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DE2949764A1 - Verfahren zum selbsttaetigen fuehren der spannung eines elektrofilters an der durchschlagsgrenze - Google Patents

Verfahren zum selbsttaetigen fuehren der spannung eines elektrofilters an der durchschlagsgrenze

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DE2949764A1
DE2949764A1 DE19792949764 DE2949764A DE2949764A1 DE 2949764 A1 DE2949764 A1 DE 2949764A1 DE 19792949764 DE19792949764 DE 19792949764 DE 2949764 A DE2949764 A DE 2949764A DE 2949764 A1 DE2949764 A1 DE 2949764A1
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DE
Germany
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voltage
breakdown
filter
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time
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Withdrawn
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DE19792949764
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English (en)
Inventor
Horst Dr.-Ing. 8520 Erlangen Daar
Helmut Dipl.-Ing. 6078 Neu Isenburg Herklotz
Ing.(grad.) Günter 6000 Frankfurt Mehler
Franz Dipl.-Ing. 6057 Dietzenbach Neulinger
Walter Dipl.-Ing. 8521 Uttenreuth Schmidt
Helmut Dipl.-Ing. 6056 Heusenstamm Schummer
Heinrich 8524 Neunkirchen Winkler
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GEA Group AG
Siemens AG
Siemens Corp
Original Assignee
Metallgesellschaft AG
Siemens AG
Siemens Corp
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Publication date
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Priority to DE8080107357T priority patent/DE3064654D1/de
Priority to US06/213,093 priority patent/US4354152A/en
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    • B03—SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C—MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C3/00—Separating dispersed particles from gases or vapour, e.g. air, by electrostatic effect
    • B03C3/34—Constructional details or accessories or operation thereof
    • B03C3/66—Applications of electricity supply techniques
    • B03C3/68—Control systems therefor
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S323/00—Electricity: power supply or regulation systems
    • Y10S323/903—Precipitators

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  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Electrostatic Separation (AREA)
  • Electrical Discharge Machining, Electrochemical Machining, And Combined Machining (AREA)
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  • Power Conversion In General (AREA)

Description

14ETALLGESELLSCHAFt AKTIENGESELLSCHAiT Unser Zeichen Frankfurt/Main 79 P 8 5 2 6 BRD
SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT
Berlin und München
Verfahren zum selbsttätigen Führen der Spannung eines Elektrofliters an der Durchschlagsgrenze
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum selbsttätigen Führen der Spannung eines Elektrofilters an der Durchschlagsgrenze durch zeitabhängige Steigerung der Filterspannung bis zum Durchschlag und anschließende durchschlagsabhängige Absenkung.
Mit diesem Oberbegriff wird auf ein Verfahren Bezug genommen, wie es beispielsweise in der DE-AS 11 48 977 beschrieben ist.
Der Abscheidegrad eines elektrostatischen Abscheiders ist umso höher, je näher die Betriebsspannung an der Uberschlagsgrenze liegt. Da die Überschlagsgrenze sich während des Betriebs in Abhängigkeit von mehreren Einflußgrößen, wie z.B. Gaszusammensetzung, Staubgehalt
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und Temperatur ändert, muß die Spannung des elektrostatischen Abscheiders in Abhängigkeit von der Höhe der Uberschlagsgrenzo geregelt v
Es sind Einrichtungen zur Spannungsregelung bekannt, bei d?nen die1 Spannung bis an die übe^schlagsgrenze erhöht wird. Konuren ein oder mehrere Überschläge, so wird die Spannung uk cin<?n bestimmten fest vorgegebenen Betrag unter die Obwrs-hlagcgrenze aogf^enkt und anschließend wieder his: zur tfberschlagr grenze erhöht.
Bei dem Verfahren nach der vorgenannten DE-AS 1 143 977 wird über einen Vi der stand ein Ktgelkondensator filterstroTioM ängig aufgeladen. Als t-ntladewiderstand ist diesein Re.gelkoniensator rtine stetig --teuerbere Röhre parallelgof-chaltfct, dio ih;-erseits wieder von einem Kondensn'.o ■ angesteuert vira Dir-ser Kondensator wird durchschlaffiiibhängig aufgeladen und fcrtlajferid über einen Parallelwiderstancl entladen. Die Sj.-emung am Regelkondensator dient al t> Steuer-Spannung für ein primärseitiges Stellglied. Die Stromabhängigkeit der T.adespannung für der RegeJkondensator ist so getroffen, daß bei kleinen Abscheiderstromstärken eine relativ heimeile, bei großen Abscheiderstromsterken eine relativ langsame Spannungserhöhung erreicht wird. Durch die stetige Entladung des Regelkondensator3 - abhängig von den !Vorschlägen - wird die Abscheide/-spannung nach Überschlägen um einen durch die Zahl bzw. Dauer- der llberschlage gegebenen Betrag herabgesetzt.
Bei diesem Steuerverfahren geht die Vorgeschichte des gerade vorliegenden Durchschlages nur relativ gering bzw. weitgehend Undefiniert in die Spannungsabsenkung bzw. den Hochlauf bis zur Durchschlagsgrenze ein.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin,
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- y VFA 73 P 8 5 26 BRD
ia stationären Betrieb, bei dsm laufend zeitabhängig die Durchscnlagsgronze abgetastet wird, das Regelverfahren so zu optimieren, d-.v3 -nan möglichst an der Durchschlagsgrenze fährt, jedoch aie Zahl der zum Fahren an dieser Grenze erforderlichen Durchschläge - während deren Dauer ja die eigentliche Abseheiaong nicht möglich ist - in vorbestimmten Grenzen gehalten wird.
Diese Ausgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß nach jedem Durchschlag di? Spannung bzw. dor Strom um einen prozentualen Fetrag der vorliegenden Durchschlagsspannung bzw. des Durchschlagsstrnsies abgesenkt wird, der von der Durchschiagshäufigkeit in einer vorhergehenden festgelegten Zeitporiude abhängig ist und dafl die Wartezeit bis zu einer erneuten Sparmungssteigerung verringert wird, wenn sich die gemessene Spannungsamplitude beim Durchschlag zur gemessenen Spannungsamplitude beim vorhergehenden Durchschlag vergrößert hat und umgekehrt.
Auf diet:·? Weise wJrd die Spannung um einen prozentualen Betrag abgesenkt, der e.-.nerseits durch die Durchschlagsspannung und andererseits durch die Vorgeschichte des Durchschlags bestimmt ist; ebenso wird auch die Wartezeit so festgelegt, daß keine unzulässige Durchschlagshäufigkeit auftritt.
Um definierte Verhältnisse beim Hochlauf zu erreichen, wird vorteilhafterweise die Filterspannung mit einem festen, vom Betriebszustand der Anlage abhängigen vorwählbaren Sparinungsgradienten bis zum Durchschlag erhöht.
Tritt während der Wartezeit ein Durchschlag auf, so unterbleibt vorteilhafterweise die beim Ablauf der Wartezeit vorgesehene Spannungssteigerung, es wird je-
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doch die von diesen Ze irpunkt an Taufende neue Wartezeit verkürzt.
Damit wird erreicht, daß nicht eine unkontrollierte Zahl von Durchschlagen aufeinanderfolgt. 7mc Berücksichtigung des sich ändernden tiltorverhaltens in bezug auf die Wartezeit ist vorte .lhafterweise ferner die Wartezeit in Stufen unterschiedlicher Große veränderbar, z.B. können d..e Stufen Lr, Form ei^er #eoa;e tr i sehen ^e ine gewählt sein.
Da heute normalerweise i'jLC Elektrofilter Thyristoren als Stellglieder verwendet werden, deren Anschnittsteuerung sich gle\c itspannuiigs-seitig in einer Pulsation aer Filterspannui·^; bemerkbar rnp.t:ht, werden vorteilhafterweise - un definierte Punkte für die Vergleiche zu erhalten - die or.> eitelv/erte der gleichspannungfiseitigen Spannungshalbwcllen unmttelbar vor den Durchschlagen miteinander verglichen.
3ei einer Einri .htuntj iur i-u^chführur.^ des Verfahrens nach den vorhergehoncen Merk;aaier;, bei der das Elektrofilter über einen Jk! ;?ichr ichter, einen Hochspannungstransformator 'tid ein jtt:ll|;liod von einem Wechselspanntmgsnet/. gespei;.t ist, wird vorteilhafterweise zur Vorgabe der SteusrsparjTiun^ an dac Stellglied ein Mikrocomputer vorgesehen, der aus den gemessenen und gespeicherten Filterverten die erforderliche Absenkung und die Wartezeit sowie sonstige Parameter berechnet.
Anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles sei die Erfindung näher erläutert; es zeigen:
Figur 1 die übliche Spannungsversorgung eines Elektrofilters mit einem nach dem erfindungsgemäßen Verfahren arbeitenden Digitalregler,
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-#- VPA 79 P 8 526 BRD
Figur 1a den Ersatz dieses Digitalreglers durch ein
Mikrocomputersystem und
Figur 2 die Spannungsverhältnisse beim Abtasten der
Durchschlagsgrenze.
5
Wie aus Figur 1 ersichtlich, wird ein Elektrofilter 5 über einen Gleichrichter k und einen Hochspannungstransformator 3 aus einem Wechselstromnetz 1 gespeist. Primärseitig ist zwischen Hochspannungstransformator 3 und Wechselstromnetz 1 ein aus antiparallelgeschalteten Thyristoren bestehender Wechselstromsteller 2 vorgesehen, dessen Gittersteuersatz 21 seine Steuerspannung U von einem Digitalregler 6 erhält, der gestrichelt umrandet dargestellt ist. Dieser gestrichelt umrandete Digitalregler 6 besteht heute im Regelfall - wie durch das Gleichheitszeichen 8 angedeutet - aus dem in Figur 1a dargestellten Mikrocomputersystem, und zwar umfaßt dieses Mikrocomputersystem als wesentlichen Bestandteil die Zentraleinheit 81, den Speicher 82 und die Ein- und Ausgabe 83, mit der Meßwerte und Daten aas der Peripherie eingegeben und ausgegeben werden können.
Zur besseren Verständlichkeit des Regelverfahrens ist jedoch der Digitalregler in Form festverdrahteter Funktionsbausteine dargestellt.
Wie aus der Figur 1 ersichtlich, wird die Steuerspannung U von einem Steuerbaustein 61 geliefert, der die Filterspannung U bzw. den Filterstrom I bestimmt. Der Gradient der Steigerung der Filterspannung bis zum Durchschlag wird durch den Baustein 63 vorgegeben. Der Einstellwert für diesen Gradienten wird aus einem Speicher 62 je nach den Betriebsbedingungen des Filters entnommen. Erreicht die Filterspannung den Durchbruchswert, der aus Primärstrom I und/oder dem Zusammenbrechen der sekundärseitigen Spannung U bestimmt wird, so gibt
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das Durchschlagserfassungsg?led 70 über einen prozentualen Betragseinsteller 66 und ein Spannungsabsenkungsglied 65 einen entsprechenden Spannungsverminderungsbefehl auf die SpennungsSteuereinheit 61. Der Absenkungsbetrag im Durchschlagsfall errechnet sich aus
Δ LV.= X . η ΛΫ100 oder ^ 1 = X . η . Ip/100 wobei X einen Viert zwischen 0,2 und ί , η die Absenkungsstufe und U-. die aktuelle \'x lter spannung bedeuten. Entsprechend«;s gilt, frlls nicht eine Filtercuannungsabsenkung, ;.cndern eine Filtrrstroniabsenkung^ I des FiI-terstromes I „ vorgenommen wird. Der Wert n bertimmt sich aus der Vorgeschichte des :'ilters, und zvar \st er von der Ar.sahl k dor Durchsciia^e während einer vorhergehenden ^uchporiode von z.B. IC Vi^ 30 Minuten abhängig. Ist die Anzahl k der nicht durch die Abtastung df=r FiI-terspamiungsgronz«; hervorgerufenen Durchschläge größer als ein vorwälalbsre^ Grenzwert k von z.b. 1000, so wird die Absenkungsstufe η erhöht und eine neue Suchperiode begonnen. Anschließend werden jeweili. die Absenkungsbeträge Au berechnet und gespeichert. Ist die Zahl der Durchschlage in der Suchperiode kleiner als der Grenzwert k , so bleibt die Absenkungsrtufe η zunächst unver-
ändert. Ist in der folgenden Suchpe>riode ebenfalls k kleiner als k , so wird die Absenkungsstufe η erniedrigt. Anschließend v/erden ebenfalls öle neuen aktuellen Absenkungsbeträge Λ u berechnet und gespeichert. Um sich ändernden Betriebsbedingungen anzupassen, wird auch die Wartezeit I bis zu einem neuen Hochlauf der FiIterspannung durchschlagsabhängig verändert, und zwar wird der in einem Speicher 69 niedergelegte Wert der Durchbruchsspannung U„v beim vorhergehenden Durchbruch mit der aktuellen Durchbrachtspannung UF verglichen. Ergibt sich, daß sich die gemessene SpannunfTsamplitude beim Durchschlag /.ur gemessenen Spannungsamplitude beim vorhergehenden Durchschlag vergrößert hat, so wird durch
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das Vergleichsglied 68 die 'Wartezeit um den Betrag Δ Τ im Zeitänderungsglied 67 verringert. Dieser Zeitänderungsbetrag Δ T ändert dann entsprechend die Wartezeit T der Wartestufe 64. Die Änderung der V/artezeiten sind dabei in z.B. einer geometrischen Reihe gestuft. Ergeben z.B. die Vergleiche, daß die aktuelle Durchschlagsspannung immer größer als die vorhergehende Durchschlagsspannunp wird, so werden die Wartezeiten um Beträge Δ T verkürzt, die z.B. in einer geometrischen Reihe ansteigen. Für den Fall, daß die Werte immer niedriger werden, gilt das umgekehrte. Tritt während der Wartezeit mindestens ein Durchschlag auf, so wird die bei Ablauf der Wartezeit vorgesehene Spannungssteigerung unterlassen, jedoch die von diesem Zeitpunkt an laufende Wartezeit ebenfalls um den Betrag A T nach der gerade aktuellen Veränderungsstufe verkürzt.
Figur 2 zeigt die Spannungsverläufe am Filter. Wie ersichtlich, treten durch die Anschnittssteuerung und die Gleichrichter sekur.därseitif; am Filter pulsierende Halbwellen auf. Trit4: an der Stelle DI ein provozierter Durchschlag auf, so bricht die Filterspannung Up zunächst zusammen, die wiederkehrende Filterspannung wird dann um einen Betrag Δ u verringert, der sich nachder vorstehend angegebenen Gleichung berechnet. Daran schließt sich eine Wartezeit T bis zum Zeitpunkt S an, von dem an die Filterspannung Up erneut bis zum provozierten Durchschlag D2 gesteigert wird, worauf dann die Spannung U ebenfalls um einen Wert Δυ wieder abgesenkt wird.
Da die eigentliche Durchschlagsspannung wegen der Pulsation der Spannungen relativ schwer erfaßbar ist, werden die für die Wartezeit maßgebenden Spannungsvergleichswerte aus den Scheitelwerten der Spannungshalbwellen unmittelbar vor den Durchschlagen ermittelt. Hierzu werden laufend die Scheitelwerte erfaßt und gespeichert und
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-gr- VPA79P8526BRD
diejenigen Werte (z.B. U„ , U v) für den Vergleich her-
r a ρ
angezogen, die unmittelbar vor dem Durchbruch liegen.
Auf die vorstehend beschriebene Weise erhält man eine 5 optimale Führung der Filterspannung an der Durchschlagsgrenze .
7 Patentansprüche
3 Figuren
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Claims (7)

  1. Patentansprüche
    Verfahren zum selbsttätigen Führen der Spannung eines Elektrofilters an der Durchschlagsgrenze durch zeitabhängige Steigerung der Filterspannung bis zum Durchschlag und anschließende durchschlagsabhängige Absenkung, dadurch gekennzeichnet, daß nach jedem Durchschlag die Spannung bzw. der Strom um einen prozentualen Betrag (Au1Al) der Durchbruchsspannung bzw. des Stromes (U , I) abgesenkt
    F F wird, der von der Durchschlagshäufigkeit (k) in einer vorhergehenden festgelegten Zeitperiode abhängig ist und daß die Wartezeit (τ) bis zu einer erneuten Spannungssteigerung verringert wird, wenn sich die gemessene Spannungsamplitude (Upa) beim Durchschlag zur gemessenen Spannungsair.plitude (U v) beim vorhergehenden Durchschlag vergrößert hat und umgekehrt.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Filterspannung (U^) mit einem festen, vorwählbaren Spannungsgradxenten bis zum Durchschlag erhöhbar ist.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beim Auftreten mindestens eines Durchschlages während der Wartezeit (T) die beim Ablauf der Wartezeit vorgesehene Spannungssteigerung unterbleibt, jedoch die von diesem Zeitpunkt an laufende neue Wartezeit (T) verkürzt wird.
  4. 4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wartezeit (T) in Stufen unterschiedlicher Größe verändert wird.
  5. 5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,
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    daß die Stufen in Form einer geometrischen Reihe gewählt sind.
  6. 6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheitelwerte (Up) der Spannungshalbwellen unmittelbar vor den Durchschlägen miteinander verglichen werden.
  7. 7. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den
    Ansprüchen 1 bis 6 bei einem Elektrofilter, das über einen Gleichrichter, einen Trafo und ein Stellglied aus einem Wechselspannungsnetz gespeist ist, dadurch gekennzeichnet, daß zur Vorgabe der Steuerspannung (UqO an das Stellglied (2) ein Mikrocomputer (8) vorgesehen ist, der aus gemessenen und gespeicherton Filterwerten und Daten die erforderliche Absenkung (Au, Al ) der Filterspannung bzw. des Filterstromes bei Durchschlag und die Wartezeit (T) bis zur erneuten Steigerung der Filterspannung (Up) berechnet.
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DE19792949764 1979-12-11 1979-12-11 Verfahren zum selbsttaetigen fuehren der spannung eines elektrofilters an der durchschlagsgrenze Withdrawn DE2949764A1 (de)

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