СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ МОЩНОСТИ, ПОДАВАЕМОЙ НА ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКИЙ ОСАДИТЕЛЬ
METHOD AND DEVICE FOR ADJUSTMENT OF POWER FED TO ELECTROSTATIC PRECIPITATOR

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к способу управления работой электростатического осадителя, который функционирует для удаления частиц пыли из технологического газа, и который содержит, по меньшей мере, один осадительный электрод и, по меньшей мере, один коронирующий электрод, с учетом состояния технологического газа, из которого удаляют частицы пыли.
Настоящее изобретение дополнительно относится к устройству, которое управляет работой электростатического осадителя.
Предшествующий уровень техники
При сжигании топлива, такого как каменный уголь, нефть, торф, отходы и т.д., в мусоросжигательной установке, такой как силовая установка, генерируется горячий технологический газ, и такой технологический газ содержит, среди других компонентов, частицы пыли, иногда называемые зольной пылью. Частицы пыли часто удаляют из технологического газа в электростатическом осадителе, часто называемом электрофильтром (ЭСО), например, типа, проиллюстрированного в патенте US 4502872.
Мусоросжигательная установка, обычно содержит паровой котел, в котором тепло горячего технологического газа используется для генерирования пара. Режим работы парового котла может изменяться со временем, в зависимости от уровня загрязнения на теплопередающих поверхностях, типа и количества подаваемого топлива и т.д. Изменяющиеся условия в паровом котле будут вызывать изменения состояния технологического газа, который покидает паровой котел и попадает в ЭСО. В патенте US 4624685 описана попытка учета изменений в состоянии технологического газа при контроле ЭСО. Было обнаружено, что температура топочного газа, которая была вычислена в соответствии с патентом US 4624685, такова, что более высокая температура будет приводить к более высокому объемному расходу, причем электроэнергию ЭСО регулируют в соответствии с измеренной температурой для учета изменений объемного расхода технологического газа. Следовательно, повышенная температура топочного газа рассматривается как соответствующая повышенному объемному расходу, для которого требуется подача повышенной мощности на ЭСО.
Работа ЭСО в соответствии с US 4624685 может быть успешной в том смысле, что предельно допустимые выбросы можно регулировать, изменяя состояние технологического газа. Однако электрическое воздействие, оказываемое на электрические компоненты ЭСО, имеет тенденцию быть очень высокими.
Сущность изобретения
Задачей настоящего изобретения является обеспечение способа работы электростатического осадителя ЭСО, и посредством этого способа срок службы электростатического осадителя, и, в частности, может быть повышен срок службы его электрических компонентов.
Эта задача решается путем создания способа регулирования работы электростатического осадителя, который используют для удаления частиц пыли из технологического газа и который содержит, по меньшей мере, один осадительный электрод и, по меньшей мере, один коронирующий электрод, с учетом рабочего состояния технологического газа, из которого удаляют частицы пыли, причем способ характеризуется тем, что содержит:
использование алгоритма управления для мощности, подаваемой между, по меньшей мере, одним осадительным электродом и, по меньшей мере, одним коронирующим электродом, причем алгоритм управления содержит прямое или косвенное регулирование, по меньшей мере, одного из параметров, - диапазона мощностей и скорости линейного изменения мощности,
измерение температуры технологического газа,
выбор, когда алгоритм управления содержит регулирование диапазона мощностей, причем диапазон мощности основывается на измеренной температуре, верхнем предельном значении диапазона мощности, который при высокой температуре технологического газа является более низким, чем при низкой температуре упомянутого технологического газа,
выбор, когда алгоритм управления содержит регулирование скорости линейного изменения мощности, причем скорость линейного изменения мощности, основывается на измеренной температуре, скорость линейного изменения мощности при высокой температуре технологического газа является более низкой, чем при низкой температуре технологического газа, и
регулирование мощности, прикладываемой между, по меньшей мере, одним осадительным электродом и, по меньшей мере, одним коронирующим электродом, в соответствии с алгоритмом управления.
Преимущество этого способа состоит в том, что регулирование мощности, подаваемой между, по меньшей мере, одним осадительным электродом и, по меньшей мере, одним коронирующим электродом, осуществляют в зависимости от температуры топочного газа. Таким образом, при повышенных температурах технологического газа регулирование мощности можно осуществлять таким способом, который вызывает меньший износ электрических компонентов электростатического осадителя.
Согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения соотношение между температурой технологического газа и мощностью, подаваемой между, по меньшей мере, одним осадительным электродом и, по меньшей мере, одним коронирующим электродом используют при выборе диапазона мощностей и/или скорости линейного изменения мощности. Преимущество этого варианта осуществления состоит в том, что диапазон мощности и/или скорость линейного изменения мощности можно изменять более или менее непрерывно как функцию температуры технологического газа. В некоторых случаях является предпочтительным использование соотношения, которое также учитывает эффективность очистки электростатического осадителя.
Согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения алгоритм регулирования включает в себя регулирование скорости линейного изменения мощности. Скорость линейного изменения мощности часто оказывает существенное влияние на частоту отключений подачи мощности. Таким образом, регулирование скорости линейного изменения мощности с учетом температуры технологического газа приводит к значительному снижению изнашивания электрооборудования ЭСО.
Согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения алгоритм управления включает в себя регулирование как диапазона мощности, так и скорости линейного изменения мощности. Преимущество этого варианта осуществления состоит в том, что он предусматривает существенное понижение механического напряжения на электрооборудовании ЭСО, по сравнению со способом согласно уровню техники.
Согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения алгоритм управления включает в себя использование, по меньшей мере, двух различных скоростей линейного изменения мощности в ходе одного и того же цикла линейного изменения мощности. Одно преимущество этого варианта осуществления состоит в том, что становится возможным подавать больше мощности на электростатический осадитель. Является предпочтительным, чтобы исходная скорость изменения мощности из, по меньшей мере, двух различных скоростей линейного изменения мощности была больше, чем, по меньшей мере, одна последующая скорость линейного изменения мощности.
Согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения алгоритм управления включает в себя использование, по меньшей мере, двух различных диапазонов мощности в ходе одного и того же цикла скорости линейного изменения мощности.
Дополнительной задачей настоящего изобретения является обеспечение устройства, которое предназначено для регулирования электроснабжения электростатического осадителя таким образом, чтобы срок службы электростатического осадителя и, в частности, его электрооборудования был повышен.
Эта задача решается посредством устройства для регулирования работы электростатического осадителя, который предназначен для удаления частиц пыли из технологического газа и который содержит, по меньшей мере, один осадительный электрод и, по меньшей мере, один коронирующий электрод, с учетом состояния технологического газа, из которого удаляют частицы пыли, причем устройство характеризуется тем, что содержит:
контроллер, который предназначен для регулирования мощности, подаваемой между, по меньшей мере, одним осадительным электродом и, по меньшей мере, одним коронирующим электродом, в соответствии с алгоритмом управления мощностью, подаваемой между, по меньшей мере, одним осадительным электродом и, по меньшей мере, одним коронирующим электродом, причем алгоритм управления включает в себя прямое или косвенное регулирование, по меньшей мере, одного из параметров: диапазона мощности и/или скорости линейного изменения мощности, при этом контроллер обеспечивает прием сигнала, указывающего на температуру технологического газа, и выбирает, когда алгоритм управления содержит регулирование диапазона мощности, причем диапазон мощности основан на измеренной температуре, причем верхнее предельное значение диапазона мощности при высокой температуре технологического газа ниже, чем при низкой температуре технологического газа, и/или выбирает, когда алгоритм управления включает регулирование скоростью линейного изменения мощности, причем скорость линейного изменения мощности основана на измеренной температуре, причем скорость линейного изменения мощности ниже при высокой температуре технологического газа, чем при низкой температуре технологического газа.
Преимущество этого устройства состоит в том, что оно функционирует для регулирования мощности, подаваемой между, по меньшей мере, одним осадительным электродом и, по меньшей мере, одним коронирующим электродом таким образом, что это вызывает меньшее изнашивание электрических компонентов электростатического осадителя.
Остальные задачи и признаки настоящего изобретения станут ясными из описания и формулы изобретения.
Краткое описание чертежей
Изобретение далее будет описано более подробно со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:
Фиг.1 изображает схематический вид силовой установки.
Фиг.2 изображает  диаграмму, иллюстрирующую эффективность удаления частиц пыли посредством поля электростатического осадителя в зависимости от прилагаемого напряжения.
Фиг.3 изображает диаграмму, иллюстрирующую способ регулирования напряжения в соответствии с уровнем техники.
Фиг.4 изображает блок-схему последовательности операций способа регулирования электростатического осадителя в соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения.
Фиг.5 изображает диаграмму, иллюстрирующую соотношение между температурой топочного газа и целевым напряжением.
Фиг.6 изображает диаграмму, иллюстрирующую соотношение между температурой топочного газа и скоростью линейного изменения напряжения.
Фиг.7 изображает диаграмму, иллюстрирующую работу электростатического осадителя при низкой температуре топочного газа.
Фиг.8 изображает диаграмму, иллюстрирующую работу электростатического осадителя при высокой температуре топочного газа.
Фиг.9 изображает диаграмму, иллюстрирующую работу электростатического осадителя в соответствии с альтернативным вариантом осуществления настоящего изобретения.
Фиг.10 изображает диаграмму, иллюстрирующую работу электростатического осадителя в соответствии с другим альтернативным вариантом осуществления настоящего изобретения.
Описание предпочтительных вариантов осуществления изобретения
Фиг.1 изображает схематический вид силовой установки 1 на виде сбоку. Силовая установка 1 содержит котел 2 с угольной топкой. В котле 2 с угольной топкой уголь сжигают в присутствии воздуха с образованием горячего технологического газа в форме так называемого топочного газа, который покидает котел 2 с угольной топкой через трубопровод 4. Топочный газ, полученный в котле 2 с угольной топкой, содержит частицы пыли, которые необходимо удалять из топочного газа до того, как топочный газ может быть выпущен в окружающий воздух. Трубопровод 4 подает топочный газ в электростатический осадитель, ЭСО 6, который расположен ниже по потоку топочного газа относительно котла 2. ЭСО 6 содержит то, что обычно называют первой областью 8, второй областью 10 и третьей областью 12, которые расположены последовательно, если смотреть по отношению к направлению потока топочного газа. Три области 8, 10, 12 электрически изолированы друг от друга. Каждая из областей 8, 10, 12 снабжена соответствующим устройством управления 14, 16, 18, регулирующим функционирование соответствующего выпрямителя 20, 22, 24.
Каждая из областей 8, 10, 12 содержит несколько коронирующих электродов и несколько осадительных электродных пластин, хотя Фиг.1, где в целях ясности представленного на ней изображения, изображает только один коронирующий электрод 26 и одну осадительную электродную пластину 28 из первой области 8. Фиг.1 схематически изображает то, как выпрямитель 20 подает мощность, т.е. напряжение и ток между коронирующими электродами 26 и осадительными электродными пластинами 28 первой области 8, заряжая частицы пыли, присутствующие в топочном газе. Частицы пыли, будучи заряженными указанным способом, накапливаются на осадительных электродных пластинах 28. Аналогичные процессы возникают во второй и третьей области 10, 12. Собранную пыль удаляют с осадительных электронных пластин 28 посредством так называемых встряхивающих устройств, не показанных на Фиг.1, и, наконец, накапливают в бункерах 30, 32, 34.
Трубопровод 36 сконструирован таким образом, что он обеспечивает передвижения топочного газа, из которого, по меньшей мере, часть частиц пыли была удалена, из ЭСО 6 в вытяжную трубу 38. Вытяжная труба 38 выводит топочный газ в атмосферу.
Датчик 40 температуры измеряет температуру в топочном газе, который подают в трубопровод 4. Датчик 40 температуры передает сигнал, который содержит информацию об измеренной температуре топочного газа, на управляющий компьютер 42 установки. Управляющий компьютер 42 установки, в свою очередь, передает сигналы, содержащие информацию об измеренной температуре топочного газа, на каждое из устройств 14, 16, 18 управления. Устройство 14, 16, 18 управления управляет работой соответствующих выпрямителей 20, 22, 24 в соответствии с принципами, которые будут более подробно разъяснены ниже.
Фиг.2 изображает  диаграмму и иллюстрирует одно из решений, на котором основано настоящее изобретение. Ось y диаграммы иллюстрирует напряжение, прикладываемое посредством выпрямителя 20 между коронирующими электродами 26 и осадительными электродными пластинами 28 первой области 8, (Фиг.1). Ось x диаграммы, представленной на Фиг.2 соответствует температуре в топочном газе, измеренной посредством датчика 40 температуры, (Фиг.1). Диаграмма на Фиг.2 иллюстрирует три кривые, каждая из которых соответствует определенному кпд удаления частиц пыли в первой области 8. На Фиг.2 эти кривые соответствуют кпд 60%, 70% и 80% удаления частиц пыли в первой области 8. Как можно было ожидать, для высокого кпд удаления частиц пыли требуется высокое напряжение. Как проиллюстрировано на Фиг.2, было обнаружено, что мощность, а следовательно, и напряжение, требуемое для достижения определенного кпд удаления частиц пыли, является более низким при более высокой температуре топочного газа, чем при более низкой температуре топочного газа. Таким образом, например, напряжение V1, требуемое для получения кпд 60% удаления  при первой температуре T1, выше напряжения V2, которое требуется для получения того же кпд удаления при второй температуре T2, более высокой, чем первая температура T1.
Удаление частиц пыли в электростатическом осадителе 6 зависит, помимо прочего, от распространения электрического коронного разряда, генерируемого вокруг коронирующих электродов 26. Определенный кпд удаления частиц пыли соответствует определенной протяженности коронного разряда. Одно возможное объяснение поведению, представленному на Фиг.2, состоит в том, что напряжение, требуемое для генерирования коронного разряда с определенной протяженностью при высокой температуре топочного газа, ниже, чем напряжение, требуемое для генерирования коронного разряда с той же протяженностью при низкой температуре топочного газа.
Фиг.3 изображает способ управления мощностью в соответствии с технологией согласно уровню техники. На Фиг.3 проиллюстрирован контроль мощности в первой области, но следует учитывать, что в соответствии со способом согласно уровню техники аналогичную технологию можно применять для всех областей электростатического осадителя.
В способе, проиллюстрированном на Фиг.3, устройство управления, регулирующее выпрямитель из первой области, регулирует напряжение в пределах заданного диапазона VR напряжений. Диапазон VR напряжений имеет нижний уровень VO и целевой уровень VT напряжения. Устройство управления заставляет выпрямитель прикладывать пусковое напряжение, то есть напряжение VO, а затем повышать напряжение с определенной скоростью RR линейного изменения напряжения, то есть производную от кривой напряжения, представленной на Фиг.3. Задачей способа управления в соответствии с уровнем техники является применение уровня VO напряжения и повышение напряжения при скорости RR линейного изменения напряжения до достижения целевого уровня VT напряжения, где заданный путь напряжения обозначен стрелками на Фиг.3. Однако, при напряжении VS между коронирующими электродами и осадительными электродными пластинами возникает искровое перекрытие, и устройство управления может заставить выпрямитель прерывать подачу мощности. По истечении короткого периода времени, например, 1-30 мс, устройство управления заставляет выпрямитель подавать напряжение VO и повышать напряжение снова, в соответствии со скоростью RR линейного изменения напряжения, для достижения целевого напряжения VT. Следует учитывать, что напряжение VS, при котором частота искровых перекрытий достигает своего предела, будет все время изменяться вследствие изменения режима работы, что касается загруженности частицами пыли, и т.д., электростатического осадителя.
Фиг.4 изображает вариант осуществления настоящего изобретения. Этот вариант осуществления основан на том, что проиллюстрировано на Фиг.2, т.е. что температура топочного газа влияет на мощность, требуемую для достижения достаточного кпд удаления частиц пыли. В варианте осуществления, проиллюстрированном на Фиг.4, мощность, подаваемую выпрямителем 20, как проиллюстрировано на Фиг.1, регулируют косвенно, регулируя напряжение.
На первом этапе это проиллюстрировано как 50 на Фиг.4, где температура топочного газа измерена, например, посредством датчика 40 температуры, (Фиг.1). На втором этапе это проиллюстрировано как 52 на Фиг.4, где диапазон напряжений выбирают на основе температуры, измеренной на первом этапе. На третьем этапе это проиллюстрировано как 54 на Фиг.4, где скорость линейного изменения напряжения выбирают на основе температуры, измеренной на первом этапе. На четвертом и окончательном этапе это проиллюстрировано как 56 на Фиг.4, где напряжение, приложенное выпрямителем, например выпрямителем 20, между коронирующими электродами 26 и осадительными электродными пластинами 28, регулируют в соответствии с выбранным диапазоном напряжений и выбранной скоростью линейного изменения напряжения. Кроме того, как показано на Фиг.4 посредством линии цикла, температуру топочного газа затем измеряют снова и выбирают новый диапазон напряжений и новую скорость линейного напряжения. Частоту выбора нового диапазона напряжений и новой скорости линейного изменения напряжения можно задавать на основе ожидаемой стабильности температуры топочного газа. Для некоторых установок может быть достаточным выбирать новые диапазоны напряжений и новые скорости линейного изменения напряжения раз в час, тогда как для других установок может потребоваться намного более частый выбор диапазона напряжений и скоростей линейного изменения напряжения, из-за флуктуации температур топочного газа при высокой частоте.
Следует учитывать, что способ управления, проиллюстрированный на Фиг.4, можно применять к каждому из устройств 14, 16, 18 управления, или к любому одному или двум из них.
Фиг.5 схематически изображает, как можно выбирать значение целевого напряжения на основе температуры топочного газа. Кривая, проиллюстрированная на диаграмме, представленной на Фиг. 5, отражает желаемый кпд удаления пыли, т.е. 70%. При температуре T1, например, 150°C, значение VT1 целевого напряжения выбирают, как показано на Фиг.5. При температуре T2, равной, например, 200°C выбирают значение VT2 целевого напряжения, как показано на Фиг.5. Значение VT2 целевого напряжения, выбранное при температуре T2, ниже, чем значение VT1 целевого напряжения, выбранного при температуре T1, и такая температура T1 ниже температуры T2. На основе выбранного значения целевого напряжения выбирают диапазон напряжений. Можно выбрать диапазон напряжений при температуре T1 для запуска процесса при более низком напряжении VO, и для окончания процесса при выбранном значении VT1 целевого напряжения. Диапазон напряжений при температуре T2 можно выбрать для запуска процесса при том же, более низком, напряжении VO, и для окончания процесса при выбранном значении VT2 целевого напряжения. Следовательно, диапазон напряжений при температуре T2 будет более узким.
Фиг.6 схематически изображает то, как значение скорости линейного изменения напряжения можно выбирать на основе температуры топочного газа. Кривая, проиллюстрированная на диаграмме, представленной на Фиг.6, отражает зависимость эмпирически найденных подходящих значений скорости линейного изменения напряжения от температуры топочного газа. Значение скорости линейного изменения напряжения описывает скорость повышения напряжения в выбранном диапазоне напряжений. Единицей скорости линейного изменения напряжения является вольт в секунду. При температуре T1, например, 150°C выбирают значение RR1 скорости линейного изменения напряжения, как описано на Фиг.6. При температуре T2, например, 200°C выбирают значение RR2 скорости линейного изменения напряжения, как показано на Фиг.6. Значение RR2 скорости линейного изменения напряжения, выбранное при температуре T2, как показано на Фиг.6, ниже значения RR1 скорости линейного изменения напряжения, выбранного при температуре T1, причем такая температура T1 ниже температуры T2.
Фиг.7 изображает диаграмму способа регулирования мощности в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения и при температуре T1, например, 150°C. Мощность, подаваемую посредством выпрямителя 20, косвенно регулируют, регулируя напряжение. Фиг.7 изображает схему регулирования напряжения первой области 8, но также следует учитывать, что вторую и третью области 10 и 12 можно регулировать  аналогично.
В способе (Фиг.7) устройство 14 управления, регулирующее выпрямитель 20 первой области 8, регулирует напряжение в выбранном диапазоне VR1 напряжений, причем такой диапазон напряжений находится в пределах от нижнего напряжения VO и до выбранного значения VT1 целевого напряжения, выбор которого был описан выше со ссылкой на Фиг.5. Устройство 14 управления заставляет выпрямитель подавать пусковое напряжение, то есть нижнее напряжение VO, и повышать напряжение при выбранном значении RR1 скорости линейного изменения напряжения, выбор которого был описан выше со ссылкой на Фиг. 6. Задача устройства 14 управления состоит в повышении напряжения при значении RR1 скорости линейного изменения напряжения, для достижения значения целевого напряжения VT1, и заданный путь напряжения обозначен пунктирными стрелками на Фиг.7. Однако при напряжении вблизи значения VS1 между коронирующими электродами 26 и осадительными электродными пластинами 28 возникает искровое перекрытие, и устройство 14 управления может заставить выпрямитель 20 прервать подачу мощности. По истечении короткого периода времени, например 1-30 мс, устройство 14 управления заставляет выпрямитель 20 подавать напряжение VO и снова повышать напряжение, в соответствии со значением скорости линейного изменения напряжения RR1, для достижения целевого напряжения VT1. В течение времени t, указанного на Фиг.7, возникают всего три цикла прерывания подачи напряжения.
На Фиг.8 показана диаграмма способа контроля мощности в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения и при температуре T2, например, 200°C. Как и в случае, проиллюстрированном на Фиг.7, мощность, подаваемую выпрямителем 20, косвенно регулируют посредством регулирования напряжения. На Фиг.8 показано регулирование напряжения первой области 8, но также следует учитывать, что напряжение во второй и третьей областях 10 и 12 можно регулировать аналогично.
В способе, показанном на Фиг.8, устройство 14 управления, регулирующее выпрямитель 20 первой области 8, регулирует напряжение в выбранном диапазоне VR2 напряжений, и такой диапазон напряжений проходит от нижнего напряжения VO и до выбранного значения VT2 целевого напряжения, выбор которого был описан выше со ссылкой на Фиг.5. Устройство 14 управления заставляет выпрямитель 20 подавать пусковое напряжение, то есть нижнее напряжение VO, и повышать напряжение при выбранном значении RR2 скорости линейного изменения напряжения, выбор которого был описан выше со ссылкой на Фиг.6. Задачей устройства 14 управления является повышение напряжения при значении RR2 скорости линейного изменения напряжения, для достижения значения VT2 целевого напряжения, и заданный путь напряжения обозначен пунктирной стрелкой на Фиг.8. Однако при напряжении вблизи значения VS2 между коронирующими электродами 26 и осадительными электродными пластинами возникает искровое перекрытие, и устройство 14 управления может заставлять выпрямитель 20 прерывать подачу мощности. По истечении короткого периода времени, например 1-30 мс, устройство 14 управления заставляет выпрямитель 20 подавать напряжение VO и снова повышать напряжение, в соответствии со значением RR2 скорости линейного изменения напряжения, для достижения целевого напряжения VT2. В течение времени t, то есть того же времени, которое проиллюстрировано на Фиг.7, происходит менее двух циклов прерывания подачи напряжения, как представлено на Фиг.8.
При сравнении Фиг.7 и Фиг.8 видно, что более высокая температура T2, как показано на Фиг.8, вызывает меньшее число циклов прерывания подачи мощности в единицу времени, по сравнению с множеством циклов прерывания подачи мощности при более низкой температуре T1, как показано на Фиг.7. Эффект состоит в том, что при более высокой температуре T2 механическое и электрическое воздействие на выпрямитель 20 и другое электрическое оборудование снижено, что, таким образом, приводит к повышению срока службы электростатического осадителя 6. Кроме того, электрическая энергия, подаваемая к области 8, то есть энергоснабжение, пропорциональное напряжению, умноженному на время, т.е. пропорциональное площади под кривой напряжения на Фиг.8, повышается с уменьшением количества циклов подачи мощности. Повышенная электроэнергия, подаваемая при температуре T2 топочного газа, повышает кпд удаления частиц пыли для электростатического осадителя.
Следовательно, с учетом температуры топочного газа при регулировании электростатического осадителя можно повышать эффективность такого регулирования и снижать изнашиваемость механических и электрических компонентов путем снижения количества искровых перекрытий и минимизации риска искрения. Также можно повысить полную входную мощность, что приводит к повышению эффективности удаления частиц пыли.
Фиг.9 изображает альтернативный вариант осуществления настоящего изобретения. В соответствии с этим вариантом осуществления температуру топочного газа учитывают только при выборе значения скорости линейного изменения напряжения, но не при выборе диапазона напряжений, - последнее остается постоянным, независимо от температуры топочного газа. Фиг.9 изображает ситуацию при высокой температуре T2. Выбранное значение VT1 целевого напряжения и выбранный диапазон VR1 напряжений могут быть тем же, что и при работе при низкой температуре, по сравнению с ситуацией, описанной на Фиг.7. Значение RR2 скорости линейного изменения напряжения при высокой температуре T2 было выбрано на основе диаграммы, показанной на Фиг.6. При сравнении кривой напряжений, представленной на Фиг.9, с кривой напряжений, представленной на Фиг.8, становится ясно, что количество прерываний подачи мощности и подаваемой электроэнергии фактически одинаково в этих двух случаях. Однако диапазон VR1 напряжений согласно способу, представленному на Фиг.9, шире диапазона VR2 напряжений согласно способу, представленным на Фиг.8, и это в некоторых ситуациях может привести к повышенной электрической нагрузке на выпрямитель 20 при его работе в соответствии со способом, представленным на Фиг.9, по сравнению с его работой в соответствии со способом, представленным на Фиг.7 и Фиг.8.
Фиг.10 изображает еще один вариант осуществления настоящего изобретения. Ситуация, показанная на Фиг.10, аналогична той, что показана на Фиг.8, т.е. управление мощностью адаптировано для высокой температуры, например 200°C, за счет использования скорости линейного изменения мощности, более низкой, чем скорость линейного изменения мощности, используемая при более низкой температуре топочного газа. Разница по сравнению с ситуацией, представленной на Фиг.8, состоит в том, что скорость линейного изменения напряжения не постоянна в течение всей фазы линейного изменения напряжения. Следовательно, как показано на Фиг.10, скорость линейного изменения напряжения исходно достаточно высока, как показано на Фиг.10 в виде скорости A линейного изменения напряжения. Затем скорость линейного изменения напряжения понижается, как обозначено в виде скорости B линейного изменения напряжения. Наконец, скорость линейного изменения напряжения повышается вновь, как обозначено в виде конечной скорости C линейного изменения напряжения. Одно преимущество скорости линейного изменения напряжения в ходе одного и того же цикла состоит в том, что на электростатический осадитель можно подать больше мощности, поскольку высокая исходная скорость A линейного изменения напряжения быстрее доводит мощность до высокого уровня. Затем этот высокий уровень мощности поддерживают в течение достаточно длительного периода времени при низкой скорости B линейного изменения напряжения. Наконец, высокая скорость C линейного изменения напряжения дает возможность достаточно быстро достигать ситуации искрового перекрытия. Следует учитывать, что скорость линейного изменения в пределах одного и того же цикла также может изменяться иными путями, с достижением других эффектов.
Согласно еще одному варианту осуществления можно изменять выбранный диапазон VR2 напряжений в течение одного и того же цикла линейного изменения напряжения для улучшения регулирования количества мощности, подаваемой на электростатический осадитель. Следовательно, как проиллюстрировано на Фиг.10, выбранный диапазон VR2 напряжений может иметь первое значение в течение первой части цикла линейного изменения. В течение последней части цикла линейного изменения напряжения выбранное значение целевого напряжения может быть повышено от VT2 до VT2', с получением нового выбранного диапазона VR2' напряжений, более широкого, чем исходный выбранный диапазон VR2 напряжений.
Следовательно, можно изменять либо скорость линейного изменения напряжения, либо диапазон напряжений, или изменять как скорость линейного изменения напряжения, так и диапазон напряжений в ходе одного и того же цикла линейного изменения напряжения, как проиллюстрировано на Фиг.10. В последнем случае выбор скорости линейного изменения напряжения и выбор диапазона напряжений в ходе одного и того же цикла линейного изменения напряжения могут как зависеть, так и не зависеть друг от друга.
Следует учитывать, что в рамках объема прилагаемой формулы изобретения возможны различные варианты осуществления, описанные выше.
Выше, со ссылками на Фиг. 4-10, было описано, что мощность, подаваемую выпрямителем, причем эта мощность является произведением тока и подаваемого напряжения, косвенно регулируют путем регулирования подаваемого напряжения, т.е. путем регулирования диапазона напряжений и/или скорости линейного изменения напряжения. В то же время, ток можно поддерживать постоянным или изменять. В последнем случае ток можно нормально повышать и, в то же время, повышать регулируемый параметр, т.е. напряжение, что приводит к повышению мощности, являющейся произведением тока и напряжения. Следует учитывать, что также возможны и другие альтернативы. Одна такая альтернатива состоит в регулировании мощности, подаваемой выпрямителем косвенно, посредством регулирования диапазона тока и/или скорости линейного изменения тока, в соответствии с аналогичными принципами, как было описано выше со ссылкой на Фиг. 4-10, касающиеся диапазона напряжений и скорости линейного изменения напряжения. Кроме того, также возможно косвенное регулирование мощности путем одновременного регулирования напряжения и тока, т.е. путем регулирования диапазонов напряжения и тока и/или скоростей линейного изменения напряжения и тока. В соответствии с еще одним вариантом осуществления также может быть возможным наличие контроллера 42, непосредственно регулирующего мощность, т.е. регулирующего диапазон мощности и/или скорость линейного изменения мощности в соответствии с аналогичными принципами, которые были описаны выше применительно к Фиг. 4-10, относительно диапазона напряжения и скорости линейного изменения напряжения. Следовательно, мощность можно регулировать как прямо, так и косвенно, и под таким косвенным регулированием понимают регулирование напряжения и/или тока.
Выше было описано, что температуру топочного газа измеряют в трубопроводе 4, выше по потоку относительно электростатического осадителя 6. Следует учитывать, что температуру топочного газа можно измерять также и в других местоположениях, например в трубопроводе 36, или даже внутри самого электростатического осадителя 6. Важным выводом является то, что измерение должно обеспечивать релевантное указание условий в отношении температуры топочного газа внутри электростатического осадителя 6.
Здесь и выше со ссылкой на Фиг. 4-8 и 10 было описано, что и диапазон напряжений, и скорость линейного изменения напряжения можно выбирать на основе температуры топочного газа. Кроме того, выше было описано, со ссылкой на Фиг.9, что только скорость линейного изменения напряжения можно выбирать на основе температуры топочного газа, при этом диапазон напряжений остается постоянным, независимо от температуры топочного газа. Следует учитывать, что в качестве еще одной альтернативы также можно выбирать лишь диапазон напряжений на основе температуры топочного газа, а скорость линейного изменения напряжения поддерживать постоянной, независимо от температуры топочного газа. Следовательно, можно выбирать скорость линейного изменения напряжения или диапазон напряжений, или то и другое, с учетом температуры топочного газа, при которой функционирует электростатический осадитель 6. Это применяется аналогичным образом для случаев, при которых ток регулируется вместо, или наряду с напряжением, и для случаев, при которых регулируют непосредственно мощность. Таким образом, можно выбирать скорость линейного изменения мощности или диапазон мощности, или то и другое, по отношению к температуре топочного газа.
Как было описано выше, каждое из устройств 14, 16, 18 управления осуществляет прием сигнала, содержащего информацию о температуре топочного газа, и выбирает диапазон мощности и, соответственно, скорость линейного изменения мощности. В качестве одного альтернативного варианта, центральный блок, такой как управляющий компьютер 42 установки, может работать для приема сигнала, содержащего информацию о температуре топочного газа, и для выбора диапазона мощностей и/или скорости линейного изменения мощности, которые затем распределяют по каждому из устройств 14, 16, 18 управления.
10
Хотя было обнаружено, что настоящее изобретение эффективно для большинства типов частиц пыли, также было обнаружено, что оно эффективно для так называемой низкоомной пыли, т.е. пыли, обладающей объемным удельным сопротивлением менее 1×10 Ом·см, как было измерено в соответствии, например, со стандартом IEEE Std 548-1984: «IEEE Standard Criteria and Guidelines for the Laboratory Measurement and Reporting of Fly Ash Resistivity», The Institute of Electrical and Electronics Engineers, Inc, New York, USA.
Выше было описано, что значение целевого напряжения выбирают на основе температуры топочного газа, и что выбранное значение целевого напряжения используют для выбора диапазона напряжений, в пределах которого регулируют напряжение. В примерах, описанных выше, нижнее напряжение VO из выбранного диапазона напряжений всегда было фиксированным, независимо от температуры топочного газа. Однако, следует учитывать, что также можно выбирать нижний предел, т.е. нижнее напряжение VO из диапазона напряжений, на основе рабочего параметра, такого как измеренная температура топочного газа. В последнем случае нижнее напряжение VO соответствующего диапазона напряжений при высоких температурах топочного газа может быть ниже, чем при низких температурах топочного газа.
Подводя итог, можно сказать, что способ контроля работы электростатического осадителя 6 включает в себя использование алгоритма управления для подачи мощности между, по меньшей мере, одним осадительным электродом 28 и, по меньшей мере, одним коронирующим электродом 26, причем алгоритм управления включает в себя прямое или косвенное регулирование диапазона мощности и/или скорости линейного изменения мощности. Измеряют температуру технологического газа. Когда алгоритм управления включает в себя регулирование диапазона мощностей, диапазон VR1, VR2 мощности выбирают на основе измеренной температуры, причем значение верхнего предела VT1, VT2 диапазона мощностей при высокой температуре T2 технологического газа бывает ниже, чем при низкой температуре T1. Когда алгоритм управления включает в себя регулирование скорости линейного изменения мощности, скорость RR1, RR2 линейного изменения мощности выбирают на основе измеренной температуры, причем скорость линейного изменения мощности при высокой температуре T2 технологического газа бывает ниже, чем при низкой температуре T1. Мощность, подаваемая между, по меньшей мере, одним осадительным электродом 28 и, по меньшей мере, одним коронирующим электродом 26 регулируют в соответствии с алгоритмом управления.