Способ управления работой электрофильтра Советский патент 1982 года по МПК B03C3/68 G05D27/00 

(54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ РАБОТОЙ ЭЛЕКТРОФИЛЬТРА

I

Изобретение относится к способам управления работой электрофильтра и может быть использовано в теплоэнергетике, металлургии и других отраслях промышленности.

Известен способ улавливания высокоомных пылей путем использования импульсного униполярного напряжения для питания электрофильтра 1 .

Недостатком этого способа является то, что эффективность очистки невозможно увеличить путем повышения частоты импульсов, так как на слое пыли накапливается избыточный заряд, приводящий к пробою слоя, т.е. к возникновению обратной короны.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ управления работой электрофильтра, в котором на пылегазовый поток воздействуют циклически изменяющимся напряжением переменной полярности с равным количеством электричества в положительной и отрицательной частях цикла 2.

Недостатком известного способа является то, что oil не обеспечивает высокую скорость

перемещения частиц к осадительному электроду и соответственно высокую степень очистки газа в каждой части цикла из-за постоянства напряжения в положительной и отрицательной частях цикла. Кроме того, питающее электрофильтр напряжение изменяет свой знак на противоположный в момент достижения зарядом критического значения. Однако к моменту смены полярности напряжения слой пыли не успевает перезарядиться и сохраняет преж10нее значение заряда по знаку. Поскольку полярность напряжения поменялась, то на осажденный слой некоторое время воздействует сила, направленная не к плоскости осадительного электрода а наоборот от него. В резуль15тате чего осажденные частицы пыли вновь возвращаются в пыяегазовый поток, а эффективность электрофильтра от этого снижается.

Цель изобретения - повышение эффективности пылеулавливания.

20

Поставленная цель достигается тем, что воздействие на пылегазовый поток осуществляют пульсирующим напряжением в положительной и отрицательной частях цикла. 39 На фиг. 1 показана форма циклического напряжения и кривая изменения плотности заряда; на фиг. 2 - схема устройства для питания электрофильтров; улавливающих высокоомную пыль, реализующего данный способ. На фиг. 1 и 2 обозначены; Ua - амплитуда на пряжения; DO -- начальное напряжение; Т, Т. длительность положительной и отрицательной части цикла; tn - длительность Паузы; ty длительность импульса; g - плотность заряда;. Т - длительность цикла. Способ осуществляется следующим образом. Блок управления 1 управ.шет коммутатором 2 с управляющей обмоткой 3 и связан .с ними проводами 4. Сигналы управления по проводам 5 и 6 передаются соответственно на формирователи импульсов 7 и 8, которыми снабжены генераторы 9 и 10. Коммутатор 2 проводами 11 и 12 электрически соединен с генераторами 9 и 10, а также имеет связь с коронирующим электродом. 13 электрофильтра 14. В верхнем положении контакта коммутатора 2 осуществляется напряжение от генератора 9 через провод 11 к коронирующему электроду 13 электрофильтра 14. Генераторы 9 и 10 представляют собой тиристорные ключи, каждый из которых соединен с высоковольтным трансформатором. Одни из (генераторов) обеспечивает напряжение на электрофильтре в положительной части цикла, а второй - в отрицательной. В качестве формирователей импульсов 7 и 8 используется фазосдвигающее устройство, работающее в своей части щкпг по заданному режиму. Из формирователей импульсов 7 и 8 на тиристорные ключи .генераторов 9 и 10 поступают отпирающие импульсы, смещенные по фазе относительно питающего ключ на пряжения таким образом, что на выходе ключ из серии волн высокого напряжения формиру ются необходимой формы импульсы, в том числе обеспетвается скощенность верщины пер вого импульса. Формирователи импульсов 7 и 8 управляются блоком управления 1. Устройство обеспечивает на нагрузке (электрофильтре 14) напряжение, форма которого показана на, фиг. 1. В период времени от О до tj происходит зарядка электрической емкости электрофильтра 14, напряжение растет .по кривой ОК, электрический ток в это время между электродами отсутствует, поскольк напряжение между электродами меньще начального напряжения UQ. В дальнейщем напря жение растет но прямой KL, начинается корон ный разряд, час1ИЦ1 1 пыли приобретают заряд и осаждаются, создавая на осадительном элек троде noBcpxHocTHbni заряд д. На фиг. 1 пока зана также кривая изменения плотности заряда д. На истинной кривой g значение гглотности заряда возрастало бы во время импульса tu и почти не изменялось бы во время паузы t. Указанное упрощение справеллиио, так как в данном случае не искажается в целом процесс накопления заряда в слое. Из фиг. 1 следует, что кривая плотности заряда начинается не с нуля (ось t), а со времени IK, т.е. с момента начала коронного разряда и достигает критического значения в точке N, что соответствует времени t Т. Если бы положительная часть цикла продолжалась дальще, то плотность заряда g достигла бы критического значения, пылеслой пробился бы и возникла бы обратная корона. Длительность положительной Тц. и отрицательной Т части цикла определяют при наладке системы пылеулавливания. При этом с целью повыщения надежности работы устройства и, учитывая возможные флуктуации процесса, принимают длительность частей, цикла, равной около 0,9 от истинной длительности соответствующей части цикла. В момент времени t блока управления 1 (фиг. 2) поступает импульс на управляющую обмотку 3 коммутатора 2, переведя его контакт в нижнее положение, а на формирователь импульсов 8 подается сигнал управления, включающий его в работу. При этом отключается генератор 9 и подключается генератор 10, на коронирующем электроде 13 происходит изменение полярности питающего напряжения, действует отрицательная часть Т. цикла. В период времени (фиг. 1) от Q до F пылеслой перезаряжается, электросила, отрывающая заряженные частицы, снижена и меньще сил адгезии и когезии. Осажденная пыль не срывается обратно в пылегазовый поток, в результате чего повыщается степень очистки. В период прохождения плотности заряда через точку F происходит самообрущение пылеслоя. I В дальнейщем процесс в отрицательной части цикла происходит подобно процессу в положительной части. Из-за пульсирующего характера напряжения длительность как положительной Т., так и отрицательной части Т. увеличивается на несколько порядков, следовательно, в такой степени сокращается частота коммутации напряжения, а значит и уменьщается влияние процесса коммутации на снижение эффективности электрофильтра. Преимущество пульсирующего напряжения перед постоянным по величине основано на том, что электрическая прочность межэлектродного промежутка электрофильтра выше при импульсной форме питающегО электрофильтра напряжения по сравнению с постоянным напряжением неизменной величины. Повыщенис ripi)4ноет и (повышение пробивного напряжения) объясняется рассасыванием объемного заряда, существующего в межэлектродном промежутк во время паузы между импульсами. При пост янном же напряжении неизменной величины накопившийся объемный заряд перераспределя ет напряженность электрического поля, таким образом снижается напряжение пробоя. Поскольку заряд частицы пропорционален напряженности электрического поля, то повышение напряжения при импульсном питании приводит к увеличению заряда частиц, что в свою очередь обеспечивает высокую скорость перемещения частиц к осадительному электроду, т..е. высокую степень очистки газа в каждой части цикла. Первый импульс в каждой части цикла не может иметь очень крутой передний фронт, так как осажденный слой имеет определенное постоянное время перезарядки. Поэтому с целью предотвращения срыва осажденного слоя пыли с осадительного электрода при смене полярности напряжение на электродах должно расти плавно, т.е. вершина первого импульса должна быть скошенной. При этом в процессе нарастания напряжения происходит нейтрализация заряда слоя потоком ионов от коронирующего электрода, имеющим заряд, противоположный знаку заряда слоя пыли. Снижение заряда слоя пыли позволяет увеличивать напряжение между электродами, при этом элек трические силы, действующие на слой и направленные в этот момент от осадительного электрода, должны быть меньше сил адгезии и когезии пылеслоя, чтобы предотвратить срыв сло пыли с осадительного электрода. В дальнейшем происходит уменьшение заряда слоя пыли до нуля, а затем зарядка его электричеством противоположного знака. Кроме того, осуществление частей цикла пульсирующим, а не постоянным напряжением, позволяет существенно увеличить длительность частей цикла. Это объясняется тем, что при пульсирующем напряжении средняя плотность тока снижается, в результате чего скорость накопления заряда в слое уменьшается и время достижения предельного заряда, при котором пробивается пылеслой, возрастает. Увеличение длительности частей цикла приводит к снижению на несколько порядков частоты переключения полярности напряжения, в результате чего уменьшается потеря эффективности улавливания пыли за счет коммутации напряжения. Потеря эффективности при смене полярности напряжения на коронирующем электроде объясняется тем, что частицы не могут мгновенно изменить знак, и на этот процесс перезарядки уходит определенное время, в течение которого частицы не перемещаются в направлении осадительного электрода. При такой форме питающего электрофильтр напряжения нормализуется проиесс электроосаждения пыли, поскольку устраняется обратная корона. Обратная корона не может возникнуть по той причине, что длительности как положительной, так и отрицательной части цикла принимаются несколько меньше, чем время накопления критического заряда в слое, когда он пробивается и наступает обратная корона. Формула изобретения Способ управления работой электрофильтра путем воздействия на пылегазовый поток циклическим изменяющимся напряжением переменной полярности, отличающийся тем, что, с целью повыщения эффективности пылеулавливания, воздействие на пылегазовый поток осуществляют пульсирующим напряжением в положительной и отрицательной частях цикла. Источники информации,. принятые во внимание при экспертизе 1. Электричество, М., 1978, N 4, с. 70-71. 2.Авторское свидетельство СССР № 548315, кл. В 03 С 3/38, 1974. h

Un ;

(J

М f-t- II +1

X

ff

O.

X

10

f2