(57)【要約】【課題】  従来では、電気集塵器の放電極に荷電する荷電装置が停止している間も、常時、サイリスタ冷却ファンが稼働しているため、サイリスタ冷却ファンの定期交換周期が短く、メンテナンス費用を削減できないという問題がある。【解決手段】  本発明では、電気集塵器１２の放電極２１に荷電する荷電装置の起動及び停止に連動させて、サイリスタ冷却ファン２３の起動及び停止を行う。この動作方法により、荷電装置が停止し、サイリスタ素子２０からの発熱が起こらない場合には、サイリスタ冷却ファン２３を停止させることができる。そして、サイリスタ冷却ファン２３のモータ用ベアリングの摩耗を低減し、サイリスタ冷却ファン２３の定期交換周期を長くし、メンテナンス費用を低減できる。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電源からの交流電圧を変圧し、整流する荷電装置からの荷電により、起動及び停止を行う電気集塵器の運転方法において、
前記交流電圧を調整するサイリスタ素子の近傍に配置され、前記サイリスタ素子を冷却するサイリスタ冷却ファンは、前記荷電装置の起動信号に連動して、起動することを特徴とする電気集塵器の運転方法。
【請求項２】
前記荷電装置の起動信号は、遠方から遠隔自動操作により送信される信号、あるいは、電気集塵器電気室で直接自動操作により送信される信号であることを特徴とする請求項１に記載の電気集塵器の運転方法。
【請求項３】
前記サイリスタ冷却ファンは、稼働中に前記荷電装置の停止信号に連動して停止することを特徴とする請求項１に記載の電気集塵器の運転方法。
【請求項４】
前記サイリスタ冷却ファンは、前記停止信号を受信し、所望の時間経過した後、停止することを特徴とする請求項３に記載の電気集塵器の運転方法。
【請求項５】
前記荷電装置の停止信号は、遠方から遠隔自動操作により送信される信号、前記荷電装置の緊急停止時に自動操作により送信される信号、あるいは、電気集塵器電気室で直接自動操作により送信される信号であることを特徴とする請求項３または請求項４に記載の電気集塵器の運転方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気集塵器の制御盤内のサイリスタ素子から発生する熱を放熱するために、効率的にサイリスタ冷却ファンを稼働させる電気集塵器の運転方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の火力発電所やごみ焼却場等では、電気集塵器はボイラや焼却炉等の下流機器の直近に設置され、制御盤は電気集塵器を設置する施設の電気室に設置されている。電気集塵器の荷電装置において、制御盤に主回路開閉器、サイリスタ素子、変流器及び制御装置が設けられ、また、電気集塵器近傍に高圧変圧整流器が設けられている。そして、荷電装置の動作としては、低圧商用電源は、主回路開閉器及びサイリスタ素子を経由して高圧変圧整流器に供給され、低圧より特別高圧に昇圧された後、直流特別高圧に変換される。直流特別高圧は、直流リアクトル、供給電路、遠方電動式区分開閉器及び高圧電流検出器を介して、電気集塵器に供給される（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
従来の電気集塵器用パルス電源装置では、直流高圧電源、チョークコイル、コンデンサ、スイッチング素子であるサイリスタ素子、インダクタンス及び変圧器により高圧パルスを発生する。高圧パルスは変圧器の二次側で、整流器を介して直流高圧電源に変換して電気集塵器に荷電される。尚、サイリスタ素子には、逆並列にダイオードが接続され、共振作用によりサイリスタ素子への印加電圧の極性が反転したときに導通して保護される（例えば、特許文献２参照。）。
【特許文献１】特開平７−３９７８４号公報（第３−４頁、第１図）
【特許文献２】特開平１０−７６１８２号公報（第２−３頁、第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述したように、火力発電所やごみ焼却場等では、燃料やゴミを燃焼し、発生する排煙からダストを除去するために、電気集塵器を用いる。そして、電気集塵器を稼働させるために、その放電極と集塵極間には高電圧が印加される。このとき、電気集塵器の荷電装置では、低圧商用電源からの交流電圧が主回路開閉器及びサイリスタ素子を経由して電圧調整され、高圧変圧整流器へと供給される。そして、この変換動作ではサイリスタ素子から発熱し、制御盤内のサイリスタ素子が高温となる。そのため、サイリスタ素子近傍にはサイリスタ冷却ファンが配置され、サイリスタ素子から発生した熱を放熱する。
【０００５】
しかしながら、従来の電気集塵器の荷電装置では、サイリスタ冷却ファンは、常時、稼働しており、荷電装置内のサイリスタ素子の起動や停止に連動していない。例えば、週末停止等の長期間にわたり火力発電プラントを停止する際には、サイリスタ素子は停止しているが、サイリスタ冷却ファンのみ稼働している。そのため、必要以上にサイリスタ冷却ファンのモータ用ベアリングが摩耗し、取り替え工事等のメンテナンス費用、動力費用が掛かるという問題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述した各事情に鑑みて成されたものであり、本発明の電気集塵器の運転方法では、電源からの交流電圧を変圧し、整流する荷電装置からの荷電により、起動及び停止を行う電気集塵器の運転方法において、前記交流電圧を調整するサイリスタ素子の近傍に配置され、前記サイリスタ素子を冷却するサイリスタ冷却ファンは、前記荷電装置の起動信号に連動して、起動することを特徴とする。従って、本発明では、サイリスタ冷却ファンが効率的に起動することで、サイリスタ冷却ファンの寿命を延ばし、メンテナンス費用が低減する。
【０００７】
また、本発明の電気集塵器の運転方法では、前記荷電装置の起動信号は、遠方から遠隔自動操作により送信される信号、あるいは、電気集塵器電気室で直接自動操作により送信される信号であることを特徴とする。従って、本発明では、荷電装置の起動を遠隔自動操作により行う場合、あるいは、直接自動操作により行う場合にも、サイリスタ冷却ファンが効率的に起動する。
【０００８】
また、本発明の電気集塵器の運転方法では、前記サイリスタ冷却ファンは、稼働中に前記荷電装置の停止信号に連動して停止することを特徴とする。従って、本発明では、荷電装置の停止に連動して、サイリスタ冷却ファンが停止することで、サイリスタ冷却ファンの余分な稼働が低減する。そして、サイリスタ冷却ファンのメンテナンス費用が低減する。
【０００９】
また、本発明の電気集塵器の運転方法では、前記サイリスタ冷却ファンは、前記停止信号を受信し、所望の時間経過した後、停止することを特徴とする。従って、本発明では、荷電装置が停止した後、サイリスタ冷却ファンが一定時間は稼働することで、サイリスタ素子の熱破壊を防止できる。
【００１０】
また、本発明の電気集塵器の運転方法では、前記荷電装置の停止信号は、遠方から遠隔自動操作により送信される信号、前記荷電装置の緊急停止時に自動操作により送信される信号、あるいは、電気集塵器電気室で直接自動操作により送信される信号であることを特徴とする。従って、本発明では、荷電装置の停止を遠隔自動操作により行う場合、故障等により荷電装置が緊急停止する場合、あるいは、直接自動操作により行う場合にも、サイリスタ冷却ファンの停止が、荷電装置の停止に連動する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明では、電気集塵器に荷電する荷電装置の起動及び停止に連動して、サイリスタ冷却ファンが効率的に稼働する。例えば、週末停止等の長期間にわたり火力発電プラントを停止する場合等には、サイリスタ冷却ファンの余分な稼働が低減する。この運転方法により、サイリスタ冷却ファンの寿命が延び、メンテナンス費用が低減する。
【００１２】
また、本発明では、遠隔自動操作による荷電装置への起動信号及び停止信号、あるいは、直接自動操作による荷電装置への起動信号及び停止信号に連動させて、サイリスタ冷却ファンが効率的に起動する。この運転方法により、サイリスタ冷却ファンの起動は荷電装置の起動に確実に連動する。
【００１３】
また、本発明では、荷電装置が停止し、一定時間経過した後に、サイリスタ冷却ファンが停止する。この運転方法により、荷電装置の稼働に伴い、高温となったサイリスタ素子は一定時間冷却されることで、サイリスタ素子の熱破壊を防止できる。
【００１４】
また、本発明では、荷電装置の故障等により、荷電装置が緊急停止した場合には、サイリスタ冷却ファンも停止する。この運転方法により、サイリスタ冷却ファンの停止が荷電装置の緊急停止時にも対応できる。そして、サイリスタ冷却ファンの寿命を延ばし、メンテナンス費用の低減を実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下に、本発明の一実施の形態である電気集塵器の運転方法について、火力発電プラントを例に図１〜図４を参照して、詳細に説明する。図１は、本実施の形態における火力発電プラントの概略図である。図２は、本実施の形態における電気集塵器を上面から見た配置状況を説明するための概略図である。図３は、本実施の形態における電気集塵器と荷電装置との配置状況を説明するための概略図である。図４は、本実施の形態におけるサイリスタ冷却ファンの起動及び停止を指令する制御回路を説明するためのフロー図である。
【００１６】
図１に示す如く、本実施の形態の火力発電プラント１は、主に、タービン２、発電機３、復水器４、復水ポンプ５、脱気器６、ボイラ給水ポンプ７、ボイラ８、脱硝装置９、空気予熱器１０、押込通風機１１、電気集塵器１２、煙突１３から構成されている。
【００１７】
タービン２は、蒸気タービンである。脱気水（純水）がボイラ８内に配管された循環パイプ内を循環し、高温、高圧の過熱蒸気が発生する。高温、高圧の過熱蒸気が、一点鎖線で示した配管を経由し、タービン２へと流入する。タービン２内では、高温、高圧の過熱蒸気が、低温、低圧の蒸気へと膨張することで、タービン２が回転駆動する。そして、蒸気のもつ熱エネルギーが機械エネルギー（回転エネルギー）へと変換される。
【００１８】
発電機３は、タービン２と連結して構成されている。発電機３は、回転子と固定子とからなる。回転子は回転軸と回転子コイル（界磁巻線）とからなり、固定子は固定子鉄心と固定子コイルとからなる。そして、タービン２の回転軸と発電機３の回転子の回転軸とが同軸接続されている。この構造により、タービン２で得られた機械エネルギーにより発電機３が駆動し、発電機３は電気を発生させる。つまり、発電機３により、機械エネルギーが電気エネルギーへと変換される。
【００１９】
復水器４は、タービン２と接続し、タービン２からの排気蒸気を冷却水により冷却し、凝縮復水を作る。復水器４としては、冷却水を排気蒸気に直接噴射し、直接接触熱交換により凝縮復水を作る噴射式復水器と、冷却管を介して冷却水により排気蒸気を冷却し凝縮復水を作る表面冷却式復水器とがある。例えば、表面冷却式復水器では、冷却管にアルミニウム黄銅管や耐食性の優れたチタン管が用いられる。また、復水器４では、タービン２の熱効率を向上させるために、排気圧力を低く、つまり、高真空状態に保たれている。
【００２０】
復水ポンプ５は、復水器４の復水だまりから復水をくみ出し、二点鎖線で示した配管へと送り出す。そして、復水ポンプからくみ出された復水はボイラ給水として用いられるので、脱気器６へと送られる。
【００２１】
脱気器６は、例えば、上部の脱気室と下部の脱気タンクから構成されている。脱気室は、復水または給水中に溶存する溶存ガスを除去する部位である。脱気タンクは、脱気室で脱気された脱気水を貯水するタンクである。
【００２２】
ボイラ給水ポンプ７は、脱気器６で脱気された脱気水の圧力を上げ、脱気水を二点鎖線で示した配管を経由してボイラ８へと送り込む。
【００２３】
ボイラ８は、例えば、貫流ボイラであり、火炉、蒸発器、過熱器、再熱器等から構成されている。火炉では、燃料のもつ化学熱を燃焼により熱に返還する。そして、火炉を出た排煙（燃焼ガス）は、火炉後部に設けられた過熱器、再熱器に熱を伝え、過熱蒸気を作る。過熱器では、火炉の蒸発器で発生した飽和蒸気を過熱蒸気にし、該過熱蒸気がタービン２へと流入する。再熱器では、タービン２で仕事をし、湿り蒸気に近い状態となった蒸気を再度過熱蒸気にし、該過熱蒸気がタービン２へと流入する。
【００２４】
脱硝装置９は、排煙にアンモニアを吹き付けるとともに触媒の作用によって、排煙に含有される有害な窒素酸化物を無害な窒素と水とに分解する。
【００２５】
空気予熱器１０は、ボイラ８で燃料を燃焼させるのに必要な空気を排煙との熱交換により加熱する。過熱器、再熱器等で熱交換を行った排煙の廃熱を燃焼用空気に回収することにより、ボイラプラントの熱効率を高めることができる。
【００２６】
押込通風機１１は、押込ファンの通風力で燃焼用空気を火炉内に供給し、火炉圧を大気圧以上に保ちながら、ボイラ８内での燃焼効率を向上させる。
【００２７】
電気集塵器１２は、放電極、集塵極、荷電装置等から構成されている。放電極は、コロナ放電を発生させるための電気集塵器１２の陰極である。放電極は、例えば、ワイヤあるいは突起物のある板状のものから構成されている。集塵極は、放電極に対向してダストを捕集するための電気集塵器１２の陽極である。集塵極は、例えば、コロナ放電により負極性に帯電したダストを広い面積で一様に捕集するため、平板状のものが用いられる。荷電装置は、放電極と集塵極の間に、コロナ放電あるいは集塵電界形成のための高電圧を印加する。
【００２８】
煙突１３は、通風力を確保する一方、排煙を効率的に拡散させる。尚、ボイラ８から煙突１３への排煙の流れを示す実線は煙道である。
【００２９】
図２に示す如く、煙道１４には、排煙の流路を遮るように、例えば、電気集塵器１２が２台ずつ一対となり、全部で４台設置されている。火炉側の煙道１４には個々の電気集塵器１２の入口１５が配置され、排煙は入口１５から電気集塵器１２内へと流入する。上述したように、電気集塵器１２の放電極及び集塵極を用いて、排煙内のダストが集塵極へと捕集される。そして、清浄ガスとなった排煙は、煙突１３側に配置される電気集塵器１２の出口１６から煙道１４へと流出する。
【００３０】
図３に示す如く、電気集塵器１２へと荷電する荷電装置は、主に、高圧変圧整流器１７、高圧接地開閉器盤１８、高圧ブスダクト１９、サイリスタ素子２０から構成されている。
【００３１】
高圧変圧整流器１７は、低圧商用電源（以下、電源という。）からの交流電圧を電気集塵器１２内の放電極２１と集塵極２２との間に荷電する直流高圧（定格値）へと整流し、変圧する装置である。
【００３２】
高圧接地開閉器盤１８は、高圧変圧整流器１７と放電極２１との間に設置されている。そして、高圧接地開閉器盤１８には、放電極２１の点検または放電極２１に異常が発生した場合に、通常荷電経路（高圧変圧整流器１７から放電極２１）から点検・異常時の経路（接地から放電極２１）に切り替える開閉器が設けられている。
【００３３】
高圧ブスダクト１９は、電源からの母線をダクトで囲んだものであり、母線には電源からの交流電圧が変換された直流高圧（定格値）が送電される。図示するように、１台の電気集塵器１２を単体で使用する場合には、排煙の進行方向に対して、前後に配置された高圧接地開閉器盤１８間を高圧ブスダクト１９で連結する。尚、図２に示すように、２台の電気集塵器１２を一対に配置して使用する場合には、排煙の進行方向に対して、前列、後列の高圧接地開閉器盤１８間を高圧ブスダクト１９で連結する場合でも良い。
【００３４】
サイリスタ素子２０は、電源からの交流電圧を高圧変圧整流器１７へと送電する際に、所望の位相にて起動することで、電源からの交流電圧を整流する。この整流動作により、サイリスタ素子２０から発熱し、サイリスタ素子２０自体が高温となる。そのため、サイリスタ素子２０の近傍にはサイリスタ冷却ファン２３を設置し、サイリスタ素子２０から発生した熱を放熱する。
【００３５】
サイリスタ冷却ファン２３には、サイリスタ冷却ファン２３の起動及び停止を制御する制御回路２４が設けられている。そして、サイリスタ冷却ファン２３は制御回路２４によりその起動及び停止が制御され、サイリスタ素子２０の動作状況に合わせて、起動及び停止を行うことができる。
【００３６】
図４に示す如く、サイリスタ冷却ファン２３の起動及び停止は、火力発電プラント中央制御室（以下、中央制御室という。）での遠隔自動操作、あるいは、電気集塵器電気室での直接自動操作により行うことができる。尚、図示している□の記号はＡＮＤ回路であり、○の記号はＯＲ回路であり、□内に×を記載した記号はＮＯＴ回路である。
【００３７】
先ず、ステップ１からステップ４までを説明する。中央制御室から遠隔操作する場合には、操作者は、操作場所として中央制御室を選択するボタンを押下すると（ステップ１）、信号Ａが発せられる。また、中央制御室自動化装置から電気集塵器１２への荷電開始信号が発せられると（ステップ２）、信号Ａが発せられる。ＡＮＤ回路３１では、両ステップから信号Ａが発せられると、信号Ａを発する。
【００３８】
一方、電気集塵器電気室で直接自動操作する場合には、操作者は、操作場所として電気集塵器電気室を選択するボタンを押下すると（ステップ３）、信号Ａが発せられる。また、操作者は、電気集塵器電気室で、直接、電気集塵器１２への荷電開始ボタンを押下すると（ステップ４）、信号Ａが発せられる。ＡＮＤ回路３２では、両ステップから信号Ａが発せられると、信号Ａを発する。
【００３９】
そして、ＯＲ回路３３では、ステップ１及びステップ２において、ＡＮＤ回路３１またはＡＮＤ回路３２が信号Ａを発した場合には、信号Ａを発する。
【００４０】
次に、ステップ５からステップ９までを説明する。操作者が、電気集塵器１２へ荷電する荷電装置の主電源回路のブレーカを入れる（ステップ５）と、信号Ａが発せられる。
【００４１】
また、電気集塵器１２への荷電中に設定された低電圧より電圧が低下すると（ステップ６）、ＮＯＴ回路３４から信号Ｂが発せられる。
【００４２】
また、電気集塵器１２への荷電中に荷電装置に各種異常が発生すると（ステップ７）、ＮＯＴ回路３５から信号Ｂが発せられる。
【００４３】
また、電気集塵器１２への荷電中に、操作者が、電気集塵器電気室で、直接、電気集塵器１２への荷電停止ボタンを押下すると（ステップ８）、信号Ｂが発せられる。
【００４４】
また、電気集塵器１２への荷電中に、中央制御室自動化装置から電気集塵器１２への荷電停止信号が発せられると（ステップ９）、信号Ｂが発せられる。
【００４５】
そして、ＡＮＤ回路３８では、ステップ５からステップ９において、全て信号Ａが発せられた場合には、信号Ａを発する。
【００４６】
最後に、ＡＮＤ回路３９では、ステップ１からステップ９において、ＯＲ回路３３及びＡＮＤ回路３８が信号Ａを発した場合には、信号Ａを発する。この場合には、制御回路２４はサイリスタ冷却ファン２３を起動させる（ステップ１０）。
【００４７】
一方、ＡＮＤ回路３９では、ＯＲ回路３３またはＡＮＤ回路３８が信号Ｂを発した場合には、信号Ｂを発する。この場合には、ＮＯＴ回路４０から信号Ａが発せられ、タイマー回路４１を経由し、制御回路２４は、一定時間経過した後、サイリスタ冷却ファン２３を停止させる（ステップ１１）。
【００４８】
上述したように、中央制御室自動化装置の遠隔操作により、荷電装置が起動すると、サイリスタ冷却ファン２３が起動する。一方、中央制御室自動化装置の遠隔操作により、荷電装置が停止すると、サイリスタ冷却ファン２３が、一定時間経過した後に停止する。また、電気集塵器電気室での直接自動操作による場合も同様である。
【００４９】
本実施の形態では、サイリスタ冷却ファン２３の起動及び停止が、電気集塵器１２へ荷電する荷電装置の起動及び停止と連動する。この運転方法により、サイリスタ素子２０から発熱が起こるタイミングに合わせて、サイリスタ冷却ファン２３を稼働させることできる。例えば、週末停止等の長期間にわたり火力発電プラント１を停止する場合には、排煙の発生もなく、電気集塵器１２も停止する。この場合には、荷電装置の停止により、サイリスタ素子２０から発熱が起こることなく、サイリスタ冷却ファン２３が停止していても問題ない。
【００５０】
つまり、サイリスタ冷却ファン２３が効率的に稼働することで、サイリスタ冷却ファン２３のモータ用ベアリングの摩耗量を大幅に低減できる。その結果、サイリスタ冷却ファン２３の交換周期が、例えば、従来の交換周期の３倍程度延長する。そして、サイリスタ冷却ファン２３における部品交換等のメンテナンス費用を低減することができる。また、火力発電プラント１の動力費用も低減できる。
【００５１】
また、本実施の形態では、荷電装置が稼働中に、荷電装置からの電圧が設定値より低下する等、荷電装置で故障が発生し緊急停止した場合には、サイリスタ冷却ファン２３が、一定時間後に停止する。その結果、荷電装置の故障が発生した場合には、サイリスタ冷却ファン２３も連動して停止することで、サイリスタ冷却ファン２３の余分な稼働も低減できる。
【００５２】
また、本実施の形態では、ステップ６からステップ９において、荷電装置が稼働状態から停止した場合には、タイマー回路４１により、一定時間経過後にサイリスタ冷却ファン２３が停止する。この運転方法により、サイリスタ素子２０自体の熱をある程度低下させた後に、サイリスタ冷却ファン２３が停止する。そして、サイリスタ冷却ファン２３が、荷電装置の停止に連動して停止する場合でも、熱によるサイリスタ素子２０の破壊を防ぐことができる。
【００５３】
尚、本実施の形態では、電気集塵器の運転方法について、火力発電プラントを用いて説明したが、この場合に限定するものではない。例えば、産業廃棄物の焼却施設、工場やビルのダクト内等、電気集塵器及びサイリスタ冷却ファンが配置される場合には同様な効果を得ることができる。その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明の実施の形態における火力発電プラントを説明するための概略図である。
【図２】本発明の実施の形態における電気集塵器を上面から見た配置状況を説明するための概略図である。
【図３】本発明の実施の形態における電気集塵器と荷電装置との配置状況を説明するための概略図である。
【図４】本発明の実施の形態におけるサイリスタ冷却ファンの起動及び停止を指令する制御回路を説明するためのフロー図である。
【符号の説明】
【００５５】
１  火力発電プラント
２  タービン
３  発電機
４  復水器
５  復水ポンプ
６  脱気器
７  給水ポンプ
８  ボイラ
９  脱硝装置
１０  空気予熱器
１１  押込通風機
１２  電気集塵器
１３  煙突
１７  高圧変圧整流器
１８  高圧接地開閉器盤
１９  特高ブスダクト
２０  サイリスタ素子
２１  放電極
２２  集塵極
２３  サイリスタ冷却ファン
２４  制御回路
【図１】
2007044615.tif 000003
【図２】
2007044615.tif 000004
【図３】
2007044615.tif 000005
【図４】
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