SE515603C2 - Sätt att styra strömtillförsel till en elektrostatisk stoftavskiljare - Google Patents

Description

20 25 30 35 . . . - . v 515 603 2 har lága driftskostnader och är förbundna med väsentligt mindre risker för haverier och driftsavbrott p.g.a. funktionsfel är de i mànga sammanhang ett självklart val.

Ett ofta mycket svärbemästrat problem uppträder när stoft med hög resistivitet skall avskiljas. Vid sadana driftsfall tvingas man ofta att arbeta med ytterst ogynnsamma driftsparametrar p.g.a. risken för partialurladdningar i det pà utfällningselektroderna successivt växande stoftskiktet. När man får partialurladdningar i stoftskiktet blir effekten bl.a. emission av laddningar och stoft fràn utfällnings- elektroderna, s.k. àterstrálning (eng. back-corona).

För att optimera driften och minska energiförbrukningen samtidigt som avskiljningen förbättras har flera metoder för pulsmatning av strömmen till elektrostatiska stoftavskiljare föreslagits. Exempel finns i US-4,052,l77 och US-4,4l0,849.

I den först nämnda föreslas inmatning av pulser som är av storleksordningen mikrosekunder, vilket innebär att likriktarna blir mycket dyra. I den senare föreslas pulser av storleksordningen millisekunder, vilket ganska enkelt kan erhàllas genom selektiv styrning av helt vanliga tyristorlikriktare som matas med växelspänning av nätfrekvens.

Genom pulsmodulering av en mellanfrekvens pà 10 till 50 kHz erhàlles med relativt enkla medel pulslängder ned till 0,02-0,10 ms och en snabb reglering med tillförlitlig styrning av strömtillförsel till en elektrostatisk stoftavskiljare. Sàdana metoder beskrivs i bl.a.

DE-35 22 568 och WO-88/07413.

Kriteriet för en god reglering är antingen att gasen som passerar stoftavskiljaren renas så làngt som möjligt eller att man med minsta energiförbrukning häller utsläppen av renad gas med stofthalter under ett föreskrivet gränsvärde. Stoftkoncentrationen i skorstenen är alltså det slutgiltiga kvalitetsmàttet pá regleringen.

Ofta arbetar ett flertal stoftavskiljarenheter parallellt och även i serie. Det totala antalet kan vara mer 10 15 20 25 30 35 515 605§#ïg:fg¿fff I 3 än 20. Av detta skäl är det mycket svårt, för att inte säga omöjligt att enbart med ledning av den stoftkoncentration som uppmätes i skorstenen söka optimera varje enhet i den elektrostatiska stoftavskiljaren.

Ett flertal försök med optimering av driften grundad på enbart mätning av elektriska storheter har redan gjorts och som exempel hänvisas till US-4,3ll,49l, EP-097 161, EP-465 547, EP-184 922 och EP-186 338 samt WO-93/10902.

Dessa exempel, med undantag av den näst sista, EP-186 338, förutsätter dock, kanske omedvetet, att ström matas in till stoftavskiljaren med tyristorstyrda likriktare från ett nät 50 eller 60 Hz. frihet råder att mata in strömpulser med godtycklig storlek med låg frekvens, I en situation där full vid godtycklig frekvens kommer de flesta av dessa metoder inte att kunna användas som optimeringsalgoritmer.

EP-184 922 förefaller vara den enda av de ovan nämnda metoderna, föreslagna för nätfrekvensbundna likriktare, som skulle kunna användas framgångsrikt vid en strömtillförsel med fritt styrbar pulsfrekvens. Vid denna metod maximeras kvoten mellan den toppspänning man erhåller mellan stoftavskiljarens elektroder och den laddning som med varje enskild puls tillföres elektroderna.

EP-186 338, berör enbart styrning av strömpulser där en puls överlagras en basspänning. Denna bygger på samma princip som EP-184 922, men är svårare att tillämpa därför att den förutsätter mätning av den nettoladdning som med varje puls tillföres elektroderna i stoftavskiljaren. Ett pulsdon med baslikriktare arbetar vanligtvis enligt principen att elektroderna, via en lagringskondensator och en svängningskrets, snabbt laddas upp till hög spänning och att en del av laddningen sedan får svänga tillbaka till lagringskondensatorn. Strömmen i svängningskretsen är oftast en eller två storleksordningar över den intressanta nettoströmmen, d.v.s. skillnaden mellan vad som tillföres och därefter bortföres. Vid denna typ av strömtillförsel är nedan beskriven uppfinning inte lämplig. 10 15 20 25 30 35 515 603 4 Den av ovanstående referenser som, utöver de tvá senast nämnda, anvisar den mest näraliggande metoden är WO- 93/10902. I denna föreslas att man fastställer en referens- nivà Unfför spänningen, nära koronastartspänningen, och ett tidsintervall, väsentligen sammanfallande med det intervall för en enskild puls under vilket koronaström går mellan elektroderna i stoftavskiljaren. Därefter beräknas en integral med integranden U(U - UmJ under det fastställda intervallet och integralens värde användes som styrparameter. Denna metod har dock visat sig användbar endast dà pulslängden har en konstruktionsbetingad övre begränsning och föreslagen algoritm konvergerar inte, då pulserna tillàtes bli godtyckligt lànga.

UPPFINNINGENS SYFTE Det har visat sig att de hittills föreslagna metoder för styrning, vid pulsmatning av ström till en elektrostatisk stoftavskiljare, som bygger pà mätning av elektriska storheter inte alltid, vid avskiljning av högresistivt stoft, leder fram till en optimal parameterkombination. En avgörande svaghet för de flesta anvisade metoderna är att de fungerar pà avsett sätt bara när pulsfrekvensen pà nàgot sätt är under bivillkor, exv. är lika med eller en submultipel av nätfrekvensen.

Det är en huvuduppgift för föreliggande uppfinning att anvisa en metod som, grundad pà mätning av enbart elektriska storheter i en viss stoftavskiljarenhet, rent allmänt ger en snabb och säker inreglering av denna elektrostatiska stoftavskiljarenhet.

Det är speciellt en uppgift för aktuell uppfinning att anvisa en metod som kan användas vid pulsmatning av ström, vid säväl höga som làga frekvenser, frán förhållanden, med intermittent uppladdning, som nästan motsvarar likspänning, ända ned till pulslängder av storleksordningen l mikrosekund och därunder. 10 15 20 25 30 35 . . - . . - 515 603 SAMANFATTNING AV UPPFINNINGEN Föreliggande uppfinning avser ett sätt att vid en elektrostatisk stoftavskiljarenhet, innefattande emissionselektroder och utfällningselektroder, mellan vilka en periodiskt varierande högspänning upprätthàlles, styra en till dessa matad pulserande likström. En inreglering sker genom att den pulserande likströmmens frekvens, pulshöjd och/eller pulslängd, varieras, sà att ett flertal frekvens- höjd-längd-kombinationer erhàlls. Spänningen mellan emissionselektroder och utfällningselektroder mätes.

Vid sättet enligt uppfinningen definieras ett tidsintervall, vars längd inte överstiger periodtiden 1/f, där f är pulsfrekvensen, och inte understiger pulslängden, för Varje frekvens-höjd-längd-kombination_ En funktion av spänningen definieras, beräknas och integreras under det fastställda tidsintervallet. Ett godhetstal fastställes genom att det erhallna värdet för integralen divideras med pulsens laddning eller med en skalfaktor beroende av pulsens laddning. Det fastställda godhetstalet användes för utväljande av den pulserande likströmmens frekvens-höjd- längd-kombination för fortsatt drift.

ALLMÄN BESKRIVNING AV UPPFINNINGEN En av de grundläggande iakttagelserna vid drift av elektrostatiska stoftavskiljare är att avskiljningen blir mer effektiv när spänningen mellan emissionselektroder och utfällningselektroder ökas. Väsentligen finner man att partiklarnas fysiska vandringshastighet beror pà kvadraten av den elektriska fältstyrkan och därmed även pà kvadraten av spänningen.

En effektiv avskiljning kräver därför en hög spänning.

Ju högre desto bättre. Det användbara spänningsintervallet 10 15 20 30 515 603 _ ggjfiç. -f 6 begränsas emellertid uppàt av att man får överslag mellan elektroderna. Vid problemfri drift söker man därför att arbeta sä nära överslagsgränsen som möjligt.

Hög spänning betyder också generellt att strömtätheten blir hög. Om det stoft som avskiljes leder ström bra innebär detta inte nàgot problem, men om stoftet har hög resistivitet och strömtätheten i gasen är hög kommer det avskiljda stoftskiktet pà utfällningselektroderna att laddas upp tills den elektriska fältstyrkan i skiktet blir tillräcklig för att genom stoftskiktet driva samma höga strömtäthet. Detta leder ofta till elektrisk nedbrytning av stoftskiktet, s.k. àterstrálning (eng. back-Corona) om inte strömtätheten begränsas.

Det är sedan länge, mer än 50 àr, känt att pulsmatning av strömmen till elektrostatiska avskiljare ger förbättrade prestanda för avskiljaren när stoftet är svàrt att avskilja, d.v.s. högresistivt. Detta anses bero pà att man kan hàlla nere medelvärdet pà strömmen utan att avsevärt försämra strömmens fördelning vid utfällningselektroderna. Som nämnts ovan har detta lett till att man med ibland mycket komplicerad utrustning sökt införa nödvändig energi i avskiljaren även med mycket korta pulser.

En elektrostatisk stoftavskiljarenhet kan betraktas som en kondensator med relativt hög läckström. Ju högre spänningen ligger över koronaurladdningens tändspänning, desto högre är läckströmmen. Resultatet blir även att spänningen faller ganska snabbt om inte ny laddning tillföres.

Om utfällningselektroderna är rena, eller belagda med ett stoftskikt vars resistivitet är làg, slocknar koronaurladdningen ungefär vid tändspänningen och därmed upphör spänningsfallet. Detta gäller dock inte generellt.

När stoftskiktet har tillräckligt hög resistivitet, nivàn beror pà strömtätheten, sker urladdningar även i stoftskiktet. Detta leder till generering av laddningar av motsatt polaritet och sänker koronans släckspänning sà att stoftavskiljarenheten kan ladda ur sig till väsentligt lägre 10 15 20 25 30 35 515 603 7 nivà. Urladdningen gär också fortare. Läckströmmen vid en given spänning är större.

Tillförsel av laddning i form av strömpulser till en stoftavskiljarenhet leder generellt till en ökande spänning under pulsen och en minskande spänning mellan pulserna. Se Fig. 1 och Fig. 2. Uppladdningshastigheten under pulsen beror pà strömmens storlek och urladdningshastigheten efter pulsen beror pä aktuell spänningsnivå samt om jonisering även sker vid stoftskiktet, s.k. àterstràlning.

Konsekvenserna av àterstràlning kommer dock att märkas redan under pulsen. När man tillfört stoftskiktet den laddning som krävs för att fältstyrkan i stoftskiktet skall leda till partialurladdningar i skiktet ökar strömmen kraftigt vid konstant spänning. Vanligtvis finns andra begränsningar som leder till att man trots fortsatt laddningstillförsel får en fallande spänning. Spänningens tidsförlopp blir i princip det som visas i Fig. 3. En experimentellt registrerad kurva visas i Fig. 4.

WO-93/10902, skall sträva efter att göra en viss integral sà stor som I den tidigare nämnda, föreslas att man möjligt. Vid studie av Fig. 4 inses att man, genom förlängning av pulsen, kan få denna integral att växa obegränsat under pàgàende àterstràlning, med ytterst miserabla förhållanden i stoftavskiljarenheten under förutsättning att platàn i pulsens senare del ligger över U Detta är vanligtvis fallet. ref ' Denna insikt leder fram till föreliggande uppfinning som föreslår att man definierar en funktion av spänningen mellan stoftavskiljarenhetens elektroder och integrerar denna funktion under ett tidsintervall av samma storleksordning som det tidsintervall under vilket koronaström flyter mellan elektroderna. Därefter beräknar man ett godhetstal för den aktuella driftssituationen genom att dividera det erhållna värdet pá integralen med pulsens laddning eller med en skalfaktor som beror pà puls- laddningen. Med detta förfarande uppnàs en korrektion så att lànga pulser med àterstrálning får ett lägre godhetstal än l0 15 20 25 30 35 515 605;:;¿;gy@§yïcf“* 8 kortare pulser utan áterstràlning, eller àtminstone att ingen risk föreligger att skenbara fördelar vinnes med skadligt storapulser. Platàn kommer alltid att vara avsevärt lägre än toppspänningen.

Tidsintervallet, under vilket man integrerar, skall vara minst lika làngt som pulsen men högst lika langt som pulsperioden. Det kan vara fördelaktigt att försöka fastställa ett intervall under vilket koronaström flyter och använda detta. En metod att finna detta intervall anvisas i WO-93/10902. man kan välja andra intervall bara man genomför valen Intervallets längd är dock inte kritiskt utan konsekvent. Det kan väljas konstant eller fä bero av pulslängden exv. genom att man multiplicerar pulslängden med en konstant faktor eller till pulslängden adderar en konstant term. Det kan också väljas som den tid under vilken spänningen mellan avskiljarens elektroder ligger över ett fastställt gränsvärde U¿. Intervallet bör inte vara längre än ungefär 100 ms och företrädesvis inte kortare än ungefär 30 ms.

Exempel pà spänningsfunktioner är fl fs : _ Uref)2m-1 I f : Uk _ A 6 H f: m H CI m n k U , f = U(U - U 4 etc. ,,,) , cíêázf k, A och Unfär konstanter och m ett positivt heltal. Valet av funktion och intervall avgör reglersambandens känslighet.

Ett fördelaktigt funktionsval kan vara att man gör en noll dà spänningen gär under ett visst gränsvärde U; och att därmed definition sä att funktionsvärdet sättes till exv. endast den del av intervallet som ger spänning över detta gränsvärde bidrar till integralen.

Väsentligt för uppfinningen är att man pá nàgot sätt mäste koppla det erhållna värdet pà integralen till den laddning man tillför. Integralernas värden skalas därför i förhàllande till aktuell pulsladdning genom att de divideras med exv. pulsladdningen eller en skalfaktor som beror av pulsladdningen. Detta beroende bör väljas sà att dividenden växer med pulsladdningen. Valet av skalfaktor påverkar starkt konvergensens snabbhet och regleringens stabilitet. 10 15 20 25 30 35 515 603 9 Vilken skalfaktor som är lämplig, beror i hög grad pà den spänningsfunktion som skall integreras.

Resutatet av denna skalning användes sedan som ett godhetstal för aktuell kombination av pulslängd, pulshöjd och pulsfrekvens. Istället för längd eller höjd kan givetvis pulsens laddning användas om detta är lämpligt.

De erhällna godhetstalen användes sedan för att utvälja den pulserande likströmmens frekvens-höjd-längd-kombination för fortsatt drift. Detta sker lämpligtvis genom att man fortsätter driften med en frekvens-höjd-längd-kombination nära den som gav det största godhetstalet.

Enligt föreliggande uppfinning föreslas därför att man varierar pulsernas längd, höjd och frekvens sà att man exempelvis för varje frekvens fastställer det största godhetstalet och sedan upprepar detta förfarande för andra frekvenser och använder den grupp av största godhetstal man får pà detta sätt för att välja parametrar för den fortsatta driften. Lämpligtvis genomför man en undersökning av ett tillräckligt stort frekvensomràde så att man finner en viss frekvens som ger det allra största godhetstalet, över och under vilken frekvens man àter fàr ett lägre största godhetstal, och fortsätter driften med en frekvens nära detta värde. I takt med förändringar i gasen som skall renas varierar man sedan pulsens storlek vid denna frekvens sä att man far det för denna frekvens maximala godhetstalet.

Företrädesvis väljer man just den frekvens som, under inregleringen, gav maximum för godhetstalet.

Vid en lämplig utföringsform användes ett speciellt pulsdon för tillförsel av strömmen till den elektrostatiska stoftavskiljarenheten. Vid användning av speciella pulsdon, som högfrekvensomriktare, mellan l Hz och 10 kHz, kan pulsfrekvensen varieras t.ex. företrädesvis mellan l Hz och 1 kHz.

Vid användning av nätfrekvens och tyristorer, som, via en transformator, överför en del av en halvvàg frän en väsentligen sinusformad spänning till den elektrostatiska stoftavskiljarenheten, tvingas man att acceptera, att bredd och höjd samvarierar pà ett sätt som bestäms av nät- 10 15 20 25 30 35 . | ~ ; » 1 ... ... » . H 1. . u. .- »- -. » . - . -» u. .- v. v . ~ .v- u. 0 ~. -. |-. .

I n 1 n v: nu* 4 10 spänningen och att pulsfrekvensen bara kan varieras som submultipler av nätfrekvensen.

Den föredragna variationen av pulsernas utseende är sadan att man väljer den, med tillgänglig utrustning, maximala höjden pá pulsen och för att fa en varierande laddning varierar längden pà pulsen. Lämpligen börjar man med en förhållandevis lag frekvens och fastställer vid denna den pulsform som ger största godhetstal och upprepar sedan detta förfarande vid successivt högre frekvenser. När en ytterligare frekvenshöjning ger ett reducerat största godhetstal avbrytes inregleringen.

Ett alternativt förfarande är att man under inregleringen häller frekvensen konstant och börjar med en kort puls vars längd och/eller laddning successivt ökas så länge som detta leder till ökat godhetstal. Man kan också exv. halla pulsernas laddning konstant och variera frekvensen med början pà ett làgt värde.

Valet av styralgoritm beror i hög grad pà pulsdonets uppbyggnad.

KORTFATTAD FIGURBESKRIVNING Uppfinningen skall nu närmare beskrivas i anslutning till bifogade ritningar där Fig. 1 visar det principiella tidsberoendet för spänningen mellan elektroderna för en elektrostatisk stoftavskiljar- enhet som tillföres en relativt liten laddning med kort puls; Fig. 2 visar motsvarande för en nagot större pulsladdning som dock inte ger àterstràlning frán stoftskiktet; Fig. 3 visar det principiella tidsberoendet för spänningen mellan elektroderna för en elektrostatisk stoftavskiljar- enhet som tillföres en puls med sa stor laddning att lO 15 20 25 30 35 n 1.4 515 605 ;:= ;_';=": ll àterstràlning fràn stoftskiktet begränsar spännings- stegringen; Fig. 4 visar motsvarande uppmätt pà en elektrostatisk stoftavskiljare i drift; Fig. 5 visar en serie av tre pulser motsvarande Fig. 3; Fig. 6 visar ett förenklat kopplingsschema för en anordning lämplig vid utförande av det föreslagna sättet; Fig. 7 visar en skara av kurvor representerande spänningen mellan stoftavskiljarenhetens elektroder med flera olika pulsladdningar; Fig. 8 visar i ett förenklat utförande, anpassat för att klargöra aktuell uppfinning, en skara av kurvor representerande spänningen mellan stoftavskiljarenhetens elektroder med flera olika pulsladdningar.

BESKRIVNING AV FÖRESLAGEN UTFÖRINGSFORM I Fig. l visas spänningens tidsberoende som en heldragen linje dà en elektrostatisk stoftavskiljarenhet tillföres en strömpuls, med konstant amplitud, visad med en streckad linje. Strömpulsen innehåller förhållandevis lite laddning.

Spänningen förutsättes före pulsen vara lika med koronatändspänningen, som i figuren markeras med en punkt- streckad linje. Den stiger under hela strömpulsen och faller sedan àter ned till koronatändspänningen. Strömpulsens längd betecknas med t och det tidsintervall under vilket koronaström flyter mellan emissionselektroder och utfällningselektroder betecknas med I. Under detta tidsintervall är spänningen över koronans tändspänning.

Bestämning av koronans tändspänning kan exv. ske med en metod beskriven i US-5,477,464. 10 15 20 25 30 35 1- um 515 605 12 I Fig. 2 visas pà samma sätt spänningens tidsberoende då strömpulsen förlängts nàgot med bibehàllen amplitud.

Pulsladdningen är dock inte så stor att àterstràlning startar. Sàväl pulslängd t som koronaströmsintervallet I är här väsentligt längre.

I Fig. 3 visas spänningens tidsberoende dà strömpulsen förlängts sa att laddningen är tillräcklig för att äterstràlning skall starta under pulsen. Detta leder till en deformation genom att spänningsökningen avbrytes och att spänningen börjar avta trots fortsatt laddningstillförsel.

Spänningen mellan elektroderna, vid strömpulsens slut, är i detta fall väsentligt lägre än i Fig. 2. Spänningen faller mellan pulserna väsentligt under den punkt-streckade linjen som anger koronastartspänningen.

Fig. samband. utvisande spänningen under normal drift med en elektro- l - 3 visar för áskàdlighetens skull förenklade I Fig. 4 visas en med oscillograf registrerad kurva statisk stoftavskiljarenhet. Strömpulsen, ej visad, innehåller väsentligt mer laddning än den optimala som skulle erhàllas med här föreslagen metod. Det aktuella medelvärdet pá strömmen är drygt tre gånger sà stort som det vid optimal drift.

Fig. 5 visar en följd av tre pulser motsvarande den som visas i Fig. 3. Som tidigare betecknas pulsens längd med t.

Pulsens periodtid T = l/f, där f är frekvensen. Under pulsen stiger spänningen först snabbt och sedan med avtagande hastighet för att nà ett maxvärde, varefter spänningen sjunker nagot och slutligen planar ut pà en nivå över koronastartspänningen om pulsen är tillräckligt làng. Efter pulsen faller spänningen snabbt till en nivà under koronastartspänningen och planar ut eller faller därefter mycket längsamt. Med Q betecknas ett första lämpligt integrationsintervall enligt uppfinningen. Med Q betecknas ett andra lämpligt integrationsintervall enligt uppfinningen.

Fig. 6 visar i ett principkopplingsschema en spänningsomvandlande anordning som matar högspänd likström 10 15 20 25 30 35 . - . . 1 o 515 605 13 till en stoftavskiljare 1. Anordningen består av en trefas likriktarbrygga 2, en pulsgenerator 3, en transformator 4, en helvågslikriktarbrygga 5 för enfas, en drossel 6 samt en 9 och 10.

Den trefasiga likriktarbryggan 2 innefattar sex dioder 21 till 26 och är via tre ledare 27, 28, styrutrustning 7 med tillhöriga mätmotstånd 8, 29 anslutna till ett vanligt trefas växelströmsnät.

Pulsgeneratorn 3 består av fyra transistorer 31-34 och fyra dioder 35-38. Transistorerna styrs genom att deras baser är anslutna till styrutrustningen 7.

Mellan pulsgeneratorn 3 och transformatorns 4 primärlindning 43 är en serieresonanskrets bestående av en drossel 41 och en kondensator 42 inkopplad.

Helvågslikriktarbryggan 5 består av fyra dioder 51-54.

Styrutrustningen 7 är förutom anslutningen till transistorerna 31-34 kopplad till ett motstånd 8 i serie med stoftavskiljaren l, för mätning av strömmen till stoftavskiljarens elektroder, och till en spänningsdelare bestående av två motstånd 9 och 10 kopplade mellan stoftavskiljarens elektroder för mätning av aktuell spänning mellan dessa elektroder.

Anordningens funktion är följande. Via ledningarna 27-29 matas likriktarbryggan 2 med trefas växelström. Denna likriktas och via ledningar ll och 12 överförs en likspänning till pulsgeneratorn 3. Med styrutrustningen 7 styrs transistorernas 31-34 ledtider så att en frekvens- modulerad spänning, via ledningar 13 och 14 påföres transformatorns 4 primärlindning 43. Primärspänningens storlek avgöres av pulsgeneratorns 3 frekvens genom spänningsdelning mellan primärlindningen 43 och serie- resonanskretsens drossel 41 och kondensator 42.

Den i transformatorns 4 sekundärlindning 44 inducerade spänningen likriktas av likriktarbryggan 5 och via glättningsdrosseln 6 matas stoftavskiljarens l elektroder med den erhållna likströmmen. 10 15 20 25 30 35 ,. .. . , u n i. .q . u... -. .. 1. f. . , u | ~| .H .v v. :f en u a n » . f v. 1 »i -, |»» | v» . i L - | f. .. h' n n.

Styrutrustningen 7 styr som nämnts transistorerna 31-34 och övervakar dessutom stoftavskiljarens ström och spänning via motstànden 8 och 10. Genom att ledtiderna för transistorerna styrs kan frekvensen för den genererade, strömmen varieras och därmed avgör man hur utspänningen frán pulsgeneratorn 3 fördelas mellan serieresonanskretsen och transformatorns primärlindning 43. Pà detta sätt styr man såväl ström som spänning i stoftavskiljaren.

Ett utförande av föreliggande uppfinning skall nu närmare beskrivas med hänvisning till figurerna 7 och 8. Fig. 7. visar en skara av kurvor l, 2, 3 o.s.v. Dessa avses motsvara tidsförloppet för spänningen mellan stoftavskiljarens elektroder när laddning tillföres i form av pulser med konstant amplitud men varierande längd och spänningen vid pulsens start är lika hög i samtliga fall. Strömmen förutsättes vara relativt liten, vilket manifesteras av att spänningsstegringen under pulsen avtar markant när pulserna förlänges.

Den understa kurvan motsvarar den minsta pulsladdningen och de högre liggande kurvorna motsvarar successivt större pulser. Om laddningen ökas genom att pulsen förlänges uppträder antingen áterstràlning efter en viss fördröjning eller också planar spänningen ut vid ett värde som motsvarar likströmsdrift med aktuell strömtäthet. Skaran av kurvor förutsättes motsvara en serie av stegvis ökade pulsladdningar med kvoten l:2:3:4:5 o.s.v.

För att klarlägga uppfinningens grundprincip visas i Fig. 8 en serie av kurvor motsvarande de i Fig. 7, men strömmen i pulserna förutsättes vara sà hög att man kan bortse fràn tendensen att spänningen planar ut under lànga pulser. Spänningen förutsättes alltsà öka linjärt med tiden, för smà pulsladdningar, och abrupt bli konstant dä àterstràlning inträffar eller stationaritet inträder.

Med dessa förutsättningar förhåller sig toppspänningen pulsladdningen upp till brytpunkten och är därefter konstant. Om vi betecknar ytan under kurva 1, alltsà mellan kurva 1 och den punktstreckade linjen för a, ytan mellan 10 15 20 25 30 35 = .. .- . . H f. f”. . H4. , -. nu n. u. I 1 o v ~n au -ß v» e. v» n a u n ,.V=.

H' ~_ v: z. v.-: a. n v . . = = - . . -» _» x. Q Ä 15 kurva 1 och kurva 2 för b, ytan mellan kurva 2 och kurva 3 för c, o.s.v. finner vi att, àtminstone sà länge toppspänningen är máttlig, a < b < c o s.v. Med yta förstås här även den dubbla betydelsen av mätetalet för arean. Vid högre spänningar och speciellt över brytpunkten blir ytorna mellan kurvorna äter mindre.

För att ge ett numeriskt exempel antar vi att ytornas areor förhäller sig som 1:2 3:4:3:3:2:2. Ytan under kurva n är summan av ytorna mellan kurvorna upp t.o.m. kurva n. Ytan under kurva l är dä 1, ytan under kurva 2 är 1 + 2 = 3, ytan under kurva 5 är 1 + 2 + 3 + 4 + 3 = 13 etc.

Enligt föreliggande uppfinning skall man vid en föredragen utföringsform integrera spänningen mellan en stoftavskiljarenhets elektroder under ett intervall dä spänningen ligger över ett visst gränsvärde U¿ (eventuellt men ej nödvändigtvis =U“J, exv. koronans tändspänning, minskat med tidsintegralen för detta gränsvärde. Därefter skall man dividera erhàllet värde pá integralen med laddningen i den tillförda strömpulsen. Med denna anvisning och sifferexemplet ovan får vi en serie av kvoter 1/1, 3/2, 6/3, 10/4, 13/5, 16/6, 18/7, 20/8. term 6 och avtar sedan. Detta motsvarar brytpunkten i Fig. 8.

Kvoterna växer fram till Fig. 8 visar för tydlighets skull starkt förenklade kurvor. Om en mer djupgående analys görs framkommer att en optimeringsalgoritm enligt denna utföringsform kommer att söka sig till den punkt där en ökning av pulsladdningen ger den genomsnittliga ökning som motsvarande tidigare ökningar av pulsladdningen gett. Även om brytpunkten inte är så markerad som i Fig. 8, kommer man med denna metod att finna en eventuell punkt där spänningsstegringen minskar dramatiskt och det är vanligtvis detta som sker när àterstràlningen börjar.

Genom att använda en annan skalfaktor än pulsladdningen kan man förskjuta arbetspunkten uppät eller nedåt. Samma konsekvens fär man genom att välja spänningsfunktionen f(U) = U - A med k # 1. k 10 15 20 25 30 35 - . | . u 515 603 16 Vid en exemplifierande användning av uppfinningen tänkes anordningen enligt ovan arbeta med en mellanfrekvens pà 50 kHz och en aktuell pulsfrekvens pà 10 Hz. Pulshöjden är den för donet maximala. Spänningsfunktionen f(U) = U - Unt integreras under det intervall där U är större än UNF Strömmen regleras, genom variation av pulslängden, så att godhetstalet enligt aktuell utföringsform av uppfinningen, integralens värde dividerat med pulslängden, maximeras vid denna frekvens.

Vid inreglering sänkes pulsfrekvensen till 5 Hz och pulslängden ökas stegvis under mätning av spänningen följd av beräkning av godhetstalet. När ökad pulslängd ger ett lägre godhetstal avbrytes ökningen. Det största godhetstalet registreras. Vid successivt ökad pulsfrekvens, upp till värden över 10 Hz, upprepas förloppet sä att för varje frekvens ett största godhetstal fastställes. Den frekvens för vilken det under regleringen noterade maximala godhetstalet erhölls används i den fortsatta driften. Vid denna frekvens varieras sedan pulslängden sa att ström tillföres vid väsentligen största möjliga godhetstal för denna frekvens. Intervallet mellan inregleringarna maste fastställas erfarenhetsmässigt, men dà inregleringen inte innebär ett totalt avbrott eller en avgörande störning kan den utan olägenhet utföras med korta intervall om driftsparametrarna varierar.

Vid driftsvariationer finns en liten risk att koronatändspänningen ändras sà att aktuell algoritm, med givet värde pà U", styr ned pulsen till längden noll. Om detta sker höjes värdet pà Unt stegvis tills en viss minimiladdning i pulsen krävs för att Umf skall uppnàs.

ALTERNATIVA UTFÖRINGSFORMER Sättet enligt uppfinningen är givetvis inte begränsat till det ovan angivna utföringsexemplet utan kan varieras pá ett flertal sätt inom ramen för efterföljande patentkrav. 10 15 - . I - » . 515 605 17 Sá kan exempelvis strömpulsen genereras genom att fasvinkelstyrda likriktare överför átminstone en del av en halvvàg fràn en väsentligen sinusformad nätspänning som efter upptransformering och likriktning tillföres den elektrostatiska stoftavskiljarenheten.

När strömmen, under en enskild puls, är kraftigt varierande, kan det vara som den är i just nämnda fall, fördelaktigt att använda en skalfaktor som pà lämpligt sätt àterspeglar eller tar hänsyn till strömmens tidsfördelning.

Vidare kan varje form av pulsdon användas där hela eller åtminstone en stor del av spänningsavklingningen beror pà den interna strömmen mellan stoftavskiljarenhetens elektroder. Speciell försiktighet mäste dock iakttagas om, utifrân styrd, tvàngsmässig urladdning av stoftavskiljar- enheten förekommer. Uppfinningens förutsättning är att den registrerade storheten, spänningen, beror pà interna förlopp.

Claims (10)

10 l5 20 25 30 515 605 šffïšÜ* 18 PATENTKRAV

1. Sätt att vid en elektrostatisk stoftavskiljarenhet, innefattande emissionselektroder och utfällningselektroder, mellan vilka en periodiskt varierande högspänning upprätthàlles, styra en till dessa matad pulserande likström, genom en inreglering, varvid den pulserande likströmmens frekvens, pulshöjd och/eller pulslängd varieras, sà att ett flertal frekvens-höjd-längd- kombinationer erhàlls, och spänningen mellan emissionselektroder och utfällningselektroder mätes, k ä n n e t e c k n a t av att ett tidsintervall I, vars längd inte överstiger pulsens l/f, understiger pulslängden t, definieras för varje frekvens- periodtid, T = där f är frekvensen, och inte höjd-längd-kombination, att en funktion av spänningen f(U) definieras, beräknas och integreras under det fastställda tidsintervallet I, att ett godhetstal fastställes genom att det erhàllna värdet av integralen divideras med pulsens laddning, eller med en skalfaktor beroende av pulsladningen, och att det fastställda godhetstalet användes för utväljande av den pulserande likströmmens frekvens-höjd-längd-kombination för fortsatt drift. 10 15 20 25 30 35 . . . . n 515 603 19

2. Sätt enligt patentkrav 1, k ä n n e t e c k n a t av att den frekvens-höjd-längd-kombination för vilken godhetstalet är störst fastställes och att en pulsfrekvens nära den som erhölls vid denna frekvens- höjd-längd-kombination väljes för den fortsatta driften.

3. Sätt enligt patentkrav 1, k ä n n e t e c k n a t av k att funktionen f(U) = U - A, där k är ett positivt tal och A är en konstant, varvid företrädesvis k = l eller k = 2.

4. Sätt enligt patentkrav 1, k ä n n e t e c k n a t av 2m-1 ref) ' tal, Unfär en förutbestämd spänningsnivå nära att funktionen f(U) = UkUJ - U där k är ett positivt koronastartspänning och m ett positivt heltal, varvid företrädesvis k = 1 eller k = 2 och m = l.

5. Sätt enligt patentkrav l, 3, eller 4, k ä n n e t e c k n a t av att ett gränsvärde Ug för spänningen fastställes och att f(U) sättes lika med noll da spänningen U mellan stoft- avskiljarenhetens elektroder understiger gränsvärdet Uf

6. Sätt enligt nagot av patentkraven 1 till 5, k ä n n e t e c k n a t av att tidsintervallet I väljes motsvarande det tidsintervall under vilket koronaström flyter mellan emissionselektroder och utfällningselektroder. LI! 10 20 25 515 603 20

7. Sätt enligt nàgot av patentkraven l till 5, k ä n n e t e c k n a t av att tidsintervallet I väljes motsvarande pulsens längd t eller med en bestämd relation därtill genom multiplikation med en förutbestämd faktor, eller addition av en förutbestämd term.

8. Sätt enligt nàgot av patentkraven 1 till 4, k ä n n e t e c k n a t av att tidsintervallet I väljes motsvarande det tidsintervall under vilket spänningen U mellan emissionselektroder och utfällningselektroder ligger över ett förutbestämt gränsvärde Uf

9. Sätt enligt patentkrav 1, k ä n n e t e c k n a t av att skalfaktorn väljes monotont växande vid växande pulsladdning.

10. Sätt enligt patentkrav 9, k ä n n e t e c k n a t av att skalfaktorn väljes som pulsladdningen multiplicerad med en konstant, pulsladningden adderad med en konstant term eller som en potens av pulsladdningen.