Пристрій для імпульсного живлення електрофільтра

УКРАЇНА (19) UA,.,> 20804 (13) (5і)б В 03 С 3/66 ОПИС ДО ПАТЕНТУ ДЕРЖАВНЕ ПАТЕНТНЕ ВІДОМСТВО НА ВИНАХІД без проведення експертизи по суті на підставі Постанови Верховної Ради України IV* 3769-ХІІ від 23 XII 1993 р Публікується в редакції заявника (54) ПРИСТРІЙ ДЛЯ ІМПУЛЬСНОГО ЖИВЛЕННЯ ЕЛЕКТРОФІЛЬТРА 1 (21)95062872 (22) 19.06.95 (24)07.10.97 (46) 27.02.98. Бюл. № 1 (47)07.10.97 (72)(73) Папирін Анатолій Федорович (57) Устройство для импульсного питания электрофильтра, содержащее трансформатор, в первичную обмотку которого включен регулирующий семистор (тиристор), а вторичная оомотка подключена к вылрямителю с конденсатором на стороне постоянного то ка и через коммутатор и индуктивность подключена к электрофильтру, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что в качестве конденсатора использован емкостной делитель напряжения, промежуточная точка которого выведена через диод, подключенный к выходу коммутатора, полярностью противоположной полярности напряжения, подаваемого на вход электрофильтра, а в качестве коммутатора используется неуправляемый искровой разрядник с изменяемым расстоянием между электродами, причем последовательно с индуктивностью включен резистор. с > Изобретение относится к устройствам импульсной электрической очистки газов от пыли, может быть использовано в металлургической, цементной, химической и других отраслях промышленности, а также в теплоэнергетике и позволит- повысить степень очистки газов. Известно устройство для импульсного питания электрофильтра [Авт. св. № 1428474, кл. В 03 С 3/68. опублик. 1988], работающее по принципу разряда накопительного конденсатора через электронный ключ, индуктивность иа электрофильтр, с включенным 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, 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. № 575629, кл. В 03 С 3/66, опублик. 1977]. Недостаток известного устройства заключается в сложности, обусловленной тем, что секционированный тиристор должен ю о 00 о 4 20804 быть рассчитан на высокое напряжение более 80 кВ, что усложняет его конструкцию и конструкцию всего устройства, а все высоковольтные устройства составлены из низковольтных (на 1-2 кВ) компонентов (секций). 5 Кроме того, при выбранной схеме питания, на электрофильтре отсутствует управляемая постоянная составляющая напряжения питания, что существенно снижает эффективность импульсного режима. 10 Задачей предлагаемого изобретения является упрощение конструкции устройства для импульсного питания электрофильтра за счет уменьшения числа низковольтных компонентов секционированных тиристоров до 15 одного компонента, повышение эффектив-, ности работы электрофильтра за счет использования комбинированного режима питания с управляемыми величинами постоянной и импульсной составляющей напря- 20 жения, увеличения ресурса коммутатора путем уменьшения среднего тока через него. Решение задачи достигается в предлагаемом устройстве, содержащем трансфер- 25 матор, в первичную обмотку которого включен регулирующий семистор (тиристор), а вторичная обмотка подключена к выпрямителю с конденсатором на стороне постоянного тока, которая через коммутатор 30 и индуктивность подключена к электрофильтру, согласно изобретению в качестве конденсатора использован емкостной делитель напряжения, промежуточная точка которого выведена через диод, подключенный к выхо- 35 ду коммутатора, полярностью противоположной полярности напряжения, подаваемого на вход электрофильтра, а в качестве коммутатора использован неуправляемый искровой разрядник с изменяемым 40 расстоянием между электродами, причем последовательно с индуктивностью включен резистор. Сопоставительный анализ заявляемого решения с прототипом показывает, что заяв- 45 ляемое устройство отличается от известного рядом отличительных признаков. Существенным отличительным признаком является то, что в качестве коммутатора в схеме генерирования высоковольтных од- 50 нополярных импульсов используется неуправляемый искровой разрядник. Использование неуправляемого искрового разрядника в цепи разряда накопительного конденсатора на емкость электрофильтра 55 позволяет устанавливать разрядник с напряжением пробоя разрядника значительно ниже напряжения питания электрофильтра. При питании электрофильтра постоянным напряжением, например 50 кВ, при установ ке неуправляемого искрового разрядника с напряжением пробоя 10 кВ, при котором происходит пробой разрядника, в момент включения источника питания происходит заряд накопительного конденсатора до напряжения 10 кВ, при котором происходит пробой разрядника и разряд конденсатора на электрофильтр. Происходит зарядка поля электрофильтра до некоторого напряжения в импульсном режиме. После чего происходит его разрядка за счет токов утечки. Электрофильтр разряжается медленнее, чем происходит зарядка конденсатора и, вследствие этого, на выходе разрядника поддерживается некоторый потенциал, уже относительно которого пробивное напряжение на разряднике 10 кВ будет достигнуто при более высоком напряжении зарядки конденсатора. Переходный процесс будет продолжаться до тех пор, пока напряжение на электрофильтре не достигнет лредпробивного напряжения, соответствующего значению напряжения при импульсном питании. Таким образом, использование неуправляемого искрового разрядника, с напряжением пробоя значительно ниже 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 разрядника позволяет выбирать амплитуду импульсной составляющей напряжений 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 устанавливать длительность импульсов и амплитуду тока короткого замыкания электрофильтра и предупредить разрушение искрового разрядника. Существенным отличительным признаком является то, что в качестве конденсатора использован емкостной делитель напряжения, промежуточная точка которого выведена через диод, подключенный к выходу коммутатора, полярностью противопо? ложной полярности напряжения, подаваемого на вход электрофильтра. Использование в качестве конденсатора емко 20804 стного делителя напряжения с промежуточной точкой, выведенной на вход электрофильтра, позволяет поддерживать заданную величину постоянной составляющей напряжения на электрофильтре при заданной ве- 5 личине импульсной составляющей напряжения, что существенно повышает эффективность работы электрофильтра. Подключение промежуточной точки емкостного делителя на вход электрофильтра через ди- 10 од с указанной полярностью позволяет исключить разряд конденсатора через искровой разрядник самого на себя. Таким образом, совокупность указанных признаков обеспечивает достижение 15 положительного эффекта - упрощение конструкции устройства, повышение эффективности работы электрофильтра за счет возможности поддержания заданной величины постоянной составляющей напряже20 ния, подаваемого на электроды электрофильтра, при заданной величине импульсной составляющей напряжения, увеличение ресурса искрового разрядника за счет того, что только часть среднего тока прохо- 25 дит через него, кроме того, в силу малости внутреннего сопротивления искрового разрядника в проводящем состоянии, достигается возможность получения коротких (1 мкс и менее) импульсов напряжения с высокой 30 скоростью нарастания переднего фронта импульса напряжения, недостижимой при использовании других типов коммутаторов, что повышает эффективность улавливания пыли, а заявляемое устройство соответству- 35 ет критериям изобретения "новизна" и "положительный эффект". На основании анализа научно-технической литературы и патентных исследований совокупность отличительных признаков за- 40 являемого технического решения, обеспечивающего положительный эффект, не обнаружена, следовательно, заявляемое техническое решение соответствует критерию "существенные отличия". 45 На чертеже приведена схема устройства для импульсного питания электрофильтра. Устройство содержит трансформатор 1, регулирующий семистор 2, вторичную обмотку трансформатора, подключенную к вы- 50 прямителю 3, с конденсатором на стороне постоянного тока 4, выполненного в виде емкостного делителя напряжения, промежуточная точка которого выведена через диод 5, подключенный к выходу искрового неуп- 55 равляемого разрядника с изменяемым расстоянием между электродами 6, на вход электрофильтра 7, через индуктивность 8 и последовательно соединенный резистор 9, причем полярность подключения диода выбирается противоположной полярности напряжения, подаваемого на вход электрофильтра. Устройство работает следующим образом. При включении трансформатора 1, с регулирующим семистором 2 в первичной обмотке, происходит зарядка конденсатора 4 выпрямленным напряжением через выпрямитель 3. Часть напряжения, снимаемая с конденсатора, выполненного в виде емкостного делителя напряжения, через диод 5 подается непосредственно на вход электрофильтра 7 через последовательно соединенные индуктивность 8 и резистор 9. При достижении между входом и выходом неуправляемого искрового разрядника 6 разности напряжения равной пробивному напряжению разрядника последний срабатывает и происходит разряд конденсатора 4 через индуктивность и резистор на геометрическую емкость электрофильтра, на которой всегда поддерживается часть напряжения конденсатора 4 в виде постоянной составляющей. Импульсная составляющая напряжения, генерируемая разрядником 6. накладывается на постоянную составляющую напряжения на электро фильтре. Это обеспечивает высокую эффективность работы электрофильтра. Диод, подключенный от промежуточной точки емкостного делителя напряжения на вход электрофильтра, полярностью противоположной полярности напряжения, подаваемого на вход электрофильтра, обеспечивает подачу постоянного напряжения на поле электрофильтра и не позволяет конденсатору разряжаться на себя. Амплитудные и частотные значения импульсных и постоянных составляющих напряжения и тока на электрофильтре 7 определяются устанавливаемым зазором между электродами неуправляемого искрового разрядника 6, величиной индуктивности 8, сопротивлением резистора 9, емкостью плеч конденсатора 4, как емкостного делителя напряжений, выбираемых в зависимости от геометрической емкости электрофильтра, свойств пыли и технологических параметров очищаемого газа. 20804 2 Упорядник Замовлення 4403 Техред М.Келемеш Коректор М. Самборска Тираж Підписне Державне патентне відомство України, 254655, ГСП, КиТв-53, Львівська пл., 8 Відкрите акціонерне товариство "Патент", м. Ужгород, вул.Гагаріна. 101