Пристрій для імпульсного живлення електрофільтра

Изобретение относится к устройствам импульсной электрической очистки газов от пыли, может быть использовано в теплоэнергетике, в металлургической, цементной, химической и других отраслях промышленности и позволит повысить степень очистки газов. Известно устройство для импульсного питания электрофильтра [Авт.св. СССР №1428474, кл. В 03 С 3/68, 1988], работающее по принципу разряда накопительного конденсатора через электронный ключ, индуктивность на электрофильтр, с включением параллельно электрофильтру искровым разрядником. Недостатком этого устройства является трудность реализации импульсов напряжения с короткими импульсами и необходимость использования искровых разрядников с высоким пробивным напряжением, сравнимым с напряжением, подаваемым на электрофильтр. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является устройство для импульсного питания электрофильтра, содержащее трансформатор, в первичную обмотку которого включен регулирующий семистор (тиристор), а вторичная обмотка подключена к выпрямителю с конденсатором на стороне постоянного тока, которая через тиристор и реактор подключена к электрофильтру, причем выпрямитель, конденсатор и тиристор выполнены из сочетания низковольтных секций [Авт.св. СССР №575629, кл. В 03 С 3/66, 1977]. Недостаток известного устройства заключается в сложности, обусловленной тем, что секционированный тиристор должен быть рассчитан на высокое напряжение более 88 кВ, что усложняет его конструкцию и конструкцию всего устройства, а все высоковольтные устройства составлены из низковольтных (на 1-2 кВ) компонентов (секций). Кроме того, при выбранной схеме питания, на электрофильтре отсутствует постоянная составляющая напряжения питания, более того, каждый импульс имеет составляющую противоположной полярности, что существенно снижает эффективность импульсного режима, особенно при улавливании среднеомных пылей. Задачей предлагаемого изобретения является упрощение конструкции устройства для импульсного питания электрофильтра за счет уменьшения числа низовольтных компонентов секционированных тиристоров до одного компонента, повышение эффективности работы электрофильтра за счет исключения импульсов полярности, противоположной полярности напряжения, подаваемого на электрофильтр. Решение задачи достигается в предлагаемом устройстве, содержащем трансформатор, в первичную обмотку которого включен регулирующий семистор (тиристор), а вторичная обмотка подключена к выпрямителю с конденсатором на стороне постоянного тока, которая через коммутатор и индуктивность подключена к электрофильтру, согласно изобретению в качестве коммутатора используется неуправляемый искровой разрядник с изменяемым расстоянием между электродами, последовательно с индуктивностью включен резистор,, а между разрядником и индуктивностью, параллельно электрофильтру, подключен диод, полярностью противоположной полярности напряжения, подаваемого на электрофильтр. Сопоставительный анализ заявляемого решения с прототипом показывает, что заявляемое устройство отличается от известного рядом отличительных признаков. Существенным отличительным признаком является то, что в качестве коммутатора в схеме генерирования высоковольтных однополярных импульсов используется неуправляемый искровой разрядник. Использование неуправляемого искрового разрядника в цепи разряда накопительного конденсатора на емкость электрофильтра позволяет устанавливать разрядник с напряжением пробоя разрядника значительно ниже напряжения питания электрофильтра. При питании электрофильтра постоянным напряжением, например, 50 кВ при установке неуправляемого искрового разрядника с напряжением пробоя 10 кВ в момент включения источника питания происходит заряд накопительного конденсатора до напряжения 10 кВ, при котором происходит пробой разрядника и разряд конденсатора на электрофильтр. Электрофильтр разряжается медленнее, чем происходит заряд конденсатора и, вследствие этого, на выходе разрядника поддерживается некоторый потенциал, уже относительно которого пробивное напряжение будет достигнуто при более высоком напряжении зарядки конденсатора. Переходный процесс будет продолжаться до тех пор, пока напряжение на электрофильтре не достигнет предпробивного напряжения, соответствующего значению напряжения при импульсном питании с некоторой постоянной составляющей напряжения. Таким образом, использование неуправляемого искрового разрядника, с напряжением пробоя значительно ниже напряжения срабатывания управляемого коммутатора, позволяет получить результат аналогичный результату при использовании управляемого коммутатора, но с существенным упрощением и повышением надежности. Существенным отличительным признаком является то, что расстояние между электродами неуправляемого искрового разрядника является изменяемым. Возможность изменения расстояния между электродами позволяет выбирать амплитулу импульсной составляющей напряжения и тока, а также частоту импульсов в широком диапазоне значений, что может быть использовано при оптимизации электрических параметров питающего напряжения в зависимости от технологического режима. Существенным отличительным признаком является то, что последовательно с индуктивностью включен резистор, что позволяет регулировать длительность импульсов и амплитуду тока короткого замыкания электрофильтра и предупредить разрушение искрового разрядника. Существенным отличительным признаком является то, что между разрядником и индуктивностью, параллельно электрофильтру, подключен диод, полярностью противоположной полярности напряжения, подаваемого на электрофильтр. Это позволяет, исключить подачу импульсов противоположной полярности на поле электрофильтра, что повышает эффективность его работы, а подключение диода между разрядником и индуктивностью позволяет использовать резистор в цепи диода, при работе его в проводящем состоянии, что обеспечивает уменьшение амплитуды тока через диод, упрощая его конструкцию и повышая надежность. Таким образом, совокупность указанных признаков обеспечивает достижение положительного эффекта упрощение конструкции устройства и, кроме того, в силу малости внутреннего сопротивления искрового разрядника в проводящем состоянии, достигается возможность получения коротких (1 мкс и менее) импульсов напряжения с высокой скоростью нарастания переднего фронта импульса напряжения, недостижимой при использовании других типов коммутаторов, а также исключается подача импульсов противоположной полярности на поле электрофильтра, что повышает эффективность улавливания пыли, а заявляемое. устройство соответствует критериям изобретения "новизна" и "положительный эффект". На основе анализа научно-технической литературы и патентных исследований совокупность отличительных признаков заявляемого технического решения, обеспечивающего положительный эффект, не обнаружена. Следовательно, заявляемое техническое решение соответствует критерию "существенные отличия". На чертеже приведена схема устройства для импульсного питания электрофильтра. Устройство содержит трансформатор 1, регулирующий семистор (тиристор) 2, вторичную обмотку трансформатора, подключенную к выпрямителю 3, с конденсатором на стороне постоянного тока 4, диод 5, подключенный между неуправляемым искровым разрядником 6 и индуктивностью 7, параллельно электрофильтру 8, причем полярность подключения диода выбрана противоположной полярности напряжения, подаваемого на электрофильтр, последовательно с индуктивностью включен резистор · 9, через который напряжение подается на электрофильтр. Устройство работает следующим образом. При включении трансформатора 1 с регулирующим семистором (тиристором) 2 в первичной обмотке, происходит зарядка конденсатора 4 выпрямленным напряжением через выпрямитель 3. При достижении на конденсаторе 4 напряжения, равного напряжению срабатывания неуправляемого искрового разрядника 6, последний срабатывает и происходит разряд конденсатора 4 через индуктивность 7 и резистор 9 на геометрическую емкость электрофильтра 8. Напряжение на электрофильтре возрастает. Возрастает потенциал на выходе искрового разрядника 6. Следующий разряд конденсатора 4 происходит при большем напряжении. Переходный процесс продолжается до достижения на электрофильтре предпробивного напряжения. Спад импульса напряжения и параметры постоянных составляющих напряжения и тока на электрофильтре 8 формируются разрядом геометрической емкости электрофильтра за счет токов коронного разряда. Амплитудные и частотные значения импульсных составляющи х напряжения и тока на электрофильтре определяются устанавливаемым зазором между электродами неуправляемого искрового разрядника б, величиной индуктивности 7, сопротивлением резистора 9, емкостью конденсатора 4, выбираемых в зависимости от геометрической емкости электрофильтра 8, свойств пыли и технологических параметров очищаемого газа. При образовании в схеме генерирования импульсов обратной полярности последние через диод 5 проходят на землю, что исключает поддержание на поле электрофильтра напряжения обратной полярности и повышает эффективность работы электрофильтра.