一種用電阻器抑制靜電除塵器電火花的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用電阻器抑制靜電除塵器電火花的方法，所述的靜電除塵器包括供電模塊、放電極、電極板和第一電阻器，所述的方法包括以下步驟：1)將供電模塊施加到放電極上，在放電極和電極板之間形成一個電場；2)除塵器中流動氣體通過放電極和電極板之間的間隙，其中氣體被電場電離；3)在電極板上收集氣體中的帶電顆粒并從氣體去除；4)當(dāng)放電極和集塵極之間產(chǎn)生電火花時，通過一個或一個以上電阻器限流以減少通過放電極的電流。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有第一電阻器能抑制靜電除塵器中電火花發(fā)生時產(chǎn)生的20至30數(shù)量級的峰值電流；降低電火花峰值電流，減輕電極損害并使電場在電火花后快速地恢復(fù)等優(yōu)點。
【專利說明】一種用電阻器抑制靜電除塵器電火花的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種除塵裝置，尤其是涉及一種用電阻器抑制靜電除塵器電火花的方法。

【背景技術(shù)】
[0002]靜電除塵器采用靜電電場從氣流中去除顆粒，例如鍋爐煙道氣體。除塵器能把氣流中的帶電顆粒去除但不影響氣流。靜電除塵器通常具有壓降小、電能需求少和運(yùn)行成本低的特點。在鍋爐中使用靜電除塵器，在高壓放電極與接地的電極板之間維持一個強(qiáng)電場，電極垂直并排布置。高壓產(chǎn)生的電暈電離放電極與電極板之間的煙氣。煙氣中的飛灰和其他顆粒被電離。電場把帶負(fù)電荷的顆粒送至電極板。每隔一段時間用振動器敲擊電極板去除收集的顆粒，并落入積灰斗進(jìn)行清除。
[0003]放電極和電極板之間會產(chǎn)生電火花。電火花抑制了靜電除塵器的電離。當(dāng)除塵器中電離的氣體產(chǎn)生火花并引起局部擊穿，會引起電極之間電流快速上升和電壓跌落。
[0004]靜電除塵器中的電火花可達(dá)上萬安培，而除塵器正常運(yùn)行電流不超過2安培。電極之間的火花會產(chǎn)生一個電流通道，擾亂了在電極之間的電流分布。電火花會損壞靜電除塵器內(nèi)部的電極和其他部件。由電火花產(chǎn)生的電流和電壓的快速變化也會損傷除塵器中的電器部件。尋求一種減少靜電除塵器中電火花的影響的方法和設(shè)備一直是人們努力的方向。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種用電阻器抑制靜電除塵器電火花的方法。
[0006]本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn):
[0007]一種用電阻器抑制靜電除塵器電火花的方法，其特征在于，所述的靜電除塵器包括供電模塊、放電極、電極板和第一電阻器，所述的方法包括以下步驟:
[0008]I)將供電模塊施加到放電極上，在放電極和電極板之間形成一個電場；
[0009]2)除塵器中流動氣體通過放電極和電極板之間的間隙，其中氣體被電場電離；
[0010]3)在電極板上收集氣體中的帶電顆粒并從氣體去除；
[0011]4)當(dāng)放電極和集塵極之間產(chǎn)生電火花時，通過一個或一個以上電阻器限流以減少通過放電極的電流。
[0012]所述的供電模塊包括依次聯(lián)接的交流電源、變壓整流電路，所述的變壓整流電路通過第二電阻器與第一電阻器聯(lián)接，每個放電極均與一個第一電阻器串聯(lián)。
[0013]所述的放電極設(shè)有多個，相鄰放電極的第一電阻器之間通過第二電阻器聯(lián)接。
[0014]所述的變壓整流電路包括依次聯(lián)接的變壓器和全橋整流器。
[0015]所述的第一電阻器的阻值選取在100至1000歐姆范圍內(nèi)。
[0016]所述的第一電阻器的阻值較佳選取范圍在300至400歐姆內(nèi)。
[0017]所述的靜電除塵器還包括殼體，位于電極板下方的殼體上設(shè)有多個漏斗。
[0018]所述的殼體設(shè)有用于電極板垂直設(shè)置的通氣腔體。
[0019]相鄰電極板之間的間隙為30厘米至35厘米。
[0020]所述的殼體呈矩形結(jié)構(gòu)。
[0021]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明第一電阻器能抑制靜電除塵器中電火花發(fā)生時產(chǎn)生的20至30數(shù)量級的峰值電流；降低電火花峰值電流，減輕電極損害并使電場在電火花后快速地恢復(fù)；采用第一電阻器限制電火花發(fā)生時流過電極的電流；第一電阻器也能使電火花發(fā)生期間電極之間的電場崩潰減到最小。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0022]圖1為本發(fā)明靜電除塵器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖2為本發(fā)明電極板布置結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖3為本發(fā)明控制電路圖。

【具體實施方式】
[0025]下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0026]圖1是本發(fā)明的靜電除塵器的示意圖。電極板2平行垂直放置于流動氣體方向，盡量減小氣體流動的空氣阻力。當(dāng)氣體通過電極板2時，帶負(fù)電荷的顆粒被收集在電極板2表面上。兩極板相互隔離23厘米至46厘米。
[0027]除塵器是一個矩形殼體I，一端煙氣入口 11和另一端煙道出口 13。電極板2垂直放置在通氣腔體12中。在電極板2下面是顆粒排放斗14，顆粒從電極板2上掉落并脫離除塵器。振動器6貼近電極板2，并被放置在除塵器的頂部，振動器6使振動器移動并輕敲。振動器6使振動器周期地?fù)u動電極板2，從板板上抖出顆粒并落入排放斗14。顆粒通過排放斗14底部開口被卸掉。
[0028]一個高壓電源。例如電源模塊4安裝在除塵器的頂部，并為各組放電極3和電極板2提供電源。該電源通常為放電極3提供直流電(DC)，使放電極3和接地的電極板2之間的氣隙形成一個電場。
[0029]圖2是一張結(jié)構(gòu)示意圖，展示了靜電除塵器的一部分內(nèi)部放電極3在電極板2之間布置的俯視圖。放電極3和電極板2之間形成電場，電場使流動氣體產(chǎn)生電暈31并電離通過除塵器的氣體。電離使氣體中的顆粒7帶電。帶電的顆粒在電極兩側(cè)被電極板2所吸收。根據(jù)極板上的電荷和顆粒電荷相反特性，把顆粒收集在電極板2—側(cè)。通過振動電極板，顆粒從電極板2上落下并收集在斗14并被卸掉。
[0030]靜電除塵器，從某種意義說，是導(dǎo)體放電極3和絕緣的流動氣體及導(dǎo)電的電極板2之間形成的一個電容器。放電極2和電極板2之間的電壓差在流動氣體上形成電場。電壓差代表電容器在充電。放電極和集塵板之間電火花8表示電容器放電并產(chǎn)生電場擊穿。電火花8會產(chǎn)生短時脈沖大電流，電流可達(dá)幾萬安培，在一個正常運(yùn)行的電路中電流大約為2安培，通常不高于5安培。
[0031]當(dāng)一個電火花8產(chǎn)生時，放電極3和電極板2之間產(chǎn)生電場跌落并引起沖擊接地電流。電火花會損傷放電極3、電極板2和除塵器中的電器部件。一個短時電火花后還需要恢復(fù)流動氣體中的電場并去除懸浮顆粒。
[0032]串聯(lián)第一電阻器5包含:與放電極5串聯(lián)的第一電阻器5，主要保護(hù)除塵器內(nèi)部組件的損壞，即抑制電火花和飛狐使除塵器內(nèi)部組件腐蝕最小。電場:一組放電極3和相對應(yīng)的電極板2，在除塵器中可使用一臺單相整流變壓器或直流電源，用自動電壓控制器控制電場電流，自動電壓控制器二次電壓可指示在哪里出現(xiàn)電火花。當(dāng)火花發(fā)生時，電場崩潰會通過放電極3和電極板2回路對地產(chǎn)生沖擊電流，電場需短時恢復(fù)并去除懸浮顆粒。
[0033]第一電阻器5安裝在高壓支架上并與放電極串聯(lián)。通過第一電阻器5，可使電場發(fā)生崩潰和產(chǎn)生的電流僅限于單個放電極。
[0034]圖3是靜電除塵器中電器部件的結(jié)構(gòu)示意圖。靜電除塵器包括一個380V交流(AC)電源41，其頻率為50Hz。電源聯(lián)接到多個整流變壓器單元TR42，并作為電極電源。每一 TR單元42中可控硅全波整流橋把交流電整流成高壓直流。
[0035]各個TR單元42高壓直流輸出到一個或多個放電極3上，即靜電除塵器中的一組電極。加在放電極的直流電壓在放電極3和對應(yīng)的電極板2之間的氣隙中形成一個電場。電極板2通過殼體I的金屬框接地。放電極3和電極板2之間的電場的電源由相應(yīng)的TR單元42提供。
[0036]除塵器一般有多個，如3到5個。電氣單元每個都有一個TR單元42和放電極3、第一電阻器5和部分靠近放電極的電極板2。電氣單元與相應(yīng)的TR單元42聯(lián)接。TR單元采用自動控制電壓裝置(AVC)控制TR單元42。自動控制電壓裝置調(diào)節(jié)TR單元42的二次電壓接至放電極3上。自動控制電壓裝置調(diào)節(jié)每組電極的電壓達(dá)到氣隙產(chǎn)生電火花的水平。
[0037]另外，各個電氣單元可包含放電極3和第一電阻器，但沒有獨立的一套TR單元和AVCo在本實施例中，一個TR單元、AVC和電源提供給所有電氣單元和除塵器中所有放電極的電源。
[0038]一臺第一電阻器5與靜電除塵器中的各個放電極3串聯(lián)。電阻器的阻值選取在50至1500歐姆范圍內(nèi)，或較佳在100至1000歐姆的范圍內(nèi)，最好在200至500歐姆更狹窄范圍內(nèi)。電阻器由金屬或陶瓷制成并熱容量需較大，如熱容量高達(dá)450瓦。第一電阻器5可以限制放電極3發(fā)生電火花時的峰值電流減小20到30數(shù)量級。保護(hù)電阻器也抑制了發(fā)生電火花時通過TR單元的電流。在裝置中電極通過與其聯(lián)接的電阻器使峰值電流減到最小。因此，第一電阻器5使電極之間發(fā)生電火花時電場的崩潰減到最小。通過在各個放電極3安裝一個第一電阻器5，第一電阻器5與高壓支架(地)聯(lián)接并接地，由電火花產(chǎn)生的電場的崩潰和引起的電流僅局限于單個放電極3。
[0039]放電極3放置在除塵器的氣路通道之中。每套裝置放置在除塵器內(nèi)并使放電極含塵量均勻。每組電極具有一臺對應(yīng)的電阻器，并可用于所有的電極或電極的分支。電阻器減輕電火花并調(diào)節(jié)一個最佳的電壓施加到每一電極上。另外，每套裝置可以有一個獨立的TR單元和AVC，調(diào)節(jié)一個最佳的電壓施加到各個電極上。一個公共電源為除塵器中的所有電極提供一個合適的電壓。每組放電極的電壓由每組中的電阻器的阻值確定。通過選擇適當(dāng)?shù)碾娮柚?，施加到各組電極的電壓應(yīng)使放電極3上的含塵量均勻。最靠前的電極板2的含塵量最高。根據(jù)施加在每組放電極3的電壓值，采用一種相對簡便的方法選擇電阻值，無需為每組提供獨立電源，否則設(shè)備價格就比較昂貴。
[0040]電場中加入電阻也可以補(bǔ)償不對稱電火花狀況。一個公共的整流變壓器TR或其它電源需供兩個或多個放電極，第二電阻器9安裝在電氣總線上，總線向電場饋電。一個放電極3中產(chǎn)生的電火花與同一組裝置中其它電極放電也是不完全一樣的。性能上的改進(jìn)結(jié)果比安裝一套新的整流變壓器、限流電抗器、高壓母線保護(hù)、控制柜、電壓控制和聯(lián)鎖的成本要顯著低。
[0041]各個獨立電氣單元包含一組電極用于去除氣流中部分顆粒。各組電極裝置包括該區(qū)域的放電極3，即在除塵器電極板2的前沿附近。除塵器可以分開放入電場，其中電場是在除塵器中的一個區(qū)域，除塵器從煙道中收集基本相同的灰塵量。在除塵器中，電極板2和放電極3布置成一個陣列。
[0042]在每組放電極上施加一個均勻電壓。獨立部分的電壓調(diào)節(jié)可以對不同裝置50中的電極施加不同的電壓。例如，在第一組上可以施加較高的電壓，其中一組裝置中的放電極位于電極板2的前面，這里會有更多的顆粒被去除。在第五組上施加較低電壓，其中一組裝置的放電極3位于電極板2的后面，這里的含塵量往往是最高的，較高的積塵水平對應(yīng)較高的火花率，較低的積塵對應(yīng)較低的放電率。
[0043]施加到各組的放電極3上的電壓由第二電阻器9和/或第一電阻器5確定。應(yīng)選擇合適的串聯(lián)電阻器，施加到放電極3的電壓可根據(jù)電極上的含塵量進(jìn)行調(diào)整。在各組裝置中的串聯(lián)第二電阻器9可優(yōu)化施加到放電極3上的電壓，雖然第一組第二電阻器9將有助于緩解電火花，但第二組第一電阻器5將進(jìn)一步減緩電火花。另外，施加到每組裝置5的電極的電壓可通過每組的TR單元和AVC進(jìn)行調(diào)節(jié)，如圖3所示。
[0044]通常在除塵器電極板2的前沿含塵量最多。電極板2的前沿是電極板2板的部分，直接面對除塵器中的流動氣體?；覊m積累靠近前沿的電極板2板部分和前沿部分。沿除塵器氣體流動方向含塵量逐漸減少。除塵器下游的極板和電極板2后緣的積塵會逐漸減少。
[0045]一組裝置放電極3分別放置到除塵器的粉塵負(fù)荷區(qū)并提供合適的動力。放電極含塵量是指在氣體流動中對應(yīng)放電極上的顆粒水平。例如，放電極3組合成裝置，用第一組放置在入口附近。即把電氣單元的一套裝置的放電極3放置在入口，就是在電極板2的前沿，這里含塵量最高。后面的電氣單元的一組裝置放電極3按順序沿氣路放置在整個除塵器中。在除塵器中放電極3的放置按收集相同含塵量布置。例如，用于電氣單元的一組裝置放電極放置在氣流的橫斷面上并在電氣單元的下游，在電氣單元的上游。類似地，用于電氣單元的一組裝置電極在電氣單元的上游，用于電氣單元的一組裝置放電極，可放置在電極板的后沿附近。
[0046]除塵器中的火花率最高的往往是含塵量最大的地方?；鸹嗜Q于含塵量和施加在放電極的直流電壓。如果直流電壓施加在整個除塵器中的所有放電極3是一樣的，火花率在除塵器的前半部分比較高，含塵量也比除塵器后半部分要高。放電極3的放置要求所有的放電極具有相同含塵量，施加的電壓使所有的電極上的含塵量均勻。
[0047]電氣單元，每一組放電極，將除塵器分成多個電場。每一電場一般橫斷氣流方向，因為各個電極橫斷氣流方向，因此每組中的放電極的設(shè)置在相對于氣體流動方向相同的位置。例如，在一組中的所有放電極3可沿著一條線橫著氣流設(shè)置，或在30cm至300cm的范圍內(nèi)相對于氣流方向設(shè)置。
[0048]每組中的放電極3根據(jù)經(jīng)驗以含塵量相同設(shè)置?；鸹嗜Q于含塵量和直流電壓水平。在每組裝置中設(shè)置的放電極應(yīng)含塵量基本相同，施加于電極的電壓可通過自動電壓控制裝置(AVC)進(jìn)行調(diào)節(jié)，使所有電極的電壓達(dá)到最優(yōu)值。用于每一電氣單元的AVC，使相應(yīng)組中的放電極電流電壓達(dá)到最佳。最佳的電壓水平就是AVC根據(jù)火花率降到可接受地最低水平。
[0049]另外，除塵器可以只用一個AVC和TR單元，采用統(tǒng)一電源應(yīng)用到所有的放電極3。每組放電極3的電壓取決于與放電極3串聯(lián)的第二電阻器9和第一電阻器5。例如，一個或多個第二電阻器9可以串在每組裝置的電極中，電阻器的阻值由施加到每一放電極的電壓確定。較低阻值的第二電阻器9用在除塵器組的前面，使放電極3上獲得的電壓更高。較高阻值的第二電阻器9用于除塵器組的后面，使放電極3上的電壓較低。舉例來說，相鄰兩組中的電阻器可降低50到200歐姆。
[0050]放入獨立電氣單元的分離電場橫斷氣流方向可增加收集效率。獨立電氣單元可對電場的電極施加一個適當(dāng)?shù)碾妷核健Ｔ诿總€段施加在放電極的電壓水平可選擇該段上所有放極的最高電壓水平，即組中的所有的放電極3。因為在一個組中的所有電極具有相同含塵量和火花頻率，在一個組中的所有放電極3具有一個共同的最高電壓水平。
[0051]此外靜電除塵器存在電場梯度。這些梯度會產(chǎn)生不均勻的溫度，并引起再生式熱風(fēng)機(jī)旋轉(zhuǎn)，導(dǎo)致除塵器在含塵量不均勻，氣流分布不均。電場梯度會導(dǎo)致在除塵器高壓框側(cè)的火花率比對側(cè)框架的要高。除塵器中放電極3的分離能使施加于各組的電壓根據(jù)電壓梯度情況進(jìn)行適當(dāng)?shù)呐渲谩２捎枚鄠€第二電阻器9并且允許電壓單獨施加到放電極3上，電壓可根據(jù)電壓梯度條件或其他條件如含塵量等加以調(diào)節(jié)。
【權(quán)利要求】
1.一種用電阻器抑制靜電除塵器電火花的方法，其特征在于，所述的靜電除塵器包括供電模塊、放電極、電極板和第一電阻器，所述的方法包括以下步驟: 1)將供電模塊施加到放電極上，在放電極和電極板之間形成一個電場； 2)除塵器中流動氣體通過放電極和電極板之間的間隙，其中氣體被電場電離； 3)在電極板上收集氣體中的帶電顆粒并從氣體去除； 4)當(dāng)放電極和集塵極之間產(chǎn)生電火花時，通過一個或一個以上電阻器限流以減少通過放電極的電流。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用電阻器抑制靜電除塵器電火花的方法，其特征在于，所述的供電模塊包括依次聯(lián)接的交流電源、變壓整流電路，所述的變壓整流電路通過第二電阻器與第一電阻器聯(lián)接，每個放電極均與一個第一電阻器串聯(lián)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種用電阻器抑制靜電除塵器電火花的方法，其特征在于，所述的放電極設(shè)有多個，相鄰放電極的第一電阻器之間通過第二電阻器聯(lián)接。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種用電阻器抑制靜電除塵器電火花的方法，其特征在于，所述的變壓整流電路包括依次聯(lián)接的變壓器和全橋整流器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用電阻器抑制靜電除塵器電火花的方法，其特征在于，所述的第一電阻器的阻值選取在100至1000歐姆范圍內(nèi)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種用電阻器抑制靜電除塵器電火花的方法，其特征在于，所述的第一電阻器的阻值較佳選取范圍在300至400歐姆內(nèi)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用電阻器抑制靜電除塵器電火花的方法，其特征在于，所述的靜電除塵器還包括殼體，位于電極板下方的殼體上設(shè)有多個漏斗。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種用電阻器抑制靜電除塵器電火花的方法，其特征在于，所述的殼體設(shè)有用于電極板垂直設(shè)置的通氣腔體。
9.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種用電阻器抑制靜電除塵器電火花的方法，其特征在于，相鄰電極板之間的間隙為30厘米至35厘米。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種用電阻器抑制靜電除塵器電火花的方法，其特征在于，所述的殼體呈矩形結(jié)構(gòu)。
【文檔編號】B03C3/68GK104475256SQ201410787070
【公開日】2015年4月1日 申請日期:2014年12月17日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月17日
【發(fā)明者】李福興, 俞雪明, 曾惠陽, 李駒 申請人:國網(wǎng)上海市電力公司, 華東電力試驗研究院有限公司