Система імпульсного електроживлення електрофільтрів для очищення різноімпедансних газових викидів

Реферат: Система імпульсного електроживлення електрофільтрів для очищення різноімпедансних газових викидів включає генератор високовольтних імпульсів з коротким фронтом для отримання стримерного коронного розряду, який містить джерело живлення, регулятор напруги, формувач імпульсів, високовольтний імпульсний трансформатор, який з'єднаний з електрофільтром, та мікропроцесорну систему керування генератором. Додатково система оснащена двома газовими аналізаторами, один з яких встановлений перед електрофільтром, а інший - за ним, додатковими генераторами високовольтних імпульсів з коротким фронтом для отримання стримерного коронного розряду, додатковими мікропроцесорними системами керування додатковими генераторами високовольтних імпульсів та загальною адаптивною системою керування усіма генераторами високовольтних імпульсів. При цьому загальна кількість генераторів високовольтних імпульсів дорівнює кількості вагомих складових різноімпедансних газових викидів. UA 95858 U (12) UA 95858 U UA 95858 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до електротехніки, а саме до систем електроживлення електрофільтрів для очищення шкідливих газових викидів, і може бути використана для ефективного очищення різноімпедансних газових сумішей екологічно небезпечних об'єктів та шкідливих промислових підприємств. Відомий генератор високовольтних імпульсів з наносекундним фронтом (дис. Н. Бойко, Научные основы создания электротехнологических установок для высоковольтных импульсных воздействий: дис. докт. техн. наук: 05.09.13: захищена, - Харьков, 2003, 564 с., див. рис. 4.27 на стор. 276), що містить джерело живлення (однофазний діодний випрямляч з ємнісним фільтром), формувач імпульсів та високовольтний імпульсний трансформатор, що з'єднаний з навантаженням. Ознаками, що збігаються з суттєвими ознаками корисної моделі, що заявляється, є такі: генератор високовольтних імпульсів, який містить джерело живлення, формувач імпульсів, високовольтний імпульсний трансформатор, який з'єднаний з електрофільтром (навантаженням). Основною причиною, що перешкоджає досягненню очікуваного технічного результату, є те, що не передбачено регулювання параметрів імпульсів генератора відповідно до складу різноімпедансних газових викидів. Найбільш близьким за сукупністю ознак до корисної моделі, що заявляється, є генератор високовольтних імпульсів з наносекундним фронтом для отримання стримерного коронного розряду (Пат. № 50169, Україна, МПК (2006.01) Н03К3/53, опубл. 25.05.2010, бюл. № 10), який містить джерело живлення, регулятор напруги, формувач імпульсів, високовольтний імпульсний трансформатор, який з'єднаний з електрофільтром (навантаженням), та мікропроцесорну систему керування генератором, що має прямі і зворотні зв'язки з регулятором постійної напруги і формувачем імпульсів та зворотні зв'язки з джерелом живлення та електрофільтром, а формувач імпульсів виконано у вигляді швидкодіючого транзисторного модуля. Ознаками, що збігаються з суттєвими ознаками корисної моделі, є наступні: генератор високовольтних імпульсів з коротким (наносекундним) фронтом для отримання стримерного коронного розряду, який містить джерело живлення, регулятор напруги, формувач імпульсів, високовольтний імпульсний трансформатор, який з'єднаний з електрофільтром, та мікропроцесорну систему керування генератором, що має прямі і зворотні зв'язки з регулятором постійної напруги і формувачем імпульсів, та зворотні зв'язки з джерелом живлення та електрофільтром. Основною причиною, що перешкоджає досягненню очікуваного технічного результату, є те, що не передбачено регулювання параметрів імпульсів генератора відповідно до складу різноімпедансних газових викидів. В основу корисної моделі поставлено задачу вдосконалення системи імпульсного електроживлення електрофільтрів для очищення різноімпедансних газових викидів шляхом введення нових елементів та зв'язків між ними і відомими, що дозволить здійснювати управління параметрами імпульсів генераторів високовольтних імпульсів відповідно до складу різноімпедансних газових викидів, і за рахунок цього підвищити ступінь деструкції різноімпедансних газових викидів небезпечних промислових об'єктів при знижених енерговитратах. Поставлена задача вирішується тим, що система імпульсного електроживлення електрофільтрів для очищення різноімпедансних газових викидів, що включає генератор високовольтних імпульсів з коротким фронтом для отримання стримерного коронного розряду, який містить джерело живлення, регулятор напруги, формувач імпульсів, високовольтний імпульсний трансформатор, який з'єднаний з електрофільтром, та мікропроцесорну систему керування генератором, що має прямі і зворотні зв'язки з регулятором постійної напруги і формувачем імпульсів та зворотні зв'язки з джерелом живлення та електрофільтром, згідно з корисною моделлю, яка оснащена двома газовими аналізаторами, один з яких встановлений перед електрофільтром, а інший - за ним, додатковими генераторами високовольтних імпульсів з коротким фронтом для отримання стримерного коронного розряду, додатковими мікропроцесорними системами керування додатковими генераторами високовольтних імпульсів та загальною адаптивною системою керування усіма генераторами високовольтних імпульсів, яка має прямі та зворотні зв'язки з усіма мікропроцесорними системами керування генераторами високовольтних імпульсів та зворотні зв'язки з газовими аналізаторами, причому загальна кількість генераторів високовольтних імпульсів дорівнює кількості вагомих складових різноімпедансних газових викидів. Розкриваючи причинно-наслідковий зв'язок між сукупністю суттєвих ознак системи, що заявляється, та технічним результатом, необхідно відзначити таке. 1 UA 95858 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Ознаки "…вона оснащена двома газовими аналізаторами, один з яких встановлений перед електрофільтром, а інший - за ним, додатковими генераторами високовольтних імпульсів з коротким фронтом для отримання стримерного коронного розряду, додатковими мікропроцесорними системами керування додатковими генераторами високовольтних імпульсів та загальною адаптивною системою керування усіма генераторами високовольтних імпульсів, яка має прямі та зворотні зв'язки з усіма мікропроцесорними системами керування генераторами високовольтних імпульсів та зворотні зв'язки з газовими аналізаторами, причому загальна кількість генераторів високовольтних імпульсів дорівнює кількості вагомих складових різноімпедансних газових викидів…" дозволяють попередньо проаналізувати склад різноімпедансних газових викидів та за кількістю визначених вагомих складових різноімпедансної газової суміші визначити загальну кількість генераторів високовольтних імпульсів з коротким фронтом для отримання стримерного коронного розряду та параметри імпульсів генераторів, що необхідні для деструкції визначених вагомих складових різноімпедансних газових викидів. Мікропроцесорні системи керування генераторами високовольтних імпульсів та загальна адаптивна система керування усіма генераторами високовольтних імпульсів дає змогу встановити оптимальний режим роботи всієї системи, що дозволить підвищити ступінь деструкції кожної з різноімпедансних визначених складових та всього газового потоку небезпечних промислових об'єктів при знижених енергозатратах. Блок-схема системи імпульсного електроживлення електрофільтрів для очищення різноімпедансних газових викидів наведена на кресленні. Система імпульсного електроживлення електрофільтрів для очищення різноімпедансних газових викидів складається з генератора високовольтних імпульсів з коротким фронтом для отримання стримерного коронного розряду 1 (Г1), додаткових генераторів високовольтних імпульсів з коротким фронтом для отримання стримерного коронного розряду 2 (Г2-ГN), мікропроцесорної системи керування 3 (СК1) генератором високовольтних імпульсів 1, додатковими мікропроцесорними системами керування 4 (СК2-CKN) додатковими генераторами високовольтних імпульсів 2, двома газовими аналізаторами 5 та 6 та загальною адаптивною системою керування 7 (ЗАСК) усіма генераторами високовольтних імпульсів. Генератори високовольтних імпульсів з коротким фронтом для отримання стримерного коронного розряду 1, 2 містять джерело живлення 8, регулятор напруги 9, формувач імпульсів 10, високовольтний імпульсний трансформатор 11, який з'єднаний з електрофільтром 12. При цьому загальна кількість генераторів високовольтних імпульсів дорівнює кількості вагомих складових різноімпедансних газових викидів. Мікропроцесорні системи керування 3, 4 генераторами високовольтних імпульсів 1 мають прямі і зворотні зв'язки з відповідними регулятором постійної напруги 9 і формувачем імпульсів 10 та зворотні зв'язки з відповідними джерелом живлення 8 та електрофільтром 12 через датчик струму 13. Газовий аналізатор 5 встановлено перед електрофільтром 12, а газовий аналізатор 6 - за ним. Загальна адаптивна система керування 7 усіма генераторами високовольтних імпульсів має прямі 14 та зворотні 15 зв'язки з усіма мікропроцесорними системами керування (3, 4) генераторами високовольтних імпульсів (1, 2) та зворотні зв'язки 16 з газовими аналізаторами (5, 6). Електрофільтр 12 являє собою електродну систему, через яку проходять газові викиди, деструкцію яких забезпечує коронний об'ємний розряд, що виникає у міжелектродному просторі електродної системи. Система імпульсного електроживлення електрофільтрів для очищення різноімпедансних газових викидів працює наступним чином. Попередньо загальна адаптивна система керування усіма генераторами високовольтних імпульсів 7 отримує з аналізаторів 5 та 6 по зворотним каналам зв'язку 16 інформацію про кількість вагомих складових, що мають різний імпеданс в загальному об'ємі різноімпедансних газових викидів. Згідно зі способом деструкції різноімпедансних газових викидів небезпечних промислових об'єктів (Пат. № 90293, Україна, МПК (2013.01) B01D53/32, С10К1/00, H01T19/00, опубл. 26.05.2014, бюл. № 10) загальна адаптивна система керування 7 за закладеним алгоритмом подає керуючі сигнали на системи керування 3, 4 генераторів, які підключають необхідну кількість генераторів високовольтних імпульсів 1, 2, яка дорівнює загальній кількості вагомих складових різноімпедансних газових викидів, що виявлені аналізаторами 5, 6. Частоту слідування і форму імпульсу кожного з генераторів високовольтних імпульсів 1, 2 для деструкції певної вагомої складової газових викидів визначають за залежністю: fn  k фіn 1/ Tpn , 2 UA 95858 U 5 10 15 20 25 де fn - частота слідування високовольтних високочастотних імпульсів відповідного джерела живлення генератора високовольтних імпульсів; - коефіцієнт форми імпульсу відповідного джерела живлення генератора k фіn високовольтних імпульсів; Tpn - період розрядного струму у газовому середовищі, що відповідає умовам деструкції певної вагомої складової різноімпедансних газових викидів. Потім загальна адаптивна система керування усіма генераторами високовольтних імпульсів 7 подає на підключені системи керування 3, 4 генераторів необхідні керуючі сигнали, які забезпечують генерування високовольтних імпульсів з параметрами (частота проходження та форма імпульсу), що необхідні для деструкції кожної з вагомих складових різноімпедансних газових викидів, що визначені аналізаторами 5, 6. В процесі роботи відбувається деструкція вагомих складових різноімпедансних газових викидів, відповідно змінюється склад газових викидів. Завдяки наявності зворотного зв'язку 16 від аналізаторів 5, 6 в загальну адаптивну систему керування 7 надходять сигнали, які опрацьовуються відповідно до закладеного алгоритму. При цьому загальна адаптивна система керування 7 генерує керуючі сигнали, які подаються до мікропроцесорних систем керування 3, 4 генераторами високовольтних імпульсів 1, 2 та корегують довжину і частоту проходження високовольтних імпульсів відповідно до поточного складу газових викидів. Наявність зв'язку, що забезпечує корегування довжини та частоти проходження високовольтних імпульсів відповідно до поточного складу газових викидів, дає змогу вести ефективну деструкцію усіх вагомих складових газових викидів протягом всього процесу обробки та дозволяє раціонально використовувати енергію для деструкції різних видів різноімпедансних газових викидів і забезпечити європейські вимоги до норм викидів газових сумішей екологічно небезпечних об'єктів, незважаючи на їх склад. Таким чином, використання системи імпульсного електроживлення електрофільтрів для очищення різноімпедансних газових викидів дозволить здійснювати управління параметрами імпульсів відповідно до складу різноімпедансних газових викидів та підвищити ступінь деструкції різноімпедансних газових викидів небезпечних промислових об'єктів при знижених енергозатратах. 30 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 35 40 45 Система імпульсного електроживлення електрофільтрів для очищення різноімпедансних газових викидів, що включає генератор високовольтних імпульсів з коротким фронтом для отримання стримерного коронного розряду, який містить джерело живлення, регулятор напруги, формувач імпульсів, високовольтний імпульсний трансформатор, який з'єднаний з електрофільтром, та мікропроцесорну систему керування генератором, що має прямі і зворотні зв'язки з регулятором постійної напруги і формувачем імпульсів, та зворотні зв'язки з джерелом живлення та електрофільтром, яка відрізняється тим, що вона оснащена двома газовими аналізаторами, один з яких встановлений перед електрофільтром, а інший - за ним, додатковими генераторами високовольтних імпульсів з коротким фронтом для отримання стримерного коронного розряду, додатковими мікропроцесорними системами керування додатковими генераторами високовольтних імпульсів та загальною адаптивною системою керування усіма генераторами високовольтних імпульсів, яка має прямі та зворотні зв'язки з усіма мікропроцесорними системами керування генераторами високовольтних імпульсів та зворотні зв'язки з газовими аналізаторами, причому загальна кількість генераторів високовольтних імпульсів дорівнює кількості вагомих складових різноімпедансних газових викидів. 3 UA 95858 U Комп’ютерна верстка В. Мацело Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 4