零火花高压静电除尘供电的控制方法和系统技术方案

本发明专利技术涉一种零火花高压静电除尘供电的控制方法和系统，它包括附加检测电极、火花电压发生电路单元、高压测量电路和微机控制单元。通过在烟气通道中设置附加电极装置，检测电极与检测电压发生电路连接，通过检测附加电极的临界击穿电压，通过线性关系计算出除尘电场的临界击穿电压。本发明专利技术的烟气介质临界击穿电压检测控制方法和系统具有结构简单、反应速度快、除尘电场无火花等特点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及高压静电除尘供电的控制方法和系统，特别是一种零火花高压静电除尘供 电的控制方法和系统，具体为一种通过增加附加采样电极实现自动检测烟气介质临界击穿 电压，并且可以根据检测结果实时调节除尘电场电压，具有结构简单、反应速度快、除尘 电场无火花等特点。
技术介绍
高压静电除尘的基本原理为高压静电除尘器是由两个极性相反的电晕极和集尘极组 成的。工作时在电晕极和集尘极之间施加直流高电压使电晕极发生电晕放电，在电晕极附 近形成电晕区。电晕放电使电晕区内生成大量的自由电子、正离子和负离子(自由电子附 着而带负电的气体分子)，充满到两极间的绝大部分空间。当污染气体通过这一电场空间 时，充满在空间的自由电子和负离子将与污染气体中的气溶胶粒子碰撞并附着在汽溶胶粒 子上使之带电，形成带负电的粒子。由于在静电场中作用在荷电粒子上的电场力比重力大 得多，所以在电场力的作用下,这些带负电的离子将被驱往集尘极,放出所带电荷而沉积在 集尘极上。除尘效率由多依奇公式= e""G表示，其中:A为集尘极的面积;Q为气体流量;v 为尘粒有效驱进速度，与电晕功率成正比，即正比于电晕电流和极间电压的乘积。电暈电 流、电晕功率通常在接近火花放电状态时，随着电压的升高而急剧增加。因此，为了保证 最高的除尘效率，必须尽量提高除尘电场的电压，但随着电场电压的增加，会出现火花击 穿的现象，对电极造成损伤，降低除尘效率。火花产生后，必须由控制电路对电场电压调 压进行降压保护，此后的电压慢慢上升至工作电压。为保证最高除尘效率同时减小对电极 的损伤，必须尽量提高电场电压但不能出现火花击穿，因而需寻求一个最佳的电源电压控 制规律，即电压控制曲线，这条电压控制曲线越接近介质击穿曲线，除尘效率越高。静电除尘电源有手动调节输出和自动调节输出两种控制方式。前者对于烟尘介质的变 化没有自动调节能力，需要人工干预，除尘效率低、能耗高，后者具有根据烟尘介质自动 调节输出的能力，高效节能，是主流的除尘电源控制方式。目前自动调节输出的除尘电场电压控制一般采用两种控制方式1)火花跟踪控制。采用试探的方法慢慢升高除尘电场电压，当检测到火花击穿时， 迅速降低电场电压并记下此时击穿电压，待介质恢复后，升高电场电压至小于上次击穿的 一个电压值，过一定时间周期后重复上述过程，周而复始，形成一个有固定火花率的除尘电场。火花跟踪控制存在如下问题(1)由于除尘电场火花的存在，造成火花出现时除尘效率大大下降，因而导致总的除尘效率的下降；(2) 由于除尘电场火花的存在，对电极造成一定的损伤；(3) 为了提高除尘电压的跟踪速度必须提高火花率，而提高火花率又造成除尘效率的 下降和电极的损坏，因而出现了矛盾；(4) 当由于烟气成份、浓度、湿度、温度等参数发生变化时，除尘电压无法快速随着 做出相应调整。2)烟气温度采样控制(CN 03116015.8)烟气温度变化时，采取跟踪电除尘器入口烟 气温度来判定并控制除尘电压运行在预先实验测得的最佳设定值上，可有效提高除尘效 率。这种控制存在如下问题由于烟气成份、浓度、湿度、温度等参数发生变化均会造成介质击穿电压的变化，所以只检测烟气入口温度无法得到准确的除尘电压最佳设定值。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种零火花高压静电除尘供电的控制方法和系统，可以克服现 有技术的不足，通过自动检测烟气介质临界击穿电压，实时调节除尘电场电压。本专利技术的 烟气介质临界击穿电压检测控制方法和系统具有结构简单、反应速度快、除尘电场无火花 等特点。本专利技术提供的零火花静电除尘控制系统包括-附加检测电极，与火花电压发生电路单元相连，用于检测烟气通道内烟气介质的火花 击穿电压。火花电压发生电路单元，用于产生连续可调的输出高电压，输出至附加检测电极，连 接的电压进行检测，判断火花击穿电压。高压测量电路，用于完成对附加检测电极电压的测量变送。微机控制单元，用于对检测电极电压进行调节，接受高压测量电路输入的电压信号， 并输出参考电压至除尘电源控制除尘电场电压。所述的检测电极为一个或多个，每个检测电极与除尘电极材质相同，并具有与除尘电极类似的结构(如图2所示)，与除尘电极安装在同一个烟气通道内，保证待除尘烟气流过检测电极。所述的火花电压发生跟踪电路单元为一个或多个，每个检测电极与除尘电压发生电路 安装在同一个机柜内或独立设计成一个机柜单元，并与检测电极连接。 所述的微机控制单元由微机控制器及其外围电路构成。本专利技术提供的零火花高压静电除尘供电的控制方法包括的步骤通过在烟气通道中设置附加电极装置，检测电极与检测电压发生电路连接，通过检测附加电极的临界击穿电压，通过线性关系计算出除尘电场的临界击穿电压。本专利技术提供的零火花高压静电除尘供电的控制方法包括以下的步骤 1)火花电压检测单元校正在烟气流通状况稳定的前提下，启动火花电压发生电路，逐渐升高检测电极的电压直 至发生火花击穿，测得检测电极的临界击穿电压U2。启动除尘电源，进入手动调节输出状态，逐渐升高除尘电极上的电压，直至发生火花 击穿，测得此时除尘电极的临界击穿电压U1。由公式Ul=kU2，得k=Ul/U2。当烟气参数变化时，由检测到的检测电极的临界击穿电压U2，可以计算得出除尘电极的火花击穿电压U1。 2)无火花除尘运行微机控制逐渐升高火花电压发生电路单元产生的火花电压，直至发生火花击穿，通过 对检测电极的电压进行检测，得到检测电极击穿电压U2。由先前测得的k，可计算出除尘电极的临界击穿电压Ul^kU2，进而得出工作除尘电场 电压UcKJ1-a，其中a为保险常数，代表工作除尘电压低于临界击穿电压的程度。 3)上述步骤得到除尘电场电压Uo后，火花电压检测单元向除尘电压功率单元输入给定电压Ur=Uo/K，K为电压放大倍数，通过闭环调节使得除尘电场电压稳定输出为Uo。周而复始，实现高效无火花除尘状态。本专利技术中与附加电极连接的单元具有完整的外壳，并可作为独立的装置与除尘电源配套使用。本专利技术与现有技术相比，零火花高压静电除尘供电控制系统的主要特点是实现待除 尘烟气介质临界击穿电压的实时无火花测量，其优点是1) 以火花击穿附加的检测电极测量临界击穿电压，代替了现有直接击穿除尘电极进 行临界电压测量的方法，实现了除尘电场无火花工作状态，最大限度的提高了除尘效率。2) 可通过提高检测电极火花率而提高检测速度，实现待除尘烟气临界击穿电压的实 时检测。3) 由于可以采用独立的微机控制系统，零火花高压静电除尘供电控制系统作为一个 独立的单元，不但可以集成应用于新的静电除尘装置，而且可以用于老设备的改造，提高 除尘效率。附图说明图1是本专利技术静电除尘控制系统一种实施例的总体构成图。图2是本专利技术静电除尘控制系统一种实施例的检测电极安装结构图。图3是本专利技术静电除尘控制系统一种实施例的除尘电压电路单元系统框图。图4是本专利技术静电除尘控制系统一种实施例的火花电压发生跟踪单元系统框图。具体实施例方式下面结合实施例及其附图进一步叙述本专利技术，但它不限制本专利技术的权利要求。 如图所示，l是除尘电极，2是附加检测电极，3是高频变压器，4是电感，5是除尘电源的高压硅堆，6是高频变压器，7是电感，8是火花电压发生电路单元的高压硅堆。 除尘电压电路单元和上述火花电压检测单元构成一套完本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种零火花静电除尘控制系统，其特征在于它包括：　附加检测电极，与火花电压发生电路单元相连，用于检测烟气通道内烟气介质的火花击穿电压；　火花电压发生电路单元，用于产生连续可调的输出高电压，输出至附加检测电极，连接的电压进行检测，判 断火花击穿电压；　高压测量电路，用于完成对附加检测电极电压的测量变送；　微机控制单元，用于对检测电极电压进行调节，接受高压测量电路输入的电压信号，并输出参考电压至除尘电源控制除尘电场电压。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：郝岩彪，孙建广，吴永俭，
申请(专利权)人：河北工业大学，
类型：发明
国别省市：12[中国|天津]