СПОСОБ ФОРСИРОВАННОГО ВОССТАНОВЛЕНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ НА ЭЛЕКТРОДАХ ФИЛЬТРА ПОСЛЕ ИСКРОВОГО (ДУГОВОГО) ПРОБОЯ Российский патент 2010 года по МПК B03C3/68 

Изобретение может быть использовано в системах автоматического регулирования высоковольтных выпрямительных агрегатов питания электрофильтров газоочистки выпрямленным током высокого напряжения и обеспечивает увеличение степени очистки газа электрофильтром в промышленности строительных материалов, энергетики, химической промышленности и других отраслях промышленности. Для оптимальной работы электрофильтра необходимо поддерживать электрическое напряжение на электрофильтре на максимально возможном уровне как в безыскровой период времени, так и в режиме искровых и дуговых пробоев осадительного пространства. С этой целью в режиме искровых и дуговых пробоев необходимо быстро восстанавливать напряжение на электрофильтре несколько ниже уровня, при котором произошел пробой. Для решения этой задачи непрерывно в период между искровыми пробоями измеряют максимальные и минимальное значения напряжений и вычисляют коэффициент пульсаций по формуле

где U_max - амплитудное значение напряжнения, до искрового пробоя;

U_min - минимальное значение напряжнения, до искрового пробоя.

В послеискровой период времени система регулирования формирует форсировочный угол регулирования тиристорного ключа управления силовыми тиристорами на время восстановления напряжения на электрофильтре. Величина этого угла рассчитывается по формуле

Описание изобретения

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), а также 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. 08.09.1986).

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является способ автоматического регулирования напряжения электрофильтра путем изменения угла регулирования тиристорного или симисторного ключа в зависимости от соотношения величины максимальных значений рабочего напряжения на электрофильтре до искрового и дугового пробоя и после восстановления напряжения на электрофильтре (Патент №2147468, Россия, опубл. 20.04.2000).

Существенным недостатком этого способа является неточное определение угла регулирования тиристорного ключа в момент включения напряжения после пробоя особенно при не регулярных искровых пробоях, что приводит к снижению величины среднего напряжения и, как следствие, к снижению степени очистки газа.

Целью предлагаемого 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 непрерывно в период между искровыми пробоями измеряют максимальные и минимальное значения напряжений и вычисляют коэффициент пульсаций

где U_max - амплитудное значение напряжнения, до искрового пробоя;

U_min - минимальное значение напряжнения, до искрового пробоя.

В послеискровой период времени система регулирования задает «форсировочный» угол регулирования тиристорного (симисторного) ключа на время восстановления напряжения на электрофильтре, в соответствии с выражением

Таким образом, предлагаемый способ автоматического регулирования дает возможность поддерживать динамическое значение форсировочного угла регулирования после пробоя на оптимальном уровне, при котором всегда амплитудное значение рабочего напряжения на электрофильтре находится на оптимальном уровне.

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, формирователь импульсов управления - 5 тиристорным ключом - 1, датчик напряжения электрофильтра - 6, интегратор напряжения электрофильтра - 7, селектор пробоев - 8, селектор максимального напряжения электрофильтра - 9, селектор минимального напряжения электрофильтра - 10, устройство, преобразующее амплитуду сигнала в фазовое положение импульса управления - 11, коммутационное устройство (управляемый ключ) - 12, блок, рассчитывающий коэффициент пульсаций - 14 по формуле блок, рассчитывающий величину форсировочного угла регулирования 13 по формуле

Схема работает следующим образом.

Элементы 1-12 составляют основной контур регулирования, который обеспечивает увеличение напряжения на электрофильтре до пробивного уровня. При отсутствии пробоев в камере фильтра сигнал, пропорциональный напряжению на электродах фильтра, снимаемый с датчика напряжения электрофильтра - 6, поступает на вход селектора пробоев - 8, интегратора напряжения электрофильтра - 7, а также на вход селектора максимального напряжения электрофильтра - 9 и на вход селектора минимального напряжения электрофильтра - 10. Одновременно селекторами максимального напряжения электрофильтра - 9 и минимального напряжения электрофильтра - 10 отслеживаются величины максимального и минимального значения напряжения на электрофильтре, и посредством блоков 13 и 14 вычисляется коэффициент пульсаций и величина форсировочного угла, используемого для включения агрегата питания в послеискровой период времени. При возникновении пробоя осадительного пространства напряжение на электрофильтре снижается до нуля, что обеспечивает срабатывание селектора пробоев в электрофильтре - 8.

Сигнал положительной полярности с выхода - 15 селектора пробоев - 8 подается на интегратор основного контура регулирования - 7, что обеспечивает снижение уровня сигнала на его выходе на 1,5-2%. Это обеспечивает восстановление напряжения на электрофильтре после переходного процесса (искрового пробоя) на уровне ниже уровня пробивного напряжения на 1,5-2%.

Одновременно сигнал с датчика напряжения - 6 подается на входы селекторов максимального напряжения электрофильтра - 9 и минимального напряжения электрофильтра - 10, где формируются уровни напряжения, пропорциональные величинам максимального и минимального напряжения в безыскровой период времени. На период прохождения искрового пробоя и восстановления напряжения селектор напряжения на электрофильтре - 8 блокирует по выходу 17 работу селекторов 9 и 10, и тем самым сохраняет значения их выходных сигналов на уровне предпробойном. Блок - 14 рассчитывает коэффициент пульсаций а блок - 3 рассчитывает величину форсировочного угла регулирования

В момент возникновения искрового пробоя селектор - 8 по выходу - 16 блокирует основной контур регулирования управляемым ключом - 12 и сигнал форсировочного угла регулирования задает необходимую скорость восстановления напряжения на электрофильтре после пробоя. Как только напряжение будет восстановлено, селектор пробоев - 8 заблокирует подачу форсировочного угла регулирования и восстановит работу основного контура регулирования.

Предлагаемый способ автоматического регулирования напряжения электрофильтра прошел лабораторные и промышленные испытания и дал положительные результаты. Напряжение на электрофильтре, работающем в режиме частых искровых пробоев (0,5-1 искра в секунду), увеличилось в среднем на 5%, что приводит к увеличению степени очистки газов на 10%. Данный способ применим для всех электрофильтров, очищающих пылегазовые потоки от промышленных выбросов.

Изобретение может быть использовано в системах автоматического регулирования высоковольтных выпрямительных агрегатов питания электрофильтров газоочистки выпрямленным током высокого напряжения в промышленности строительных материалов, энергетике, химической промышленности и других отраслях промышленности. Для оптимальной работы электрофильтра необходимо поддерживать электрическое напряжение на электрофильтре на максимально возможном уровне как в безыскровой период времени, так и в режиме искровых и дуговых пробоев осадительного пространства. С этой целью в режиме искровых и дуговых пробоев необходимо быстро восстанавливать напряжение на электрофильтре несколько ниже уровня, при котором произошел пробой. Для решения этой задачи непрерывно в период между искровыми пробоями измеряют максимальные и минимальное значения напряжений и вычисляют коэффициент пульсаций по формуле В послеискровой период времени система регулирования формирует форсировочный угол регулирования тиристорного ключа управления силовыми тиристорами на время восстановления напряжения на электрофильтре. Величина этого угла рассчитывается по формуле 1 ил.

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 и минимальное значения напряжения на электрофильтре в безыскровой период времени, вычисляют коэффициент пульсаций согласно выражению

где U_max - амплитудное значение напряжения до искрового пробоя;
U_min - минимальное значение напряжения до искрового пробоя;
в послеискровой период времени система регулирования формирует форсировочный угол регулирования тиристорного ключа управления силовыми тиристорами на время восстановления напряжения на электрофильтре, величина этого угла рассчитывается по формуле

где K₁ - коэффициент, определяемый величиной удельного электрического сопротивления частиц пыли;
K₂ - коэффициент, характеризующий величину слоя частиц пыли на электроде фильтра.