способ управления процессом очистки газов в электрофильтре
Классы МПК: | B03C3/68 системы управления B01D46/46 автоматического |
Автор(ы): | Баранов Леонтий Петрович (UA), Голоднова Татьяна Станиславовна (UA), Рахмангулов Р.В. (RU) |
Патентообладатель(и): | Общество с ограниченной ответственностью "ПИК" (RU) |
Приоритеты: |
подача заявки:
2000-10-05 публикация патента:
10.09.2001 |
Применение - электрическая очистка отходящих газов от дисперсных взвесей в производстве брикетов из бурого угля, в химических и нефтехимических производствах, а также улавливание в электрофильтрах золы в теплоэнергетике и мусоросжигательных заводов, пылей в черной и цветной металлургии. Сущность заявляемого способа управления процессом очистки газов в электрофильтре заключается в том, что регулирование напряжения осуществляют в диапазонах перенапряжения, которые выбирают в обратной зависимости от текущих значений удельного электрического сопротивления. В качестве характеристики электрического поля выбирают плотность коронного разряда, которую в процессе очистки поддерживают в пределах 0,4-0,6 мА/м2. Улавливание пыли с удельным электрическим сопротивлением менее 109 Ом
м осуществляют путем регулирования напряжения в диапазоне перенапряжений 2,7-3,1; с удельным электрическим сопротивлением от 109 до 1011 Ом
м - в диапазоне перенапряжений 2,3-2,7, с удельным электрическим сопротивлением более 1011 Ом
м - в диапазоне перенапряжений 1,9-2,3 соответственно. При применении изобретения достигается технический результат, который выражается в повышении эффективности работы электрофильтра, его надежности и времени безотказной работы. 1 з.п.ф-лы, 1 ил., 1 табл.
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4
![способ управления процессом очистки газов в электрофильтре, патент № 2173218](/images/patents/298/2173002/8226.gif)
![способ управления процессом очистки газов в электрофильтре, патент № 2173218](/images/patents/298/2173002/8226.gif)
![способ управления процессом очистки газов в электрофильтре, патент № 2173218](/images/patents/298/2173002/8226.gif)
Формула изобретения
1. Способ управления процессом очистки газов в электрофильтре путем регулирования напряжения на агрегатах питания в зависимости от удельного электрического сопротивления пыли в потоке очищаемого газа и от вычисленной по току и напряжению агрегатов питания характеристики электрического поля, отличающийся тем, что регулирование напряжения осуществляют в диапазонах перенапряжения электрофильтра, которые выбирают в обратной зависимости от текущих значений удельного электрического сопротивления, а в качестве характеристики электрического поля выбирают плотность тока коронного разряда и очистку ведут при ее значении 0,4 - 0,6 мА/м2. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что при удельном электрическом сопротивлении пыли менее 109 Ом![способ управления процессом очистки газов в электрофильтре, патент № 2173218](/images/patents/298/2173002/8226.gif)
![способ управления процессом очистки газов в электрофильтре, патент № 2173218](/images/patents/298/2173002/8226.gif)
![способ управления процессом очистки газов в электрофильтре, патент № 2173218](/images/patents/298/2173002/8226.gif)
Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к электрической очистке отходящих газов от дисперсных взвесей в производстве брикетов из бурого угля, в химических и нефтехимических производствах, а также улавливанию в электрофильтрах золы в теплоэнергетике и мусоросжигательных заводов, пылей в черной и цветной металлургии. Известен способ управления процессом очистки газов в электрофильтре (см. а. с. СССР N 312612, М.Кл. B 01 D 46/46, опубл. 31.08.71 г.), основанный на зависимости напряжения питания от текущего уровня удельного электрического сопротивления пыли. Управление процессом очистки газов с использованием уровня удельного электрического сопротивления пыли совпадает с существенными признаками заявляемого изобретения. При этом датчик удельного электрического сопротивления пыли вырабатывает сигнал, пропорциональный отклонению среднеарифметического фазового угла возникновения искровых разрядов в фильтре от заданного фазового угла, соответствующего оптимальному уровню удельного сопротивления пыли в слое на осадительном электроде фильтра. Этим сигналом через электронный регулятор регулируют подачу кондиционирующего реагента в газовый поток. Датчик удельного электрического сопротивления подключается к повысительно-выпрямительному агрегату, питающему поле электрофильтра. Длительность и полярность управляющих импульсов, формируемых электронным регулятором, определяются уровнем и полярностью сигнала, поступающего на вход регулятора от датчика удельного электрического сопротивления пыли. Изменение расхода кондиционирующего реагента, задаваемого электронным регулятором, изменяет величину удельного электрического сопротивления пыли, обеспечивая уменьшение разности заданного и фактического фазовых углов возникновения искровых разрядов. Основной причиной, препятствующей получению требуемого технического результата, является прежде всего низкая наработка на отказ. Это объясняется прежде всего тем, что искровые разряды вызывают электроэрозионное разрушение элементов электрофильтра, в частности коронирущих электродов. А высоковольтное оборудование электрофильтра: концевые муфты, ввод высокого напряжения в аппарат, высоковольтные кабели и изоляторы, работающие в условиях сильного перенапряжения при возникновении искровых разрядов, выходит из строя. Кроме того, известный способ управления электофильтром не обеспечивает необходимо высокую степень очистки из-за того, что искровые разряды дестабилизируют процесс осаждения, до 8% частиц пыли не улавливаются, так как в потоке газа резко возрастает количество нейтрализованных пылевых частиц. Осуществление кондиционирования, изменяя удельное электрическое сопротивление газового потока, направлено на полное исключение обратной короны. А обратная корона в регулируемых пределах повышает эффективность очистки газа, так как способствует лучшей ионизации при запирании основного коронного разряда. Следует также отметить, что кондиционирование существенно повышает материальные и энергетические затраты на очистку газов в электрофильтре. Известен способ управления процессом очистки газов в электрофильтре (см. а. з. Японии N 61-35203, М.Кл.5 B 03 C 3/68, опубл. 15.08.86), в котором пытаются предотвратить возникновение искровых разрядов. Способ состоит в том, что часть газа перед подачей его в электрофильтр отводят в контрольную камеру, в которой установлены электроды, где инициируют искровой разряд. При этом определяют значения тока и напряжения, которые и в дальнейшем являются эталонными при регулировании напряжения в электрофильтре. Наличие эталонных параметров совпадает с существенными признаками заявляемого изобретения. Причины, препятствующие получению требуемого технического результата, приводят к тому, что известный способ не обеспечивает эффективную очистку газа и надежную работу электрофильтров, так как не полностью устраняет возможность возникновения искровых разрядов. Способ не учитывает влияния на условия возникновения напряжения пробоя свойств пылевого слоя на электродах, являющегося определяющим при очаговом развитии обратной короны и возникновении стриммеров. И, таким образом, способ не устраняет опасность перенапряжений в высоковольтных элементах. Способ не применим для нестабильных процессов, в которых изменяются объемный расход, запыленность газового потока, так как в нем сигналы эталонных величин тока и напряжения измеряются не непрерывно, а дискретно в соответствии с частотой инициирования искрового разряда в контрольной камере. А отсутствие обратной связи о параметрах возникновения и интенсивности обратной короны также приводит к недостаточной эффективности очистки газов и низкой надежности электрофильтров, на которых способ реализуется. Наиболее близким к заявляемому изобретению по совокупности признаков является способ управления процессом очистки газов в электрофильтре (см. а. с. СССР N 1018696, М.Кл. B 01 D 46/46, опубл. 1983 г.) путем регулирования напряжения питания электрофильтров в зависимости от удельного электрического сопротивления пыли, определяемого по одновременно измеряемым температуре, химическому составу и расходу очищаемого газа, а также в зависимости от вычисленной по току и напряжению агрегатов питания величины чувствительности проводимости поля к изменению напряжения. Регулирование напряжения на агрегатах питания в зависимости от удельного электрического сопротивления и от вычисленной характеристики электрического поля являются признаками, которые совпадают с существующими признаками заявляемого изобретения. В прототипе заявляемого изобретения вычисленной характеристикой выбирают чувствительность проводимости поля по напряжению, т.е. отношение приращения проводимости поля![способ управления процессом очистки газов в электрофильтре, патент № 2173218](/images/patents/298/2173015/916.gif)
![способ управления процессом очистки газов в электрофильтре, патент № 2173218](/images/patents/298/2173015/916.gif)
![способ управления процессом очистки газов в электрофильтре, патент № 2173218](/images/patents/298/2173218/2173218-2t.gif)
где
![способ управления процессом очистки газов в электрофильтре, патент № 2173218](/images/patents/298/2173023/947.gif)
Пр - величина, обратная электрическому сопротивлению межэлектродного промежутка;
![способ управления процессом очистки газов в электрофильтре, патент № 2173218](/images/patents/298/2173015/916.gif)
![способ управления процессом очистки газов в электрофильтре, патент № 2173218](/images/patents/298/2173015/916.gif)
если
![способ управления процессом очистки газов в электрофильтре, патент № 2173218](/images/patents/298/2173218/2173218-3t.gif)
если
![способ управления процессом очистки газов в электрофильтре, патент № 2173218](/images/patents/298/2173218/2173218-4t.gif)
- проводимостью поля коронного разряда;
- проводимостью поля искрового разряда;
- проводимостью поля дугового разряда;
- проводимостью поля обратного дугового разряда. Способ реализуется в области вероятных возникновений искровых и дуговых разрядов, то есть в предпробойной области, где определяющее влияние на проводимость оказывают именно эти разряды. Влияние на проводимость коронного разряда в этой области практически не учитывается, а влияние проводимости обратной короны становится заметным только с момента ее очагового развития, образования стриммеров. Кроме того, известный способ при расчете прогнозируемой пробойной проводимости поля не учитывает влияние свойств пылевого слоя на электродах, которые являются существенными при очаговом развитии обратной короны и возникновении стриммеров. В совокупности известный способ ни прямым, ни косвенным образом не учитывает условия возникновения и развития обратной короны и их влияние на измеряемый параметр, и в то же время не устраняет вредное влияние на надежность и эффективность электрофильтра возникающих искровых и дуговых разрядов. Задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является исключение вероятности возникновения искровых тем более дуговых разрядов и регулирование интенсивности обратного коронного разряда на оптимальном уровне с точки зрения эффективности процесса электроосаждения дисперсных взвесей в очищаемых газах. Решение обозначенной задачи позволит устранить неуправляемые скачки напряжений в элементах высоковольтной цепи и образование стриммеров обратного коронного разряда. При этом будет получен технический результат, который выражается в повышении эффективности работы электрофильтра, его надежности и времени безотказной работы. Сущность изобретения состоит в том, что в заявляемом способе управления процессом очистки газов в электрофильтре регулирование напряжения на агрегатах питания осуществляют в зависимости от удельного электрического сопротивления пыли в потоке очищаемого газа и от вычисленной по току и напряжению характеристики электрического поля. Отличительными от наиболее близкого аналога признаками являются:
- регулирование напряжения осуществляют в диапазонах перенапряжения, которые выбирают в обратной зависимости от текущих значений удельного электрического сопротивления пыли, а в качестве характеристики электрического поля выбирают плотность коронного разряда, которую в процессе очистки поддерживают в пределах 0,4 - 0,6 мА/м2;
- улавливание пыли с удельным электрическим сопротивлением менее 109 Ом
![способ управления процессом очистки газов в электрофильтре, патент № 2173218](/images/patents/298/2173002/8226.gif)
![способ управления процессом очистки газов в электрофильтре, патент № 2173218](/images/patents/298/2173002/8226.gif)
![способ управления процессом очистки газов в электрофильтре, патент № 2173218](/images/patents/298/2173002/8226.gif)
![способ управления процессом очистки газов в электрофильтре, патент № 2173218](/images/patents/298/2173218/2173218-5t.gif)
![способ управления процессом очистки газов в электрофильтре, патент № 2173218](/images/patents/298/2173218/2173218-6t.gif)
![способ управления процессом очистки газов в электрофильтре, патент № 2173218](/images/patents/298/2173218/2173218-7t.gif)
![способ управления процессом очистки газов в электрофильтре, патент № 2173218](/images/patents/298/2173218/2173218-8t.gif)
![способ управления процессом очистки газов в электрофильтре, патент № 2173218](/images/patents/298/2173218/2173218-9t.gif)
где I - текущее значение тока коронного разряда, мА. S - площадь осаждения осадительных электродов, м2. По результатам сравнения с вычислительного блока 7 на второй вход электронного регулятора 4 поступает сигнал, разрешающий либо повышение перенапряжения на коронирующих электродах на
![способ управления процессом очистки газов в электрофильтре, патент № 2173218](/images/patents/298/2173218/2173218-10t.gif)
![способ управления процессом очистки газов в электрофильтре, патент № 2173218](/images/patents/298/2173218/2173218-11t.gif)
![способ управления процессом очистки газов в электрофильтре, патент № 2173218](/images/patents/298/2173218/2173218-12t.gif)
![способ управления процессом очистки газов в электрофильтре, патент № 2173218](/images/patents/298/2173218/2173218-13t.gif)
![способ управления процессом очистки газов в электрофильтре, патент № 2173218](/images/patents/298/2173218/2173218-14t.gif)
![способ управления процессом очистки газов в электрофильтре, патент № 2173218](/images/patents/298/2173218/2173218-15t.gif)
![способ управления процессом очистки газов в электрофильтре, патент № 2173218](/images/patents/298/2173218/2173218-16t.gif)
![способ управления процессом очистки газов в электрофильтре, патент № 2173218](/images/patents/298/2173218/2173218-17t.gif)
![способ управления процессом очистки газов в электрофильтре, патент № 2173218](/images/patents/298/2173218/2173218-18t.gif)
![способ управления процессом очистки газов в электрофильтре, патент № 2173218](/images/patents/298/2173218/2173218-19t.gif)
![способ управления процессом очистки газов в электрофильтре, патент № 2173218](/images/patents/298/2173218/2173218-20t.gif)
![способ управления процессом очистки газов в электрофильтре, патент № 2173218](/images/patents/298/2173033/961.gif)
![способ управления процессом очистки газов в электрофильтре, патент № 2173218](/images/patents/298/2173002/8226.gif)
![способ управления процессом очистки газов в электрофильтре, патент № 2173218](/images/patents/298/2173002/8226.gif)
![способ управления процессом очистки газов в электрофильтре, патент № 2173218](/images/patents/298/2173033/961.gif)
![способ управления процессом очистки газов в электрофильтре, патент № 2173218](/images/patents/298/2173002/8226.gif)
![способ управления процессом очистки газов в электрофильтре, патент № 2173218](/images/patents/298/2173002/8226.gif)
![способ управления процессом очистки газов в электрофильтре, патент № 2173218](/images/patents/298/2173033/961.gif)
![способ управления процессом очистки газов в электрофильтре, патент № 2173218](/images/patents/298/2173002/8226.gif)
![способ управления процессом очистки газов в электрофильтре, патент № 2173218](/images/patents/298/2173002/8226.gif)
выбор диапазона перенапряжения в экспериментально установленной определенной обратно пропорциональной зависимости от удельного электрического сопротивления;
при одновременном измерении плотности тока коронного разряда и поддержании ее в пределах 0,4 - 0,6 мА/м2.
Класс B03C3/68 системы управления
Класс B01D46/46 автоматического