RU2168368C1 - Method for automatic determination, selection and control of mode of electric power supply of filter - Google Patents
Method for automatic determination, selection and control of mode of electric power supply of filter Download PDFInfo
- Publication number
- RU2168368C1 RU2168368C1 RU2000107455A RU2000107455A RU2168368C1 RU 2168368 C1 RU2168368 C1 RU 2168368C1 RU 2000107455 A RU2000107455 A RU 2000107455A RU 2000107455 A RU2000107455 A RU 2000107455A RU 2168368 C1 RU2168368 C1 RU 2168368C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- filter
- electrostatic precipitator
- electric
- voltage
- mode
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Electrostatic Separation (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области электрической очистки газов от пылей и туманов в различных отраслях промышленности и сельском хозяйстве и может быть использовано в системах автоматического регулирования высоковольтных преобразовательных агрегатов питания электрофильтров. The invention relates to the field of electric cleaning of gases from dusts and mists in various industries and agriculture and can be used in automatic control systems for high-voltage converting power units of electrostatic precipitators.
Известны способы автоматического регулирования по максимуму среднего значения рабочего напряжения на электрофильтре, при котором угол регулирования тиристорного ключа увеличивается до достижения естественного максимума среднего значения рабочего напряжения, ограниченного либо номинальными параметрами преобразовательного агрегата, либо вольтамперной характеристикой электрофильтра - наличие обратной короны, искровые и дуговые пробои осадительного пространства и т.п. (см. авторское свидетельство СССР N 355606, опубл. 30.09.1972). Known methods for automatically controlling the maximum average value of the operating voltage on the electrostatic precipitator, at which the angle of regulation of the thyristor switch increases to achieve a natural maximum average value of the operating voltage, limited either by the nominal parameters of the converter unit or by the current-voltage characteristic of the electrostatic precipitator — the presence of a reverse corona, spark and arc breakdowns of a precipitation space, etc. (see USSR author's certificate N 355606, publ. 09/30/1972).
Известен также способ автоматического регулирования напряжения электрофильтра путем изменения угла регулирования тиристорного ключа, при котором, с целью ограничения тока обратной короны, регулирование ведут в зависимости от величины рабочего напряжения на электрофильтре. Увеличению напряжения на электрофильтре соответствует увеличение угла регулирования, уменьшению напряжения - уменьшение угла. Т.е. осуществляется положительная обратная связь по напряжению. Это дает возможность остановить увеличение тока, когда нарастание напряжения на электрофильтре прекратится (см. авторское свидетельство СССР N 12821000, опубл. 07.01.1987. Бюл. N 1). There is also a method of automatically controlling the voltage of an electrostatic precipitator by changing the angle of regulation of the thyristor switch, in which, in order to limit the current of the reverse corona, the regulation is carried out depending on the magnitude of the operating voltage on the electrostatic precipitator. An increase in voltage on the electrostatic precipitator corresponds to an increase in the angle of regulation, while a decrease in voltage corresponds to a decrease in the angle. Those. positive voltage feedback is provided. This makes it possible to stop the increase in current when the increase in voltage on the electrostatic precipitator stops (see USSR author's certificate N 12821000, publ. 01/07/1987. Bull. N 1).
С целью уменьшения тока обратной короны и увеличения степени очистки газов от пыли, а также снижения расхода электроэнергии в мировой практике широко применяют режимы питания электрофильтров выпрямленным током с пониженной частотой следования импульсов тока. Такие режимы питания в зарубежной литературе называют "Semipuls" - полуимпульсный. А в отечественной - "черезпериодный". In order to reduce the reverse corona current and increase the degree of gas purification from dust, as well as reduce electric power consumption, power supply methods of rectified current electrostatic precipitators with a reduced pulse repetition rate are widely used in world practice. Such dietary regimes in the foreign literature are called "Semipuls" - half-pulse. And in the domestic - "periodically."
Наиболее близким аналогом изобретения является способ автоматического определения, выбора и регулирования режима электрического питания фильтра путем измерения плотности тока электрофильтра и изменения частоты включения и угла регулирования ключа в силовой цепи высоковольтного преобразовательного агрегата питания электрофильтра (см. патент РФ N 2040975, опубл. 18.11.1987). The closest analogue of the invention is a method for automatically determining, selecting and adjusting the mode of electric power supply of a filter by measuring the current density of the electrostatic precipitator and changing the switching frequency and the angle of regulation of the key in the power circuit of the high-voltage converter power unit of the electrostatic precipitator (see RF patent N 2040975, publ. 11/18/1987 )
Существенным недостатком приведенных выше устройств является то, что частоту следования импульсов выпрямленного тока, т.е. изменение электрического режима питания фильтра, устанавливают вручную при существующем в момент настройки регулятора технологическом режиме работы электрофильтра. A significant drawback of the above devices is that the pulse repetition rate of the rectified current, i.e. the change in the electric power supply mode of the filter is set manually with the existing technological mode of operation of the electrostatic precipitator existing at the time of the regulator settings.
Известно, что наличие и интенсивность обратной короны, пробивной уровень напряжения осадительного пространства электрофильтра зависит от целого ряда параметров очищаемого газа (степень запыленности, влажность, температура, удельное электрическое сопротивление, дисперсный состав улавливаемой пыли и др.). It is known that the presence and intensity of the reverse corona, the breakdown voltage level of the precipitation space of the electrostatic precipitator, depends on a number of parameters of the gas being cleaned (dustiness, humidity, temperature, electrical resistivity, dispersed composition of trapped dust, etc.).
Изменение параметров газа связано с неоднородностью обжигаемого или размалываемого сырья, сжигаемого топлива, с отклонением от нормы температурного режима работы технологического оборудования (печь, мельница, котел и др.). The change in gas parameters is associated with the heterogeneity of the fired or grinded raw materials, combusted fuel, with a deviation from the norm of the temperature regime of the technological equipment (furnace, mill, boiler, etc.).
Таким образом, задание частоты следования импульсов выпрямленного тока зависит от точности оценки режима работы электрофильтра (от опыта наладчика) и может быть удовлетворительно осуществлено только в некоторой узкой области вольт-амперной характеристики электрофильтра, существующей в момент наладки. Это может приводить к неоправданному снижению величины среднего значения напряжения на электродах фильтра и, как следствие, к ухудшению степени очистки газов. Thus, the setting of the pulse repetition rate of the rectified current pulses depends on the accuracy of the evaluation of the operation mode of the electrostatic precipitator (from the experience of the installer) and can be satisfactorily implemented only in a certain narrow region of the current-voltage characteristic of the electrostatic precipitator existing at the time of commissioning. This can lead to an unjustified decrease in the average voltage value at the filter electrodes and, as a result, to a deterioration in the degree of gas purification.
Целью настоящего изобретения является повышение эффективности очистки газов электрофильтром за счет увеличения среднего напряжения на электродах, уменьшение расхода электроэнергии в режимах искровых и дуговых пробоев, обратной короны и промежуточных режимах в условиях, связанных с нестабильностью технологических процессов. The aim of the present invention is to increase the efficiency of gas purification by an electrostatic precipitator by increasing the average voltage at the electrodes, reducing the energy consumption in the modes of spark and arc breakdowns, reverse corona and intermediate modes in conditions associated with the instability of technological processes.
Из теории электрической очистки газов известно, что КПД - коэффициент полезного действия электрофильтра описывается следующей зависимостью:
η = 1-exp(-wf),
здесь W - скорость движения заряженных частиц пыли к осадительному электроду,
f - удельная поверхность осаждения.It is known from the theory of electric gas purification that efficiency - the efficiency of an electrostatic precipitator is described by the following relationship:
η = 1-exp (-wf),
here W is the velocity of charged dust particles to the precipitation electrode,
f is the specific deposition surface.
W = kUмUср,
где k - коэффициент пропорциональности,
Uм - амплитудное значение напряжения электрофильтра,
Uср - среднее значение напряжения электрофильтра.W = kU m U cf
where k is the coefficient of proportionality,
U m - the amplitude value of the voltage of the electrostatic precipitator,
U cf - the average voltage of the electrostatic precipitator.
Отсюда следует, что для поддержания КПД электрофильтра на оптимальном уровне при различных режимах питания произведение UмUср всегда должно быть наибольшим.It follows that in order to maintain the efficiency of the electrostatic precipitator at an optimal level under various power supply conditions, the product U m U cf should always be the greatest.
При очистке газов от пыли с высоким ρ - удельным электрическим сопротивлением на слое пыли накапливаются заряды, которые из-за низкой проводимости пыли медленно стекают на металлическую поверхность осадительного электрода. На слое пыли образуется падение напряжения, величина которого зависит от толщины слоя - b, удельного электрического сопротивления пыли - ρ , плотности тока - j и выражается зависимостью
U = bρj,
Напряженность электрического поля в слое пыли определяется выражением
E = U/b = ρj.
При достаточно большом сопротивлении пыли и при плотности тока, превышающей некоторую критическую величину, в воздушных порах слоя происходят электрический пробой, сопровождающийся выбросом положительных зарядов в осадительное пространство. Это явление носит название обратной короны положительной полярности. Оно сопровождается частичной нейтрализацией отрицательного объемного заряда, ростом тока и снижением напряжения.When gases are cleaned from dust with high ρ - electrical resistivity, charges accumulate on the dust layer, which, due to low dust conductivity, slowly drain onto the metal surface of the precipitation electrode. A voltage drop is formed on the dust layer, the value of which depends on the thickness of the layer - b, specific electrical resistance of the dust - ρ, current density - j and is expressed by the dependence
U = bρj,
The electric field in the dust layer is determined by the expression
E = U / b = ρj.
At a sufficiently large dust resistance and at a current density exceeding a certain critical value, an electrical breakdown occurs in the air pores of the layer, accompanied by the release of positive charges into the precipitation space. This phenomenon is called the reverse corona of positive polarity. It is accompanied by a partial neutralization of the negative space charge, an increase in current, and a decrease in voltage.
В результате увеличивается непроизводительный расход электроэнергии и ухудшается технологический КПД электрофильтра. As a result, the unproductive energy consumption increases and the technological efficiency of the electrostatic precipitator deteriorates.
Поэтому для достижения оптимальной степени очисти газов от пыли, при возникновении обратной короны, т.е. при увеличении плотности тока электрофильтра больше некоторой критической величины, необходимо изменение режима электрического питания фильтра - изменение частоты следования импульсов выпрямленного тока. Therefore, to achieve the optimum degree of gas purification from dust, in the event of the inverse corona, i.e. when the current density of the electrostatic precipitator increases above a certain critical value, it is necessary to change the mode of electric power supply of the filter — a change in the pulse repetition rate of the rectified current.
Технический результат достигается тем, что в способе автоматического определения, выбора и регулирования режима электрического питания фильтра, заключающемся в измерении плотности тока электрофильтра и в изменении частоты включения и угла регулирования ключа в силовой цепи высоковольтного преобразовательного агрегата питания электрофильтра, согласно изобретению измерение плотности тока электрофильтра осуществляют в режимах искровых и дуговых пробоев, обратной короны и промежуточных режимах, и при достижении ею некоторой критической величины, последовательно, на равные промежутки времени Т1, достаточные для достижения установившегося состояния работы электрофильтра, устанавливают питание электрофильтра импульсами выпрямленного тока частотой следования F = 2fс/2n + 1, в течение каждого из этих промежутков времени измеряют установившиеся амплитудные и средние значения напряжений на электрофильтре, вычисляют их произведения и запоминают, затем сравнивают величины этих произведений для различных частот следования импульсов выпрямленного тока и в работе оставляют тот частотный режим питания, для которого произведение установившихся значений амплитудного и среднего напряжений - наибольшее.The technical result is achieved by the fact that in the method for automatically determining, selecting and regulating the mode of electric power supply of the filter, which consists in measuring the current density of the electrostatic precipitator and in changing the switching frequency and the angle of regulation of the key in the power circuit of the high-voltage converter unit for supplying the electrostatic precipitator, according to the invention, the current density of the electrostatic precipitator is measured in the modes of spark and arc breakdowns, reverse corona and intermediate modes, and when it reaches some critical of a quantity, sequentially, at equal time intervals T1, sufficient to achieve a steady state of operation of the electrostatic precipitator, the electrostatic precipitator is supplied with rectified current pulses with a repetition rate of F = 2f s / 2n + 1, during each of these time periods the steady-state amplitude and average voltage values are measured on the electrostatic precipitator, their products are calculated and stored, then the values of these products are compared for different frequencies of the rectified current pulses and left to work the frequency power mode for which the product of the steady-state values of the amplitude and average voltages is the largest.
F - частота следования импульсов выпрямленного тока,
fс - частота питающей сети,
n - натуральный ряд чисел 0, 1, 2, 3,...F is the pulse repetition rate of the rectified current,
f with - the frequency of the supply network,
n is the natural series of
Другим отличием предлагаемого способа регулирования является то, что если для некоторых промежутков времени произведения амплитудных и средних значений напряжений, при различных частотах следования импульсов выпрямленного тока, - равны, то в работе оставляют тот режим питания, для которого частота следования импульсов выпрямленного тока - наименьшая. Another difference of the proposed control method is that if for some time periods the products of the amplitude and average voltage values at different pulse repetition rates of the rectified current are equal, then the power mode for which the pulse repetition rate of the rectified current is the lowest is left in operation.
Третьим отличием предлагаемого способа регулирования является то, что контрольные измерения, вычисление произведений амплитудного и среднего значений напряжений и их сравнение производят периодически через равные промежутки времени Т2 значительно большие Т1 и только тогда, когда плотность тока электрофильтра превышает некоторую критическую величину. The third difference of the proposed method of regulation is that control measurements, calculation of the products of the amplitude and average values of voltages and their comparison are made periodically at equal intervals of time T2 significantly greater than T1 and only when the current density of the electrostatic precipitator exceeds a certain critical value.
Сопоставительный анализ показывает, что отличия предлагаемого способа по сравнению с прототипом являются существенными. Это позволяет сделать вывод о его соответствии критерию "изобретательский уровень". A comparative analysis shows that the differences of the proposed method compared with the prototype are significant. This allows us to conclude that it meets the criterion of "inventive step".
На чертеже представлен один из возможных вариантов блок-схемы устройства для осуществления заявляемого способа. The drawing shows one of the possible variants of a block diagram of a device for implementing the inventive method.
Блок - схема (чертеж) содержит тиристорный ключ 1, токоограничивающий дроссель 2, высоковольтный преобразовательный агрегат 3, электрофильтр 4, датчик 5 напряжения электрофильтра, датчик 6 тока электрофильтра, интегратор 7 тока электрофильтра, амплитудный детектор 8 напряжения электрофильтра, интегратор 9 напряжения на электрофильтре, фазосдвигающее устройство 10, управляемый делитель 11 частоты, формирователь 12 импульсов управления тиристорным ключом 1, компаратор 13, задатчик 14 критической плотности тока, аналоговый перемножитель 15, коммутатор 16, программное устройство 17, запоминающее устройство 18 результатов перемножения UмUср для частотного режима 2fс, запоминающее устройство 19 результатов перемножения UмUср для частотного режима 2fс/3, запоминающее устройство 20 результатов перемножения UмUср для частотного режима 2fс/5, арифметическое устройство 21, программируемый коммутатор 22.The block diagram (drawing) contains a
Работает схема следующим образом. The scheme works as follows.
При подаче на преобразовательный агрегат и регулятор напряжения питающей сети и осуществлении операции "Пуск" на тиристорном ключе 1 появляются импульсы управления с формирователя 12, фазовое положение которых задается фазосдвигающим устройством 10, а частота следования - 2fс управляемым делителем частоты 11. Начальный угол регулирования - Φ имеет минимальное значение. Тиристорный ключ открывается. На электрофильтре 4 появляется напряжение, величина которого несколько ниже напряжения начала коронирования. Ток электрофильтра - отсутствует.When applying voltage to the converter unit and the voltage regulator of the mains and performing the “Start” operation, the control pulses from the
Одновременно напряжение электрофильтра с датчика 5 подается на вход амплитудного детектора 8 и интегратора 9. С выхода 23 интегратора 9 напряжение, пропорциональное напряжению электрофильтра, подается на вход фазосдвигающего устройства 10. Это инициирует процесс разгона системы преобразовательный агрегат - электрофильтр. Напряжение на фильтре начинает плавно нарастать. At the same time, the voltage of the electrostatic precipitator from the
Когда напряжение на электрофильтре превысит напряжение начала коронирования, через фильтр потечет ток, величина которого будет возрастать по мере увеличения угла регулирования Φ. When the voltage on the electrostatic precipitator exceeds the voltage of the onset of coronation, a current will flow through the filter, the value of which will increase with increasing angle of regulation Φ.
Мгновенное значение тока преобразовательного агрегата с датчика 6 подается на вход интегратора 7, с выхода которого напряжение, пропорциональное среднему значению тока, поступает на вход 27 компаратора 13. С выхода задатчика 14 на вход 28 компаратора 13 подается сигнал, определяющий величину критической плотности тока электрофильтра. На входы 25 и 26 аналогового перемножителя 15 подаются сигналы, пропорциональные соответственно среднему и амплитудному значениям напряжения электрофильтра. С выхода аналогового перемножителя 15 на вход 29 коммутатора 16 подается сигнал, пропорциональный произведению UмUср. Когда плотность тока электрофильтра превысит заданное критическое значение, на входе 30 коммутатора 16 и входе 31 программного устройства 17 появляется сигнал, запускающий программу.The instantaneous current value of the converter unit from the
Работает программа следующим образом. На равные промежутки времени - Т1, последовательно, преобразовательный агрегат включается на частотные режимы - 2fс, 2fс/3, 2fс/5. В течение этих промежутков времени измеряются Uм и Uс, вычисляются их произведения и результаты измерений заносятся в соответствующие запоминающие устройства - 18, 19, 20. Затем сигналы, пропорциональные произведениям UмUср, подаются в арифметическое устройство 21, где вычисляется наибольшее значение из этих произведений. Посредством коммутатора 22 и управляемого делителя 11 частоты задается такой частотный режим работы преобразовательного агрегата, которому соответствует наибольшее значение произведения UмUср и плотность тока электрофильтра меньше критической величины, установленной в соответствии с типоразмером электрофильтра, задатчиком 14.The program works as follows. For equal time intervals - T1, in series, the converter unit is switched on for frequency modes - 2f s , 2f s / 3, 2f s / 5. During these time periods, U m and U s are measured, their products are calculated and the measurement results are recorded in the corresponding memory devices - 18, 19, 20. Then, signals proportional to the products U m U cf are supplied to the
Продолжительность рабочего цикла - Т2 задается программой и может варьироваться в широких пределах. The duration of the work cycle - T2 is set by the program and can vary within wide limits.
По истечении рабочего цикла процесс измерения Uм и Uср для различных частотных режимов преобразовательного агрегата, вычисление их произведений, запоминания и поиск наибольшего значения произведения UмUср - повторяется.After the working cycle, the process of measuring U m and U cf for various frequency modes of the converter unit, calculating their products, memorizing and searching for the highest value of the product U m U cf - is repeated.
В случае, когда произведения UмUср для различных частотных режимов равны, в работе остается тот режим питания электрофильтра, для которого частота следования импульсов выпрямленного тока - наименьшая.In the case when the products U m U cf for different frequency modes are equal, the power supply mode of the electrostatic precipitator remains in operation for which the pulse repetition rate of the rectified current is the smallest.
Операции измерения Uм и Uср для различных частотных режимов работы преобразовательного агрегата, вычисление их произведений, запоминания, поиск наибольшего значения произведения UмUср и выбора рабочего режима производятся только тогда, когда плотность рабочего тока электрофильтра превышает заданное критическое значение.Measurement operations U m and U cf for various frequency operating modes of the converter unit, calculation of their products, memorization, search for the highest value of the product U m U cf and selection of the operating mode are performed only when the operating current density of the electrostatic precipitator exceeds a predetermined critical value.
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2000107455A RU2168368C1 (en) | 2000-03-27 | 2000-03-27 | Method for automatic determination, selection and control of mode of electric power supply of filter |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2000107455A RU2168368C1 (en) | 2000-03-27 | 2000-03-27 | Method for automatic determination, selection and control of mode of electric power supply of filter |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2168368C1 true RU2168368C1 (en) | 2001-06-10 |
Family
ID=20232391
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2000107455A RU2168368C1 (en) | 2000-03-27 | 2000-03-27 | Method for automatic determination, selection and control of mode of electric power supply of filter |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2168368C1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2718567C1 (en) * | 2019-06-14 | 2020-04-08 | Илья Николаевич Джус | Device for power supply system of electric filter of gas cleaning |
RU2739155C1 (en) * | 2020-02-06 | 2020-12-21 | Общество с ограниченной ответственностью НПФ "АВТЭК" | Method of integrated control of electric filter during gas and fog cleaning |
-
2000
- 2000-03-27 RU RU2000107455A patent/RU2168368C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2718567C1 (en) * | 2019-06-14 | 2020-04-08 | Илья Николаевич Джус | Device for power supply system of electric filter of gas cleaning |
RU2739155C1 (en) * | 2020-02-06 | 2020-12-21 | Общество с ограниченной ответственностью НПФ "АВТЭК" | Method of integrated control of electric filter during gas and fog cleaning |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CA1172686A (en) | Method of controlling operation of an electrostatic precipitator | |
US4626261A (en) | Method of controlling intermittent voltage supply to an electrostatic precipitator | |
EP0268467B1 (en) | A method and apparatus for detecting back corona in an electrostatic precipitator | |
CN109290057B (en) | Method and device for cleaning an electrostatic precipitator | |
US5707422A (en) | Method of controlling the supply of conditioning agent to an electrostatic precipitator | |
RU2509607C2 (en) | Method and device for adjustment of power fed to electrostatic precipitator | |
RU2110142C1 (en) | Pulse-current supply regulation process | |
JPH0223221B2 (en) | ||
RU2168368C1 (en) | Method for automatic determination, selection and control of mode of electric power supply of filter | |
RU2399426C2 (en) | Method of speedup voltage recovery at filter electrodes after spark (arc) breakdown | |
WO2009086887A1 (en) | Method and device for controlling an electrostatic precipitator | |
KR101688276B1 (en) | Micro Pulse System, Electrostatic Precipitator Having The Same, and Method for Controlling Micro Pulse System | |
RU2384370C1 (en) | Method for automatic control of filter supply mode | |
RU2166999C1 (en) | Method for automatic control of electric filter voltage according to breakdown (variants) | |
JPS6336856A (en) | Method of controlling electric precipitator | |
RU2147468C1 (en) | Method of automatic control over voltage of electric filter | |
RU2739155C1 (en) | Method of integrated control of electric filter during gas and fog cleaning | |
CN101249473A (en) | Method for Detecting and Suppressing Back Corona Phenomenon of Electrostatic Precipitator | |
JP3039758B2 (en) | Pulse charged electric precipitator | |
RU2266161C1 (en) | Electric filter voltage automatic control method | |
JPS6136468B2 (en) | ||
JPH0724358A (en) | Operation control method of electric dust collector for main exhaust gas of sintering machine | |
SU1526833A1 (en) | Method of controlling power supply unit for electric precipitator | |
JPH08229433A (en) | Method for energizing electricity in electrostatic precipitator | |
CN104549758A (en) | Electrostatic field voltage control method and system for electrostatic dust collector |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20080328 |
|
NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20090820 |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20110328 |