СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ ЭЛЕКТРОФИЛЬТРА Российский патент 2000 года по МПК B03C3/68 

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.

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. авт. свид. СССР N 355606, опубл. 16.10.1972).

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является способ автоматического регулирования напряжения электрофильтра путем изменения угла регулирования тиристорного или симисторного ключа в зависимости от величины рабочего напряжения на электрофильтре (см. авт. свид. СССР N 1282100, опубл. 07.01.1987).

Существенным недостатком этого способа является низкое значение начального угла регулирования тиристорного ключа в момент включения напряжения после пробоя и медленное увеличение напряжения до максимального значения, что приводит к снижению величины среднего напряжения и, как следствие, к снижению степени очистки газа.

Задачей изобретения является увеличение степени очистки газа электрофильтром за счет увеличения среднего напряжения на электрофильтре в режиме искровых и дуговых пробоев.

Технический результат достигается тем, что в способе автоматического регулирования напряжения, заключающемся в изменении угла регулирования тиристорного или симисторного ключа в цепи источника напряжения электрофильтра при восстановлении напряжения на электродах после пробоя осадительного пространства, согласно изобретению, измеряют максимальное значение напряжения на электрофильтре, при котором произошел пробой межэлектродного пространства, сравнивают его с максимальным значением напряжения в момент восстановления и устанавливают величину начального угла регулирования такой, при котором выполняется условие AU_maxпроб - U_{maxвосст.} = 0.

При этом величину начального угла регулирования после пробоя увеличивают, если AU_maxпроб - U_{maxвосст.}>0, и уменьшают, если AU_maxпроб - U_{maxвосст.}<0, где U_maxпроб. - текущее значение максимального напряжения, при котором произошел пробой; U_{maxвосст.} - текущее значение максимального напряжения на электрофильтре после восстановления в течение времени t_восст.; t_восст. - время восстановления напряжения, определяемое из соотношения:

где f - частота сети, питающей высоковольтный преобразовательный агрегат; n - число тактов высоковольтного выпрямителя; A - коэффициент электрической прочности осадительного пространства, зависящий от физико-химических свойств улавливаемых аэрозолей и колебательных свойств системы "преобразовательный агрегат питания - электрофильтр (A<1.0).

Таким образом, предлагаемый способ автоматического регулирования дает возможность поддерживать динамическое значение начального угла регулирования после пробоя на оптимальном уровне, при котором всегда, при изменении пробивного напряжения осадительного пространства, выполняется условие AU_maxпроб - U_{maxвосст.} = 0,
что обеспечивает поддержание среднего значения рабочего напряжения на максимальном уровне и, как следствие, увеличение степени очистки газов от пылей и туманов.

На чертеже представлена блок-схема устройства для осуществления предлагаемого способа.

Блок-схема содержит тиристорный ключ 1, токоограничивающий дроссель 2, высоковольтный выпрямительный агрегат 3, электрофильтр 4, датчик 5 напряжения электрофильтра, селектор 6 пробоев, интегратор 7 напряжения электрофильтра, фазосдвигающее устройство 8, формирователь 9 импульсов управления тиристорным ключом 1, селектор 10 максимального напряжения пробоя электрофильтра, устройство 11 умножения максимального значения напряжения электрофильтра на величину "A", задатчик 12 величины "A", блок 13 сравнения (компаратор) величины AU_maxпроб и U_{maxвосст.}, ключ 14, ключ 15, таймер 16, запоминающее устройство 17, ключ 18, задатчик 19 начального уровня напряжения восстановления.

Работает схема следующим образом.

При отсутствии пробоев в электрофильтре напряжение электрофильтра с датчика 5 поступает на входы селектора 6 пробоев, интегратора 7 напряжения электрофильтра, селектора 10 максимального напряжения пробоя электрофильтра, ключа 14.

Элементы 1 - 9 схемы составляют основной контур регулирования, которые обеспечивает увеличение напряжения до пробивного уровня. Одновременно селектор 10 максимального напряжения пробоя отслеживает величину максимального напряжения электрофильтра (U_maxпроб.). При возникновении пробоя осадительного пространства напряжение на электрофильтре снижается до нуля, что обеспечивает срабатывание селектора 6 пробоев в электрофильтре.

Сигнал положительной полярности с выхода 20 селектора 6 пробоев подается на интегратор 7 основного контура регулирования, что обеспечивает снижение напряжения на его выходе на 1,5 - 2%. Это в дальнейшем, после восстановления напряжения электрофильтра устройством 22, обеспечит новый уровень напряжения электрофильтра ниже пробивного уровня на 1,5 - 2%. Одновременно при возникновении пробоя, с выхода 21 селектора 6 пробоев сигнал подается на вход таймера 16, который формирует сигнал положительной полярности длительностью 10 - 20 мс, который подается на управляющие входы ключей 14, 15 и 18. На входе 23 блока 13 сравнения постоянно присутствует напряжение AU_maxпроб. Сформированное селектором 10 и устройством 11 умножения на постоянную величину "A", заданную блоком 12. В момент пробоя через открытый ключ 14 на вход 24 устройства 13 сравнения подается мгновенное напряжение на электрофильтре, т.е. U_{maxвосст.} в течение времени восстановления (10 - 20 мс). Через открытый ключ 15 с выхода устройства 13 сравнения на запоминающее устройство 15 подается разность напряжений (U_maxпроб - U_{maxвосст.}), которая алгебраически суммируется с начальным напряжением положительной полярности, установленным задатчиком 19 начального уровня напряжения восстановления. Образовавшаяся сумма напряжений через открытый ключ 18 подается на фазосдвигающее устройство 8, которое и определяет величину угла включения тиристорного ключа 1 в текущий момент восстановления. При последующих пробоях процесс повторяется. Если разность AU_maxпроб - U_{maxвосст.}>0, в запоминающем устройстве 17 суммарное напряжение увеличивается, что приводит к увеличению угла включения тиристорного ключа 1 и уменьшению времени восстановления. Если разность AU_maxпроб - U_{maxвосст.}<0, в запоминающем устройстве 17 суммарное напряжение уменьшается, а следовательно, уменьшается угол включения тиристорного ключа 1. В результате пробоев в запоминающем устройстве 17 устанавливается такая величина напряжения, которая в динамике обеспечивает равенство AU_maxпроб - U_{maxвосст.} = 0 в течение заданного времени восстановления. Т. е. достигается оптимальный режим восстановления напряжения на электрофильтре 4.

Предлагаемый способ автоматического регулирования напряжения электрофильтра прошел лабораторные и промышленные испытания и дал положительные результаты. Напряжение на электрофильтре увеличивалось на 4 - 5%, что приводило к увеличению степени очистки газов на 8 - 10%.

Изобретение предназначено для использования в системах автоматического регулирования высоковольтных выпрямительных агрегатов питания электрофильтров газоочистки выпрямленным током высокого напряжения и обеспечивает увеличение степени очистки газа электрофильтром. После искрового или дугового пробоя осадительного пространства электрофильтра для поддержания среднего значения напряжения на электрофильтре на максимально возможном уровне необходимо быстро восстанавливать напряжение на электрофильтре до уровня несколько ниже того, при котором произошел пробой. Для решения этой задачи последовательно измеряют максимальные значения напряжений перед пробоем U_maxпроб и в первый полупериод после восстановления - U_{maxвосст} и сравнивают их. Если AU_maxпроб -U_{maxвосст} > 0, величину начального угла увеличивают, если AU_maxпроб - U_{maxвосст} < 0, величину начального угла уменьшают; величину начального угла регулирования не изменяют, когда AU_maxпроб - U_{maxвосст} = 0. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Способ автоматического регулирования напряжения электрофильтра путем изменения угла регулирования тиристорного или симисторного ключа в цепи источника питания электрофильтра при восстановлении напряжения на электродах после пробоя осадительного пространства, отличающийся тем, что измеряют максимальное значение напряжения на электрофильтре, при котором произошел пробой межэлектродного пространства, сравнивают его с максимальным значением напряжения в момент восстановления и устанавливают величину начального угла регулирования такой, при котором выполняется условие
AU_maxпроб-U_{maxвосст}=0. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что величину начального угла регулирования после пробоя увеличивают, если
AU_maxпроб-U_{maxвосст}>0. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что величину начального угла регулирования после пробоя уменьшают, если
AU_maxпроб-U_{maxвосст}<0,
где U_maxпроб - текущее значение максимального напряжения, при котором произошел пробой;
U_{maxвосст} - текущее значение максимального напряжения на электрофильтре после восстановления;
А - коэффициент электрической прочности осадительного пространства, зависящий от физико-химических свойств улавливаемых аэрозолей и колебательных свойств системы преобразовательный агрегат - электрофильтр.