(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの集塵極板（３０）と少なくとも１つの放電極（２８）と電源（３２，３６）とをそれぞれに備える少なくとも第１のバスセクション（１６；１１６）及び少なくとも第２のバスセクション（２０；１１８）を含む静電集塵器（１；１０１）からの塵粒排出を制御する方法において、
上に堆積した塵粒を除去するため前記第１のバスセクション（１６；１１６）の少なくとも１つの集塵極板（３０）をラップすることを含む前記第１のバスセクション（１６；１１６）のラッピング事象が開始されようとしていることを観察するステップと、
前記第１のバスセクション（１６；１１６）のラッピング事象が開始されることを許可する前に、前記静電集塵器（１；１０１）における排ガス（４；１０４）の流れの方向に関して前記第１のバスセクション（１６；１１６）の下流に位置している前記第２のバスセクション（２０；１１８）が、前記第１のバスセクション（１６：１１６）のラッピング事象の間に放出されるべき塵粒を収容する準備ができていることを確認するステップと、
前記第２のバスセクション（２０；１１８）が前記第１のバスセクション（１６；１１６）のラッピング事象の間に放出されるべき塵粒を収容する準備ができていることが確認された後に、前記第１のバスセクション（１６；１１６）の前記ラッピング事象を開始するステップと、
から成るステップの順序を実行する、方法において、
前記確認するステップが、更に、
前記第２のバスセクション（２０；１１８）の前記少なくとも１つの集塵極板（３０）と前記少なくとも１つの放電極（２８）との間で現在のスパーキング率を測定するステップと、
前記第２のバスセクション（２０；１１８）の前記測定された現在のスパーキング率が選択されたスパーキング率を上回る場合に、前記第１のバスセクション（１６；１１６）の前記ラッピング事象を開始する前記ステップより前に、前記第２のバスセクション（２０；１１８）の少なくとも１つの集塵極板（３０）がラップされるように、前記第２のバスセクション（２０；１１８）のラッピング事象を開始するステップと、
を備える
ことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記第２のバスセクション（２０；１１８）が前記第１のバスセクション（１６：１１６）の直ぐ下流に位置している、請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記第１のバスセクション（１６；１１６）が静電集塵器（１）の排ガス入口（２）に位置している、請求項１ないし２のいずれか１項に記載の方法。
【請求項４】
前記静電集塵器（１）がいくつものバスセクションを備え、前記いくつものバスセクションのうちの少なくとも３個が、少なくとも第１のバスセクション（１６）と、前記静電集塵器（１）内の排ガス（４）の流れ方向に関して前記第１のバスセクション（１６）の下流に位置している第２のバスセクション（２０）と、前記静電集塵器（１）内の排ガス（４）の流れ方向に関して前記第２のバスセクション（２０）の下流に位置している第３のバスセクション（２４）とを備えるバスセクション（１６，２０，２４）のグループを形成し、前記バスセクションのグループのうちの前記バスセクション（１６，２０，２４）のそれぞれのラッピングが、
前記グループのうちの１つのバスセクションのラッピング事象が開始されようとしていることを観察するステップと、
前記１つのバスセクションのラッピング事象が開始されることを許可する前に、前記グループに含まれ、前記１つのバスセクションの直ぐ下流に位置しているバスセクションが前記１つのバスセクションのラッピング事象の間に放出されるべき塵粒を収容する準備ができていることを確認するステップと、
前記グループに含まれ、前記１つのバスセクションの直ぐ下流に位置している前記バスセクションが前記１つのバスセクションのラッピング事象の間に放出されるべき塵粒を収容する準備ができていることが確認された後に、前記１つのバスセクションの前記ラッピング事象を開始するステップと、
によって制御される、請求項１ないし３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５】
前記静電集塵器が少なくとも３個の連続したバスセクション（１６，２０，２４）を備え、前記第２のバスセクション（２０）が前記第１のバスセクション（１６）のラッピング事象の間に放出されるべき塵粒を収容する準備ができていることを確認する前記ステップが、
前記第１のバスセクション（１６）の前記ラッピング事象を開始する前に第２のバスセクション（２０）においてラッピング事象が実行される必要があることが確定された場合には、前記第２のバスセクション（２０）のラッピング事象が開始されることを許可する前に、静電集塵器（１）内の排ガス（４）の流れ方向に関して前記第２のバスセクション（２０）の下流に位置している第３のバスセクション（２４）が前記第２のバスセクション（２０）のラッピング事象の間に放出されるべき塵粒を収容する準備ができていることを確認するステップ
をさらに備える、請求項１ないし４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
前記静電集塵器がいくつものバスセクション（１１６，１１８，１２０，１２２）を備え、前記いくつものバスセクションのうちの偶数個が、第１のバスセクション（１１６，１２０）と前記静電集塵器（１０１）内の排ガス（１０４）の流れ方向に関して前記第１のバスセクション（１１６，１２０）の下流に位置している第２のバスセクション（１１８，１２２）とを備えるバスセクションのペア（１２４，１２６）に分割され、前記ペアのうちの各ペア（１２４，１２６）の前記第１のバスセクション及び前記第２のバスセクションのラッピングが、
前記ペアのうちの前記第１のバスセクション（１１６，１２０）のラッピング事象が開始されようとしていることを観察するステップと、
前記第１のバスセクション（１１６，１２０）のラッピング事象が開始されることを許可する前に、前記ペアのうちの前記第２のバスセクション（１１８，１２２）が前記第１のバスセクション（１１６，１２０）のラッピング事象の間に放出されるべき塵粒を収容する準備ができていることを確認するステップと、
前記第２のバスセクション（１１８，１２２）が前記第１のバスセクション（１１６，１２０）のラッピング事象の間に放出されるべき塵粒を収容する準備ができているステップが確認された後に、前記ペア（１２４，１２６）のうちの前記第１のバスセクション（１１６，１２０）の前記ラッピング事象を開始するステップと、
によって制御される、請求項１ないし３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
前記静電集塵器（１０１）が少なくとも４個の連続したバスセクション（１１６，１１８，１２０，１２２）を備え、
静電集塵器（１；１０１）内で排ガス（１０４）の流れ方向に関して前記第２のバスセクション（１１８）の下流に位置している静電集塵器の第３のバスセクション（１２０）のラッピング事象であって、上に堆積した塵粒を除去するため前記第３のバスセクション（１２０）の少なくとも１つの集塵極板（３０）をラッピングすることを含むラッピング事象が開始されようとしていることを観察するステップと、
前記第３のバスセクション（１２０）のラッピング事象が開始されることを許可する前に、排ガス（１０４）の流れ方向に関して前記第３のバスセクション（１２０）の下流に位置している第４のバスセクション（１２２）が前記第３のバスセクション（１２０）のラッピング事象の間に放出されるべき塵粒を収容する準備ができていることを確認するステップと、
前記第４のバスセクション（１２２）が前記第３のバスセクション（１２０）のラッピング事象の間に放出されるべき塵粒を収容する準備ができていることが確認された後に、前記第３のバスセクション（１２０）の前記ラッピング事象を開始するステップと、
をさらに備える、請求項１ないし６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項８】
少なくとも１つの集塵極板（３０）と少なくとも１つの放電極（２８）と電源（３２，３６）とをそれぞれに備える少なくとも第１のバスセクション（１６；１１６）及び少なくとも第２のバスセクション（２０；１１８）を含む静電集塵器（１；１０１）の動作を制御する制御システムにおいて、
前記制御システム（６６）が、
上に堆積した塵粒を除去するため前記第１のバスセクション（１６；１１６）の少なくとも１つの集塵極板（３０）をラップすることを含む前記第１のバスセクション（１６；１１６）のラッピング事象が開始されようとしているという入力を受信することと、
前記第１のバスセクション（１６；１１６）のラッピング事象が開始されようとしているという前記入力に応答して、前記静電集塵器（１；１０１）内での排ガス（４；１０４）の流れ方向に関して前記第１のバスセクション（１６；１１６）の下流に位置している前記第２のバスセクション（２０；１１８）に、前記第２のバスセクション（２０；１１８）が前記第１のバスセクション（１６；１１６）のラッピング事象の間に放出されるべき塵粒を収容する準備ができているかどうかについて問い合わせを送信することと、
前記第２のバスセクション（２０；１１８）が前記第１のバスセクション（１６；１１６）のラッピング事象の間に放出されるべき塵粒を収容する準備ができていることが確認された後に、前記第１のバスセクション（１６；１１６）の前記ラッピング事象を開始するように適合している制御装置（８０）を備える、制御システムにおいて、
前記第２のバスセクション（２０；１１８）が放出されるべき塵粒を収容する準備ができていることの前記確認が、前記第２のバスセクション（２０；１１８）の前記少なくとも１つの集塵極板（３０）と前記少なくとも１つの放電極（２８）との間で現在のスパーキング率を測定し、
前記第２のバスセクション（２０；１１８）の前記測定された現在のスパーキング率が選択されたスパーキング率を上回る場合に、前記第１のバスセクション（１６；１１６）の前記ラッピング事象を開始する前記ステップより前に、前記第２のバスセクション（２０；１１８）の少なくとも１つの集塵極板（３０）がラップされるように、前記第２のバスセクション（２０；１１８）のラッピング事象を開始することの確認である
ことを特徴とする制御システム。
【請求項９】
前記第２のバスセクション（２０；１１８）が前記第１のバスセクション（１６；１１６）の直ぐ下流に位置している、請求項８記載の制御システム。
【請求項１０】
前記第１のバスセクション（１６）が静電集塵器（１）の排ガス入口（２）に位置している、請求項８又は９に記載の制御システム。
【請求項１１】
前記制御システムが、いくつものバスセクション（１１６，１１８，１２０，１２２）のうちの偶数個が、第１のバスセクション（１１６，１２０）と前記静電集塵器（１０１）内の排ガス（１０４）の流れ方向に関して前記第１のバスセクション（１１６，１２０）の下流に位置している第２のバスセクション（１１８，１２２）とを備えるバスセクションのペア（１２４，１２６）に分割されている、いくつものバスセクションを備える静電集塵器（１０１）を制御するように適合し、
前記制御システムが、
前記ペアのうちの前記第１のバスセクション（１１６，１２０）のラッピング事象が開始されようとしていることを観察するステップと、
前記第１のバスセクション（１１６，１２０）のラッピング事象が開始されることを許可する前に、前記ペアのうちの前記第２のバスセクション（１１８，１２２）が前記第１のバスセクション（１１６，１２０）のラッピング事象の間に放出されるべき塵粒を収容する準備ができていることを確認するステップと、
前記第２のバスセクション（１１８，１２２）が前記第１のバスセクション（１１６，１２０）のラッピング事象の間に放出されるべき塵粒を収容する準備ができていることが確認された後に、前記ペア（１２４，１２６）のうちの前記第１のバスセクション（１１６，１２０）の前記ラッピング事象を開始するステップとによって、
前記ペアのうちの各ペアの前記第１のバスセクション及び前記第２のバスセクションのラッピングを制御するように適合している、請求項８〜１０のいずれか１項に記載の制御システム。
【請求項１２】
前記制御システムが、いくつものバスセクションのうちの少なくとも３個（１６，２０，２４）が、少なくとも第１のバスセクション（１６）と、前記静電集塵器（１）内の排ガス（４）の流れ方向に関して前記第１のバスセクション（１６）の下流に位置している第２のバスセクション（２０）と、前記静電集塵器（１）内の排ガス（４）の流れ方向に関して前記第２のバスセクション（２０）の下流に位置している第３のバスセクション（２４）とを備えるバスセクションのグループを形成している、いくつものバスセクションを備える静電集塵器（１）を制御するように適合し、
前記バスセクションのグループのうちの前記バスセクションのそれぞれのラッピングが、
前記グループのうちの１つのバスセクションのラッピング事象が開始されようとしていることを観察するステップと、
前記１つのバスセクションのラッピング事象が開始されることを許可する前に、前記グループに含まれ、前記１つのバスセクションの直ぐ下流に位置しているバスセクションが前記１つのバスセクションのラッピング事象の間に放出されるべき塵粒を収容する準備ができていることを確認するステップと、
前記グループに含まれ、前記１つのバスセクションの直ぐ下流に位置している前記バスセクションが前記１つのバスセクションのラッピング事象の間に放出されるべき塵粒を収容する準備ができていることが確認された後に、前記１つのバスセクションの前記ラッピング事象を開始するステップと、
によって制御される、請求項８〜１０のいずれか１項に記載の制御システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、静電集塵器からの塵粒排出を制御する方法に関する。
【０００２】
本発明は、静電集塵器の動作を制御する制御システムに関する。
【背景技術】
【０００３】
石炭、石油、産業廃棄物、一般廃棄物、泥炭、バイオマスなどの燃焼は、フライアッシュと呼ばれることがよくある塵粒を含有する排ガスを生成する。外気への塵粒の排出は低レベルに維持されるべきであり、その結果、静電集塵器（ＥＳＰ）タイプのフィルタは、排ガスが外気へ排出される前に、排ガスから塵粒を収集するため使用されることがよくある。数ある文献の中で、特に、ＵＳ４,５０２,８７２により知られているＥＳＰは、放電極と集塵極板とが設けられている。放電極は、その後に集塵極板によって収集される塵粒を充電する。集塵極板は、収集された塵を極板から放出させ、ホッパーの中に落下させるためラップされることがあり、ホッパーからの塵は廃棄場、処理場などへ運ばれることがある。清浄化ガスは煙突を介して外気へ排出される。
【０００４】
ＥＳＰは、放電極及び集塵極を閉じ込め、排ガスが排ガス口から放電極及び集塵極を通って排ガス出口まで流れる排ガスダクトとして機能するケーシングを有する。ＥＳＰは、ケーシングの内側に、フィールドと呼ばれることもある、直列に連結された複数個の独立ユニットを有しうる。このＥＳＰの一例は、直列に連結された３個の個別のフィールドについて記載しているＷＯ９１／０８８３７において見られる。さらに、このようなフィールドの１つずつは、セル又はバスセクションと呼ばれることがよくある複数個の並列ユニットに分割されることがある。このようなバスセクションの１つずつは、ラッピング、電力などに関して、他のバスセクションと独立に制御されることがある。
【０００５】
ＥＳＰからの非常に低い塵粒排出に対するより厳しい要求に伴って、ＥＳＰにおける非常に効率的な塵粒の除去を実現するためにＥＳＰのケーシングの内側でより多数の直列したフィールドを使用することが必要になってきた。フィールド数の増加は排出を削減するため有効であるが、ＥＳＰの投資及び運転のコストも増加させる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、除去能力を高めるように静電集塵器（ＥＳＰ）を制御することを可能にする方法を提供することである。このような高められた除去能力の利点は、低い塵粒排出に対するより厳しい要求が、最小サイズのＥＳＰ、すなわち、最小個数の直列したフィールド、及び／又は、ＥＳＰにおける最小の滞留時間、及び／又は、最小の集塵極面積、及び／又は、集塵極の個数、集塵極のサイズなどに関するより小型のフィールドで満たされ得るように利用可能であり、そして、さらに既存のＥＳＰの塵除去効率を改善するため利用可能である。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この目的は、少なくとも１つの集塵極板と少なくとも１つの放電極と電源とをそれぞれに備える少なくとも第１のバスセクション及び少なくとも第２のバスセクションを含む静電集塵器からの塵粒排出を制御する方法において、
上に堆積した塵粒を除去するため前記第１のバスセクションの少なくとも１つの集塵極板をラップすることを含む前記第１のバスセクションのラッピング事象が開始されようとしていることを観察するステップと、
前記第１のバスセクションのラッピング事象が開始されることを許可する前に、前記静電集塵器における排ガスの流れの方向に関して前記第１のバスセクションの下流に位置している前記第２のバスセクションが、前記第１のバスセクションのラッピング事象の間に放出されるべき塵粒を収容する準備ができていることを確認するステップであって、前記第１のバスセクションの前記ラッピング事象を開始する前記ステップより前に、前記第２のバスセクションの少なくとも１つの集塵極板がラップされるように、前記第２のバスセクションのラッピング事象を開始することを備えるステップと、
前記第２のバスセクション（が前記第１のバスセクションのラッピング事象の間に放出されるべき塵粒を収容する準備ができていることが確認された後に、前記第１のバスセクションの前記ラッピング事象を開始するステップと、
から成るステップの順序を実行することを特徴とする方法によって達成される。
【０００８】
この方法の優位性は、第１のバスセクションの下流に位置している第２のバスセクションが第１のバスセクションのラッピングの間に放出される塵粒を収容する準備ができるまで、第１のバスセクションのラッピングが開始されないことである。このようにして、第２のバスセクションに塵粒が詰め込まれ過ぎて塵粒の排出の増加を引き起こす可能性を回避することができる。本発明に従ってＥＳＰを動作させることにより、第１のバスセクションのラッピングによって引き起こされる排出は、非常に低く保つことが可能である。従って、この方法は、ＥＳＰからの塵粒の排出を削減する。さらに本方法では、上記第２のバスセクションのラッピング事象は、上記第２のバスセクションの少なくとも１つの集塵極板が上記第１のバスセクションの上記ラッピング事象を開始する上記ステップより前にラップされるように、第１のバスセクションのラッピングより前に開始される。このようにして、第２のバスセクションの少なくとも１つの集塵極板は、第１のバスセクションのラッピング事象を開始する直前にラップされ、それによって、上記第１のバスセクションのラッピング事象の間に放出されるべき塵粒を収容するため第２のバスセクションを少なくとも部分的に準備する。
【０００９】
一実施形態によれば、上記第２のバスセクションは、上記第１のバスセクションの直ぐ下流に位置している。バスセクションの集塵極板のラッピングは、通常はこのバスセクションの直ぐ下流に位置しているバスセクションに非常に強い影響を与えるであろう。その理由で、第１のバスセクションの集塵極板をラップする前に、第１のバスセクションの直ぐ下流に位置している第２のバスセクションが第１のバスセクションのラッピングの間に放出されるべき塵粒を収容する準備ができていることを確認することが好ましいことがよくある。
【００１０】
一実施形態によれば、上記第１のバスセクションは、ＥＳＰの排ガス入口に位置している。通常は、ＥＳＰに入る塵粒の大部分は、排ガス入口に位置しているこのバスセクションにおいて除去済みであろう。その結果、ＥＳＰの入口に位置している第１のバスセクションのラッピングは頻繁に行われ、非常に大量の塵粒が、ラッピング事象が開始される都度、このような第１のバスセクションの集塵極板から放出されるであろう。よって、ＥＳＰの入口に位置している上記第１のバスセクションの下流に位置している第２のバスセクションが第１のバスセクションのラッピングの間に第１のバスセクションから放出されるべき塵粒を収容する準備ができていることを確認することは、ＥＳＰからの塵粒排出を削減する努力に大きいプラス効果を与える。
【００１１】
一実施形態によれば、上記ＥＳＰは、幾つものバスセクションを備え、上記幾つものバスセクションのうちの少なくとも３つがバスセクションのグループを形成し、このグループが、少なくとも第１のバスセクションと、上記ＥＳＰの排ガスの流れ方向に関して上記第１のバスセクションの下流に位置している第２のバスセクションと、上記ＥＳＰの排ガスの流れ方向に関して上記第２のバスセクションの下流に位置している第３のバスセクションとを備え、上記バスセクションのグループのうちの上記バスセクションのそれぞれが、
上記グループのうちの１つのバスセクションのラッピング事象が開始されようとしていることを観察するステップと、
上記１つのバスセクションのラッピング事象が開始されることを許可する前に、上記グループに含まれ、上記１つのバスセクションの直ぐ下流に位置しているバスセクションが上記１つのバスセクションのラッピング事象の間に放出されるべき塵粒を収容する準備ができていることを確認するステップと、
上記グループに含まれ、上記１つのバスセクションの直ぐ下流に位置している上記バスセクションが上記１つのバスセクションのラッピング事象の間に放出されるべき塵粒を収容する準備ができていることが確認された後に、上記１つのバスセクションの上記ラッピング事象を開始するステップと、
によって制御される。本実施形態によれば、ＥＳＰを通過する排ガスの流れ方向に沿って位置している少なくとも３つのバスセクションのグループは、このようなバスセクション毎に下流のバスセクションがラッピング事象の間に放出されるべき塵粒を収容する準備ができていることが制御されるように制御される。従って、第１のバスセクションをラップする前に、第２のバスセクションの準備ができていることが確認される。第２のバスセクションのラッピングが必要であることが判明したならば、このような第２のバスセクションのラッピングが実行される前に、第３のバスセクションの準備ができていることが先に制御される。その結果、本実施形態によれば、制御方法は、ラッピング事象が開始される前に、いわゆる直列的に、下流のバスセクションを観察するステップを備える。
【００１２】
別の実施形態によれば、上記ＥＳＰは、バスセクションのペアに分割されている幾つものバスセクションを備え、このようなペアはそれぞれが、第１のバスセクションと、上記ＥＳＰにおける排ガスの流れ方向に関して上記第１のバスセクションの下流に位置している第２のバスセクションとを備え、上記ペアのうちの各ペアの上記第１及び第２のバスセクションのラッピングが、上記第１のバスセクションのラッピング事象を開始する前に、第２のバスセクションが第１のバスセクションのラッピングによって放出されるべき塵粒排出を収容する準備ができていることを確認することによって制御される。７個の連続したバスセクション付きのＥＳＰは、１対、２対、又は、３対のこのようなペアを有することがあり、このようなペアはそれぞれが第１のバスセクション及び第２のバスセクションを有し、７個のバスセクションのうちの最後の５個、３個又は最後の１個は別の原理に従って制御されてもよい。本実施形態の優位性は、各ペアが、ペアのうちの第１のバスセクションが塵粒の主コレクタとして機能し、ペアのうちの第２のバスセクションがペアからの塵粒の排出を減少させる目的のための保護として機能する「コレクタ保護結合」として動作することである。よって、第１のバスセクション及び第２のバスセクションを備えるこのようなペアはそれぞれが、塵粒の効率的な除去と低排出とを達成するため作用するであろう。
【００１３】
一実施形態によれば、ＥＳＰは、バスセクションの第１のペア及びバスセクションの第２のペアの少なくとも２対のペアを有することがあり、第１のペアは、ＥＳＰを通過する排ガスの流れ方向に見られるようにＥＳＰの最初の２つのバスセクションを備えることがあり、第２のペアはＥＳＰの第３及び第４のバスセクションを備えることがある。各ペアは、好ましくは、本実施形態では、ラッピングに関して他のペアと独立に制御されるであろう。
【００１４】
第２のバスセクションが第１のバスセクションのラッピング事象の間に放出されるべき塵粒を収容する準備ができていることを確認するステップは、様々な方法で実行することができる。一実施形態によれば、上記第２のバスセクションが最後にラップされたときから経過した時間が決定される。上記第２のバスセクションが最後にラップされたときから経過した上記時間が選択された時間を超えるならば、上記第２のバスセクションの少なくとも１つの集塵極板がラップされるように、上記第２のバスセクションのラッピング事象が開始される。第２のバスセクションが最後にラップされたときから経過した時間を検査することは、第２のバスセクションの集塵極板が上記第１のバスセクションのラッピング事象の間に放出されるべき塵粒を収容するために十分にクリーンであるかどうかを推定する簡単な方法を構成する。別の実施形態によれば、第２のバスセクションにおけるスパーキング率が、第２のバスセクションが上記第１のバスセクションのラッピング事象の間に放出されるべき塵粒を収容する準備ができているかどうかを評価するため測定される。第２のバスセクションにおけるスパーキング率は、このようにして、第２のバスセクションの集塵極板がどの程度クリーンであるかの尺度であると考えられる。更なる実施形態によれば、上記第２のバスセクションの上記少なくとも１つの集塵極板をラップする必要性が予測される。このような予測は、排気ガス流、ボイラー負荷、燃焼された燃料のタイプ、第２のバスセクションの以前のラッピング事象のときからの経過時間などに、単独で、又は、組み合わせとして基づく可能性がある。例えば、第２のバスセクションをラップする必要性を予測するため、予測モデル、例えば、数学モデルを利用することが可能である。このような予測モデルは、第２のバスセクションの集塵極板上の塵の量に影響を与える、前述されたパラメータのような動作パラメータの入力を利用することが可能である。さらに別の実施形態では、上記第２のバスセクションのラッピング事象は、上記第２のバスセクションの少なくとも１つの集塵極板が上記第１のバスセクションの上記ラッピング事象を開始する上記ステップより前にラップされるように、第１のバスセクションのラッピングより前に開始される。このようにして、第２のバスセクションの少なくとも１つの集塵極板は、第１のバスセクションのラッピング事象を開始し、直前にラップされ、それによって、上記第１のバスセクションのラッピング事象の間に放出されるべき塵粒を収容するため第２のバスセクションを少なくとも部分的に準備する。本発明のステップの順序が連続的に何度も実行され、第２のバスセクションが第１のバスセクションのラッピング事象の間に放出されるべき塵粒を収容するため準備ができていることを確認する複数回のステップが行われるならば、上記第２のバスセクションのラッピング事象は、このような確認するステップが実行される時に、１回おき、又は、２回おきなどだけに実行されるべきであることが決定される可能性がある。
【００１５】
本発明の別の目的は、塵粒の排出が削減され得るように静電集塵器（ＥＳＰ）の動作を制御するよう適合した制御システムを提供することである。
【００１６】
この目的は、少なくとも１つの集塵極板と少なくとも１つの放電極と電源とをそれぞれに備える少なくとも第１のバスセクション及び少なくとも第２のバスセクションを含む静電集塵器の動作を制御する制御システムにおいて、
前記制御システムが、
上に堆積した塵粒を除去するため前記第１のバスセクションの少なくとも１つの集塵極板をラップすることを含む前記第１のバスセクションのラッピング事象が開始されようとしているという入力を受信することと、
前記第１のバスセクションのラッピング事象が開始されようとしているという前記入力に応答して、前記静電集塵器内での排ガスの流れ方向に関して前記第１のバスセクションの下流に位置している前記第２のバスセクションに、前記第２のバスセクションが前記第１のバスセクションのラッピング事象の間に放出されるべき塵粒を収容する準備ができているかどうかについて問い合わせを送信するとともに、前記第１のバスセクションの前記ラッピング事象を開始する前に、前記第２のバスセクションの少なくとも１つの集塵極板がラップされるように、前記第２のバスセクションのラッピング事象を開始することと、
前記第２のバスセクションが前記第１のバスセクションのラッピング事象の間に放出されるべき塵粒を収容する準備ができていることが確認された後に、前記第１のバスセクションの前記ラッピング事象を開始することと、
から成るステップの順序を実行するように適合している制御装置を備えることを特徴とする制御システムによって達成される。
【００１７】
この制御システムの優位性は、第１のバスセクションの下流に位置している第２のバスセクションが、第１のバスセクションのラッピング事象を開始する前に、第１のバスセクションのラッピングの間に放出される塵粒を収容するため準備ができていることを確認するよう適合していることである。このようにして、制御システムは、第２のバスセクションに塵粒が詰め込まれ過ぎることを回避するように作用する。
【００１８】
更なる制御システムは、ＥＳＰの第１のバスセクションのラッピング事象が開始されようとしているという入力を受信するよう適合した制御装置を含み、上記ラッピング事象が上に堆積した塵粒を除去するため第１のバスセクションの少なくとも１つの集塵電極板をラップするステップを備え、上記制御装置が、ＥＳＰの第１のバスセクションのラッピング事象が開始されようとしているという上記入力に応答して、ＥＳＰ内での排ガスの流れ方向に関して第１のバスセクションの下流に位置している第２のバスセクションにおけるラッピング事象を少なくとも時折開始するよう適合し、上記制御装置が、できる限り第２のバスセクションのラッピング動作を開始した後に、第１のバスセクションの上記ラッピング事象を開始するよう適合していることを特徴とする。
【００１９】
この更なる制御システムの優位性は、第１のバスセクションのラッピング事象を開始する前に第２のバスセクションの少なくとも１つの集塵極に存在している塵の量を、簡単な方法で、削減するように作用することである。それによって、第１のバスセクションのラッピング事象によって生じる塵粒の排出が削減される。制御システムは、制御システムが、ＥＳＰの第１のバスセクションのラッピング事象が開始されようとしているという入力を受信したときに、第２のバスセクションのラッピングを常に開始するように設計することが可能である。別の可能性は、ラッピング事象が第１のバスセクションで開始されようとしている時に、第２のバスセクションのラッピングを、１回おき、又は、２回おきなどだけに開始することである。第１のバスセクションのラッピング事象の間に放出されるべき塵粒の量がかなり少ないならば、ラッピング事象が第１のバスセクションで開始される時に、第２のバスセクションにおけるラッピング事象を、１回おき、又は、２回おきなどだけに開始すれば十分であることは確実であろう。
【００２０】
本発明の更なる目的及び特徴は、以下の説明及び特許請求の範囲から明白であろう。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】横から見たときの静電集塵器を表す断面図である。
【図２】上から見たときの静電集塵器を表す平面図である。
【図３】静電集塵器の制御システムを示す平面図である。
【図４】スパーキング率及び塵粒の排出の概略図である。
【図５】第１の実施形態によるスパーキング率によって制御されるラッピングの概略図である。
【図６】第２の実施形態によるスパーキング率によって制御されるラッピングの概略図である。
【図７】２つの順次バスセクションのラッピングの制御を示すフローチャートである。
【図８ａ】従来技術のラッピング制御による塵粒の排出の概略図である。
【図８ｂ】図７のフローチャートによってラッピングを制御するときの塵粒の排出の概略図である。
【図９】更なる順次バスセクションにおけるラッピングの制御を示すフローチャートである。
【図１０】代替の実施形態による２つの順次バスセクションのラッピングの制御を示すフローチャートである。
【図１１】横から見たときの静電集塵器を表す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
発明は添付図面を参照して今度はより詳細に説明される。
【００２３】
図１は、横から見た断面の静電集塵器（ＥＳＰ）１を概略的に表している。図２は上から見た同じ集塵器１を表している。集塵器１は、塵粒を含有する排ガス４の入口２と、塵粒の大半が除去された排ガス８の出口６とを有する。排ガス４は、例えば、石炭が燃焼されるボイラーから来る。集塵器１は、第１のフィールド１０と、第２のフィールド１２と、第３の最後のフィールド１４とが設けられたケーシング９を有する。各フィールド１０，１２，１４は、例えば、参照としてここに組み込まれている米国特許第４,５０２,８７２号から技術的に知られている放電極と集塵極板とが設けられている。
【００２４】
図２に最もよく表されているように、各フィールド１０，１２，１４は、バスセクションと呼ばれる２つの並列独立ユニットに分割される。バスセクションは、少なくとも１つの集塵極板と、少なくとも１つの放電極と、１つ又は複数の集塵極板と１つ又は複数の放電極との間に電圧を印加する少なくとも１つの電源とを有するユニットとして定義される。このようにして、フィールド１０はバスセクション１６及び並列バスセクション１８を有し、フィールド１２はバスセクション２０及び並列バスセクション２２を有し、フィールド１４はバスセクション２４及び並列バスセクション２６を有する。
【００２５】
各バスセクション１６，１８，２０，２２，２４，２６は、図１に表された放電極２８と、図１に表され、図２に破線で表された集塵極板３０とが設けられている。各バスセクション１６−２６は、それぞれに、特定のバスセクション１６−２６の放電極２８と集塵極板３０との間に電流及び電圧を印加する整流器３２，３４，３６，３８，４０，４２の形をした独立電源が設けられている。排ガス４が放電極２８を通るとき、塵粒は帯電し、塵粒が収集される集塵極板３０に向かって進む。各バスセクション１６−２６は、１つずつがそれぞれのバスセクション１６−２６の集塵極板３０から収集された塵を除去するため作用する個別のラッピング装置４４，４６，４８，５０，５２，５４がそれぞれに設けられる。いわゆるタンブリングハンマー付きのこのようなラッピング装置の限定的ではない実施例は、ＵＳ４,５２６,５９１に見出される。各ラッピング装置４４−５４は、ラッピング装置毎に、関連付けられた１つずつの集塵極板３０の下流端部をラップするよう適合した１つのハンマー５６だけが図１に表されている第１のハンマーの組を備える。各ラッピング装置４４−５４は、ラッピング装置毎に、関連付けられた１つずつの集塵極板３０の下流端部をラップするよう適合した１つのハンマー５８だけが図１に表されている第２のハンマーの組をさらに備える。各ラッピング装置４４−５４は、図２に表された、第１のハンマーの組、すなわち、ハンマー５６を作動するよう適合した第１のモータ６０と、図２に表された、第２のハンマーの組、すなわち、ハンマー５８を作動するよう適合した第２のモータ６２を備える。ラッピングが実行されるとき、集塵極板３０は、塵が塊状となって集塵極板３０から落ちるように、ハンマー５６，５８によって叩かれることによって加速される。このように、集塵極板３０のラッピングは、集塵極板３０上に収集された塵粒が放出され、図１に表されたホッパー６４に収集される結果をもたらし、収集された塵粒がホッパーから運び去られる。しかし、バスセクション１６−２６の集塵極板３０のラッピングの間に、ラップされているバスセクションの集塵極板３０上に以前に収集された塵の一部は、排ガス４が再混入され、排ガス８と共に当該バスセクションから離れる。このように、すべてのラッピングは、バスセクション１６−２６のうちのいずれのバスセクションがラップされているか、バスセクション１６−２６のうちのそのバスセクションがどのように、そして、いつラップされるか、及び、ＥＳＰのその他のバスセクションがどんな状態であるかに応じて、大きいサイズから検出できないサイズまでのどのようなサイズでも有することがある塵排出ピークという結果をもたらす。バスセクション１６−２６の集塵極板３０のクリーニングは様々な方法で行うことが可能である。バスセクション１６−２６の集塵極板３０の各ラッピングは、典型的に、約１０秒から４分間継続し、通常は、１０から６０秒間継続する「ラッピング事象」と呼ばれることがある。ラッピング事象は、様々な方法かつ様々な時間間隔で実行することが可能である。この点に関して、可変である１つのパラメータは、電流状況、すなわち、その特定のバスセクション１６−２６の整流���３２−４２がラッピング事象の間に電極２８，３０に電流を印加しているか、又は、印加していないかである。ラッピングの間に粒子が集塵極板３０に粘着する能力は、集塵極板３０のラッピングの間に電流が印加されるならば、ラッピングの間に電流が印加されない場合より高い。集塵極板３０がラップされるときに電流が印加されるならば、塵の塊の一部は集塵極板に粘着し、従って、塵粒の再混入は少ないが、集塵極板３０もまたラッピング事象の終わりに、電流が印加されない状態、又は、例えば、正常な電流の５％のような低電流が印加される状態で集塵極板３０をラッピングする場合と比べると「クリーン」でない。電圧状況がラッピングの間にどのように変えられ得るかについての一実施例は、ＷＯ９７／４１９５８に記載されている。可変である別のパラメータは、ラッピングが第１のハンマーの組、すなわち、ハンマー５６と、第２のハンマーの組、すなわち、ハンマー５８の両方で同時に行われるか、又は、ハンマー５６，５８の組の一方だけを使って行われるかである。ハンマー５６，５８が集塵極板３０をラップさせられる回数は、ラッピング事象の間に除去される集塵極板３０上の塵粒の量にも影響を与える。よって、集塵極板３０をラッピングする多数の方法があり、各ラッピング方法は、集塵極板３０から除去される塵粒の量に関して、さらに、以下に表されているように、排ガス中に分散させられ、そして、清浄化された排ガス８と共にバスセクションから、又は、場合によっては集塵器１から離れる塵粒の量に関して、僅かに異なる挙動を有する。
【００２６】
図３は静電集塵器１の動作を制御する制御システム６６を表している。制御システム６６は、６台の制御ユニット６８，７０，７２，７４，７６，７８と、中央プロセスコンピュータ８０の形をした制御装置とを備える。各バスセクション１６−２６は、個別の制御ユニット６８，７０，７２，７４，７６，７８がそれぞれに設けられている。制御ユニット６８−７８は、当該バスセクション１６−２６の対応する整流器３２−４２の動作を制御する。このような制御には、供給される電圧／電流の制御とスパークオーバ回数の制御とが含まれる。「スパークオーバ」は、放電極と集塵極板との間の電圧が放電極と集塵極板との間のギャップの誘電強度を上回るために、スパークが放電極と集塵極板との間に起こるときの状況として定義される。スパークオーバにより、電極はシステム内で利用できるすべての電力が消費されるように接地される。その結果として、電極間の電圧は集塵極板の収集性能に支障がある零ボルトまで一時的に降下する。スパークオーバ後に、制御ユニット６８−７８は電圧を低下させ、その後、再び電圧を増加させ始める。各バスセクション１６−２６の制御ユニット６８−７８は、それぞれのバスセクション１６−２６の対応するラッピング装置４４−５４の動作をさらに制御する。前述されているように、この制御は、集塵極板３０がラップされる時点と方法とを含む。中央プロセスコンピュータ８０は制御ユニット６８−７８を制御し、それによって、静電集塵器１全体の動作を制御する。
【００２７】
従来技術によれば、集塵極板３０のラッピングは、プリセットされた時間間隔で行われるように制御される。プリセットされた時間間隔は、第１のフィールド１０のバスセクション１６及び１８で収集される塵粒の量が第３及び最後のフィールド１４のバスセクション２４及び２６で収集される集塵の量より多いので、異なるバスセクション１６−２６に対して別々である。従って、従来技術によれば、ラッピングは、一例として、第１のフィールド１０に対して５分毎に実行され、第２のフィールド１２に対して３０分毎に実行され、最後のフィールド１４に対して１２時間毎に実行されることがある。このタイプの制御は、最適ではなく、増加した塵粒排出と増加した電力消費をもたらすことがわかった。
【００２８】
本発明は、静電集塵器のラッピングを制御する新規性及び進歩性のある方法を提供する。
【００２９】
本発明の第１の態様によれば、バスセクション１６−２６の集塵極板３０が、当該バスセクション１６−２６の塵粒除去能力を悪化することがないように、ラッピング事象が必要とされる程度の量の塵粒を収集する時点を検出できることがわかった。よって、バスセクション１６−２６の集塵極板３０が満杯であり、ラッピングを必要とする時点を検出できることがわかった。
【００３０】
図４は、塵粒排出が曲線ＥＣによって示され、バスセクション１６の集塵極板３０がラップされてから経過した時間ＴＲと相関付けられている、バスセクション１６からの塵粒ＥＭの排出の概略図である。図４を参照するとわかるように、図４の右側ｙ軸に示された、塵粒ＥＭの排出は、集塵極板３０がちょうどラップされた時点（ＴＲ＝０）で非常に低レベルから始まり、その後、集塵極板３０が塵粒で満たされるのに伴って徐々に増加する。よって、曲線ＥＣは、バスセクション１６の集塵極板３０上に収集された塵粒の量の間接的な尺度を表現し、すなわち、曲線ＥＣは、集塵極板３０のラッピング以降の時間に対して、バスセクション１６の集塵極板３０上の現在の塵粒の負荷を間接的に表現する。図４において、塵粒のある特定の現在の排出ＥＣに対応する現在の塵粒の負荷は、３つの別個のレベル、すなわち、「殆ど空」、「半ば満杯」、及び、「殆ど満杯」で、「ＬＯＡＤ」として表されている下側ｘ軸に記載されている。明らかに、塵粒の排出が急速に増加する時点で、すなわち、ＴＲ１からある程度の時間経過後に、ラッピング事象を開始することが興味深い。しかし、１つずつの個別のバスセクション１６−２６の直ぐ後で塵粒を測定することは費用がかかるので、バスセクション１６の後で測定された塵粒排出に基づいてラッピングを制御することは、魅力的な制御原理ではない。例えば、バスセクション１６の集塵極板３０上でロードセルを用いて実際の塵負荷をキログラムで測定することも同様に費用がかかり、困難である。
【００３１】
本発明の第１の態様の一実施形態によれば、スパーキング率、すなわち、１つのバスセクション、例えば、バスセクション１６における単位時間当りのスパークオーバの回数はその１つのバスセクション、例えば、バスセクション１６のラッピングを制御するため使用できることがわかった。さらに、上記１つのバスセクション、例えば、バスセクション１６のスパーキング率は、曲線ＥＣ、すなわち、その１つのバスセクションからの塵粒排出と相関関係があることがわかった。よって、後述されるように、測定された現在のスパーキング率は、バスセクション１６からの現在の塵粒排出ＥＣの間接的な尺度として利用できる。測定されたスパーキング率は、塵粒排出ＥＣが集塵極板３０上の塵粒の負荷を間接的に表現するので、集塵極板３０上の塵粒の負荷の間接的な尺度としても利用できる。単位時間当りのスパークオーバの回数、すなわち、スパーキング率は、バスセクション１６を制御する制御ユニット６８によって測定される。よって、制御ユニット６８は、バスセクション１６のスパーキング率を測定する測定装置として機能するであろう。バスセクション１６は、それ自体が、スパークオーバを感知するセンサとして機能するであろう。前述されているように、スパークオーバは電極が接地されていることを意味している。スパークオーバが起こるとき、印加された電流は減少し、その後、再び急に立ち上げられ、その間に収集効率は低下する。こうして、多数のスパークオーバは、バスセクション１６が最大電流で動作する時間を短縮し、よって、収集効率を低下させる。従来技術によれば、測定されたスパークオーバの回数は整流器３２によってバスセクション１６に印加される電圧又は電流を制御するため使用される。今度は、図４の左側ｙ軸に記載されたスパーキング率ＮＲは、時間ＴＲの関数として、図４の曲線ＳＣに表された特徴的な見え方をしていることがわかった。図４から分かるように、曲線ＳＣは、集塵極板３０がラップされたそのときに（ＴＲ＝０）、初期スパーキング率ＮＲ１で始まる。例えば、第１のフィールド１０のバスセクション１６のＮＲ１は、毎分約１０−４０回のスパークオーバであるかもしれない。バスセクション１６の集塵極板３０が収集された塵粒でより一層詰め込まれるならば、スパーキング率は緩やかに増加する。時間ＴＲ１の後、スパーキング率ＮＲは急速に増加する。バスセクション１６の場合、時間ＴＲ１は、例えば、４から３０分間であるかもしれない。今度は、スパーキング率ＮＲの急速な増加は塵粒ＥＭの排出の急速な増加と同時に起こることがわかった。よって、スパーキング率を示す曲線ＳＣと、塵粒の排出を示す曲線ＥＣとが両方ともに時間ＴＲ１の後に急激な増加を示す。従って、集塵極板３０が「満杯」であり、塵粒の排出を減少させるためにラップされる必要がある時点の尺度として、スパーキング率ＮＲを使用することが可能である。さらに、集塵極板３０上の塵粒の負荷は、測定されたスパーキング率から推定可能である。この点に関して相関装置の機能を有しているプロセスコンピュータ８０は、図４に示された曲線ＥＣが与えられることがある。代替案として、制御ユニット６８が相関装置として機能することがある。測定された現在のスパーキング率と図４の曲線ＥＣとの間の相関に基づいて、プロセスコンピュータ８０は集塵極板３０上の現在の塵粒の負荷を推定可能である。スパーキング率曲線ＳＣ及び塵粒排出曲線ＥＣは、図４に示されているように、多くの場合に類似した主な様子を有しているので、スパーキング率は、殆どの場合、曲線ＥＣの使用を要することなく、塵粒の負荷と直接的に相関付けられる可能性がある。このような推定は、このような負荷に関して、図４に示されているように、「殆ど空」、「半ば満杯」及び「殆ど満杯」のようなかなり粗い出力を与えることがあるが、個別のバスセクション、例えば、バスセクション１６の集塵極板３０上の塵粒の負荷に関するこのような情報は、静電集塵器１の管理下において依然として非常に有用な情報である。バスセクション１６においてラッピング事象を実行する、後述されるタイミングの制御に加えて、このような情報もまた、例えば、ラッピング装置、集塵極板などにおける機械的問題及び電気的問題を検出するため利用される可能性がある。
【００３２】
図５は、図４の検討結果が、制御ユニット６８がラッピング装置４４にバスセクション１６の集塵極板３０をラップさせる時点を制御する制御方法において実施される方法の第１の実施形態を示している。この第１の実施形態によれば、バスセクション１６自体が、集塵極板３０がその最大収集能力に到達した時点、すなわち、集塵極板３０上の塵粒の負荷が実質的にその最大値に到達し、従って、集塵極板３０がラップされる必要がある時点を測定するため動作するオンライン測定装置として使用される。バスセクション１６自体をオンライン測定装置の一部として使用する具体的な優位性は、このような制御方法が、後述されるように、集塵極板３０が、収集効率の低下を招くスパーク無しで、より多くの塵粒を収集できない時点に反応するので、例えば、排ガス４の量と、燃料品質と、排ガス４の湿度及び温度と、集塵極板３０の物理的状態及び化学的状態と、塵粒の物理的特性及び化学的特性などを含む、集塵極板３０の収集能力に影響を与える全てのパラメータが、自動的かつ暗黙的に考慮されることである。従って、バスセクション１６は、集塵極板３０上に収集された塵粒の負荷を測定する測定装置の一部を形成するであろう。集塵極板３０上の塵粒の負荷が、燃料ガスの湿度、温度などに関する現在の状態で、集塵極板３０の収集効率が低下し始める量に到達したとき、ラッピング事象は、集塵極板３０の収集効率が回復されるように、自動的に開始される。バスセクション１６は、従来のバスセクションに対し機械的構造の再設計を必要とすることなく、オンライン測定装置の一部として動作していることが認められるであろう。従って、第１の実施形態を既存のＥＳＰに適用することも容易である。本実施形態によれば、制御スパーキング率ＮＲ２は、図５に示されているように選択される。第１のフィールド１０のバスセクション１６の場合、値ＮＲ２は、例えば、毎分１５回のスパークオーバであるかもしれない。制御ユニット６８は継続的にスパーキング率を観測する。ラッピングが実行された後、スパーキング率は、矢印ＳＲ１によって示されているように、曲線ＳＣに追従するであろう。制御ユニット６８は、スパーキング率ＮＲがプレセットされた値ＮＲ２に到達したことを制御ユニット６８が検出するとき、ラッピング装置４４にバスセクション１６の集塵極板３０をラップさせる。スパーキング率ＮＲは、その後、このようなラッピングの結果として、破線矢印ＳＲ２によって示されているように減少する。よって、ラッピングは、スパーキング率がプリセットされた値ＮＲ２に到達すると直ぐに起こるように、制御され、行われる。集塵極板３０上に収集された塵粒の量は、ボイラー負荷などに応じて変化するかもしれないので、ＮＲ２に対応する時間ＴＲ２は一定ではない。従来の制御戦略と比べて、本発明の第１の実施形態による制御方法は時間に依存しないが、必要である時点、すなわち、スパーキング率が、図４に表されているように、塵粒の急激に増加する排出に対応する値である値ＮＲ２に到達した時点でラッピングを開始する。よって、第１の実施形態によれば、ラッピングは、集塵極板３０が収集された塵粒で「満杯」になると、その状態に達するまで要した時間が１分であるか、又は、２時間であるかとは無関係に、直ちに実行されるので、変化する負荷、燃料品質、排ガス特性などが自動的に考慮される。バスセクション１６及び制御ユニット６８を用いてオンラインで測定されるスパーキング率は、集塵極板３０をラップすべき時間の尺度として利用され、上記スパーキング率は全ての関連したパラメータを考慮に入れている。ラッピングが自動的に実行されるべき時点のこのような制御は、集塵極板３０の収集効率が低下しようとしている時点でラッピングを開始させ、バスセクション１６の平均収集効率の増加を生じさせる。
【００３３】
ＮＲ２の正確な値は様々な方法で決定され得る。一つの方法はキャリブレーション測定を実行することである。キャリブレーション測定では、バスセクション１６の直ぐ後の塵粒ＥＭの排出は、ラッピングから連続的に始めて、その後に継続して測定される。排ガス特性と、燃料品質及び燃料負荷と、整流器３２のセッティングなどのようなすべての運転データは、できる限り一定に保たれるべきである。バスセクション１６の直ぐ後の塵粒の排出は、様々な方法で測定することができる。一つの方法は、バスセクション１６の直ぐ下流に位置しているバスセクション２０の整流器３６の電圧及び／又は電流を解析することにより、間接的な測定を実行することである。バスセクション１６からの塵粒の排出は、バスセクション２０の整流器３６の電圧及び／又は電流の挙動に「痕跡」を生成するであろう。例えば、バスセクション１６からの塵粒の排出の増加は、バスセクション２０の整流器３６の電圧の増加として観察されることがある。よって、バスセクション２０の整流器３６の電圧を調べることにより、バスセクション１６からの塵粒の排出が最大許容値に到達する時点を間接的に決定可能である。第１のバスセクション１６の直ぐ後の塵粒の排出を測定する更なる方法は、バスセクション１６の直ぐ後で塵粒の排出を測定するために、バスセクション１６とバスセクション２０との間に導入される、不透明度分析器のような塵粒分析器を利用することである。排出ＥＭがバスセクション１６のためプリセットされた最大許容値に到達するとき、対応する制御スパーキング率ＮＲ２が制御ユニット６８から読み取られる。ＮＲ２の値は、次に、ラッピングを制御するため使用され、塵粒の排出の更なる測定は不要である。試験がバスセクションのためのＮＲ２の適当な値を見つける代替の方法で実行可能であることが認められるであろう。ＮＲ２の適当な値を見つけるときに他の規準を使用することも可能である。ＮＲ２を選択する一つのこのような代替の規準は、下流のバスセクション２０における最小回数のスパークオーバと同時に、バスセクション１６における最小回数のラッピング事象を目指す可能性がある。ある程度の変動が常に条件に存在し、そして、１つのフィールド１０の並列バスセクション１６，１８の間にも存在するので、ＮＲ２の最適値は静電集塵器１のバスセクション毎に特有であろう。さらに、同じ設計を有するが、しかし、異なるパワーステーションに接地された静電集塵器の間には差異も存在するであろう。
【００３４】
ＮＲ２の適当な値はデータベースに集められることがある。このようなデータベースには、様々な燃料と、集塵極板、放電極及びラッピング装置の様々な機械設計などに対するＮＲ２の好ましい値が収集されることがある。従って、新しい静電集塵器１が用いられるべきとき、この新しい静電集塵器１のデータに基づくＮＲ２の適当な値は、上記データベース内で見つけられることがある。その点では、キャリブレーション測定は静電集塵器１の特定の設置毎に行う必要がないであろう。
【００３５】
ＮＲ２の適当な値を決定する更なる代替案は制御ユニット６８を利用することを含む。制御ユニット６８は、スパーキング率が急激に増加を開始するときにその時間ＴＲ１を探索するようにさせられる。制御ユニット６８は曲線ＳＣの微分を計算することがある。時間ＴＲ１は、曲線ＳＣの微分が突然に増加する時点で見つけられる可能性がある。慎重なアプローチによれば、ＮＲ２の値は、時間ＴＲ１に対応するスパーキング率ＮＲの値として選択することが可能である。このような慎重なアプローチは、非常に高頻度でラッピング事象を開始することがあるので、常に好ましいということはない。その背景は、収集された塵粒が集塵極板３０上にいわゆる「塊」を形成することである。１回ずつのラッピング事象の間に長い時間があるとき、これらの塊はぎっしりと詰まるので、より高い機械的強度及び完全性をもつ。集塵極板３０がラップされるとき、高強度の塵塊は、非常に僅かな塵が排ガス８と再び混合された状態でホッパー６４に落ちることがある。ラッピング事象を開始する前に塵塊をできる限り小型化させたいという要望によって、ＮＲ２の値は時間ＴＲ１で出現するその値より高い値になるように選択されることがある。例えば、ＮＲ２は、ＴＲ＝ＴＲ１＋ＴＲ１＊０.３におけるスパーキング率ＮＲの値になるように選択されることがある。よって、例えば、曲線ＳＣの上記の微分から、時間ＴＲ１は３分間であることがわかったならば、ＮＲ２は、キャリブレーション測定を実行するときに、ＴＲ＝３分＋５４秒に対応するＮＲの値になるように選択されることがある。
【００３６】
従来技術に関する限り、集塵極板３０上に存在する塵粒の量についての教示が従来技術には存在しないことを提起したい。こうして、通常では、１回ずつのラッピングの間に経過すべき一定時間ＴＲ０を設定することが必要であった。この時間ＴＲ０は、多くの場合に、それ以外の知識が欠如しているので、例えば、図５に示されているように、非常に短くなるように設定された。ＴＲ０でラップすることは、ラッピングがより頻繁に行われることを意味し、このことは、ラッピングに付随した塵粒排出ピークがより頻繁に起こり、よって、塵粒排出の総量の増加を生じることを意味する。さらに、従来技術の制御方法の使用には多くの場合に短い時間ＴＲ０が関連付けられていたので、集塵極板３０上に形成された塵塊は、非常に低い機械的強度及び完全性を有し、本発明によって得られる塵粒より多くの収集された塵粒がラッピングの際に排ガスと混合されることになる。
【００３７】
図６は、図４の検討結果が、制御ユニット６８がラッピング装置４４にバスセクション１６の集塵極板３０をラップさせる時点を制御する制御方法において実施される方法の第２の実施形態を示している。図６を参照して最もよく理解されるように、図６に表されるように時間ＴＲとスパーキング率ＮＲとの間の関係を示している曲線ＳＣは、図４及び５に表された曲線ＳＣと同一である。この第２の実施形態によれば、ラッピング装置４４は、ある特定のラッピング率、すなわち、単位時間当りにある特定の回数のラッピング事象でラッピングを実行する。ラッピング率はスパーキング率によって制御され、スパーキング率がまさに所望の値に到達したときにラッピング事象を開始するようなラッピング率を見つける目的で連続的に変化させられる。この第２の実施形態の原理を示す一例として、ラッピング率は、初期的に、毎時１５回のラッピング事象に設定されることがある。すなわち、各ラッピング事象の開始の間に経過する時間は４分間である。図６を参照すると、ラッピング事象は、直前のラッピング事象の開始から４分間の時間Ｔ１が経過した後に開始される。Ｔ１は直前のラッピング事象の開始から計算されるので、Ｔ１の開始は、直前のラッピング事象の終了を示すＴＲ＝０より前にあることに注意を要する。ラッピングが開始される時点でのスパーキング率Ｎ１は、例えば、毎分１０回のスパークオーバである。Ｎ１は、毎分１５回のスパークオーバの所望の制御スパーキング率ＮＲ２より低いので、制御ユニット６８は、ラッピング率を減少させるようにラッピング装置４４を設定する。例えば、制御ユニット６８は、ラッピング装置４４を毎時１０回のラッピング事象のラッピング率に設定することにより、ラッピング率を減少させることがあり、すなわち、６分間の時間Ｔ２が各ラッピング事象の開始の間に経過するであろう。６分間の時間Ｔ２の後にラッピングが実行されるとき、スパーキング率Ｎ２は毎分１７回のスパークオーバに対応することがある。このスパーキング率は毎分１５回のスパークオーバという所望の値ＮＲ２より高いので、制御ユニット６８は、このとき、ラッピング装置４４を毎時１２.５回のラッピング事象のラッピング率に設定することにより、ラッピング率を増加させることがある。このようにして、制御ユニット６８は、スパーキング率が所望の制御スパーキング率ＮＲ２に近いときにラッピングが常に実行されるラッピング率を得るためにラッピング装置４４のラッピング率を徐々に調節する。ボイラー上の負荷が変化され、それによって、排ガス流及び／又は排ガス４中の塵粒濃度を変化させるとき、ラッピング率は調節され、すなわち、ラッピング率は、ラッピングが実行される時点でのスパーキング率が所望の制御スパーキング率ＮＲ２と近くなるようなスパーキング率を得るために、制御ユニット６８によって増減されるであろう。
【００３８】
図６は、スパーキング率ができる限りＮＲ２に近いときにラッピングを行うラッピング率を見つける簡単な方法を示しているが、代替解決策は、例えば、スパーキング率ができる限りＮＲ２に近いときにラッピングが起こるようにラッピング率を制御するＰＩＤコントローラを使用することであり、すなわち、ＰＩＤコントローラは、現在の状態で、スパーキング率がＮＲ２に近いときにラッピングを開始するラッピング率を見つけようとする。よって、ＰＩＤコントローラは、選択された制御スパーキング率ＮＲ２とラッピングが行われる現在のスパーキング率との間の差を最小限に抑えようとする。さらに、スパークオーバの回数が所定の値を超えないことを保証するため、スパーキング率に関する安全性上限を利用することが可能である。現在のスパーキング率がスパーキング率に関する安全性上限に達するとき、ラッピング事象が直ちに開始される。例えば、スパーキング率に関するこのような安全性上限は、図６を参照して前述された実施形態では、毎分１８回のスパークオーバである。よって、測定された現在のスパーキング率が毎分１８回のスパークオーバに達するならば、ラッピングが制御ユニット６８によって直ちに命令される。ラッピングが早めに起こらないことを保証するため、スパーキング率に関する安全性下限を利用することも可能である。スパーキング率に関するこのような安全性下限は、毎分８回のスパークオーバでもよい。測定された現在のスパーキング率が毎分８回のスパークオーバに達しないならば、ラッピング事象は実行されることが許可されない。安全性上限及び下限は、ラッピング率の制御が前述されているように通常はＰＩＤコントローラによって制御されるこのような値に設定される。ＰＩＤコントローラは、ラッピング率がある特定の範囲内だけで、例えば、バスセクション１６の場合に毎時５から２０回のラッピング事象の範囲内で制御できるように制限されることもある。よって、測定された現在のスパーキング率に基づいてラッピング率を制御するＰＩＤコントローラは、ＥＳＰに機械的又は電気的破損の危険がないある特定の安全「窓」の範囲内だけでラッピング率を制御することが許可される。ＰＩＤコントローラタイプへの代替案として、ラッピング率を制御するその他のタイプのコントローラ及び／又は制御テクノロジーを利用可能であることもまた認められるであろう。
【００３９】
より安定なラッピング率を取得し、偶発的な乱れを取り除くため、制御ユニット６８は、数回の先行するラッピング事象に基づいて、ラッピング装置４４のラッピング率のセッティングを変更する時点に関する決定を実施することがある。例えば、制御ユニット６８は、１０回の先行するラッピング事象から平均スパーキング率を計算可能である。ラッピング開始時のスパーキング率から取得されたスパーキング率の平均に基づいて、制御ユニット６８は、次に、ラッピングの開始時に、ＮＲ２に非常に近いスパーキング率の平均に最終的に達することを目的として、スパーク装置４４のラッピング率の変更を実施可能である。
【００４０】
図４、図５及び図６を参照して、バスセクション１６のラッピング率が制御される方法が前述された。従って、バスセクション１６に関して前述された方法と同様に、すなわち、ラッピング装置４６によって実行されるラッピングの制御を行うために制御ユニット７０を用いることによって、第１のフィールド１０のバスセクション１８のラッピングを制御することもまた可能であることが認められるであろう。さらに、第２のフィールド１２のバスセクション２０及びバスセクション２２に関して同じ制御方法を用いることもまた可能である。原理的に、図４、５及び６を参照して前述された方法に従って、どのバスセクションのラッピングでも制御可能である。しかし、ある種の場合には、このような塵粒の厚い塊は、集塵極板３０をラップするときに柱状噴流として見えることがある大きい塵粒排出ピークを引き起こすので、このような塵粒の厚い塊が、スパークオーバが起こる最後のフィールド１４のバスセクション２４，２６の集塵極板３０に形成することを可能にすることは有利でない。最初のフィールド、すなわち、フィールド１０及び１２の主要な目的は、塵粒の最大除去を達成することであり、最後のフィールド、すなわち、フィールド１４の主要な目的は、多くの場合に、最後の数パーセントの塵粒を除去し、可視的な柱状噴流を回避することである。
【００４１】
多くの場合にＮが２から６である直列したＮ個のフィールドを有する静電集塵器１において、図４から６を参照して説明された方法は、好ましくは、番号Ｍ＝１からＮ−Ｘをもつフィールドに関して用いられ、Ｘは通常１又は２である。例えば、図１に表され、直列した３個のフィールドを有する静電集塵器１において、図４−６を参照して説明された方法は、好ましくは、第１のフィールド１０及び第２のフィールド１２に関してそれぞれに、すなわち、Ｎ＝３及びＸ＝１に関して用いられる。５個のフィールドを有する静電集塵器１の場合、図４−６を参照して説明された方法は、好ましくは、最初の３又は４個のフィールドに関して、すなわち、Ｎ＝５かつＸ＝１又は２に関して用いられる。
【００４２】
静電集塵器１は、バスセクション１６，２０及び２４が第１の行８２を形成し、バスセクション１８，２２及び２６が第２の行８４を形成する２本の並列したバスセクションの行を有するものとして図３に表され、図４−６の新規性のある方法は、任意の本数の並列した行、例えば、１から４本の並列したバスセクションの行を有する静電集塵器１と共に用いられることがあることが認められるであろう。
【００４３】
図４−６を参照して後述される方法は、従来技術と比べるといくつかの優位性がある。前述されているように、集塵極板３０上の現在の塵粒の負荷をオンラインで測定することを可能にする方法が記載されている。測定されるその負荷は、キログラム単位の正確な負荷ではないが、現在の状態での集塵極板３０の負荷能力に関連している間接的な負荷である。集塵極板３０上の負荷を測定するこの方法は、排ガス４の特性と、塵粒の特性と、集塵極板３０の特性などのすべての関連したパラメータを考慮に入れるので、質量ベースの負荷測定より有意義である。好ましい実施形態によれば、負荷測定は、集塵極板がラップされるべき時点を制御するため使用される。特に、このような制御は、ラッピングが必要とされるとき、すなわち、塵粒の排出が急速に増大し始めたときに限り実行されるように、ラッピングが実行される時点を制御する。図４−６を参照して前述された方法によれば、ある特定の時点における個別のバスセクション１６−２６のスパーキング率は、その特定の時点での、バスセクション１６−２６の集塵極板３０上の塵粒の負荷の間接的な尺度として使用される。集塵極板３０上の推定された現在の塵粒の負荷に基づいて、ラッピングは、塵粒排出ＥＣが高いレベルまで増加する前に行われるように制御される。さらに、ラッピングは、ラッピングに関連した塵の再混入のために起こる塵粒排出が深刻になる程度に頻繁に行われないように制御される。さらに、あまり頻繁にラッピングしないことにより、ラッピング装置４４−５４のハンマー５６，５８の摩耗、並びに、ラッピング装置に関連した電力消費が低いレベルに保たれる。
【００４４】
本発明の第２の態様によれば、個別のバスセクション１６−２６のラッピングが全体的な静電集塵器１からの塵粒の排出を最小限に抑えるように調整される制御方法が用いられる。ラッピングが実行されるとき、集塵極板３０上に予め収集された塵粒の一部は、前述されるように、排ガス８と再び混合され、排ガス８中の塵粒排出ピークとして、静電集塵器１から離れる。従来技術において用いられる技術によれば、ラッピングは、ラッピング事象がバスセクション１６−２６のうちの２つで同時に開始され得ないように調整される。よって、従来技術において用いられる技術によれば、ラッピングの間にバスセクション１６及びバスセクション１８から同時に放出される塵粒が排ガス８と共に静電集塵器１から離れるとき、２倍のサイズのピークを引き起こす可能性があるので、バスセクション１６はバスセクション１８と同時にラップされることが許されない。
【００４５】
図７は、本発明の第２の態様の第１の実施形態による方法のステップの順序を示している。図７に示された実施例では、説明の目的のため、図２及び３に表されたバスセクション１６及び２０が参照されている。この方法は、一方のバスセクションが他方の下流に位置している限り、ＥＳＰのいずれかの２つ以上のバスセクションに適用可能である。本発明の第２の態様の第１の実施形態によれば、バスセクションがラップされる前に、ラップされるべきバスセクションの下流に位置しているバスセクションは、上流のバスセクションのラッピングの間に再び塵粒を除去可能であることが確実にされる。図７はこの効果を達成する第１の実施形態を示している。第１のステップ９０において、プロセスコンピュータ８０は、制御ユニット６８が近い将来に、例えば、３分間の範囲内にラッピング事象を開始する意図があるという趣旨の入力が第１のバスセクション、例えば、バスセクション１６の制御ユニット、例えば、制御ユニット６８から与えられる。第２のステップ９２において、プロセスコンピュータ８０は、第１のバスセクション１６の直ぐ下流に位置している第２のバスセクション、例えば、バスセクション２０の制御ユニット、例えば、制御ユニット７２に、この第２のバスセクション２０の集塵極板３０のラッピング状態についての問い合わせを行い、すなわち、プロセスコンピュータ８０は、バスセクション２０の集塵極板３０が最後にラップされた時点及び方法を知ろうとする。第３のステップ９４において、プロセスコンピュータ８０は、第２のバスセクション２０が、第１のバスセクション１６のラッピングの間に起こる塵粒の増加した排出を収容することが可能であるかどうかを判定する。このための規準は、第２のバスセクション２０の最後のラッピング以降に経過した時間でもよい。第２のバスセクション２０の集塵極板３０がある時間に亘ってラップされていなければ、例えば、集塵極板が先行する１０分間の範囲内にラップされていなければ、プロセスコンピュータ８０は、第２のバスセクション２０が第１のバスセクション１６のラッピングから生じる塵粒の増加した排出を収容する準備ができていないと判定することがあり、すなわち、図７に表された第３のステップにおける問い合わせへの回答が「ＮＯ」であり、それによって、プロセスコンピュータ８０は第４のステップ９６へ進む。第４のステップ９６において、プロセスコンピュータ８０は、ラッピング事象を開始する前に待つように第１のバスセクション１６の制御ユニット６８に命令し、ラッピング事象を直ぐに開始するように第２のバスセクション２０の制御ユニット７２に継続的に命令する。第２のバスセクション２０の制御ユニット７２は、次に、第２のバスセクション２０の集塵極板３０のラッピングを実行するようにそのラッピング装置、すなわち、ラッピング装置４８に命令する。第２のバスセクション２０のラッピングが完了したとき、第２のバスセクション２０の集塵極板３０はクリーンにされているので、もう一度、今度は十分な塵収集能力を有している。ラッピングが「完了」しているとは、ラッピング装置４８が自分の動作を停止したことを意味する。場合によっては、約０.５−３分間の緩和時間は、��ッピングが「完了」しているとみなされるまで、ラッピング装置４８が自分の動作を停止した後に許可される。緩和時間の間に、第２のバスセクション２０の集塵極板３０から放出された塵は、ホッパー６４の中に落下するか、又は、第２のバスセクション２０を離れ、下流のバスセクションに入るかのいずれかのための時間がある。第５のステップ９８において、プロセスコンピュータ８０は、ラッピング装置４４を作動することにより、第１のバスセクション１６の制御ユニット６８がラッピング事象を開始することを可能にする。回答が第３のステップ９４において「ＹＥＳ」であり、すなわち、第２のバスセクション２０が、第２のバスセクション２０が最初にラップされることを要することなく、第１のバスセクション１６のラッピングからの塵粒を収容できることを意味するならば、プロセスコンピュータ８０は、第３のステップ９４から第５のステップ９８へ直ちに進み、よって、第１のバスセクション１６は、図７に示されているように、ラッピング事象を開始することが許容される。
【００４６】
図８ａは、従来技術の方法における動作の一例であり、同図における曲線ＡＦＦを用いて第１のフィールド１０のバスセクション１６の後で測定されるような塵粒ＥＭの排出を示し、同図における曲線ＡＳＦを用いて第２のフィールド１２のバスセクション２０の後で測定されるような塵粒ＥＭの排出を示している。ＴＲ１６によって図８ａに示されている時点に、ラッピングがバスセクション１６において実行される。図８ａを参照してわかるように、バスセクション１６におけるラッピングは、バスセクション１６の後で測定された塵粒排出ピークＰＦＦを生じる。図８ａに示された状況において、バスセクション２０の集塵極板３０はかなりの時間に亘ってラップされなかった。よって、バスセクション２０の集塵極板３０は塵粒でかなり「満杯」である。バスセクション２０の集塵極板３０は既に大量の塵粒を持ち、増加したスパーク及びバスセクション２０の電圧の結果として生じる減少が原因となって、時点ＴＲ１６において起こるバスセクション１６のラッピングによって放出される十分な量の増加した量の塵粒を除去できないので、バスセクション１６の後の塵粒排出ピークＰＦＦは、バスセクション２０の後にＰＳＦ１によって図８ａに示されている大きい塵粒排出ピークを生じる。要約すれば、バスセクション１６のラッピングの間にバスセクション１６から放出された大量の塵粒は、既にかなり「満杯」であったバスセクション２０が、電圧の低下と塵除去能力の低下とを招く高スパーキング率の状態に到達する原因になる。バスセクション２０の制御ユニット７２は、従来技術の方法によれば、バスセクション１６がラッピング事象にあるときと同じ時点に、すなわち、ラッピング事象にある間に、ラッピング事象を開始することが許可されないので、バスセクション２０はラッピング事象が開始されるまである期間を待つ必要がある。ラッピング事象が、時点ＴＲ２０に、バスセクション２０において最終的に開始されるとき、バスセクション２０の満杯に詰め込まれた集塵極板３０のラッピングは、バスセクション２０の後で測定されたＰＳＦ２で図８ａに示されている別の塵粒排出ピークを生じるであろう。よって、図８ａに示されている従来技術の方法によれば、ＰＳＦ１及びＰＳＦ２にそれぞれ示されている２つの大きい塵粒排出ピークが現れた。ＰＳＦ１及びＰＳＦ２で図８ａに示されているこれらのピークは、いずれかの他のバスセクションの後に、例えば、バスセクション２０の下流に位置しているバスセクション２４の後に測定された塵粒の排出の増加を引き起こし、静電集塵器１から離れる排ガス８において測定されるような塵粒の排出の増加を生じるであろう。従って、図８ａに示された従来技術の方法による制御スキームは、高程度の塵粒の排出という結果を招く。
【００４７】
図８ｂは、図７を参照して前述された本発明の第２の態様によって動作しているときの塵粒の排出を示している。第１のフィールド１０のバスセクション１６の後で測定されるような塵粒ＥＭの排出は図８ｂにおいて曲線ＡＦＦによって表され、第２のフィールド１２のバスセクション２０の後で測定されるような塵粒ＥＭの排出は図８ｂにおいて曲線ＡＳＦによって表されている。本発明の第２の態様による本方法の図８ｂ中の説明では、バスセクション１６の制御ユニット６８は、第１のステップ９０において、制御ユニット６８がラッピング事象をまもなく、例えば、次の３分間の範囲内に開始する予定であることをプロセスコンピュータ８０に通知する。プロセスコンピュータ８０は、そのとき、バスセクション１６の制御ユニット６８からのこの情報の受信への応答として、図７に表された第２のステップ９２に従って、バスセクション１６の下流に位置しているバスセクション２０のラッピング状態を検査する。図７に表された第３のステップ９４において、プロセスコンピュータ８０は、適当な規準に基づいて、ラッピング事象がバスセクション２０において最近１０分間に開始されたに違いないこと、又は、バスセクション２０のスパーキング率が選択された閾値より低いに違いないこと、バスセクション２０がバスセクション１６におけるラッピング事象から生じる塵粒を収容する準備ができていないこと、すなわち、図７のステップ９４に表された問い合わせへの回答が「ＮＯ」であることなどを判定する。この検査の結果は、プロセスコンピュータ８０が、図７に表された第４のステップ９６に従って、バスセクション２０の制御ユニット７２に実質的に直ちにラッピング装置４８を作動することによりラッピング事象を開始することを命令するという結果を招く。バスセクション１６は、バスセクション２０のラッピング事象が終了するまで、ラッピング事象を開始することを許可されていない。バスセクション２０のラッピングは図８ｂに表された時点ＴＲ２０で実行される。時点ＴＲ２０での第２のバスセクション２０のラッピングは図８ｂに表された塵粒排出ピークＰＳＦ１をもたらす。バスセクション２０のラッピング事象は、集塵極板３０が満杯になる前に開始されるので、バスセクション２０におけるラッピング事象から生じるピークＰＳＦ１は、図８ｂにおいてわかるようにかなり小さい。プロセスコンピュータ８０が、バスセクション２０のラッピング事象が終了したという結論を出し、すなわち、ラッピング装置４８がその動作を停止したという結論を出し、その後に、例えば、２分間の緩和時間が経過したとき、プロセスコンピュータ８０は、図７に表された第５のステップ９８に従って、バスセクション１６の制御ユニット６８がラッピング事象を開始することを許可する。バスセクション１６のラッピング事象は、図８ｂに表された時点ＴＲ１６にラッピング装置４４を用いて実行される。バスセクション１６の後の塵粒の排出を示す図８ｂに表された曲線ＡＦＦは、バスセクション１６のラッピングが実施されていないので、図８ａの曲線ＡＦＦに類似していることがわかる。よって、バスセクション１６のラッピングは、この場合も同様に、図８ｂに表された塵粒排出ピークＰＦＦをもたらす。図ａに示されている従来技術と対照的に、第２のバスセクション２０は、時点ＴＲ１６において、集塵極板３０をクリーンにする。このため、バスセクション２０は、バスセクション１６のラッピング事象から生じる塵粒排出ピークＰＦＦを吸収するように十分に準備されている。図８ｂを参照して容易に理解されるように、時点ＴＲ１６におけるバスセクション１６のラッピングは、バスセクション２０の後に小さい塵粒排出ピークＰＳＦ２をもたらす。
【００４８】
図８ａに示された従来技術の方法を図８ｂに示された本発明の第２の態様の方法と比較すると、このような比較から、図８ｂに表されているように、２つの塵粒排出ピークＰＳＦ１及びＰＳＦ２は、図８ａに示された従来技術の方法が利用されるときに取得された２つの塵粒排出ピークＰＳＦ１及びＰＳＦ２より非常に小さい。よって、図７に示された方法は、同じ機械的部品を使用するが、しかし、本発明の第２の態様の第１の実施形態によって、新規性と進歩性のある方法で、同じ機械的部品を制御する静電集塵器１の後で塵粒排出を実質的に減少させることを可能にする。従って、本発明による制御方法を利用することにより、従来技術の方法より少ないフィールドを用いて、例えば、６分の移動平均として、排ガス８中に１０ｍｇ／Ｎｍ３の乾燥ガスという塵粒排出要求を満たすことが可能であろう。図７及び８ｂを参照して前述された制御方法は、静電集塵器１の除去性能を最大化するであろう。一部の場合に、これは、従来技術の方法によってＥＳＰを制御するときに可能であるフィールドより少ないフィールドを用いて、又は、集塵極板より小型又は少数の集塵極板を用いて、排出要求を管理することを可能にするであろう。図９は本発明の第２の態様の第２の実施例を示している。本実施形態によれば、プロセスコンピュータ８０は、ラッピング事象が第１のバスセクション１６で開始することを許可する前に、更なるステップを利用する。このため、図９に示されているステップは、図７に示されたステップ９４と９６との間に挿入され、通常は、ステップ９４における問い合わせへの回答が「ＮＯ」である場合に限り用いられる。図９を参照して最も良く理解されるように、ステップ１００において、プロセスコンピュータ８０は、第２のバスセクション、例えば、バスセクション２０の直ぐ下流に位置している第３のバスセクション、例えば、バスセクション２４のラッピング状態を検査する。図９を参照し続けると、ステップ１０２において、プロセスコンピュータ８０は、第３のバスセクション２４が、第２のバスセクション２０のラッピング事象の間に起こることになる塵粒の増加した排出を収容できるかどうかを判定する。このための規準は、選択された時点に関連した第３のバスセクション２４の最近のラッピング事象の開始の後に経過した時間、又は、選択された閾スパーキング率に関連した第３のバスセクション２４のスパーキング率でもよい。上記選択された時間又は上記選択された閾スパーキング率は、実際の時間又は実際のスパーキング率がそれぞれ上記選択された時間又は上記選択された閾スパーキング率を下回るならば、第３のバスセクション２４が第２のバスセクション２０のラッピング事象の間に起こることになる塵粒の増加した排出を捕獲できるような時間又はスパーキング率の程度に選択される。第３のバスセクション２４の集塵極板３０がある時間に亘ってラップされていないならば、例えば、最近１０時間に亘ってラップされていないならば、又は、スパーキング率が、例えば、毎分１２回のスパークオーバを上回るならば、プロセスコンピュータ８０は、第３のバスセクション２４が、第２のバスセクション２０のラッピングから生じる塵粒の増加した排出を収容する準備ができていない、すなわち、図９に表された、ステップ１０２における問い合わせへの回答が「ＮＯ」であると判定することがあり、従って、プロセスコンピュータ８０は図９に表されたステップ１０４へ進む。ステップ１０４において、プロセスコンピュータ８０は、第１のバスセクション１６の制御ユニット６８と第２のバスセクション２０の制御ユニット７２とに、ラッピング事象を開始する前に待つように命令する。プロセスコンピュータ８０は、第３のバスセクション２４の制御ユニット７６に、第３のバスセクション２４のラッピング装置、例えば、ラッピング装置５２を作動することにより、ラッピング事象を実質的に直ちに開始するようにさらに命令する。第３のバスセクション２４のラッピング事象が終了したとき、第３のバスセクション２４の集塵極板３０は満杯の塵収集能力を有するであろう。最後に、図９に表されているステップ１０６に従って、プロセスコンピュータ８０は、第２のバスセクション２０の制御ユニット７２がラッピング装置４８の作動の結果としてラッピング事象を開始することを許可する。第２のバスセクション２０のラッピングは、その後、図７に表されたステップ９６に従って実行される。ステップ１０２において、回答が「ＹＥＳ」であるならば、すなわち、第３のバスセクション２４が最近ラップされているならば、プロセスコンピュータ８０は、図９を参照すると、ステップ１０２からステップ１０６へ直ちに進み、よって、第２のバスセクション２０は、図７に表されているステップ９６に従って、ラッピング事象を開始することが直ちに許可される。
【００４９】
ラッピングが下流のバスセクションで行われたときからの時間は、バスセクションが上流のバスセクションのラッピングより前にラップされる必要があるかどうかの尺度として解釈されることが前述されているが、代替の実施形態もまた可能であることが認められるであろう。本発明の第１の態様と関連して前述されているように、例えば、下流のバスセクションにおける現在のスパーキング率を測定すること、及び、測定された現在のスパーキング率を下流のバスセクションの集塵極板３０上の現在の負荷の指標として使用することが可能である。よって、制御ユニット６８は、下流のバスセクションにおいて測定された現在のスパーキング率に基づいて、上流のバスセクションをラップする前に下流のバスセクションがラップされるべきであるかどうかを決定可能である。
【００５０】
図１０は本発明の第２の態様の第３の実施形態を示している。この第３の実施形態では、上流の第１のバスセクションのラッピングの制御は、上流の第１のバスセクションのラッピングが下流の第２のバスセクションのラッピングによって先行されるべきであるように実行される。第１のステップ１９０において、プロセスコンピュータ８０は、制御ユニット、例えば、第１のバスセクション、例えば、バスセクション１６の制御ユニット１６から、制御ユニット６８が近い将来に、例えば、３分間の範囲内にラッピング事象を開始する予定であるという趣旨の入力が供給される。第２のステップ１９２において、プロセスコンピュータ８０は、制御ユニット、すなわち、第１のバスセクション１６の下流に位置している第２のバスセクション、すなわち、バスセクション２０の制御ユニット７２に、ラッピング事象を直ちに開始するように命令する。第２のバスセクション２０の制御ユニット７２は、そのとき、そのラッピング装置、すなわち、ラッピング装置４８に、第２のバスセクション２０の集塵極板３０のラッピングを実行するように命令する。第３のステップ１９４において、プロセスコンピュータ８０は、第２のバスセクション２０の集塵極板３０がクリーンにされ、満杯の塵収集能力を有するように、第２のバスセクション２０のラッピングが終了したかどうかを検査する。第３のステップ１９４における検査が出力「ＮＯ」を与えるならば、第３のステップ１９４の検査は、出力が「ＹＥＳ」であるまで、すなわち、第２のバスセクション２０の集塵極板３０がクリーンにされ、第１のバスセクション１６の集塵極板３０のラッピングによって引き起こされる塵粒排出を収集する準備ができるまで、ある時間後に、例えば、３０秒後に繰り返される。第４のステップ１９６において、プロセスコンピュータ８０は、図１０に示されているように、第１のバスセクション１６の制御ユニット６８がラッピング事象を開始することを許可する。本発明の第２の態様の第３の実施形態は、図１０を参照して説明されているように、上流の第１のバスセクションがラップされる前に、下流の第２のバスセクションが自動的にラップされる方法を提供することが認められるであろう。このようにして、下流の第２のバスセクションは上流の第１のバスセクションのラッピングから生じる塵粒排出を収集する準備ができるであろうことが常に保証されるであろう。上流の第１のバスセクションは主塵粒コレクタとして機能し、一方、下流の第２のバスセクションは、上流の第１のバスセクションで収集されなかった残りの塵粒を除去する保護バスセクションとして機能する。
【００５１】
図１０を参照して下流の第２のバスセクション２０は上流の第１のバスセクション１６の各ラッピングより前にラップされることが前述されているが、代替の方法で下流の第２のバスセクション２０のラッピングを制御することも可能である。一つの代替の方法によれば、下流の第２のバスセクション２０のラッピング事象は、上流の第１のバスセクション１６の２回の連続したラッピング事象が下流の第２のバスセクション２０の１回のラッピング事象に対応するように、上流の第１のバスセクション１６における１回おきのラッピング事象の開始の前に限り開始される。明らかに、一部の場合には、図１０に示された、本発明の第２の態様のこの第３の実施形態に従って動作するとき、上流の第１のバスセクション１６における２回おき、又は、３回おき、又は、４回以上のうちの１回ずつのラッピング事象の開始の前に下流の第２のバスセクション２０のラッピング事象を開始するだけで十分なことがある。
【００５２】
さらに、プロセスコンピュータ８０は、上流のバスセクションがラッピング事象を開始することを許可するまで、下流のバスセクションのラッピング事象が終了されたかどうかを検査することが前述されている。更なる可能性は、下流のバスセクションにおけるラッピング事象の終了が上流のバスセクションのラッピング事象を自動的に始動させるような方式で制御方法を設計することである。このような制御は、一部の場合に、ラッピングのより高速な制御をもたらすことがある。
【００５３】
図１１は本発明の第２の態様の第４の実施形態を示している。図１１は、直列に配置された４つのバスセクション１１６，１１８，１２０及び１２２を有する静電集塵器（ＥＳＰ）１０１を概略的に示している。排ガス１０４は、第１のバスセクション１１６に入り、その後、さらに第２のバスセクション１１８、第３のバスセクション１２０、そして、最終的に、第４のバスセクション１２２へ進む。クリーンにされた排ガス１０８は第４のバスセクション１２２を離れる。第１のバスセクション１１６及び第２のバスセクション１１８は、第１のバスセクション１１６が主収集ユニットとして機能し、第２のバスセクション１１８が第１のバスセクション１１６によって除去されなかった塵粒を収集する保護バスセクションとして機能する、バスセクションの第１のペア１２４を形成する。バスセクションの第１のペア１２４の第１のバスセクション１１６及び第２のバスセクション１１８は、よって、図１０を参照して前述された方式で動作し、すなわち、図示されないプロセスコンピュータは、第１のバスセクション１１６がラッピング事象を実行することを許可する前に、第２のバスセクション１１８におけるラッピング事象を命令するであろう。第３のバスセクション１２０及び第４のバスセクション１２２は、第３のバスセクション１２０が主収集ユニットとして機能し、第４のバスセクション１２２が第３のバスセクション１２０によって除去されなかった塵粒を収集する保護バスセクションとして機能する、バスセクションの第２のペア１２６を形成する。バスセクション１２０，１２２の第２のペア１２６を形成する第３のバスセクション１２０及び第４のバスセクション１２２は、図１０を参照して前述された方式で動作し、すなわち、図示されないプロセスコンピュータは、第３のバスセクション１２０がラッピング事象を実行することを許可する前に、第４のバスセクション１２２におけるラッピング事象を命令するであろう。図１１の実施形態は、こうして、各バスセクション１１６，１１８，１２０，１２２が一つの特定のタスクのため最適化された方式で制御されるＥＳＰ１０１を示している。第１及び第３のバスセクション１１６，１２０は、最大除去効率のため制御される。好ましくは、これらの２つのバスセクション１１６，１２０のいずれかでラッピング事象を実行する必要性は図４−６を参照して前述された方式で分析され、すなわち、スパーキング率はこれらのバスセクション１１６，１２０の集塵極板３０上の塵粒の現在の負荷の尺度として利用される。さらに好ましくは、バスセクション１１６，１２０の集塵極板３０上の塵粒の測定された負荷は、それぞれ、各バスセクション１１６，１２０の図１１に表されていない制御ユニットが、ラッピング事象がその特定のバスセクション１１６，１２０のため実行される必要があるという要求をプロセスコンピュータへ送信すべき時点を制御するため利用される。そのようにして、第１及び第３のバスセクション１１６，１２０は、それらのそれぞれの集塵極板３０が塵粒で満杯であるときに限りラップされる。第２及び第４のバスセクション１１８，１２２は、上流のバスセクション１１６，１２０でそれぞれ収集されなかった塵粒を除去する最高能力を獲得し、特に、それぞれの上流のバスセクション１１６，１２０のラッピングの間に生成された塵粒排出ピークを除去する最高能力を獲得するため制御される。このようにして、バスセクション１１８及び１２０は、それ自体で決して「満杯」にならず、バスセクション１１６及び１２０は塵の大部分を除去することがなく、バスセクション１１８及び１２２は、それぞれにバスセクション１１６，１２０からの再混入された塵の大部分がバスセクションのペア１２４，１２６を抜け出ることを防止するために保護バスセクションとして機能する。図１１を参照して説明されているようにＥＳＰをバスセクションのペアに分割する方法は、偶数個のバスセクションを有するいずれのＥＳＰにでも利用することが可能である。奇数個のバスセクションを有するＥＳＰの場合、最後のバスセクションは、バスセクションの最後のペアの保護バスセクションのラッピングの間に起こる塵粒排出ピークの最大除去のため制御される余分な保護バスセクションとして利用することが可能である。直列した３つのバスセクションを有する図１−３のＥＳＰ１に類似しているＥＳＰでは、バスセクション２４及び２６は、余分な保護バスセクションであるという役割があるだろう。バスセクションの各ペア１２４，１２６の２つのバスセクションが異なる主要な目的を有することが原因で、バスセクションは、それぞれのバスセクション１１６，１１８，１２０，１２２をそれぞれの主要な目的のためさらに最適化するように、機械的設計に関して、例えば、集塵極板３０のサイズ及び個数に関して様々な方法で設計されることもある。
【００５４】
本発明の第２の態様の種々の実施形態によれば、図７、図８ｂ、図９、図１０及び図１１を参照して最も良く理解されるように、ラッピングは、静電集塵器１からの塵粒の排出が従来の方法の塵粒の排出より削減されるように調整される。よって、本発明の第２の態様の種々の実施形態は、ケーシング９の機械的設計及びケーシング９の内容物を変更する必要なく、静電集塵器１からの塵粒の排出が削減されることを可能にする。
【００５５】
本発明の第１及び第２の態様の種々の実施形態のいくつかの変形は、本発明の本質から逸脱することなく可能である。
【００５６】
例えば、プロセスコンピュータ８０は、バスセクションの第１の行８２とバスセクションの第２の行８４とが、ラッピングが行８２と行８４の両方で同時に実行されることがないような方式で作動されるように機能するように設計されることがある。特に、第１のフィールド１０のバスセクション１６，１８が同時にラップされることを回避しようとすることが望ましいと考えられる。このため、プロセスコンピュータ８０は、バスセクション１６及び１８のラッピングが千鳥状に実行されるように、ラッピングの制御を実施することによりこの回避に対処するように設計可能である。千鳥状とは、バスセクション１６のラッピングの後に、例えば、バスセクション１８がラップされる前に、３分間の待ち時間が続き、その後、例えば、３分間の別の待ち時間が存在し、その後にバスセクション１６が再びラップされることを意味する。基本的な制御の方法は、しかし、図７、８ｂ及び９に示されている方法であり、すなわち、所与のバスセクションのラッピングは、所与のバスセクションの下流にあるバスセクションが所与のバスセクションのラッピングから生じる塵粒の増加した排出に対処する能力をもつことが保証された場合に限り許可される。
【００５７】
図９を参照して前述された本発明の第２の態様の第２の実施形態は、ラッピングが第２のバスセクションで必要とされているかどうかを判定するため、第１のバスセクションにおけるラッピングを許可するために、検査が図７のステップ９２に従って最初に行われる手続的検査の連鎖を表している。ラッピングが第２のバスセクションで必要とされるならば、ラッピングが第３のセクションで必要とされるかどうかを判定するために、検査が図９のステップ１００に従って行われる。よって、すべての３つのバスセクションは、第１の検査が第２のバスセクションに関して第１のバスセクションの観点から行われ、第２の検査が第３のバスセクションに関して第２のバスセクションの観点から行われるように、一つに連結されている。この連結の方式に対する代替案は、ラッピングが第１のバスセクションで実行できるより前に、第２のバスセクション又は第３のバスセクションのいずれかがラップされることを必要とするかどうかを調べるために、第２及び第３のバスセクションの両方に関して同時に第１のバスセクションの観点から一つの合成検査を行うことである。
【００５８】
ある場合に、第２のバスセクション、例えば、バスセクション２０のラッピングが、バスセクション１６がラッピング事象の開始の対象とされるべきであること以外の別の理由のため開始されるかもしれないこともまた認められるであろう。例えば、第２のバスセクション２０のスパーキング率は、図４−６に関連して既に本明細書中に記載されている本発明の第１の態様によって判定されるように、値ＮＲ２に到達している可能性がある。このような場合、第２のバスセクション２０におけるラッピング事象の開始は、第２のバスセクション２０自体によって始動され、ある種の指定された条件が上流のバスセクションに存在するという事実によって始動されるのではない。このような場合にも、ラッピング事象がバスセクション２０において開始されることが許可される前に、下流のバスセクションがラップされることを必要とするかどうかを判定するため、下流のバスセクション、例えば、バスセクション２４のラッピング状態を検査することが好ましい。このような場合、動作は、図７に示されたステップに関する限り、図７を参照して前述された、バスセクション２０が第１のバスセクションの機能を実行し、バスセクション２４が第２のバスセクションの機能を実行する動作に類似するであろう。
【００５９】
図７、８ｂ、９及び１０を参照して前述され、本発明の第２の態様の第１、第２及び第３の実施形態は、３つの連続したバスセクション１６，２０，２４に関して説明されていることがさらに認められるであろう。さらに、図１１を参照して前述され、４つの連続した本発明の第２の態様の第４の実施形態は、４つの連続したバスセクション１１６，１１８，１２０，１２２に関して説明されている。しかし、本発明の第２の態様は、本発明の本質から逸脱することなく、２以上のいずれの個数の連続したバスセクションを使って有用であることが理解されるべきである。多くの場合に、本発明の第２の態様は、２−５個の連続したバスセクション、すなわち、２−５個のフィールドを有する静電集塵器１と共に利用されるであろう。静電集電器の最初の２個、３個又は４個のバスセクションが制御されることが前述されている。本発明の第２の態様の本質から逸脱することなく、静電集塵器の入口の最も近くに位置している１つ又は複数のバスセクションの制御を回避することもまた可能であることが認められるであろう。１−６の番号付けされた６個の連続したバスセクションを有する静電集塵器では、こうして、この場合に、バスセクション番号３が「第１のバスセクション」であると見なされ、バスセクション番号４が「第２のバスセクション」であると見なされ、以下同様である本発明の第２の態様に従って、バスセクション番号３−５だけを制御することが可能であろう。よって、本発明の第２の態様が静電集塵器のどこかに位置しているいずれか２つ以上の連続したバスセクションに適用可能であること、及び、「第１のバスセクション」は必ずしも静電集塵器の入口の最も近くに位置しているバスセクションでないことが明白である。さらに、「第２のバスセクション」は「第１のバスセクション」の直ぐ下流に位置している必要がなく、「第１のバスセクション」のさらに下流に位置していても構わない。しかし、「第２のバスセクション」は「第１のバスセクション」の直ぐ下流に位置していることが多くの場合に好ましい。
【００６０】
図４−６を参照して前述された本発明の第１の態様は、１個以上のバスセクションを有する静電集塵器の各バスセクションのため利用可能である。
【００６１】
上記の実施形態の様々な変形が請求項の範囲内で可能であることが認められるであろう。
【００６２】
ここに記載され示されているように、プロセスコンピュータ８０は制御ユニット６８−７８の全部を制御するように機能する。しかし、本発明の本質から逸脱することなく、１台の制御ユニットが、その他の制御ユニットを制御し、その他の制御ユニットへ命令を送信するため動作するマスターコントローラとして機能するように、上記１台の制御ユニット、好ましくは、最後のフィールド１４に位置している制御ユニット７６又は制御ユニット７８を配置することも可能である。
【００６３】
ハンマーはラッピングのため使用されることが前述されている。しかし、本発明の本質から逸脱することなく、例えば、ＭＩＧＩラッパーとしても知られている、いわゆる磁気インパルス重力衝撃ラッパーのような、その他のタイプのラッパーを用いて、ラッピングを実行することも可能である。
【００６４】
図１に示されている事項によれば、各ラッピング装置４４，４８，５２は、それぞれの集塵極板３０の上流端部をラップするよう適合した第１の組のハンマー５６と、それぞれの集塵極板３０の下流端部をラップするよう適合した第２の組のハンマー５８とが設けられている。代替案として、各ラッピング装置は、各集塵極板３０がその集塵極板の上流端部又は下流端部のいずれかでラップされるように、第１の組のハンマーと第２の組のハンマーのうちの一方だけが設けられることが認められるであろう。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８ａ】
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【図８ｂ】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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