NO814276L - Fremgangsmaate til styring av likespenningen i et elektrostatisk stoevfilter - Google Patents

Description

Oppfinnelsen angår en fremgangsmåte for styring av arbeids-parametrene for et elektrostatisk støvfilter, som forsynes med en med spenningsimpulser overlagret likespenning.

Det er en dokumentert kjensgjerning at et alminnelig to-elektrodefilters egenskaper kan forbedres ved impulsdrift,

idet høyspenningsimpulser med egnet varighet og med egnet repetisjonsfrekvens overlagres en arbeidslikespenning.

De forbedringene, som sammenlignet med vanlig likestrøms-drift oppnås ved impulsdrift, skyldes den kobinerte virkningen av følgende fordeler: Høyere toppspenning uten for mange overslag og følgelig

forbedret partikkelladning.

Mer effektiv slukning1 av gnister og bedre undertrykkelse

av begynnende tilbakestråling.

Koronautladningsstrømmen kan styres ved hjelp av impuls-repetisjonsfrekvensen og impulsamplituden. Dette med-fører at filterstrømmen nedsettes til under nivået for tilbakestråling i tilfelle av høyresistivt støv, uten at filterspenningen reduseres.

For kortvarige impulser finner koronautladningen sted et godt stykke over koronastartnivået ved konstant likespenning og undertrykkes under den resterende del av impulsene til romladningene. Dette medfører en mer ensartet forde-ling av koronautladningen langs utladningselektroden. Videre påvirkes koronautladninger ved korvarige impulser mindre av endringer i gass- og støvforhold. Dette for-bedrer et spesielt forsynt felts indre strømfordeling. - Det oppnås stabil koronautladning fra overflater med større krumningsradiuser. Dette tillater anvendelse av utladningstråd med stor diameter eller utladningselektroder av den stive typen med relativt korte og stumpe spisser, hvilket reduserer risikoen for utladningselektrodefeil.

De oppnådde forbedringene av filteregenskapene medfører en øket partikkelvandrehastighet, især for høyresistivt støv, og tillater reduksjon av samleelektrodearealet for nye installasjoner eller forbedringer av effektiviteten av eksisterende installasjoner uten å øke samleelektrodearealet.

For praktisk anvendelse er automatisk styring av filterstrøm-forsyningen av største viktighet for å sikre optimal ytelse under skiftende arbeidsbetingelser og for å fjerne behovet for overvåkning av og innstillingen av de elektriske parametrene .

Med vanlige likespenningsforsyninger regulerer de i alminnelighet anvendte styreanlegg filterspenningen og -strømmen, og sagt med andre ord har den anvendte strategi til hensikt å tilveiebringe maksimale spenninger og strømmer innenfor de av overslagsforholdene opptrukne grenser. Mulighetene for forskjellige strategier er forholdsvis begrenset, ettersom filterspenningen er den eneste parameter, som kan reguleres uavhengig.

I motsetning hertil tillater impulsdrift uavhengig styring

av følgende parametre:

1. Likespenningsnivået

2. Impulsspenningsnivået

3. Impulsrepetisjonsfrekvens

4. Impulsbredden

Muligheten for å kombinere innstillingen av flere parametre tillater utvikling av høyeffektive styrestrategier, idet de fenomener, som finner sted i filteret måles og tolkes korrekt.

Det er oppfinnelsens formål å tilveiebringe en fremgangsmåte for styring av disse parametrene for tilveiebringelse av optimal funksjon av impulsdrevet filter.

Da det er av betydning for filterets effektivitet at likespenningen holdes så høy som mulig er det formålet å styre denne spenningen til dens høyeste tillatelige nivå, hvis nivå er bestemt av den tillatte koronastrøm ved det mellom impulsene herskende likespenningsnivået.

Når det er behov for styring, skyldes det, at størrelsen på koronautladningsstrømmen ikke kun er avhengig av likespenningen, men også påvirkes av den aktuelle anvendelse og endring i tilstanden av gassen og støvet, som skal utskilles.

Ifølge oppfinnelsen styres likespenningen ved periodisk avbrytelse av impulsene, måling av koronautladningsstrømmen,

som bevirkes av likespenningen, sammenligning av de målte verdier med en innstilt verdi, en økning eller minskning av likespenningen avhengig av om den målte verdi av utladnings-strømmen er henholdsvis lavere eller høyere enn den innstilte verdi.

Dette kan ifølge oppfinnelsen tilveiebringes ved til stadighet å la likespenningen vokse eller avta lineært og opprettholde en økning eller endre et fall til en økning når den målte utladningsstrøm er mindre enn den innstilte verdi, og å endre en vekst eller et fall eller bibeholde et fall når den målte utladningsstrøm er høyere enn den innstilte verdi.

I de perioder hvor impulsene blir avbrutt kan likespenningen ifølge oppfinnelsen forbigående økes med et forut fastlagt beløp og holdes hevet under målingen av koronastrømmen. Denne forbigående økningen kan starte kort tid før impulsen avbrytes, således at impulsen ikke avbrytes, før den forbigående økningen av likespenningen er etablert. På denne måten kan den perio-de, i hvilket filterets effektivitet er redusert som følge av impulsenes avbrytelse gjøres minst mulig, idet avbrytelsen kan utsettes til umiddelbart før målingen av koronautladnings-strømmen.

Etter måling av den forbigående hevede likespenningen vil den koronautladningsstrøm, som bevirkes av impulsene, som igjen innkobles mot slutten av måleperioden,- senke likespenningsnivået til det ønskede nivå.

Denøkningen eller reduksjonen av den opprinnelige likespenningen, som skal skje som følge av styringen, kan ifølge oppfinnelsen bestemmes ved hjelp av en styring med lukket sløyfe, som regulerer likespenningen til å skape en forut fastlagt koronastrøm, eller den opprinnelige likespenningen kan økes eller reduseres med en forut valgt diskre verdi.

Oppfinnelsen skal i det følgende nærmere forklares med henvis-ning til tegningene, hvor: Fig. 1 viser impulser overlagret en likespenning for forsyning

av et elektrostatisk filter.

Fig. 2 viser skjematisk et spennings/tidsdiagram av forløpet av en likespenningskoronamåleperiode i en forkortet tidsmålestokk. Fig. 3, 4 og 5 viser skjematisk andre spennings/tidsdiagrammer

over forløpet av likespennings-koronamåleperioder.

Fig. 1 viser skjematisk spenningsimpulser med høyden Up, overlagret en likespenning UDCfor forsyning av et elektrostatisk filter. Figuren viser spenningen på utladningselektroden som en funksjon av tiden. Denne spenningen vil i alminnelighet være negativ i forhold til jord, og det viste er således den numeriske spenningen. I den følgende forklaringen vil spen-ningsnivåer såvel somøkninger eller reduksjoner av disse referere til den numeriske spenningen.

For å trekke den fulle nytten av impulsteknikken er det viktig at likespenningsnivået holdes så høyt som mulig, dvs. litt over koronaslukkespenningen eller på en spenning, som frem-bringer en viss koronastrøm, avhengig av den aktuelle anven- . deise.

For anvendelser med høyresistivt støv oppnås optimal drift

når likespenningen holdes litt under koronaslukkespenningen. Formålet hermed er å slukke koronautladningen fullstendig etter hver impuls. I forbindelse med passende lange inter-valler mellom impulsene tillater dette at likespenningsfeltet

fjerner ioneromladningen fra rommet mellom elektrodene før den neste impuls påføres og tillater således en høy impuls-spisspenning uten overslag. Videre tillater det full styring av koronautladningsstrømmen ved hjelp av impulshøyden og repe-tisjons frekvensen .

Ved anvendelser i forbindelse med støv med lavere resistivitet er det fordelaktig med en viss koronautladning ved likespenningsnivået for å sikre at det til stadighet flyter strøm gjennom det utskilte støv.

Ved en utførelsesform bestemmes likespenningsnivået ved hjelp av den såkalte "finger-metode", som er vist på fig. 2. Med visse tidsintervaller, som f.eks. kan velges liggende mellom 1 og 10 minutter, økes likespenningen med en viss verdi, A U, som f.eks. kan velges mellom 0 og 10kV, for dannelse av et platå. Spenningsimpulsene, som er her vist som loddrette streker, reduseres således at summen av likespenningen pluss impulsspenningen holdes konstant. Når det ønskede likespenningsnivået er nådd slukkes impulsene og et kretsløp for måling av koronautladningsstrømmen aktiveres. Målingen foretas under et likt antall halvperioder av nettfrekvensen for å eliminere virkningen av forskyvningsstrømmen. Denne styringen kan sam-menligne den målte verdien med en innstilt verdi, som f.eks. kan velges mellom 0 og den nominelle filterstrøm. Hvis innstillingsverdien overskrides stilles likespenningen tilbake til et nivå, som ligger en viss verdi 6 U, som kan velges mellom 0,2 og lkV, under impulsverdien forut for målingen, dvs. som vist på fig. 2. Dersom innstillingsverdien ikke overskrides innstilles likespenningen tilbake til en verdi, som ligger med den samme verdi over den opprinnelige innstillingen. Etter at målingen er brakt til opphør innkobles impulsspenningen igjen og holdes på et nivå, som tilsvarer en fast maksimalverdi for summen av likespenningen og impulsspenningen. I intervallet mellom finger- eller platåspennin-gene holdes likespenningen uendret, med mindre det opptrer overslag mellom impulsene. De ovenfor angitte valg av verdier er valg som er basert på praktiske erfaringer.

Ved en annen utførelsesform, som er vist på fig. 3, anvendes samme fremgangsmåte med følgende modifikasjoner:

- Impulsspenningen avbrytes før likespenningen heves.

- Etter at koronastrømmalingen er brakt til opphør innkobles impulsspenningen igjen på et nivå, som ligger et visst beløp, som f.eks. kan velges mellom 0,3kV og 6kV, under verdien forut for likespennings-økningen og et spesielt kretsløp hever i løpet av 5 sekunder impulsspenningsnivået eksponensielt til

den verdi, som den hadde forut for koronautladnings-målingen.

Ved en annen utførelsesform, som er vist på fig. 4, skjer det ingen økning av likespenningen under målingen. Impulsene avbrytes i et visst tidsintervall, som kan velges mellom 1

og 10 minutter og forblir avbrutt i den tid, som er nødvendig for å utføre en måling av koronautladningsstrømmen. Denne målingen utføres under et likt antall halvperioder av nettfrekvensen. Ved denne versjonen bestemmes likespenningen ut fra den målte strøm ved hjelp av en styring med lukket sløyfe. Strømverdien kan velges mellom 0 og den maksimale filterstrøm.

Det kan anvendes kombinasjoner av de ovenfor beskrevne eksemp-ler. Således kan "finger-metoden" ved den beskrevne foretrukne utførelsesform, og styring med lukket sløyfe kan anvendes i forbindelse med "finger-metoden".

Ved en utførelsesform, som er vist på fig. 5, kan likespenningen til stadighet økes meget langsomt. Ved den første a, og en annen b, måleperiode, overskrider koronastrømmen ikke innstillingsverdien. Ved en tredje måleperiode c, overskrider koronastrømmen innstillingsverdien og den stadige økningen av . likespenningen vendes til en stadig reduksjon av denne med samme svake helling som hellingen til den tidligere økningen.

I den neste måleperioden d, er koronastrømmen stadig større

enn innstillingsverdien og likespenningens fall fortsetter inn-til en måling e viser koronastrøm, som ligger under den innstilte verdien og vender likespenningens reduksjon til en økning.

Claims (9)

1. Fremgangsmåte for styring av likespenning i et elektrostatisk filter, som forsynes med impulsoverlagret likespenning, karakterisert ved at impulsene avbrytes periodisk og koronautladningsstrømmen, som bevirkes av likespenningen, måles og sammenlignes med en innstilt verdi, og at likespenningen økes eller reduseres avhengig av om den målte utladningsstrøm er henholdsvis mindre eller større enn den innstilte verdi.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at likespenningen til stadighet stiger eller faller lineært med tiden og at stigningen opprettholdes, eller at fallet endres til å stige når den målte utladningsstrømmen er lavere enn den innstilte verdi, og at en stigning endres til et fall eller et fall opprettholdes når den målte utladnings-strøm er større enn den innstilte verdi.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at likespenningen forbigående økes med en forutgående fastlagt verdi og holdes på det hevede nivået under målingen av koronastrø mmen.

4. Fremgangsmåte ifølge krav 3, karakterisert ved at impulsene ikke avbrytes før den forbigående økningen av likespenningen er etablert.

5. Fremgangsmåte ifølge krav 3 eller 4, karakterisert ved at impulsene igjen innkobles mot slutten av perioden med forbigående hevet likespenningsnivå.

6. Fremgangsmåte ifølge krav 1, 3, 4 eller 5, karakterisert ved at den av koronautladningsstrømmen bevirkedeø kning eller reduksjon av den opprinnelige likespenning bestemmes ved en styring med lukket sløyfe, som regulerer likespenningen til tilveiebringelse av en forut fastlagt koronastrøm.

7. Fremgangsmåte ifølge krav 1, 3, 4 eller 5, karakterisert ved at økningen eller reduksjonen av den opprinnelige likespenning, som resulteres av koronautlad-ningsstrømmen skjer med et på forhånd fastlagt diskret verdi.

8. Fremgangsmåte ifølge krav 1-7, karakterisert ved at impulshøyden, når likespenningsnivået økes eller reduseres, reguleres slik at summen av likespenningen og impulsspenningen holdes konstant før og etter måleperioden.

9. Fremgangsmåte ifølge krav 2, karakterisert ved at den kontinuerlige økningen av eller reduksjon av likespenningen, som kommer fra målingen av koronautladnings-strømmen, bestemmes ved hjelp av en styring med lukket sløyfe, som regulerer likespenningen til tilveiebringelse av en på forhånd fastlagt koronastrøm.