一种静电除尘装置用的控制电路的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种静电除尘装置用的控制电路，该控制电路与静电除尘装置的放电极联接，所述的控制电路包括供电模块和第一电阻器，所述的供电模块通过第一电阻器与放电极联接。与现有技术相比，本发明具有第一电阻器能抑制静电除尘器中电火花发生时产生的20至30数量级的峰值电流；降低电火花峰值电流，减轻电极损害并使电场在电火花后快速地恢复等优点。
【专利说明】一种静电除尘装置用的控制电路
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种除尘装置，尤其是涉及一种静电除尘装置用的控制电路。
【背景技术】
[0002]静电除尘器采用静电电场从气流中去除颗粒，例如锅炉烟道气体。除尘器能把气流中的带电颗粒去除但不影响气流。静电除尘器通常具有压降小、电能需求少和运行成本低的特点。在锅炉中使用静电除尘器，在高压放电极与接地的电极板之间维持一个强电场，电极垂直并排布置。高压产生的电晕电离放电极与电极板之间的烟气。烟气中的飞灰和其他颗粒被电离。电场把带负电荷的颗粒送至电极板。每隔一段时间用振动器敲击电极板去除收集的颗粒，并落入积灰斗进行清除。
[0003]放电极和电极板之间会产生电火花。电火花抑制了静电除尘器的电离。当除尘器中电离的气体产生火花并引起局部击穿，会引起电极之间电流快速上升和电压跌落。
[0004]静电除尘器中的电火花可达上万安培，而除尘器正常运行电流不超过2安培。电极之间的火花会产生一个电流通道，扰乱了在电极之间的电流分布。电火花会损坏静电除尘器内部的电极和其他部件。由电火花产生的电流和电压的快速变化也会损伤除尘器中的电器部件。寻求一种减少静电除尘器中电火花的影响的方法和设备一直是人们努力的方向。
【发明内容】
[0005]本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种静电除尘装置用的控制电路。
[0006]本发明的目的可以通过以下技术方案来实现:
[0007]一种静电除尘装置用的控制电路，该控制电路与静电除尘装置的放电极联接，其特征在于，所述的控制电路包括供电模块和第一电阻器，所述的供电模块通过第一电阻器与放电极联接。
[0008]优选地，所述的供电模块包括依次串联的交流电源、变压整流电路。
[0009]优选地，所述的变压整流电路包括依次联接的变压器和全桥整流器。
[0010]优选地，还包括AVC单元，该AVC电源接在变压整流电路和第一电阻器之间的节点上。
[0011]优选地，所述的变压整流电路通过第二电阻器与第一电阻器联接。
[0012]优选地，相邻放电极的第一电阻器之间通过第二电阻器联接。
[0013]优选地，所述的第一电阻器的阻值选取在100至1000欧姆范围内。
[0014]优选地，所述的第一电阻器的阻值较佳选取范围在300至400欧姆内。
[0015]与现有技术相比，本发明第一电阻器能抑制静电除尘器中电火花发生时产生的20至30数量级的峰值电流；降低电火花峰值电流，减轻电极损害并使电场在电火花后快速地恢复；采用第一电阻器限制电火花发生时流过电极的电流；第一电阻器也能使电火花发生期间电极之间的电场崩溃减到最小。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]图1为本发明的结构示意图；
[0017]图2为本发明电极板布置结构示意图；
[0018]图3为本发明控制电路图。
【具体实施方式】
[0019]下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
[0020]图1是本发明静电除尘装置的示意图。电极板2平行垂直放置于流动气体方向，尽量减小气体流动的空气阻力。当气体通过电极板2时，带负电荷的颗粒被收集在电极板2表面上。两极板相互隔离23厘米至46厘米。
[0021]除尘器是一个矩形壳体I，一端烟气入口 11和另一端烟道出口 13。电极板2垂直放置在通气腔体12中。在电极板2下面是颗粒排放斗14，颗粒从电极板2上掉落并脱离除尘器。振动器6贴近电极板2，并被放置在除尘器的顶部，振动器6使振动器移动并轻敲。振动器6使振动器周期地摇动电极板2，从板板上抖出颗粒并落入排放斗14。颗粒通过排放斗14底部开口被卸掉。
[0022]一个高压电源。例如电源模块4安装在除尘器的顶部，并为各组放电极3和电极板2提供电源。该电源通常为放电极3提供直流电(DC)，使放电极3和接地的电极板2之间的气隙形成一个电场。
[0023]图2是一张结构示意图，展示了静电除尘器的一部分内部放电极3在电极板2之间布置的俯视图。放电极3和电极板2之间形成电场，电场使流动气体产生电晕31并电离通过除尘器的气体。电离使气体中的颗粒7带电。带电的颗粒在电极两侧被电极板2所吸收。根据极板上的电荷和颗粒电荷相反特性，把颗粒收集在电极板2—侧。通过振动电极板，颗粒从电极板2上落下并收集在斗14并被卸掉。
[0024]静电除尘器，从某种意义说，是导体放电极3和绝缘的流动气体及导电的电极板2之间形成的一个电容器。放电极2和电极板2之间的电压差在流动气体上形成电场。电压差代表电容器在充电。放电极和集尘板之间电火花8表示电容器放电并产生电场击穿。电火花8会产生短时脉冲大电流，电流可达几万安培，在一个正常运行的电路中电流大约为2安培，通常不高于5安培。
[0025]当一个电火花8产生时，放电极3和电极板2之间产生电场跌落并引起冲击接地电流。电火花会损伤放电极3、电极板2和除尘器中的电器部件。一个短时电火花后还需要恢复流动气体中的电场并去除悬浮颗粒。
[0026]串联第一电阻器5包含:与放电极5串联的第一电阻器5，主要保护除尘器内部组件的损坏，即抑制电火花和飞狐使除尘器内部组件腐蚀最小。电场:一组放电极3和相对应的电极板2，在除尘器中可使用一台单相整流变压器或直流电源，用自动电压控制器控制电场电流，自动电压控制器二次电压可指示在哪里出现电火花。当火花发生时，电场崩溃会通过放电极3和电极板2回路对地产生冲击电流，电场需短时恢复并去除悬浮颗粒。
[0027]第一电阻器5安装在高压支架上并与放电极串联。通过第一电阻器5，可使电场发生崩溃和产生的电流仅限于单个放电极。
[0028]图3是静电除尘器中电器部件的结构示意图。静电除尘器包括一个380V交流(AC)电源41，其频率为50Hz。电源联接到多个整流变压器单元TR42，并作为电极电源。每一 TR单元42中可控硅全波整流桥把交流电整流成高压直流。
[0029]各个TR单元42高压直流输出到一个或多个放电极3上，即静电除尘器中的一组电极。加在放电极的直流电压在放电极3和对应的电极板2之间的气隙中形成一个电场。电极板2通过壳体I的金属框接地。放电极3和电极板2之间的电场的电源由相应的TR单元42提供。
[0030]除尘器一般有多个，如3到5个。电气单元每个都有一个TR单元42和放电极3、第一电阻器5和部分靠近放电极的电极板2。电气单元与相应的TR单元42联接。TR单元采用自动控制电压装置(AVC)控制TR单元42。自动控制电压装置调节TR单元42的二次电压接至放电极3上。自动控制电压装置调节每组电极的电压达到气隙产生电火花的水平。
[0031]另外，各个电气单元可包含放电极3和第一电阻器，但没有独立的一套TR单元和AVCo在本实施例中，一个TR单元、AVC和电源提供给所有电气单元和除尘器中所有放电极的电源。
[0032]一台第一电阻器5与静电除尘器中的各个放电极3串联。电阻器的阻值选取在50至1500欧姆范围内，或较佳在100至1000欧姆的范围内，最好在300至400欧姆更狭窄范围内。电阻器由金属或陶瓷制成并热容量需较大，如热容量高达450瓦。第一电阻器5可以限制放电极3发生电火花时的峰值电流减小20到30数量级。保护电阻器也抑制了发生电火花时通过TR单元的电流。在装置中电极通过与其联接的电阻器使峰值电流减到最小。因此，第一电阻器5使电极之间发生电火花时电场的崩溃减到最小。通过在各个放电极3安装一个第一电阻器5，第一电阻器5与高压支架(地)联接并接地，由电火花产生的电场的崩溃和引起的电流仅局限于单个放电极3。
[0033]放电极3放置在除尘器的气路通道之中。每套装置放置在除尘器内并使放电极含尘量均匀。每组电极具有一台对应的电阻器，并可用于所有的电极或电极的分支。电阻器减轻电火花并调节一个最佳的电压施加到每一电极上。另外，每套装置可以有一个独立的TR单元和AVC，调节一个最佳的电压施加到各个电极上。一个公共电源为除尘器中的所有电极提供一个合适的电压。每组放电极的电压由每组中的电阻器的阻值确定。通过选择适当的电阻值，施加到各组电极的电压应使放电极3上的含尘量均匀。最靠前的电极板2的含尘量最高。根据施加在每组放电极3的电压值，采用一种相对简便的方法选择电阻值，无需为每组提供独立电源，否则设备价格就比较昂贵。
[0034]电场中加入电阻也可以补偿不对称电火花状况。一个公共的整流变压器TR或其它电源需供两个或多个放电极，第二电阻器9安装在电气总线上，总线向电场馈电。一个放电极3中产生的电火花与同一组装置中其它电极放电也是不完全一样的。性能上的改进结果比安装一套新的整流变压器、限流电抗器、高压母线保护、控制柜、电压控制和联锁的成本要显著低。
[0035]各个独立电气单元包含一组电极用于去除气流中部分颗粒。各组电极装置包括该区域的放电极3，即在除尘器电极板2的前沿附近。除尘器可以分开放入电场，其中电场是在除尘器中的一个区域，除尘器从烟道中收集基本相同的灰尘量。在除尘器中，电极板2和放电极3布置成一个阵列。
[0036]在每组放电极上施加一个均匀电压。独立部分的电压调节可以对不同装置50中的电极施加不同的电压。例如，在第一组上可以施加较高的电压，其中一组装置中的放电极位于电极板2的前面，这里会有更多的颗粒被去除。在第五组上施加较低电压，其中一组装置的放电极3位于电极板2的后面，这里的含尘量往往是最高的，较高的积尘水平对应较高的火花率，较低的积尘对应较低的放电率。
[0037]施加到各组的放电极3上的电压由第二电阻器9和/或第一电阻器5确定。应选择合适的串联电阻器，施加到放电极3的电压可根据电极上的含尘量进行调整。在各组装置中的串联第二电阻器9可优化施加到放电极3上的电压，虽然第一组第二电阻器9将有助于缓解电火花，但第二组第一电阻器5将进一步减缓电火花。另外，施加到每组装置5的电极的电压可通过每组的TR单元和AVC进行调节，如图3所示。
[0038]通常在除尘器电极板2的前沿含尘量最多。电极板2的前沿是电极板2板的部分，直接面对除尘器中的流动气体。灰尘积累靠近前沿的电极板2板部分和前沿部分。沿除尘器气体流动方向含尘量逐渐减少。除尘器下游的极板和电极板2后缘的积尘会逐渐减少。
[0039]一组装置放电极3分别放置到除尘器的粉尘负荷区并提供合适的动力。放电极含尘量是指在气体流动中对应放电极上的颗粒水平。例如，放电极3组合成装置，用第一组放置在入口附近。即把电气单元的一套装置的放电极3放置在入口，就是在电极板2的前沿，这里含尘量最高。后面的电气单元的一组装置放电极3按顺序沿气路放置在整个除尘器中。在除尘器中放电极3的放置按收集相同含尘量布置。例如，用于电气单元的一组装置放电极放置在气流的横断面上并在电气单元的下游，在电气单元的上游。类似地，用于电气单元的一组装置电极在电气单元的上游，用于电气单元的一组装置放电极，可放置在电极板的后沿附近。
[0040]除尘器中的火花率最高的往往是含尘量最大的地方。火花率取决于含尘量和施加在放电极的直流电压。如果直流电压施加在整个除尘器中的所有放电极3是一样的，火花率在除尘器的前半部分比较高，含尘量也比除尘器后半部分要高。放电极3的放置要求所有的放电极具有相同含尘量，施加的电压使所有的电极上的含尘量均匀。
[0041]电气单元，每一组放电极，将除尘器分成多个电场。每一电场一般横断气流方向，因为各个电极横断气流方向，因此每组中的放电极的设置在相对于气体流动方向相同的位置。例如，在一组中的所有放电极3可沿着一条线横着气流设置，或在30cm至300cm的范围内相对于气流方向设置。
[0042]每组中的放电极3根据经验以含尘量相同设置。火花率取决于含尘量和直流电压水平。在每组装置中设置的放电极应含尘量基本相同，施加于电极的电压可通过自动电压控制装置(AVC)进行调节，使所有电极的电压达到最优值。用于每一电气单元的AVC，使相应组中的放电极电流电压达到最佳。最佳的电压水平就是AVC根据火花率降到可接受地最低水平。
[0043]另外，除尘器可以只用一个AVC和TR单元，采用统一电源应用到所有的放电极3。每组放电极3的电压取决于与放电极3串联的第二电阻器9和第一电阻器5。例如，一个或多个第二电阻器9可以串在每组装置的电极中，电阻器的阻值由施加到每一放电极的电压确定。较低阻值的第二电阻器9用在除尘器组的前面，使放电极3上获得的电压更高。较高阻值的第二电阻器9用于除尘器组的后面，使放电极3上的电压较低。举例来说，相邻两组中的电阻器可降低50到200欧姆。
[0044]放入独立电气单元的分离电场横断气流方向可增加收集效率。独立电气单元可对电场的电极施加一个适当的电压水平。在每个段施加在放电极的电压水平可选择该段上所有放极的最高电压水平，即组中的所有的放电极3。因为在一个组中的所有电极具有相同含尘量和火花频率，在一个组中的所有放电极3具有一个共同的最高电压水平。
[0045]此外静电除尘器存在电场梯度。这些梯度会产生不均匀的温度，并引起再生式热风机旋转，导致除尘器在含尘量不均匀，气流分布不均。电场梯度会导致在除尘器高压框侧的火花率比对侧框架的要高。除尘器中放电极3的分离能使施加于各组的电压根据电压梯度情况进行适当的配置。采用多个第二电阻器9并且允许电压单独施加到放电极3上，电压可根据电压梯度条件或其他条件如含尘量等加以调节。
【权利要求】
1.一种静电除尘装置用的控制电路，所述的静电除尘器设有多块电极板，相邻电极板之间设有放电极，所述的控制电路与放电极联接，其特征在于，所述的控制电路包括供电模块和第一电阻器，所述的供电模块通过第一电阻器与放电极联接。
2.根据权利要求1所述的一种静电除尘装置用的控制电路，其特征在于，所述的供电模块包括依次串联的交流电源、变压整流电路。
3.根据权利要求2所述的一种静电除尘装置用的控制电路，其特征在于，所述的变压整流电路包括依次联接的变压器和全桥整流器。
4.根据权利要求2所述的一种静电除尘装置用的控制电路，其特征在于，还包括AVC单元，该AVC电源接在变压整流电路和第一电阻器之间的节点上。
5.根据权利要求2所述的一种静电除尘装置用的控制电路，其特征在于，所述的变压整流电路通过第二电阻器与第一电阻器联接。
6.根据权利要求5所述的一种静电除尘装置用的控制电路，其特征在于，相邻放电极的第一电阻器之间通过第二电阻器联接。
7.根据权利要求1所述的一种静电除尘装置用的控制电路，其特征在于，所述的第一电阻器的阻值选取在100至1000欧姆范围内。
8.根据权利要求7所述的一种静电除尘装置用的控制电路，其特征在于，所述的第一电阻器的阻值较佳选取范围在300至400欧姆内。
【文档编号】B03C3/68GK104437874SQ201410787939
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2014年12月17日 优先权日:2014年12月17日
【发明者】李福兴, 曾惠阳, 俞雪明, 李驹 申请人:国网上海市电力公司, 华东电力试验研究院有限公司