Методы регулирования напряжения на электродах

В связи с непрерывным изменением температуры, влажности, запыленности и других параметров газового потока электрический режим работы электрофильтра непрерывно изменяется. Как следует из уравнения вольтамперной характеристики коронного разряда, связь между напряжением на электродах и током короны нелинейна и незначительное снижение рабочего напряжения (на 1 %) вызывает существенное уменьшение тока короны (на 5%), в результате чего понижается эффективность работы электрофильтра.

В современных агрегатах питания максимально возможное по условиям пробоя напряжение на электродах поддерживается автоматическим регулированием электрического режима работы электрофильтра, осуществляемого следующими методами: поддержанием напряжения на границе дугового пробоя; по заданному числу искровых разрядов; по максимальному среднему напряжению на электродах; по максимальной величине полезной мощности, потребляемой электрофильтром.

Основным недостатком ручного регулирования является поддержание на электродах напряжения, заниженного по сравнению с максимально возможным. Это объясняется тем, что нельзя достичь постоянного взаимного соответствия пробивного и рабочего напряжений в связи с частыми изменениями технологических параметров газового потока. Дежурный персонал, опасаясь пробоев и частых отключений, заведомо занижает рабочее напряжение, добиваясь спокойной работы электрофильтра, что, однако, сопровождается снижением эффективности. На крупных установках, где число агрегатов питания составляет несколько десятков, ручное регулирование особенно затруднено. Важным шагом вперед было создание автоматизированных агрегатов с поддержанием напряжения на границе дугового пробоя, с периодическим поиском возможного максимума. По этой системе напряжение на электродах автоматически плавно повышается до возникновения пробоя. В момент пробоя напряжение отключается на 0,5—3 с или резко снижается до величины, обеспечивающей гашение дуги. За время отключения напряжение автоматически снижается на небольшую величину, так чтобы при повторном включении не возникало дугового разряда. Далее напряжение вновь плавно поднимается до наступления пробоя, после чего опять следует отключение, и цикл повторяется (рис. 13.3).

Рис. 13.3. График регулирования напряжения на электродах электрофильтра с поиском возможного максимума. Принятые обозначения: U_пр— пробивное напряжение; Uр— рабочее напряжение.

При таком периодическом способе регулирования значительную часть времени электрофильтр работает в безыскровой зоне напряжения (рис. 13.4,а), в результате чего рабочее напряжение на электрофильтре ниже максимально возможного уровня. Между тем практика показала, что работа в зоне искровых разрядов возможна и безопасна до тех пор, пока они не переходят в устойчивый дуговой пробой. При работе в зоне искровых разрядов рабочее напряжение близко к максимально возможному и, следовательно, эффективность очистки наиболее высока. Установлено, что эффективность работы фильтра определяется числом искровых разрядов в минуту. Зависимость степени очистки от числа искровых разрядов представлена на рис. 13.4,6; кривая показывает, что наивыгоднейшим является 40—70 искровых разрядов в 1 мин. При большом числе искровых разрядов эффективность работы электрофильтра снижается из-за увеличения потерь мощности в режиме частых искровых пробоев. Кривая рабочего напряжения при 40—70 искровых разрядах в 1 мин подходит к кривой пробивных напряжений (рис. 13.4, в) ближе, чем при регулировании с периодическим поиском максимального напряжения на электродах.

Рис. 13.4. Регулирование напряжения на электродах электрофильтра по числу искровых разрядов: 1 — зоны безыскровых разрядов; 2 — зона искровых разрядов; 3 — зона дугового пробоя.

Недостатком системы регулирования по числу искровых разрядов является то, что она работает по заданному постоянному числу искровых разрядов. Однако оптимальная частота искровых разрядов меняется с изменением параметров газового потока и пробивной прочности межэлектродного промежутка, на которые система не реагирует.

Этого недостатка лишена экстремальная система регулирования вследствие поддержания максимального среднего напряжения на электродах. С повышением первичного напряжения трансформатора среднее значение напряжения на электродах сначала линейно возрастает, достигая максимума, а затем начинает убывать в результате роста интенсивности искровых разрядов. Максимальное среднее напряжение на электродах соответствует оптимальному числу искровых разрядов в межэлектродных промежутках электрофильтра. Поэтому поддержание на максимальном уровне значения среднего напряжения на электродах соответствует режиму работы электрофильтра при оптимальном числе искровых разрядов, меняющемся с изменением параметров газового потока в широких пределах. При экстремальной системе регулирования напряжения график регулирования аналогичен графику, представленному на рис. 13.4,в, с той разницей, что кривая рабочего напряжения еще более приближена к кривой пробойного напряжения.

Во всех случаях регулирование рабочего напряжения и выходного тока агрегата происходит за счет воздействия управ­ляющего сигнала на главный регулятор, в качестве которого применяют автотрансформаторы, индукционные регуляторы, магнитные усилители, а в последнее время тиристоры (управ­ляемые кремниевые диоды).