DE4140228C2 - Verfahren zur Entstaubung von Rauchgasen - Google Patents
Verfahren zur Entstaubung von RauchgasenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Entstaubung von
Rauchgasen mittels Elektroabscheider, bei dem der im
Rauchgas (R) positionierte Elektroabscheider zur
Ionisierung der ihn durchquerenden Staubpartikel mit einer
Gleichspannung U beaufschlagt wird, wobei die
Staubkonzentration kontinuierlich am Ausgang des
Elektroabscheiders gemessen wird, ein oberer Sollwert und
ein unterer Sollwert für die Staubkonzentration vorgegeben
und in einem Vergleicher miteinander verglichen werden,
und wobei der obere Sollwert durch die maximal zulässige
Staubkonzentration und der untere Sollwert durch eine
vorgebbare Untergrenze der Staubkonzentration festgelegt
sind.
Das Verfahren dient der Entstaubung von Rauchgasen in
Kohlekraftwerken. Die am Kraftwerksblock entstehenden
Rauchgase werden bekanntermaßen zunächst mittels eines
Elektroabscheiders entstaubt, bevor sie in eine
Rauchgasentschwefelungsanlage gelangen. Am
Elektroabscheider wird der Staub dadurch abgeschieden,
daß er mittels einer Hochspannung ionisiert wird. Aus
wirtschaftlichen Gründen sollte der Betrieb des
Elektroabscheiders so erfolgen, daß er kurz unterhalb der
Durchschlagsspannung betrieben wird. Mittels Meßsensoren
werden Strom und Spannung im Elektroabscheider gemessen.
Entsprechend der Eigenschaft der auftretenden Wischer im
Elektroabscheider wird die Spannungsabsenkgröße und die
-anstiegsgeschwindigkeit durch den Abscheiderspannungsregler
so vorgegeben, daß der Bereich kurz unter der
Durchschlagspannung möglichst schnell erreicht wird. Die
Durchschlagspannung soll möglichst nicht erreicht werden,
da es dann erneut zu Wischern kommt. Bei der bekannten
Anordnung liegt stets die volle Leistung am
Elektroabscheider an, auch wenn nur eine geringe
Staubkonzentration im Rauchgas vorhanden ist. Das
bekannte Verfahren ist daher unwirtschaftlich.
Ein Verfahren der eingangs genannten Art ist aus der
DE 31 40 609 A1 bekannt. Dieses Verfahren sieht vor,
daß das gemessene Staubkonzentrationssignal mit einem
wählbaren oberen und einem wählbaren unteren Grenzwert
(Sollwert) verglichen wird, wobei oberer und unterer
Grenzwert einen zulässigen Staubkonzentrationsbereich für
das Abgas festlegen. Der obere Sollwert für die
Staubkonzentration entspricht in etwa dem behördlich
maximal tolerierten Wert der Abgasstaubkonzentration,
während der untere Sollwert einer solchen
Staubkonzentration entspricht, die "ausreichend
unterhalb des maximal zulässigen Wertes liegt, um das
Verringern der an die Sprühelektroden abgegebenen
elektrischen Leistung zu rechtfertigen". In Abhängigkeit vom
durchgeführten Vergleich zwischen dem Meßwert der
Staubkonzentration und den vorgegebenen oberen und unteren
Sollwerten arbeitet nun bei dem bekannten Verfahren die
Regelschaltung so, daß die an die Sprühelektroden abgegebene
elektrische Leistung vergrößert wird, wenn der Wert der
Staubkonzentration den oberen Grenzwert überschreitet und
verringert wird, wenn die Staubkonzentration unter den unteren
Grenzwert abfällt. Diese bekannte Schaltung sieht also vor, daß
als einziger Prozeßparameter die die Leistung des
Elektroabscheiders bestimmende Spannung je nach
Prozeßbedingungen erhöht oder verringert wird, so daß sich die
an die Sprühelektroden abgegebene elektrische Leistung
entsprechend der Spannungsänderung variieren läßt.
Mit dem bekannten Verfahren ist es also möglich, die
Staubkonzentration unterhalb des behördlich festgelegten
Maximalwertes zu halten, d. h., daß der obere Grenzwert nicht
überschritten wird. Andererseits wird bei dem bekannten
Verfahren bewußt eine Erhöhung der Staubkonzentration im Abgas
in Kauf genommen, wenn hierdurch Leistung für den
Elektroabscheider eingespart werden kann. Mit anderen Worten
wird bei diesem Verfahren die Regelung stets so betrieben, daß
der Elektroabscheider
hinsichtlich seiner Wirkung möglichst nahe am oberen Grenzwert
arbeitet, da hierbei einerseits die behördlichen Auflagen
erfüllt sind, andererseits aber eine möglichst niedrige
Leistungsbeaufschlagung des Elektroabscheiders gegeben ist. Die
Leistungsverringerung beim Stand der Technik geht also eindeutig
auf Kosten der ökologischen Bedingungen.
Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, bei einem
Verfahren der eingangs genannten Art nicht nur die
Wirtschaftlichkeit des Betriebes des Elektroabscheiders zu
sichern sondern auch in jedem Arbeitspunkt des
Elektroabscheiders eine möglichst geringe Staubkonzentration zu
erreichen.
Die Aufgabe wird bei einem gattungsgemäßen Verfahren dadurch
gelöst, daß von dem Vergleicher für die Soll-Istwertdifferenz
aus einem Speicher experimentell an einem hinsichtlich
Entstaubungsgrad und Wirkungsgrad optimalen Prozeß im voraus
ermittelte Prozeßparameter als Signale für die Regelung des
Elektroabscheiders abgeleitet werden, wobei die Speicherwerte
aus mehreren, jeweils einzelne Regelstufen bildenden
Parametergruppen zusammengesetzt sind, und wobei mit
ansteigender Ordnungszahl der Regelstufen eine abnehmende
Energiebeaufschlagung des Elektroabscheiders erfolgt derart, daß
bei einer innerhalb der Sollwerte liegenden Staubkonzentration
die aktuelle Regelstufe beibehalten wird und daß beim
überschreiten des oberen Sollwertes die Parameter der
nächstniedrigeren Regelstufe und beim Unterschreiten des unteren
Sollwertes die Parameter der nächsthöheren Regelstufe ausgewählt
werden.
Wesentliches Merkmal der erfindungsgemäßen Lösung ist es, daß
anstelle eines einzelnen Parameters bestimmte Parametergruppen
die Prozeßsteuerung übernehmen, welche als vorab ermittelte
Prozeßparameter in einem Speicher abgelegt sind. Bei diesen
"vorab ermittelten Prozeßparametern" handelt es sich um solche
Gruppen oder Sätze von Parametern, die in Vorversuchen anhand
eines "Modellprozesses" als Optimalwerte erkannt wurden, d. h.,
als solche Werte, die unter den gegebenen Randbedingungen zu
einem guten Entstaubungsgrad und gleichwohl noch hinreichendem
Wirkungsgrad des Elektroabscheiders geführt haben. Diese vorab
ermittelten Prozeßparameter bilden im folgenden sozusagen eine
"Erfahrungsgrundlage" oder einen "Fingerabruck" für die
Prozeßsteuerung.
Weiteres wesentliches Merkmal der Erfindung ist, daß diese vorab
ermittelten Prozeßparameter zu Parametergruppen geordnet werden,
und zwar derart, daß mit ansteigender Ordnungszahl die
Energiebeaufschlagung des Elektroabscheiders abnimmt.
Je nach Betriebszustand (Belastung des Kraftwerkblockes) erfolgt
eine Auswahl der optimalen Regelstufe.
Vorteilhaft ist es dabei, daß zur Regelung des
Elektroabscheiders die Höhe der gemessenen Gleichstrom
und -spannungswerte, die in den Spannungsreglern
vorhandenen Möglichkeiten der Einstellung von
Spannungsabsenkgröße und Anstiegsgeschwindigkeit nach
aufgetretenen Wischern und Ausblendbarkeit von
Wechselspannungsperioden (Taktverhältnis) verwendet
werden.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist
vorgesehen, daß den Funktionen "Vorreinigung,
Mittelreinigung und Nachreinigung" des Elektroabscheiders
jeweils separate Speicherabschnitte zugeordnet sind, in
denen eine Umschaltung der Regelstufen gekoppelt erfolgt.
Die Optimierung des Elektroabscheiderprozesses läßt sich
hierdurch noch weiter verbessern, da eine Verfeinerung
der Regelung durch eine Aufteilung in mehrere
Funktionsblöcke ermöglicht wird.
Wenn bei einem Verfahren der eingangs genannten Art, bei
dem mehrere Elektroabscheider parallel geschaltet
sind, die Umschaltung der Regelstufen in den den
einzelnen Elektroabscheidern zugeordneten Speichern bzw.
Speicherabschnitten gekoppelt erfolgt, wobei der
für die Regelung maßgebliche Istwert für die
Staubkonzentration durch arithmetische Mittelung der an
den jeweiligen Abscheiderausgängen gemessenen
Staubkonzentrationen erfolgt, läßt sich auch bei Kopplung
mehrerer Elektroabscheidereinheiten ein Einsatz des
erfindungsgemäßen Verfahrens erreichen und somit die
Wirtschaftlichkeit der Gesamtanlage weiter verbessern.
Vorzugsweise ist vorgesehen, daß als weitere Prozeßgröße die
Staubkonzentration der in den Kamin eintretenden Rauchgase
gemessen wird und daß dann, wenn dieser Wert einen
vorgebbaren Grenzwert überschreitet, die niedrigste
Regelstufe ausgewählt wird. Hierbei handelt es sich um
eine Sicherheitsüberwachung, die angesprochen wird, wenn
beispielsweise durch den Ausfall der
Rauchgasentschwefelungsanlage die Staubkonzentration am
Kamin unzulässig hoch wird, so daß in diesem Fall die
Elektroabscheider mit größtmöglicher elektrischer
Leistungsaufnahme betrieben werden.
Auch im An- und Abfahrbetrieb des Kraftwerkblockes ist es
erforderlich, die Elektroabscheider auf maximal mögliche
elektrische Leistungsaufnahme umzuschalten. Dies erfolgt
erfindungsgemäß dadurch, daß als weitere Prozeßgröße die
Speisewassermenge im Kraftwerk gemessen wird und daß dann,
wenn diese einen vorgegebenen unteren Grenzwert
unterschreitet, die niedrigste Regelstufe gewählt wird.
Anhand der Unterschreitung des Minimalwertes der
Speisewassermenge wird beim erfindungsgemäßen Verfahren
erkannt, daß vom regulären Arbeitszustand zum An-/
Abfahrbetrieb übergegangen werden muß.
Gemäß einer weiteren Variante der Erfindung erfolgt die
Umschaltung von einer Regelstufe auf die andere erst nach
Ablauf einer vorgebbaren Wartezeit. Hierdurch wird
verhindert, daß kurzfristige Schwankungen der
Staubkonzentration zu unerwünschtem Pendeln der Regelung
führen. Somit erhöht sich die Stabilität der Regelung.
Die Erfindung wird im folgenden anhand einer Zeichnung näher
erläutert:
Dabei zeigen
Fig. 1 ein Prinzipschaltbild zur Erläuterung des
erfindungsgemäßen Entstaubungsverfahrens,
Fig. 2 ein Funktionsschaubild zur Erläuterung des Aufbaus
einer Anlage zur Durchführung des
erfindungsgemäßen Entstaubungsverfahrens,
Fig. 3 ein Flußdiagramm für das erfindungsgemäße
Entstaubungsverfahren,
Fig. 4 eine Wertetabelle des Speichers für die
experimentell vorausbestimmten Prozeßparameter,
aufgeteilt in 14 Regelstufen
und
Fig. 5 ein Meßprotokoll zur Erläuterung der Funktion des
erfindungsgemäßen Entstaubungsverfahrens.
Unter Bezugnahme auf Fig. 1 ist ein Elektroabscheider E in einem
mit R bezeichneten Rauchgasstrom angeordnet. Der
Elektroabscheider E wird von einer
Hochspannungsversorgungseinrichtung H versorgt, welche
wiederum von einem Zweiphasennetz gespeist wird. Die
Ansteuerung der Hochspannungsversorgungseinrichtung H
erfolgt über eine Vergleicherschaltung V, welche als Istwert
ein Meßsignal von einem Sensor enthält, welcher im
Rauchgasstrom ausgangsseitig des Elektroabscheiders E angeordnet
ist. Der Sensor mißt somit die am Ausgang des Elektroabscheiders
E vorhandene Staubkonzentration. Die Vergleicherschaltung V
enthält ferner zwei Eingänge, an denen ein oberer Sollwert
Sollmax und ein unterer Sollwert Sollmin eingegeben werden
können. Der Vergleicherschaltung zugeordnet ist eine
Speichereinrichtung S, in der Parameterwerte abgespeichert
sind, welche experimentell an einem hinsichtlich der
Wirtschaftlichkeit optimalen Musterprozeß bestimmt wurden.
Die Parameter sind gruppenweise geordnet in mehrere
Regelstufen unterteilt. Dabei beinhaltet die niedrigste
Regelstufe 1 diejenigen Prozeßparameter, die für eine volle
Entstaubungsleistung des Elektroabscheiders E als optimal
ermittelt wurden. Mit zunehmender Ordnungszahl der
Regelstufen nehmen die elektrischen Leistungen, die dem
Elektroabscheider E mittels der
Hochspannungsversorgungseinrichtung H zugeführt werden,
sukzessiv ab. Schließlich entspricht die höchste Regelstufe
dem geringsten elektrischen Verbrauch des Elektroabscheiders E.
Die im Speicher S abgespeicherten Parametergruppen
beeinflussen folgende Ausgangsgrößen der
Hochspannungsversorgungseinrichtung:
- - Größe der Ausgangsgleichspannung
- - Größe des Ausgangsgleichstromes
- - Wert der Spannungsanstiegsgeschwindigkeit nach aufgetretenen Wischern
- - Wert der Spannungsabsenkgröße nach aufgetretenen Wischern und
- - Taktverhältnis der Ausgangsgleichspannung.
Während Fig. 1 eine prinzipielle Darstellung des
erfindungsgemäßen Entstaubungsverfahrens zeigt, wird nun
anhand der Fig. 2 und 3 eine konkretere Ausführungsform
geschildert, die sich von dem in Fig. 1 dargestellten
Prinzipschaltbild dadurch unterscheidet, daß einerseits zwei
Elektroabscheider E1 und E2 parallel geschaltet im
Rauchgasstrom R vorhanden sind und desweiteren dadurch, daß
jeder Elektroabscheider E1, E2 in drei Funktionszonen
unterteilt ist, nämlich jeweils Vorreinigung (Vor),
Mittelreinigung (Mittel) und Nachreinigung (Nach).
Der prinzipielle Aufbau des Regelsystems ist dadurch
gebildet, daß die zu messenden Prozeßgrößen zunächst einem
Analogdigitalwandler zugeführt werden. Die gemessenen
Prozeßgrößen sind:
- - die Staubkonzentration am Ausgang des Elektroabscheiders 1,
- - die Staubkonzentration am Ausgang des Elektroabscheiders 2,
- - die Gesamtspeisewassermenge des zugehörigen Kraftwerksblocks und
- - die Staubkonzentration im Kamin, also dort wo die entstaubten Rauchgase in die Umgebung austreten.
Die im Analogdigitalwandler umgewandelten Meßwerte werden
einem Regelkreis zugeführt, dessen Funktion später im
einzelnen erläutert wird. Den Ausgang des Regelkreises
bildet eine Schnittstelle, an deren Ausgang Befehlsdaten
ausgegeben werden, die für einzelne Zonen (Vorreinigung,
Mittelreinigung und Nachreinigung) der jeweiligen
Elektroabscheider E1 und E2 die entsprechenden Parametergruppen
der einzelnen Regelstufen als aktuelle Prozeßparameter
auswählen.
Die Funktion des Regelkreises ist wie folgt:
Nach Betätigung der Starttaste 1 wird als Startwert für das
Regelverfahren in Programmstufe 2 als Anfangswert die
niedrigste Regelstufe in jeder Zone ausgewählt. Somit wird
die Hochspannungsversorgungseinrichtung im Bezug auf beide
Elektroabscheider und auf alle drei Zonen Vorreinigung,
Mittelreinigung und Nachreinigung mit höchstmöglicher
elektrischer Leistung betrieben.
In Programmstufe 3 werden die vom Ausgang des
Analogdigitalwandlers ausgegebenen Prozeßdaten in den
Regelkreis übertragen und nachfolgend wie folgt abgefragt:
Zunächst erfolgt in Programmstufe 4 die Abfrage, ob die
Staubkonzentration im Kamin einen festgelegten oberen
Grenzwert überschreitet. Dieser liegt weiter unterhalb
desjenigen Grenzwertes der aus Umweltgesichtspunkten maximal
zulässig ist. Wenn dies der Fall ist, wird das Programm über
die Rückkopplungsschleife zu Stufe 2 so gewählt, daß
Regelstufe 1 unabhängig von der vorher ausgewählten
Regelstufe eingestellt wird. Wenn dies nicht der Fall ist,
wird im folgenden in Programmstufe 5 abgefragt, ob die
Gesamtspeisewassermenge kleiner ist als ein vorgegebener
Minimalwert. Wenn dies der Fall ist, deutet das darauf hin,
daß sich der betreffende Kraftwerksblock im Anfahr- oder
Abfahrbetrieb befindet. Da hierbei wirtschaftliche
Gesichtspunkte weniger eine Rolle spielen als eine möglichst
gute Entstaubung, wird bei Unterschreitung des Minimalwertes
der Gesamtspeisewassermenge ebenfalls die Regelstufe 1
ausgewählt, um die Elektroabscheider mit größtmöglicher
elektrischer Leistung zu betreiben.
Wenn dies nicht der Fall ist, wird zunächst in Programmstufe
6 überprüft, ob möglicherweise die von den Sensoren
gemessenen Istwerte für die Staubkonzentrationen am Ausgang
der jeweiligen Elektroabscheider E1, E2 ausgefallen sind. Wenn
dies der Fall ist, durchläuft der Regelprozeß zunächst ein
Wartezeitglied mit einer Totzeit von zehn Minuten, damit
sich kurzfristige Ausfälle der Meßwerte nicht auf den
gesamten Prozeß auswirken. Wenn nach Ablauf der Wartezeit
immer noch ein Ausfall der Istwerte vorhanden ist, wird
wiederum unabhängig von der zuvor angewählten Regelstufe
mittels der Programmstufe 16 über die Rückkopplung zur
Programmstufe 2 die Regelstufe 2 als "Notprogramm"
ausgewählt, bevor in Programmstufe 17 der Programmablauf
unterbrochen und in Programmstufe 18 eine Störmeldung zur
Warte gegeben wird.
Nach Beheben der Störung kann der Programmablauf mit Stufe 1
wieder neu gestartet werden.
Wenn in Programmstufe 6 festgestellt wird, daß die Istwerte
für die Staubkonzentration der Elektroabscheider E1, E2
vorhanden sind, wird im folgenden in Programmstufe 7 der
Mittelwert gebildet aus den beiden Istwerten der
Staubkonzentrationen. Dieser Mittelwert wird im folgenden
als die eigentliche Regelgröße betrachtet:
Zunächst erfolgt in Programmstufe 8 eine Abfrage, ob der
Mittelwert der Staubkonzentration größer ist als der obere
Sollwert (vgl. Eingangsgröße Sollmax in Vergleicherstufe V
von Fig. 1). Wenn dies der Fall ist, bedeutet das, daß die
Anlage mit zu geringer Entstaubungsleistung betrieben wird,
so daß im Endeffekt die Ausgangsgrößen der
Hochspannungsversorgungseinrichtung H zur Versorgung der
Elektroabscheider E1, E2 so geändert werden müssen, daß eine
höhere Leistung abgegeben wird. Um jedoch kurzfristige
Schwankungen in der Staubkonzentration auszuschließen,
durchläuft das Programm zunächst ein Warteglied 10, welches
eine Zeitverzögerung von beispielsweise einer Minute hat.
Wenn nach Ablauf der einminütigen Wartezeit das
Abfrageergebnis der Programmstufe 8 dahingehend korrigiert
wird, daß der obere Sollwert nicht mehr überschritten wird
(logischer Ausgang "Nein" von Programmstufe 10) erfolgt
keine Änderung der Regelstufe.
Wenn dies jedoch der Fall ist, wird in Programmstufe 12 die
bisher ausgewählte Regelstufe um einen Schritt verringert,
d. h. daß mit schrittweise erhöhter Leistung gefahren werden
soll. Die zu der neu ausgewählten Regelstufe gehörigen
Parametergruppen werden über Programmstufe 14 abgerufen.
Dabei sind die Parametrierungen so gewählt, daß sich aus den
zuvor experimentell am Optimalprozeß bestimmten Ergebnissen
ein höchstmöglicher Abscheidungsgrad von Staub bei möglichst
geringer elektrischer Leistungsaufnahme erwarten läßt.
Wenn andererseits in Programmstufe 8 festgestellt wird, daß
der Mittelwert der Staubkonzentration geringer ist als
der obere Sollwert, wird über die Programmstufe 9 abgefragt,
ob der untere Sollwert (Sollmin am Eingang der
Vergleicherschaltung V in Fig. 1) unterschritten wird.
Der untere Sollwert ist dabei so festgelegt, daß er eine
wirtschaftliche Grenze darstellt, d. h., daß eine niedrigere
Staubkonzentration, wenn überhaupt erreichbar, nur mit
untolerierbar hohem Aufwand erreicht wird. Es ist also das
Bestreben der Regelung, die Staubkonzentration nicht unter
den wirtschaftlich tolerierbaren unteren Sollwert absinken
zu lassen.
Wenn die untere Sollwertgrenze nicht unterschritten wird,
verbleibt die Regelung in der ausgewählten Regelstufe.
Wenn dieser Wert jedoch unterschritten wird, erfolgt
wiederum zunächst das Durchlaufen eines Wartezeitgliedes 11,
um zu vermeiden, daß kurzfristige Unterschreitungen des
unteren Sollwertes zu einer Instabilität des Regelvorganges
führen würden. Wenn nach Ablauf der Wartezeit die zuvor
angezeigte Unterschreitung des unteren Sollwertes nicht
bestätigt wird, bleibt die ausgewählte Regelstufe
unverändert.
Wenn die Programmstufe 11 jedoch die Unterschreitung des
unteren Sollwertes bestätigt, wird in der nachfolgenden
Programmstufe 13 die Regelstufe um einen Schritt erhöht, so
daß die den Elektroabscheidern zugeführte Energie schrittweise
reduziert wird und somit eine entsprechende Einsparung bei
den Energiekosten erreicht wird.
Wie oben beschrieben, ergibt sich somit in Abhängigkeit von
den gemessenen Prozeßgrößen eine automatische Anpassung der
den Elektroabscheidern zugeführten elektrischen Leistungen mit
Hinblick auf die notwendige Entstaubung.
Ein Beispiel für die Parametrierungen der einzelnen
Regelstufen ist der Fig. 4 zu entnehmen. Hieraus ist
erkennbar, daß vertikal geordnet 14 Regelstufen vorgesehen
sind und daß diesen 14 Regelstufen zugeordnet einzelne
Parametersätze für die Vorreinigung (2. Spalte),
Mittelreinigung (3. Spalte) und Nachreinigung (4. Spalte)
vorgesehen sind, die mit den Programmnamen F, 0, 1, 2, 3, 4
bezeichnet sind.
Beispielsweise zeigt Regelstufe 14 für die Vorreinigung, daß
mit der vollen Gleichspannung (100%), dem vollen
Gleichstrom (100%), einer 70%igen
Spannungsanstiegsgeschwindigkeit, einer 10%igen
Spannungsabsenkgröße und einem solchen Taktverhältnis
gearbeitet wird, daß drei Wechselspannungsperioden
ausgeblendet werden. Entsprechende Parametersätze gelten für
die Mittel- und Nachreinigung. Beim Übergang von Regelstufe
14 zu Regelstufe 13 zeigt Fig. 4, daß die Regelparameter in
der Vorreinigung und ebenso in der Mittelreinigung nicht
verändert werden, während in der Nachreinigung das
Taktverhältnis der Gleichspannung von 3 auf 2 verändert
wird. Nur der Funktionsabschnitt "Nachreinigung" erfordert
somit eine Energieerhöhung, während die übrigen
Funktionsabschnitte unverändert bleiben.
Entsprechend den in Fig. 4 dargestellten Parameterwerten
ändern sich bei einer Abänderung der ausgewählten Regelstufe
jeweils immer nur die Parameter eines der drei
Funktionsblöcke, zumindest bis Regelstufe 2 erreicht wird.
Bei der nachfolgenden Regelstufe für die größtmögliche
Leistung (Regelstufe 1) werden hingegen die Parametrierungen
in allen drei Funktionsblöcken geändert.
Fig. 5 zeigt schließlich ein Meßprotokoll, welches bei
einer praktischen Erprobung des erfindungsgemäßen
Entstaubungsverfahrens bei einem typischen Lastfall eines
Kraftwerksblockes aufgezeichnet wurde. Dabei zeigt die erste
Spalte die Uhrzeit und die nachfolgenden vier Spalten die
entsprechenden Werte der von dem Analogdigitalwandler in
Fig. 2 aufgenommenen Istgrößen. Anhand der Speisewassermenge
läßt sich erkennen, daß ein Maximum der vom Kraftwerksblock
zur Verfügung zu stellenden Leistung etwa zwischen 19.00 Uhr
und 19.30 Uhr liegt.
Die nachfolgende Spalte "Leistung Abscheider" entspricht der zur
Einhaltung der zulässigen Staubwerte erforderlichen
elektrischen Energie zur Speisung der Elektroabscheider E1 und
E2, die jeweils in drei Zonen Vorreinigung, Mittelreinigung
und Nachreinigung aufgeteilt sind. Die folgenden Spalten
zeigen die jeweiligen Programme in den einzelnen Abscheiderfilterzonen
der beiden Abscheider 1 und 2. Die Programmziffern entsprechen
denjenigen in den Spalten "Progr." von Fig. 4. Die letzte
Spalte zeigt die zur jeweiligen Uhrzeit ausgewählte
Regelstufe. Hieraus ist erkennbar, daß in Zeiten geringer
Last die wirtschaftliche Regelstufe 14 bis etwa 18.35 Uhr
ausreicht. Anschließend wird die Leistung der Elektroabscheider
schrittweise erhöht, bis etwa um 18.52 Uhr die beim Lastfall
höchste Leistung erreicht wird (Regelstufe 3). Anschließend
kann die in den Elektroabscheidern zur Verfügung gestellte
Entstaubungsleistung wieder zurückgenommen werden, bis
schließlich gegen 20.30 Uhr wieder die wirtschaftlichste
Regelstufe 14 erreicht wird.
Claims (8)
1. Verfahren zur Entstaubung von Rauchgasen mittels
Elektroabscheider (E, E1, E2), bei dem der im Rauchgas (R)
positionierte Elektroabscheider zur Ionisierung der ihn
durchquerenden Staubpartikel mit einer Gleichspannung U
beaufschlagt wird, wobei die Staubkonzentration
kontinuierlich am Ausgang des Elektroabscheider
(E, E1, E2) gemessen wird, ein oberer Sollwert und ein
unterer Sollwert für die Staubkonzentration vorgegeben und
in einem Vergleicher (V) miteinander verglichen werden,
und wobei der obere Sollwert durch die maximal zulässige
Staubkonzentration und der untere Sollwert durch eine
vorgebbare Untergrenze der Staubkonzentration festgelegt
sind,
dadurch gekennzeichnet, daß von dem Vergleicher (V) für die Soll-Istwertdifferenz aus einem Speicher (S) experimentell an einem hinsichtlich Entstaubungsgrad um Wirkungsgrad optimalen Prozeß im voraus ermittelte Prozeßparameter als Signale für die Regelung des Elektroabscheiders (E) abgeleitet werden, wobei die Speicherwerte aus mehreren, jeweils einzelne Regelstufen bildenden Parametergruppen zusammengesetzt sind, und wobei mit ansteigender Ordnungszahl der Regelstufen eine abnehmende Energiebeaufschlagung des Elektroabscheiders (E) erfolgt derart, daß bei einer innerhalb der Sollwerte liegenden Staubkonzentration die aktuelle Regelstufe beibehalten wird und daß beim Überschreiten des oberen Sollwertes die Parameter der nächst niedrigeren Regelstufe und beim Unterschreiten des unteren Sollwertes die Parameter der nächst höheren Regelstufe ausgewählt werden.
dadurch gekennzeichnet, daß von dem Vergleicher (V) für die Soll-Istwertdifferenz aus einem Speicher (S) experimentell an einem hinsichtlich Entstaubungsgrad um Wirkungsgrad optimalen Prozeß im voraus ermittelte Prozeßparameter als Signale für die Regelung des Elektroabscheiders (E) abgeleitet werden, wobei die Speicherwerte aus mehreren, jeweils einzelne Regelstufen bildenden Parametergruppen zusammengesetzt sind, und wobei mit ansteigender Ordnungszahl der Regelstufen eine abnehmende Energiebeaufschlagung des Elektroabscheiders (E) erfolgt derart, daß bei einer innerhalb der Sollwerte liegenden Staubkonzentration die aktuelle Regelstufe beibehalten wird und daß beim Überschreiten des oberen Sollwertes die Parameter der nächst niedrigeren Regelstufe und beim Unterschreiten des unteren Sollwertes die Parameter der nächst höheren Regelstufe ausgewählt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß zur
Regelung des Elektroabscheiders (E) die Höhe der
Gleichspannung, deren Anstiegsgeschwindigkeit, deren
Absenkgröße sowie deren Taktverhältnis verwendet werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß den
Funktionen "Vorreinigung, Mittelreinigung und
Nachreinigung" des Elektroabscheiders (E) jeweils
separate Speicherabschnitte zugeordnet sind, in denen
eine Umschaltung der Regelstufen gekoppelt erfolgt.
4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3 bei dem
mehrere Elektroabscheider parallel geschaltet sind,
dadurch gekennzeichnet, daß die
Umschaltung der Regelstufen in den den einzelnen
Elektroabscheider zugeordneten Speichern bzw.
Speicherabschnitten gekoppelt erfolgt, wobei der für die
Regelung maßgebliche Istwert für die Staubkonzentration
durch arithmetische Mittelung der an den jeweiligen
Filterausgängen gemessenen Staubkonzentrationen erfolgt.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß als weitere Prozeßgröße die Staubkonzentration der in
den Kamin eintretenden Rauchgase gemessen wird und daß
dann, wenn dieser Wert einen vorgebbaren Grenzwert
überschreitet, die niedrigste Regelstufe ausgewählt
wird.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden
Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß als
weitere Prozeßgröße die Speisewassermenge im Kraftwerk
gemessen wird und daß dann, wenn diese einen vorgegebenen
unteren Grenzwert überschreitet, die niedrigste
Regelstufe ausgewählt wird.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden
Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die
Umschaltung von einer Regelstufe auf die andere erst nach
Ablauf einer vorgebbaren Wartezeit erfolgt.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden
Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß eine
Überwachung auf einen Ausfall des Meßwertes für die
Staubkonzentration erfolgt derart, daß bei
Nichtvorhandensein des Meßwertes nach Ablauf einer
vorgebbaren weiteren Wartezeit die niedrigste Regelstufe
ausgewählt wird.
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