[发明专利]操作静电集尘器的方法

说明书

本发明涉及一种操作静电集尘器的方法并涉及用于给静电集尘器供电的电源。

静电集尘器(简称为ESP)是一种用于收集固体颗粒的系统，该系统依靠电场中所浸入电荷的运动来工作。静电集尘器特别可用于清洁烟气、烟尘等物质从而去掉灰尘、灰末、煤烟以及类似颗粒。使气体经过其中电场横切地对着流动方向的区域。将电场工作于高电压，其中从负电极中发出自由电子的电晕。电极将这些颗粒充电，充电颗粒将在该电场的作用下朝着正电极移动，该正电极通常被设计成其上沉积颗粒的集尘板的形式。在该正电极上颗粒放电并且可能辅助于摇动该板使其放电时，所收集到的灰尘颗粒会落入设置在该板下的贮箱中。

通常将该集尘板接地，尽管负电极是由保持在相对于该板而言是高的负电势的细金属导线所构成。

依靠电极结构，该电场在靠近导线电极附近具有较高的强度，这会导致周围气体离子化以及电晕的产生。朝着该集尘板，该电场在较大区域上分布并带有相应强度的减小。这种较低强度的电场可能不足以使气体离子化，但是，它可以起到使灰尘的充电颗粒朝着该集尘板的方向运动的目的。

在第一近似电性能中，该静电集尘器可以表示为一个带有分流电阻的一个电容器，该分流电阻表示由充电颗粒在电极间传送所带来的泄漏。为了产生这些颗粒的电离作用，电压必须超过某个最小门限值，该最小门限值被称为电晕开始电压。根据操作模式，通过各种因素来限制电压的上升。这些因素其中之一是采用放电不足的形式或采用延长电弧形式在电极之间形成火花放电。在电场中可以认识到的另一个因素是来自正电极上那些点的电晕形成即被称为反向电晕。反向电晕表示漏电流的增加并会减弱颗粒收集的效率。

欧洲专利0286467提出一种电源，其中经相位角可控的半导体闸流管来控制从主电网馈送到升压变压器的功率，因此在高电压一侧产生双倍于主频率的脉冲。这些脉冲将该静电集尘器充电为可变电压。根据该公开文本，在预定选择时间间隔执行一个检测步骤，借助于此，该电源被阻隔一段所选时间比如从0.1秒到5秒并且随后再恢复。可以观察该脉冲式集尘器电压的最小值，如果由检测灵敏度因子在阻隔间隔之后所观察到的这个最小值超过在阻隔间隔之前所观察到的最小值，则建立反向电晕。

美国专利5311420提出一种电源设备，包括将功率馈送到给升压变压器供电的硅可控整流器上的电源。该电源可以间歇供电形式运行，其中由随后带有预定数量截止周期的半周期电压脉冲来给集尘器供电，使导通与截止半周期的比率为最佳从而防止反向电晕。通过检测与输出电流值增加一致的高电压整流器输出电压的最小峰值的不增加来检测反向电晕的情况。

美国专利4779182提供了一种带有一些开关的反相器电源，可以操作这些开关来输出高频交流，该交流以1kHz到3kHz的频率交替。馈送电压可以被规定，并且还可以规定电压波动，即，上限和下限之间的电压起伏。从该高压整流器中所获得的直流可以被周期性阻隔所中断，以便于强行使静电集尘器上的电压波动。

欧洲专利066950建议了一种电源，它实际包括两组完全的半导体闸流管可控高压电源单元。第一组输出稳定的基极电压，尽管第二组激发使单个脉冲叠加在从第一组提供来的基本电平上。该静电集尘器电压采用与尖峰信号叠加的稳定基本电平的形式。该脉冲周期处于50到200微秒的范围内。

在高电阻率灰尘的工作条件下，沉积在板式电极上的灰尘将抵御电离颗粒的放电。灰尘层两端的电压趋于增加，并且气体两端的电压趋于相应减小。如果灰尘层的端电压继续增加，则达到这样一个点，其中发生穿过灰尘层的电介质击穿的情况。该点被认为是反向电晕放电的开始点。灰尘层电介质的击穿产生减少颗粒充电的正离子，并导致收集效率的降低。

反向电晕的形成需要一些时间，并且与灰尘层的松弛时间相关。

当将灰尘层当成一个漏电电容器时，它将趋向于使传送到静电集尘器上的电流脉冲平坦。这种作用带来的好处是可以将短脉冲施加到电极上而不会促使在该灰尘层上形成反向电晕。反向电晕情况开始似乎是由该集尘器电流的时间平均值(平均值)来控制的。

因此，为了避免或减少反向电晕放电，必须减少传送到集尘器上的平均电流。这个问题可以解决而不会损失太多的电压电平。

基本控制问题是确定根据现有的操作条件而必须发送到集尘器上的电流。对于一些工业处理，灰尘电阻率时低时高，这导致反向电晕。在第一种情况中，电流必须尽可能地高，而在第二种情况中，电流必须降低。