換回路C1は、入力側から出力側に向けて、交流電源6、入力側整流器5、スイッチング素子4、変圧器3、出力側整流器2が順次接続されている。そして、電力変換回路C1においては、スイッチング素子4は、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ(IGBT)とされている。
次に、以上の構成からなる電気集塵装置1の基本動作について説明する。集塵極112(図2)が接地された状態で、直流高電圧発生部12A(図3)から発生された負極の直流高電圧Vが、直流高電圧入力部12B(図3)を介して、直流高電圧として放電極(電極ロッド124及び放電線125)に印加される。
ここで、高電圧型の電気集塵装置である電気集塵装置1においては、荷電電圧を70kV以上の高電圧とすることで、集塵効率を高めることができるものの、処理大量とする排ガス中に含まれる微粒子濃度にかかわらず、電力を大量に消費し続けるのは経済性においては必ずしも好ましくない。そこで、省エネルギーの観点から、高電圧型の集塵装置においては、排ガス中の微粒子濃度に応じて荷電電圧を可変制御することがより好ましい。これにより、過剰に印加される直流高電圧を抑制することで省電力を達成しつつ、集塵効率を維持しつつ、省電力を図ることができる。この荷電電圧の制御手段は特定の手段に限定されないが、例えば、「特開2013―252477号公報」に開示されている電源制御装置における制御手段を適用することができる。
ここで、高電圧型の電気集塵装置においては、異常放電(主には、火花放電の前兆となるグロー放電)から湿式電気集塵機本体11を保護するための異常放電消去処理が実行されている。この異常放電消去処理は、例えば、「特開2011-240288号公報」に開示されている以下の方法によることができる。
(i) 直流高電圧電源12の出力電圧の値が、所定の閾値(一例として、24kV)以下となった場合に、低電圧検出信号が出力される。
(ii) 上記低電圧検出信号が出力されている間、直流高電圧電源12からの出力を遮断した後に、上記出力を湿式電気集塵機本体11に再投入する制御が、所定周期毎に繰り返し実行される(一例として、450mS毎に、20mS間出力を遮断後に再投入する制御)。
(iii) 上記の低電圧検出信号の出力が開始したとき、計時動作が開始され、計時時間が第1の所定時間(一例として、8S)になったとき、異常放電消去信号が出力され、その結果、直流高電圧電源12の出力を完全に遮断する制御が実行される。
(iA) 直流高電圧電源12の出力電圧の値が、所定の閾値(一例として、24kV)以下となった場合に、低電圧検出信号が出力され、低電圧検出信号が出力されると、タイマは計時動作を開始する。
(iiA) タイマによる計時時間が第1の所定時間(一例として、8S)を経過したときに、異常放電消去信号が出力され、その結果、直流高電圧電源12の出力を完全に遮断する制御が実行される。但し、タイマによる計時動作の継続中に、直流高電圧電源12の出力電圧の値が、所定の閾値(一例として、24kV)以上に回復している時間が第2の所定時間(一例として、600mS)以上継続した場合には、計時動作を停止しタイマによる計時時間を0Sにリセットする。
(iiiA) 上記の「回復している時間」が、上記の第2の所定時間(一例として、600mS)以下の場合は、回復とみなさず、計時動作を継続し、タイマによる計時時間が所定時間(一例として、8S)になったとき、異常放電消去信号が出力され、その結果、直流高電圧電源12の出力を完全に遮断する制御が実行される。
11 湿式電気集塵機本体
111 上部ケーシング
112 集塵極(側部ケーシング)
113 下部ケーシング
114 架構
12 直流高電圧電源
12A 直流高電圧発生部
12B 直流高電圧入力部
121 上部グリッド
123 下部グリッド
124 電極ロッド
125 放電線
126 ウェイト
127 上向きスプレーノズル
128 洗浄用配管
132 ブスダクト
133 碍子室
143 保護抵抗
151 ブスバー
152 壁貫通碍子
153 閉止板
161 支持碍子
172 高電圧出力端子
2 出力側整流器
3 変圧器
4 スイッチング素子(絶縁ゲートバイポーラトランジスタ(IGBT)
4B スイッチング素子(サイリスタ)
5 入力側整流器
6 交流電源
7 荷電方式切り替え手段
8 保護抵抗コンデンサ
81 コンデンサ
82、83 抵抗
C1 電力変換回路
C2 電力変換回路(従来型)
G1 ダストを含有する排ガス
G2 ダストが除去された排ガス
Claims (3)
- 排ガス中に含まれる重金属の微粒子を捕集する、電気集塵装置の運転方法であって、
前記重金属は、砒素(As)を含んでなり、
前記電気集塵装置は、筺体部分が導電性の繊維強化プラスチック(FRP)で構成されていて、
放電極と集塵極とを備え、湿式電気集塵機本体と、前記湿式電気集塵機本体に70kV以上の直流高電圧を印加することができる直流高電圧電源と、を備え、
前記直流高電圧電源は、入力側から出力側に向けて、交流電源、入力側整流器、スイッチング素子、変圧器、及び、出力側整流器が順次接続されてなる電力変換回路を含んで構成されていて、
前記スイッチング素子が、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ(IGBT)であって、
前記電力変換回路には、出力電圧リップルを軽減させるコンデンサが設置されておらず、
前記湿式電気集塵機本体に投入されるガス中の微粒子濃度が一定濃度以下となった場合に、湿式電気集塵機本体に対する荷電方式を、連続荷電から間欠荷電に切り替えながら、前記電気集塵装置を実効印加電圧70kV以上80kV以下で運転することによって、前記砒素(As)の集塵効率を99.8%以上99.9%以下に維持する、
電気集塵装置の運転方法。 - 請求項1に記載の電気集塵装置の運転方法であって、
下記(i)乃至(iii)の処理を順次行う処理フローにより、異常放電消去処理を行う、電気集塵装置の運転方法。
(i) 前記直流高電圧電源の出力電圧の値が、所定の閾値以下となった場合に、低電圧検出信号が出力される。
(ii) 前記低電圧検出信号が出力されている間、前記直流高電圧電源からの出力を遮断した後に前記湿式電気集塵機本体に該出力を再投入する制御が、所定周期毎に繰り返し実行される。
(iii) 前記低電圧検出信号の出力が開始したとき、計時動作が開始され、計時時間が第1の所定時間になったとき、異常放電消去信号が出力され、前記直流高電圧電源の出力を完全に遮断する制御が実行される。 - 更に、下記(iA)乃至(iiiA)の処理を併せて順次行う処理フローにより、異常放電消去処理を行う、請求項2に記載の電気集塵装置の運転方法。
(iA) 前記直流高電圧電源の出力電圧の値が、所定の閾値以下となった場合に、低電圧検出信号が出力され、該低電圧検出信号が出力されると、タイマは計時動作を開始する。
(iiA) 前記タイマによる計時時間が第1の所定時間を経過したときに、異常放電消去信号が出力され、前記直流高電圧電源の出力を完全に遮断する制御が実行される。但し、前記タイマによる計時動作の継続中に、前記直流高電圧電源の出力電圧の値が、所定の閾値以上に回復している時間が第2の所定時間以上継続した場合には、計時動作を停止しタイマによる計時時間を0Sにリセットする。
(iiiA) 前記回復している時間が、前記第2の所定時間以下の場合は、回復とみなさず、計時動作を継続し、タイマによる計時時間が前記第1の所定時間になったとき、異常放電消去信号が出力され、前記直流高電圧電源の出力を完全に遮断する制御が実行される。
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