CN105939785B - 电集尘装置、计算机可读取记录介质以及电集尘装置的带电控制方法 - Google Patents

Abstract

干式电集尘装置在带电时间(T1)中从高电压电源输出用于使收集对象物带电的电流即DCON。然后，干式电集尘装置在带电休止时间T2开始起经过第1时间段(T2‑1)后的第2时间段(T2‑2)，从高电压电源输出比DCON小且比第1时间段(T2‑1)中的电流大的电流即DCBC。

Description

电集尘装置、计算机可读取记录介质以及电集尘装置的带电 控制方法

技术领域

本发明涉及电集尘装置、记录有电集尘装置的带电控制程序的计算机可读取记录介质、以及电集尘装置的带电方法。

背景技术

燃煤等的发电厂、烧结机等制铁原料加工排出含粉尘(粒子状物质)的废气。为了除去该粉尘，在燃烧设备的下游侧的烟道具备用静电力收集废气中的粉尘(也称作「集尘」)的电集尘装置。电集尘装置对作为集尘极的接地极与放电极所构成的带电部之间施加高电压，通过电晕放电对气体中的粉尘赋予正或负的电荷，使粉尘带电。

在此，若在高电阻粉尘堆积的集尘极与放电极之间产生电晕放电，则易于在粉尘层发生出现绝缘击穿的反向电离现象，若发生反向电离现象，则集尘性能大幅降低。

为此，在电集尘装置的带电控制中，为了抑制与反向电离相伴的集尘性能的降低，采用间歇带电方式，设置带电休止时间，交替重复带电时间和带电休止时间来进行间歇的带电(专利文献1～3)。

在这样的间歇带电方式中，反向电离的发生显著、明显集尘性能降低的状态下，取长的带电休止时间来改善集尘性能。但带电休止时间不能调整流过电极的电流的大小。为此，若使带电休止时间较长，则用于带电的电压(电极间的电位差)降低，其结果会招致电集尘装置的集尘性能的降低。

为此，在专利文献3中公开了：在带电休止时间中在粉尘中流过需要最小限的低电流来在集尘极与放电极之间形成电场，由此提升高电阻粉尘的集尘性能。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：JP特公平5-55191号公报

专利文献2：JP专利第3643062号公报

专利文献3：JP特开昭60-58251号公报

发明内容

发明要解决的课题

但在专利文献3所公开的间歇带电方式中，由于在带电休止时间、特别是带电休止时间的初期也形成电场，因此虽然电极间的电位差比带电时间小，但有出现反向电离的可能性。

本发明鉴于这样的状况而提出，目的在于，提供抑制反向电离的发生并且抑制间歇带电的带电休止所引起的集尘性能的降低的电集尘装置、电集尘装置的带电控制程序、以及电集尘装置的带电控制方法。

用于解决课题的手段

为了解决上述课题，本发明的电集尘装置、电集尘装置的带电控制程序、以及电集尘装置的带电控制方法采用以下的手段。

本发明的第一方式所涉及的电集尘装置用静电力收集气体中所含的收集对象物，所述电集尘装置具备：第1电极以及第2电极，沿着所述气体的流通方向对置配置，形成用于使所述收集对象物带电的电场；和电源，为了重复带电时间和带电休止时间而对所述第1电极与所述第2电极之间赋予电位差，所述电源在所述带电休止时间开始起经过第1时间段后的第2时间段输出比所述带电时间中的电流小且比所述第1时间段中的电流大的电流。

本构成所涉及的电集尘装置用静电力收集气体中所含的收集对象物。另外收集对象物例如是气体中所含的烟尘。

并且，形成用于使收集对象物带电的电场的第1电极和第2电极沿着气体的流通方向对置配置。收集对象物通过用静电力而被收集在电极，由此从气体中被除去。

另外，通过电源，为了重复带电时间和带电休止时间而对第1电极以及第2电极之间赋予电位差。即，进行间歇带电，交替重复带电时间和带 电休止时间来进行间歇的带电。带电休止时间以不使反向电离发生为目的而设。

在此，若带电休止时间长，就会招致电集尘装置的集尘性能的降低。另外，若在带电休止时间开始起一定时间赋予比带电时间小的电位差，则反向电离的抑制效果会降低。

为此，本构成所涉及的电源在带电休止时间开始起经过第1时间段后的第2时间段输出比带电时间中的电流小且比第1时间段中的电流大的电流。即，带电休止时间被分为第1时间段和第2时间段，在第1时间段，电源停止电流的输出。另一方面在第2时间段，将比带电时间中的电流小且比第1时间段中的电流大的电流输出给电极。第2时间段中的输出电流换言之是使不足出现反向电离的阈值的电位差在电极间产生的电流。即，在也是带电休止时间的第2时间段中，从电源输出用于形成不使反向电离产生的弱的电场的电压。由此抑制了带电休止时间中的集尘性能的降低。

如以上那样，本构成能抑制反向电离的发生并能抑制间歇带电的带电休止所引起的集尘性能的降低。

在上述第一方式中优选，所述电源在所述带电休止时间的开始后的输出电压降低的斜率成为规定值以下的情况下，使输出电流上升使得成为变成所述规定值以下的输出电压，从而开始所述第2时间段。

根据本构成，在带电休止时间的开始后中的输出电压降低的斜率成为规定值以下的情况下，判定为成为不使反向电离发生的电压(电位差)，控制来自电源的输出电流来维持这时的输出电压。由此能使第2时间段中的输出电压的值成为合适的值。另外，使用输出电压降低的斜率来决定不发生反向电离的电压的理由在于，由于不使反向电离发生的电压的大小根据装置的特性、负载等的状态而变化，因此难以预先决定上述电压的大小。

在上述第一方式中优选，所述电源在输出电压降低的斜率成为所述规定值以下的情况下，对电流进行调整，使得成为预先确定的电压值。

根据本构成，能更快使第2时间段中的输出电压成为合适的大小。

在上述第一方式中优选所述电源的动作频率为中频以上。

根据本构成，电源能更快输出第2时间段中的合适的电压。

本发明的第二方式所涉及的电集尘装置的带电控制程序中，所述电集 尘装置具备：第1电极以及第2电极，沿着气体的流通方向对置配置，形成用于使气体中所含的所述收集对象物带电的电场；以及电源，为了重复带电时间和带电休止时间而对所述第1电极与所述第2电极之间赋予电位差，所述电集尘装置用静电力收集所述收集对象物，所述电集尘装置的带电控制程序使计算机作为如下单元发挥功能：第1输出单元，其在所述带电时间，使用于使所述收集对象物带电的给定的电流从所述电源输出；和第2输出单元，其决定所述带电休止时间开始起的第1时间段，并且在经过该第1时间段后的第2时间段决定比所述带电时间中的电流小且比所述第1时间段中的电流大的电流，并使该电流从所述电源输出。

本发明的第三方式所涉及的电集尘装置的带电控制方法中，所述电集尘装置具备：第1电极以及第2电极，沿着气体的流通方向对置配置、形成用于使气体中所含的所述收集对象物带电的电场；电源，为了重复以及带电时间和带电休止时间而对所述第1电极与所述第2电极之间赋予电位差，所述电集尘装置用静电力收集所述收集对象物，在所述电集尘装置的带电控制方法中，在所述带电时间，从所述电源输出用于使所述收集对象物带电的给定的电流，在所述带电休止时间开始起经过第1时间段后的第2时间段，从所述电源输出小于所述带电时间中的电流且大于所述第1时间段中的电流的电流。

发明的效果

根据本发明，具有抑制反向电离的发生并且抑制间歇带电的带电休止所引起的集尘性能的降低这样卓越的效果。

附图说明

图1是本发明的实施方式所涉及的干式电集尘装置的概略图。

图2是本发明的实施方式所涉及的干式电集尘装置的电场形成部的放大概略图。

图3是表示现有的间歇带电方式中的电流指令值和输出电压的时间变化的图。

图4是表示本发明的实施方式所涉及的间歇带电方式中的电流指令值和输出电压的时间变化的图。

图5是表示自动设定本发明的实施方式所涉及的参数的处理的流程的流程图。

图6是表示本发明的实施方式所涉及的间歇带电方式中的输出电压的时间变化的放大图。

具体实施方式

以下参考附图来说明本发明所涉及的电集尘装置、电集尘装置的带电控制程序、以及电集尘装置的带电控制方法的1个实施方式。

图1是本实施方式所涉及的干式电集尘装置10的概略图。干式电集尘装置10具备在气体的流通方向上串联排列的2个电场形成部11a、11b。燃烧废气从干式电集尘装置10的左侧流入，穿过电场形成部11a、11b而从右侧排出。在设于电场形成部11a、11b的下部的储料器12a、12b暂时集中收集对象物(也称作「EP内收集粉尘」)，由灰处理设备定期搬出。另外，在图1中，设置2个电场形成部，但也可以对应于干式电集尘装置10的要求性能而设置1个或3个以上的电场形成部。

图2是本实施方式所涉及的干式电集尘装置10的电场形成部11的放大概略图。

在电场形成部11中，接地电极20和施加电极21对置配置，形成用于使EP内收集粉尘带电的电场(也称作「EP内收集粉尘层」)。EP内收集粉尘通过静电力而被收集在电极，由此从燃烧废气中被除去。在图2中图示了1组接地电极20以及施加电极21，但通常对1个接地电极20交替配置多个施加电极21。

施加电极21与高电压电源26连接，被施加电压。

然后，在形成于接地电极20的EP内收集粉尘层20A收集的EP内收集粉尘通过在预先设定的周期向接地电极20进行捶打，而从接地电极20剥离。从接地电极20剥离的EP内收集粉尘落下而集中在储料器12a、12b，并被搬出。另外，在EP内收集粉尘层20A中，在集尘的EP内收集粉尘的固有电阻值为超过10¹¹～10¹²Ω·cm那样的高电阻的情况下，EP内收集粉尘层20A的电压明显变高，有在EP内收集粉尘层20A发生绝缘击穿即所谓的反向电离现象、引起集尘性能的降低的情况。

本实施方式所涉及的高电压电源26是以动作频率例如中频(100Hz)以上或高频(10kHz以上)而动作的开关电源(Switchmode Power Supply：SMPS)。通过使高电压电源26的动作频率为中频以上，能以mSec为单位高精度进行详细后述的本实施方式所涉及的间歇带电方式。另外，高电压电源26的输出电压由电压传感器28测定。

高电压电源26通过电源控制装置30控制输出的电流的大小。另外，电源控制装置30被输入由电压传感器28测定的输出电压的值。

电源控制装置30例如由CPU(Central Processing Unit，中央处理器)、RAM(Random Access Memory，随机存取存储器)、数字I/O、模拟I/O以及计算机可读的记录介质等构成。并且，用于实现各种功能的一系列处理作为一例，以程序的形式记录在记录介质等中，通过由CPU将该程序读出到RAM等，并执行信息的加工、运算处理，来实现各种功能。

在干式电集尘装置10中，高电压电源26为了重复带电时间和带电休止时间而使接地电极20与施加电极21之间产生电位差。即，电源控制装置30控制高电压电源26使其进行间歇带电，交替重复带电时间和带电休止时间来进行间歇的带电。另外，带电休止时间以不使反向电离发生为目的而设，来自高电压电源26的输出电流停止，或相比于带电时间而减小输出电流。

图3是表示现有的间歇带电方式的图，表示来自电源控制装置30的电流指令值的时间变化(占空比)和来自高电压电源26的输出电压的时间变化。

电源控制装置30在带电时间T1中，将用于使收集对象物带电的给定的电流指令值输出给高电压电源26。由此，高电压电源26输出与电流指令值相应的电流，输出电压增加。另外，电流指令值是与来自高电压电源26的输出电流成正比的值。

然后，若经过了带电时间T1，则电源控制装置30将用于使电流的输出停止的电流指令值输出给高电压电源26，移转到带电休止时间T2。停止电流的输出是使输出电流的大小大致成为0(零)。由此输出电压降低。

然后，若带电休止时间T2结束，则再度移转到带电时间T1。带电时间T1以及带电休止时间T2被设为预先确定的固定值，在图3中，作为一 例，将带电时间T1设为5mSec，将带电休止时间T2设为20mSec。

在此，若带电休止时间T2较长，则会招致干式电集尘装置10的集尘性能的降低。另外，若从带电休止时间T2开始起在一定时间赋予比带电时间小的电位差，则反向电离的抑制效果会降低。

图4是表示本实施方式所涉及的间歇带电方式的图，表示来自电源控制装置30的电流指令值的时间变化(占空比)和来自高电压电源26的输出电压的时间变化。

本实施方式所涉及的带电休止时间T2被分为第1时间段T2-1和第2时间段T2-2。在第1时间段T2-1中，为了停止电流的输出，电源控制装置30将电流指令值输出给高电压电源26。然后，电源控制装置30将电流指令值输出给高电压电源26，使得在第1时间段T2-1经过后的第2时间段T2-2输出比带电时间T1中的电流小且比第1时间段T2-1中的电流大的电流。

在第2时间段T2-2的输出电流换言之是使不足产生反向电离的阈值的电位差在接地电极20与施加电极21之间产生的电流。即，在带电休止时间T2中的第2时间段T2-2，从高电压电源26输出用于形成不使反向电离产生的弱的电场的电压。由此抑制了带电休止时间T2中的集尘性能的降低。

然后，若带电休止时间T2结束，则再度移转到带电时间T1。另外，图4所示的5mSec的带电时间T1、10mSec的第1时间段T2-1、以及10mSec的第2时间段T2-2时间T2是一例。特别地，第1时间段T2-1以及第2时间段T2-2不是固定值，如详细后述那样在带电休止时间T2的时间范围内变动。

另外，在以下的说明中，将带电时间T1中的电流指令值称作DCON(Duty Cycleduring ON Time，通电时间内占空比)，将带电休止时间T2的第2时间段T2-2中的电流指令值称作DCBC(Duty Cycle during Base Charging，基本带电内占空比)。

并且，将数式1所示的DCON与DCBC之比称作BCLR(Base Charging Level Ratio，基本带电等级比例)，BCLR作为一例是0到50％的范围。

[数式1]

另外，将带电休止时间T2的第1时间段T2-1的期间称作OffD(Off time Duration，中断时间期间)，将带电休止时间T2的第2时间段T2-2的期间称作BCD(Base ChargingDuration，基本带电期间)。

并且，将数2所示的OffD与BCD之比称作BCDR(Base Charging Duration Ratio，基本带电期间比例)，BCDR作为一例是0到99％的范围。

[数式2]

图5是进行间歇带电的情况下由电源控制装置30执行的间歇带电控制程序，是表示用于自动设定本实施方式所涉及的第1时间段T2-1和第2时间段T2-2的电流指令值的处理的流程的流程图。间歇带电控制程序预先存储在电源控制装置30的给定区域。间歇带电控制程序例如和废气处理装置1的运转开始一起开始。

首先，在步骤100，将使输出电流上升到DCON的电流指令值输出给高电压电源26。

在接下来的步骤102，判定带电时间T1是否结束，在肯定判定的情况下移转到步骤104。在否定判定的情况下，直到带电时间T1结束为止，都将使输出电流成为DCON的电流指令值持续输出给高电压电源26。

在步骤104，由于成为带电休止时间T2，因此将用于中断带电的电流指令值、例如使输出电流成为0mA的电流指令值输出给高电压电源26。由此，来自高电压电源26输出电压降低。

在接下来的步骤106，判定来自高电压电源26的输出电压的波形(以下称作「电压波形」)的斜率是否成为规定值以下，在肯定判定的情况下移 转到步骤108。在否定判定的情况下维持带电中断的状态。

在步骤108，存储电压波形的斜率成为规定值以下的情况下的输出电压Vbc。

在接下来的步骤110，将表示DCBC的电流指令值输出给高电压电源26。另外，在最初进行本控制的情况下，将表示预先确定的DCBC的电流指令值作为初始值输出给高电压电源26。另一方面，在第2次以后，读出前次的控制中的DCBC的最终值(前次最佳值)而输出给高电压电源26。高电压电源26输出电流，使得成为由电流指令值表示的DCBC的初始值或前次最佳值。由此开始带电休止时间T2的第2时间段T2-2。

即，基于输出电压降低的斜率来决定从带电休止时间T2开始起的第1时间段T2-1，并且在第1时间段T2-1经过后的第2时间段T2-2决定比带电时间T1中的电流小且比第1时间段T2-1中的电流大的电流，并从高电压电源26输出。

在接下来的步骤112，判定带电休止时间T2是否结束，在肯定判定的情况下，移转到步骤114。在否定判定的情况下，维持DCBC输出的状态。

在步骤114，判定电压传感器28所测定的测定电压、即来自高电压电源26的当前的输出电压是否高于电压Vbc。在肯定判定的情况下移转到步骤116，在否定判定的情况下移转到步骤118。

在步骤116，将使DCBC的大小降低的电流指令值输出给高电压电源26，移转到步骤120。

在步骤118，将使DCBC的大小上升的电流指令值输出给高电压电源26，移转到步骤120。

在步骤120，与带电休止时间T2的结束相伴，将带电休止时间的结束时的DCBC的最终值作为最佳值保存，返回步骤100，开始带电时间T1。

如此，通过间歇带电控制程序来重复带电时间T1、和包含第1时间段T2—1以及第2时间段T2-2的带电休止时间T2。

在此，参考图6来说明关于步骤106～118的处理。图6是本实施方式所涉及的间歇带电方式中的输出电压的时间变化的放大图。

图6所示的斜率A表示超过规定值的斜率，斜率B表示成为规定值 以下的斜率。并且，成为斜率B的输出电压以Vbc表示。

即，在带电休止时间T2的开始后的输出电压降低的斜率成为规定值以下的情况下，判定为成为不使反向电离发生的电压(电位差)，控制输出电流，以维持这时的输出电压Vbc。由此，能使第2时间段T2-2中的输出电压成为不使反向电离发生、能让收集对象部带电的合适的值。另外，使用输出电压降低的斜率来决定不发生反向电离的电压的理由在于，由于不使反向电离发生的电压Vbc的大小根据干式电集尘装置10的特性或负载等的状态而变化，因此难以精度良好地预先决定电压Vbc的大小。

另外，斜率的规定值既可以根据经验决定，也可以通过仿真等决定。

另外，在特性或负载等的状态的变化小的干式电集尘装置10中，也可以不根据输出电压降低的斜率决定电压Vbc，而是预先决定电压Vbc，电源控制装置30存储电压Vbc，调整输出电流，以使得成为该电压Vbc。

然后在步骤110～步骤118，在输出电压降低的斜率成为规定值以下的情况下，高电压电源26在输出电流使得成为DCBC的初始值或前次最佳值后，对电流进行调整，使得成为变成规定值以下的时间点的电压Vbc。预先没定DCBC的初始值，以使得成为近似于电压Vbc的输出电压。

因此，在移转到第2时间段T2-2的情况下，近似于电压Vbc的电压从高电压电源26没有时间滞后地输出，之后，被控制得成为电压Vbc，因此电源能更快地输出第2时间段T2-2中的合适的电压。

如以上说明那样，本实施方式所涉及的干式电集尘装置10在带电时间T1从高电压电源26输出用于使收集对象物带电的电流即DCON。然后，干式电集尘装置10在带电休止时间T2开始起经过第1时间段T2-1后的第2时间段T2-2，从高电压电源26输出比DCON小且比第1时间段T2-1中的电流大的电流即DCBC。

因此，本实施方式所涉及的干式电集尘装置10能抑制反向电离的发生并能抑制间歇带电的带电休止所引起的集尘性能的降低。

以上，利用上述实施方式对本发明进行了说明，但本发明的技术范围不限定于上述实施方式所记载的范围。在不脱离本发明的宗旨的范围内，对上述实施方式可进行各种变更或改良，并且该变更或改良后的实施方式也包含在本发明的技术范围内。另外，也可以组合多个上述实施方式。

例如在上述实施方式中，说明了将本发明运用在干式电集尘装置10中的形态，但本发明并不限定于此，也可以是运用在湿式电集尘装置中的形态。

另外，上述实施方式中说明的间歇带电控制程序的处理的流程也是一例，能在不脱离本发明的主旨的范围内删除不需要的步骤，或者追加新的新的步骤，或者替换处理顺序。

标号的说明

10 干式电集尘装置

20 接地电极

21 施加电极

26 高电压电源

Claims (5)

1.一种电集尘装置，用静电力收集气体中所含的收集对象物，其中，所述电集尘装置具备：

第1电极以及第2电极，沿着所述气体的流通方向对置配置，形成用于使所述收集对象物带电的电场；和

电源，为了重复带电时间和带电休止时间而对所述第1电极与所述第2电极之间赋予电位差，

所述电源在所述带电休止时间开始起经过第1时间段后的第2时间段输出比所述带电时间中的电流小且比所述第1时间段中的电流大的电流，

所述电源在所述带电休止时间开始后的输出电压降低的斜率成为规定值以下的情况下，使输出电流上升以使得成为变成所述规定值以下的输出电压，从而开始所述第2时间段。

2.根据权利要求1所述的电集尘装置，其中，

所述电源在输出电压降低的斜率成为所述规定值以下的情况下，对电流进行调整使得成为预先确定的电压值。

3.根据权利要求1或2所述的电集尘装置，其中，

所述电源的动作频率为中频以上。

4.一种记录有电集尘装置的带电控制程序的计算机可读取记录介质，所述电集尘装置具备：第1电极以及第2电极，沿着气体的流通方向对置配置，形成用于使气体中所含的收集对象物带电的电场；以及电源，为了重复带电时间和带电休止时间而对所述第1电极与所述第2电极之间赋予电位差，

所述电集尘装置用静电力收集所述收集对象物，

其中，所述电集尘装置的带电控制程序使计算机作为如下单元发挥功能：

第1输出单元，在所述带电时间使用于使所述收集对象物带电的给定的电流从所述电源输出；和

第2输出单元，决定所述带电休止时间开始起的第1时间段，并且在经过该第1时间段后的第2时间段决定比所述带电时间中的电流小且比所述第1时间段中的电流大的电流，并使该电流从所述电源输出，

所述电源在所述带电休止时间开始后的输出电压降低的斜率成为规定值以下的情况下，使输出电流上升以使得成为变成所述规定值以下的输出电压，从而开始所述第2时间段。

5.一种电集尘装置的带电控制方法，所述电集尘装置具备：第1电极以及第2电极，沿着气体的流通方向对置配置，形成用于使气体中所含的收集对象物带电的电场；以及电源，为了重复带电时间和带电休止时间而对所述第1电极与所述第2电极之间赋予电位差，

所述电集尘装置用静电力收集所述收集对象物，

在所述电集尘装置的带电控制方法中，

在所述带电时间，从所述电源输出用于使所述收集对象物带电的给定的电流，

在所述带电休止时间开始起经过第1时间段后的第2时间段，从所述电源输出比所述带电时间中的电流小且比所述第1时间段中的电流大的电流，

所述电源在所述带电休止时间开始后的输出电压降低的斜率成为规定值以下的情况下，使输出电流上升以使得成为变成所述规定值以下的输出电压，从而开始所述第2时间段。