專利名稱：估計esp含塵量的方法及控制esp振打的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種控制靜電除塵器的至少一個集塵電極板的振 打的方法。而且，本發(fā)明涉及一種估計靜電除塵器的至少 一 個集塵電極板 上存在的塵埃粒子的當(dāng)前負(fù)荷的方法。本發(fā)明還涉及一種用于控制靜電除塵器的至少一個集塵電極 板的振打的裝置。而且，本發(fā)明還涉及一種用于估計控制靜電除塵器的至少一個 集塵電極板上的塵埃粒子負(fù)荷的裝置。
背景技術(shù)：
煤、石油、工業(yè)廢棄物、生活垃圾、泥炭、生物質(zhì)等燃燒產(chǎn)生 的煙氣中含有的塵埃粒子通常稱作飛塵(flyash)。塵埃粒子要排放到環(huán) 境空氣需要將其保持在低水平，因此在煙氣排放到環(huán)境空氣之前通常用 靜電除塵器(ESP)類型的過濾器來收集煙氣中的塵埃粒子。至少在文獻(xiàn) US 4,502,872中公開的ESP配備有放電電極和集塵電極板。放電電極給 塵埃粒子充電，然后在集塵電極板處收集塵埃粒子。偶爾要振打集塵電 極板，使收集的塵埃從板上脫落，掉到灰斗中，可以將塵埃從灰斗運(yùn)送 到填埋場進(jìn)行處理或進(jìn)行其它處理。清潔氣體通過煙囪排放到環(huán)境空氣 中。ESP具有將放電電極和集塵電極封裝起來的外殼，外殼作為煙 氣通道，煙氣通過煙氣通道從煙氣入口經(jīng)過放電電極和集塵電極流到煙 氣出口。 ESP的外殼內(nèi)可以包含幾個串聯(lián)連接的獨立單元，這些單元也 被稱為"區(qū)(field)，，。在WO 91/08837中可以找到這類例子，其中描 述了三個串聯(lián)連接的獨立區(qū)。而且，這些區(qū)中的每個區(qū)都可以被劃分成 幾個并行單元，這些單元通常被稱作室(cell)或母分段(bus-section)。 可以獨立于其它母分段在振打、功率等方面控制每個這類母分段。由于越來越嚴(yán)格要求從ESP排放的塵埃粒子排放非常低，所
5以必須在ESP的外殼內(nèi)使用更多數(shù)目的并行區(qū)，以便非常有效地去除ESP 中的塵埃粒子。盡管增加區(qū)的數(shù)量可有效降低排放，但是這也會增加ESP 的投資和運(yùn)營成本。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的 一個目的是提供一種可以以提高集塵電極板的去除 能力方式來控制靜電除塵器(ESP)的方法?？梢岳迷黾尤コ芰Φ暮?處，使得可以用最小體積的ESP來滿足對于低塵埃粒子排放的更加嚴(yán)格 的要求，即關(guān)于集塵電極的數(shù)目，集塵電極大小等，串聯(lián)區(qū)的數(shù)目最小， 和/或ESP中的停留時間最短，和/或最小集塵電極面積，和/或更小的區(qū)， 并且還用來提高現(xiàn)有ESP的塵埃去除效率。該目的是通過一種控制靜電除塵器的至少 一 個集塵電極板的 振打的方法來達(dá)到的，該方法的特征在于
利用電源將電壓施加到所述至少一個集塵電極板和至少一個放電電 極之間，
測量所述至少 一 個集塵電極板和所述至少 一 個放電電極之間的火花 率(sparking rate), 以及
使用所測火花率控制所述至少一個集塵電極板的振打。 [OOIO]該方法的優(yōu)點是只有在需要時即當(dāng)所述至少一個集塵電極板
收集塵埃粒子的能力變低時才啟動或開始振打事件，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)這種降低 的能力與增加的火花率相互關(guān)聯(lián)。由于在每次振打事件中會排放(重新
夾帶(re-entrained))之前已經(jīng)收集到集塵電極板上的一些塵埃粒子，所 以太頻繁啟動振打事件會導(dǎo)致振打裝置磨損增加，還會導(dǎo)致塵埃粒子排 放增加。由于過多火花造成電壓降低，降低的電壓降低了收集塵埃粒子 并對其充電的效率，所以過少地啟動振打事件會導(dǎo)致塵埃粒子排放增加。 通過本發(fā)明的方法，可以對振打進(jìn)行控制，從而避免或者至少減少塵埃 粒子排放增加和振打裝置磨損這些問題。根據(jù)一個優(yōu)選實施例，使用所測火花率控制所述至少一個集塵 電極板的振打的步驟進(jìn)一步包括相對于所選控制火花率調(diào)節(jié)啟動振打事 件的時間點。該實施例的一個優(yōu)點是可以選擇與降低的去除塵埃粒子的 能力的觀察結(jié)果一致的控制火花率，觀察結(jié)果例如塵埃粒子排放的實際 測量值。因此所選控制火花率是相對于所述至少一個集塵電極板去除另外的塵埃粒子的能力可以認(rèn)為所述至少一個集塵電極板為"滿(foil)" 的那個火花率。根據(jù)一個實施例，當(dāng)所測火花率達(dá)到所選控制火花率時，控制 所述至少一個集塵電極板，使其振打出現(xiàn)。該實施例的優(yōu)點是提供了一 種簡單控制法，使得每當(dāng)認(rèn)為所述至少一個集塵電極板為"滿"時能夠 啟動振打事件。根據(jù)另一實施例，調(diào)節(jié)振打率，使得所選控制火花率和開始所 述集塵電極板的振打時所測火花率之間的差最小。許多已知振打方法利 用一定的振打率，即每小時啟動一定次數(shù)的振打事件。通過本發(fā)明的方 法，可以使已知方法升級，使得優(yōu)選連續(xù)地調(diào)節(jié)振打率，或者周期性地 調(diào)節(jié)振打率，以便每當(dāng)火花率基本等于所選控制火花率時啟動振打事件。 以這種方式提供的振打控制方法可以與已知方法合并，或者可以作為單 獨的方法，其中相對于所述至少一個集塵電極板上的塵埃粒子負(fù)荷在需 要時啟動振打。本發(fā)明的另一個目的是提供一種估計靜電除塵器(ESP)的至 少 一 個集塵電極板上的塵埃粒子的當(dāng)前負(fù)荷的方法。該目的是通過一種估計靜電除塵器的至少一個集塵電極板上 存在的塵埃粒子的當(dāng)前負(fù)荷的方法達(dá)到的，該方法的特征在于
利用電源將電壓施加到所述至少一個集塵電極板和至少一個放電電 極之間，
測量所述至少 一個集塵電極板和所述至少一個放電電極之間的火花 率，以及
使用所測火花率估計所述至少一個集塵電極板上的塵埃粒子負(fù)荷。
該方法的優(yōu)點是提供了一種對所述至少一個集塵電極板是否 為"滿"進(jìn)行估計的簡單但有效的方法。與其它諸如利用負(fù)載傳感器(load cell)測量含塵量(也稱塵埃負(fù)荷)的測量方法不同，本發(fā)明的方法不需 要許多額外設(shè)備，只利用ESP中已有的集塵電極和放電電極作為傳感器。 而且，本發(fā)明的方法可以不需要給出所述至少一個集塵電極板上的塵埃 粒子荷載的千克數(shù)，只給出相對于塵埃的電特性、煙氣特性等塵埃粒子 負(fù)荷與所述集塵電極板在ESP的目前操作狀態(tài)下可以承載的負(fù)荷的關(guān) 系。這提供了 一種對所述至少一個集塵電極板上的塵埃荷載更加靈敏的 估計， 一種對ESP中的實際操作狀態(tài)靈敏的估計。200
該目的是通過一種用于控制靜電除塵器的至少一個集塵電極 板的振打的裝置達(dá)到的，所述裝置的特征在于包括
所述至少一個集塵電極板，至少一個放電電極以及用于將一電壓施 加到所述至少一個集塵電極板和所述至少一個放電電極之間的電源，
測量裝置，適于測量所述至少一個集塵電極板和所述至少一個放電 電極之間的火花率，以及
控制裝置，其適于使用所測火花率控制所述至少一個集塵電極板的 振打。該裝置的優(yōu)點是它包括所述至少一個集塵電極板和所述至少 一個放電電極，這兩者都用作負(fù)載傳感器，還用作用于收集塵埃粒子的 ESP裝置。因此，由于利用ESP中已經(jīng)安裝的設(shè)備來檢測火花率，然后 用火花率來在相對于所述至少一個集塵電極板上的塵埃粒子負(fù)荷在需要 時才啟動振打事件的方式來控制振打，所以該裝置需要較少的額外設(shè)備。本發(fā)明的另一目的是提供一種用于估計靜電除塵器(ESP)的 至少 一個集塵電極板上的塵埃粒子的當(dāng)前負(fù)荷的裝置。該目的是通過一種用于估計靜電除塵器的至少一個集塵電極 板上當(dāng)前的塵埃粒子負(fù)荷的裝置來達(dá)到的，所述裝置的特征在于包括
所述至少一個集塵電極板，所述至少一個放電電極以及用于將一電 壓施加到所述至少 一個集塵電極板和所述至少 一個放電電極之間的電 源，
測量裝置，適于測量所述至少一個集塵電極板和所述至少一個放電 電極之間的火花率，以及
估計裝置，其適于使用所測火花率估計所述至少一個集塵電極板上 的塵埃粒子負(fù)荷。該裝置的優(yōu)點是它提供了 一種對所述至少 一 個集塵電極板是 否為"滿"的簡單但有效的估計。該裝置利用ESP中已有的集塵電極板 和放電電極作為傳感器，從而降低了投資成本。而且，通過說明書和權(quán)利要求書，本發(fā)明的目的和特征是顯而 易見的。


參照附圖將更加詳細(xì)地描述本發(fā)明，附圖中圖l是橫截面圖，顯示了從側(cè)面觀察的靜電除塵器。圖2是俯視圖，顯示了從上面觀察的靜電除塵器。圖3是俯視圖，圖示了靜電除塵器的控制系統(tǒng)。圖4是火花率和塵埃粒子排放的圖解說明。圖5是根據(jù)第一實施例由火花率控制的振打的圖解說明。圖6是根據(jù)第二實施例由火花率控制的振打的圖解說明。圖7是流程圖，說明了兩個連續(xù)母分段的振打的控制。圖8a是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的振打控制的塵埃粒子排放的圖解說明。圖8b是在根椐圖7的流程圖控制振打時塵埃粒子排放的圖解 說明。圖9是流程圖，說明了在另一連續(xù)母分段中的振打控制。
圖IO是流程圖，說明了根據(jù)一個可替代實施例兩個連續(xù)母分 段的振打的控制。圖ll是側(cè)視圖，顯示了從側(cè)面觀察的靜電除塵器。
具體實施例方式圖1示意性顯示了從側(cè)面橫截面方向觀察的靜電除塵器(ESP) 1。圖2顯示了從上面觀察的相同的靜電除塵器1。除塵器1具有煙氣4 的入口 2和煙氣8的出口 6，煙氣4中含有塵埃粒子，煙氣8中已經(jīng)去除 了大多數(shù)塵埃粒子。例如煙氣4可以來自其中燒煤的鍋爐。除塵器l具 有外殼9，外殼9中提供了第一區(qū)10、第二區(qū)12、第三區(qū)也就是最后一 個區(qū)14。每個區(qū)10、 12、 14都具有為本領(lǐng)域已知的例如美國專利號4， 502, 872的放電電極和集塵電極板，該專利作為引用被并入本文。從圖2中可清楚看出，每個區(qū)10、 12、 14都被劃分為兩個被 稱作母分段的平行獨立單元。母分段被定義為具有至少一個集塵電極板、
至少一個放電電極和用于給集塵電極板(可為多個)和放電電極(可為 多個)之間施加電壓的至少一個電源。因此，區(qū)10具有母分段16和平 行母分段18，區(qū)12具有母分段20和平行母分段22，區(qū)14具有母分段24和平行母分段26。母分段16、 18、 20、 22、 24、 26都具有如圖1所示的放電電 極28和如圖1所示并在圖2的虛線中標(biāo)出的集塵電極板30。母分段16-22 都分別配備有整流器32、 34、 46、 38、 40、 42形式的獨立電源，其對特 定的母分段16-26的放電電極28和集塵電極板30之間施加電流和電壓。 當(dāng)煙氣4通過放電電極28時，塵埃粒子會被充電，朝集塵電極板30移 動，塵埃粒子在集塵電極板30被收集。母分段16-26分別配備有各自的 振打裝置44、 46、 48、 50、 52、 54，每個振打裝置都可操作以去除母分 段16-26各自的集塵電極板30所收集的塵埃。這種被稱作滾磨錘 (tumbling hammer)的振打裝置的一個非限制性例子可在美國4, 526, 591中得到。每個振打裝置44-54都包括適于振打與其關(guān)聯(lián)的各自一個集 塵電極板30的上游端的第一組錘子，在圖1中只顯示了每個振打裝置的 一個錘子56。每個振打裝置44-54都包括適于振打與其關(guān)聯(lián)的各自一個 集塵電極板30的下游端的第二組錘子，在圖1中只顯示了每個振打裝置 的一個錘子58。每個振打裝置44-54都包括如圖2所示適于操作第一組 錘子即錘子56的第一馬達(dá)60,和如圖2中所示的適于操作第二組錘子即 錘子58的第二馬達(dá)62。當(dāng)執(zhí)行振打時，集塵電極板30被錘子56、 58擊 打而被加速，使得塵埃從集塵電極板30成塊掉落。集塵電極板30的振 打因此導(dǎo)致集塵電極板30上收集的塵埃粒子被釋放，并被收集在如圖1 所示的灰斗64中，收集的塵埃粒子從灰斗被運(yùn)送走。然而，在母分段16-26 的集塵電極板30的振打過程中，被振打的母分段的集塵電極板30上以 前收集的塵埃中有一些重新夾帶有煙氣4，煙氣8離開被討論的母分段。 因此，根據(jù)振打哪一母分段16-26,何時以及如何振打那一母分段16-26, 以及ESP的其它母分段的條件如何，每一次振打都會產(chǎn)生塵埃排放高峰， 高峰的大小可以從大的到幾乎不可檢測的?？梢圆煌绞酵瓿蓪δ阜侄?16-26的集塵電極板30的清潔。每次振打母分段16-26的集塵電極板30 都可以稱作"振打事件"，其通常會持續(xù)大約10秒到4分鐘，通常為10-60 秒?？梢砸圆煌绞?、不同間隔執(zhí)行振打事件。在這方面，可以改變的 一個參數(shù)是電流狀況，即特定母分段16-26中的整流器32-42在振打事件 中是給電極28、集塵電極板30施加電流，還是不施加電流。如果在集塵 電極板30的振打過程中施加電流，則微粒粘在集塵電極板30上的能力 會比在振打過程中不施加電流的情況更高。如果在振打集塵電極板30時施加電流，則一些塵埃塊會粘在集塵電極板上，所以盡管塵埃粒子的重
新夾帶很小，但與不施加電流，或者施加諸如5%的額定電流的很少電流 振打集塵電極板30的情況相比，在振打事件結(jié)束時，集塵電極板30仍 然不是"清潔的，，。在振打過程中如何可以改變電壓狀況的一個例子在 WO 97/41958中有描述。可以改變的另 一參數(shù)是是否在相同的場合下用 第一組錘子即錘子56和第二組錘子即錘子58來進(jìn)行振打，或者只用錘 子56、 58中的一個來進(jìn)行振打。錘子56、 58振打集塵電極板30的次數(shù) 也會影響在振打事件過程中集塵電極板30上被去除的塵埃粒子的多少。 因此，有許多振打集塵電極板30的方式，每種振打方式從集塵電極板30 去除的塵埃粒子的量略有不同，并且如下文所示分散在煙氣中并以清潔 的煙氣8離開母分段或者甚至是除塵器1的塵埃粒子的量也略有不同。圖3顯示控制靜電除塵器1操作的控制系統(tǒng)66?？刂葡到y(tǒng)66 包括六個控制單元68、 70、 72、 74、 76、 78以及形式為中央處理計算機(jī) 80的控制裝置。每個母分段16-26分別配備有單獨的控制單元68、 70、 72、 74、 76、 78?？刂茊卧?8-78控制被討論的母分段16-26的相應(yīng)整流 器32-42的操作。這種控制包括控制所提供的電壓/電流并對火花放電的 次數(shù)進(jìn)行計數(shù)。"火花放電(spark-over)"定義為由于放電電極和集塵 電極板之間的電壓超過這兩個電極之間的間隙的絕緣強(qiáng)度使得放電電極 和集塵電極板之間出現(xiàn)火花的情況。在火花放電的情況下，電極接地， 使得消耗掉系統(tǒng)中可用的電源。結(jié)果，電極之間的電壓暫時降到0伏， 這對集塵電極板的收集能力是有害的。在火花放電后，控制單元68-78 降低電壓，然后重新開始增加電壓。母分段16-26各自的控制單元68-78 還控制各母分段16-26的相應(yīng)振打裝置44-54的操作。如上所述，這種控 制包括振打集塵電極板30的時間和方式。中央處理計算機(jī)80對控制單 元68-78進(jìn)行控制，從而控制整個靜電除塵器1的操作。根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)，在預(yù)設(shè)時間間隔控制集塵電極板30使其振打 出現(xiàn)。由于在第一區(qū)10的母分段16和18上收集的塵埃粒子比在第三最 后區(qū)14的母分段24和26上收集的塵埃粒子的量更大，所以該預(yù)設(shè)時間 間隔對于不同的母分段16-26是不同的。因此，根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)，作為例子， 對第一區(qū)10每5分鐘執(zhí)行一次振打，對于第二區(qū)12每30分鐘執(zhí)行一次 振打，對于最后的一個區(qū)14每12小時執(zhí)行一次振打。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)這種類 型的控制不是最優(yōu)的，會增加塵埃粒子排放，增加功耗。
本發(fā)明提供了 一種控制靜電除塵器的振打的新的有創(chuàng)造性的方法。根據(jù)本發(fā)明的一個方面，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)可以檢測母分段16-26的集塵電極板30收集的塵埃粒子量什么時候達(dá)到需要進(jìn)行振打的程度，以便不會損害被討論的母分段16-26的塵埃粒子去除能力。因此，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)可以檢測母分段16-26的集塵電極板30何時是滿的，需要振打。圖4是對來自母分段16的塵埃粒子EM的排放與自母分段16的集塵電極板30之前被振打起過去的時間TR相互關(guān)聯(lián)的圖解說明，塵埃粒子是用曲線EC說明的。參照圖4可以看出，如圖4的右邊y軸所圖示的，當(dāng)集塵電極板30剛剛被振打之后(TR=0),塵埃粒子EM的排放以非常低的水平開始，然后隨著集塵電極板30被塵埃粒子越來越多地填充，會逐漸增加。因此，曲線EC表示母分段16的集塵電極板30上已經(jīng)收集的塵埃粒子的量的間接測量值，即曲線EC間接地表示母分段16的集塵電極板30上塵埃粒子的當(dāng)前荷載與自集塵電極板30的振打起的時間之間的關(guān)系。在圖4中，與塵埃粒子EC的某個當(dāng)前排放相對應(yīng)的的塵埃粒子的被標(biāo)示為"LOAD"當(dāng)前荷載在x軸的下部給出以三個離散水平給出"幾乎是空的(Almost empty)","半滿(half-fill)"和"幾乎是滿的(Almost fill)"。顯然，當(dāng)塵埃粒子排放快速增加時，即TRl之后的一段時間，所關(guān)心的是啟動振打事件。但是，只在每個單獨的母分段16-26后測量塵埃粒子排放花費(fèi)大，因此，基于母分段16之后所測量的塵埃粒子排放來控制振打并不是一種有吸引力的控制原理。利用例如母分段16的集塵電極板30上的負(fù)荷傳感器(loadcell)測量實際的含塵量的千克數(shù)也是昂貴的，困難的。根據(jù)本發(fā)明第一方面的一個實施例，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)， 一個母分段例如母分段16中的火花率，即每個時間單位的火花放電次數(shù)可用來控制該母分段例如母分段16的振打。而且，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，所述一個母分段，例如母分段16的火花率與曲線EC相互關(guān)聯(lián)，即與該母分段的塵埃粒子排放相互關(guān)聯(lián)。因此，如本文后面部分描述的，可以將所測量的當(dāng)前火花率作為母分段16的當(dāng)前塵埃粒子排放的間接測量值。由于塵埃粒子排放EC間接地表示集塵電極板30上的塵埃粒子荷載，所以所測火花率還可以用作集塵電極板30上的塵埃粒子負(fù)荷的間接測量。通過控制單元68對母分段16進(jìn)行控制來測量每時間單位的火花放電次數(shù)，即火花率。因此，
12控制單元68用作對母分段16的火花率進(jìn)行測量的測量裝置。母分段16本身用作檢測火花放電的傳感器。如本文前面部分所述的，火花放電意味著電極被接地。當(dāng)出現(xiàn)火花放電時，所施加的電流必須降低，然后振蕩回升，在此時間中收集效率降低。因此，大量的火花放電會導(dǎo)致母分段16以最大電流操作的時間降低，因此降低了收集效率。根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)，所測的火花放電次數(shù)用來控制通過整流器32施加到母分段16的電壓或電流。目前已經(jīng)發(fā)現(xiàn)在圖4的左邊y軸上給出的作為時間TR函數(shù)的火花率NR具有如圖4的曲線SC所示的表現(xiàn)特征。由此可以看出在集塵電極板30剛剛被振打后(TR=0)曲線SC從初始火花率NR1開始。例如，第一區(qū)10的母分段16的NR1可以是每分鐘大約10-40次火花放電。隨著母分段16的集塵電極板30被收集的塵埃粒子填充得越來越多，火花率緩慢增加。在時間TR1之后，火花率NR快速增加。對于母分段16,時間TR1可以是例如4-30分鐘。目前已經(jīng)發(fā)現(xiàn)火花率NR的快速增加與塵埃粒子EM的排放的快速增加是一致的。因此，表示火花率的曲線SC在時間TR1之后顯示出陡峭增長。因此，可以使用火花率NR作為集塵電極板30何時"滿"需要被振打的測量值，以便降低塵埃粒子的排放。而且，可以從所測的火花率中估計集塵電極板30上塵埃粒子的排放。處理計算機(jī)80在此方面具有相關(guān)裝置的功能，可給其配備如圖4圖示的曲線EC。作為替代，控制單元68可用作相關(guān)裝置?；谒鶞y量的當(dāng)前火花率和圖4的曲線EC之間的相互關(guān)聯(lián)，處理計算機(jī)80可以估計集塵電極板30上塵埃粒子的當(dāng)前負(fù)荷。由于如圖4所示，火花率曲線SC和塵埃粒子排放曲線EC通常具有相似的主要表現(xiàn)，在許多情況下火花率可以直接與塵埃粒子負(fù)荷相互關(guān)聯(lián)，而無需必須使用曲線EC。盡管這種估計可以給出關(guān)于負(fù)荷的相當(dāng)粗略的輸出，如圖4所示的如"幾乎是空的"，"半滿"和"幾乎是滿的"，但有關(guān)各個母分段例如母分段16的集塵電極板30上塵埃粒子負(fù)荷的信息仍是控制靜電除塵器1的有用信息。除了對執(zhí)行母分段16中的振打事件的定時進(jìn)行控制(這種控制將在下文進(jìn)行描述)外，還可以將這些信息用到集塵電極板等裝置，例如檢測振打裝置、集塵電極板等中的機(jī)械問題和電力問題。圖5圖示了一種方式的第一實施例，其中以對控制單元68何時引起振打裝置44振打母分段16的集塵電極板30進(jìn)行控制的控制方法實現(xiàn)圖4的結(jié)果。根據(jù)該第一實施例，母分段16本身用作在線測量裝置，其操作以測量集塵電極板30何時達(dá)到最大收集能力，即集塵電極板30上的塵埃粒子負(fù)荷何時基本達(dá)到其最大值，因此集塵電極板30需要被振打。使用母分段16本身作為一部分在線測量裝置的具體優(yōu)點是影響集塵電極板30的收集能力的所有參數(shù)被自動地和隱含地考慮，其原因是這種控制方法對集塵電極板30在沒有火花時何時不能收集更多的塵埃粒子作出反應(yīng)，這種火花導(dǎo)致收集效率降低，這將在下文進(jìn)行描述，上述這些參數(shù)包括例如煙氣4的量、燃料質(zhì)量、煙氣4的濕度和溫度、集塵電極板30的物理和化學(xué)條件、塵埃粒子的物理和化學(xué)特性等。因此，母分段16形成對集塵電極板30上所收集塵埃粒子進(jìn)行測量的一部分測量裝置。當(dāng)集塵電極板3 0上的塵埃粒子負(fù)荷已經(jīng)達(dá)到在關(guān)于煙氣濕度、溫度等的當(dāng)前條件下集塵電極板30的收集效率開始下降的量時，自動啟動振打事件，使得集塵電極板30的收集效率恢復(fù)。應(yīng)理解的是，母分段16作為在線測量裝置的一部分操作，與現(xiàn)有技術(shù)的母分段相比，無需對機(jī)械結(jié)構(gòu)進(jìn)行任何重新設(shè)計。因此，將第一實施例應(yīng)用在現(xiàn)有ESP中是容易的。根據(jù)該第一實施例，如圖5所示對控制火花率NR2進(jìn)行選擇。對于第一區(qū)10的母分段16，值NR2可以是例如每分鐘15次火花放電?？刂茊卧?8連續(xù)監(jiān)測火花率。在如箭頭SR1所示，已經(jīng)執(zhí)行振打之后，火花率會沿曲線SC變化。當(dāng)控制單元68檢測到火花率NR已經(jīng)達(dá)到預(yù)設(shè)值NR2時，控制單元68使振打裝置44振打母分段16的集塵電極板30。然后如虛線箭頭SR2所示，振打的結(jié)果是火花率降低。因此，對振打進(jìn)行控制，使其在火花率已經(jīng)達(dá)到預(yù)設(shè)值NR2時發(fā)生。由于集塵電極板30上收集的塵埃粒子可以變化，所以取決于鍋爐載荷等，與NR2對應(yīng)的時間TR2不是恒定的。與現(xiàn)有技術(shù)的控制策略相比，根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的控制方法不依賴于時間，而是在需要時啟動振打，即在火花率已經(jīng)達(dá)到值NR2時啟動排打，該值對應(yīng)于如圖4所示塵埃粒子排放的快速增加。因此，根據(jù)第一實施例，由于只在集塵電極板30有"滿"的收集塵埃粒子時執(zhí)行振打，而與花1分鐘還是2小時來達(dá)到該狀態(tài)無關(guān)，所以變化的載荷、燃料質(zhì)量、煙氣特性等是自動被考慮的。通過母分段16和控制單元68在線測量的火花率用作何時振打集塵電極板30的測量值，所述火花率將所有相關(guān)參數(shù)都考慮在內(nèi)。何時需要執(zhí)行振打的這種控制法在集塵電極板30的收集效率將要降低時自動地啟動振打，使母分段16的平均收集效率提高。
可以以不同方式確定NR2的準(zhǔn)確值。 一種方式是執(zhí)行校準(zhǔn)測量。在該測量中，從振打開始并在振打之后繼續(xù)連續(xù)地測量直接在母分段16之后的塵埃粒子EM的排放。所有諸如煙氣特性，燃料質(zhì)量和燃料載荷，整流器32的設(shè)置等的操作數(shù)據(jù)應(yīng)盡可能保持恒定?？梢砸圆煌绞綔y量直接在母分段16之后的塵埃粒子的排放。 一種方式是通過分析直接定位在母分段16的下游的母分段20的整流器36的電壓和/或電流執(zhí)行間接測量。母分段16的塵埃粒子的排放在母分段20的整流器36的電壓和/或電流狀態(tài)中產(chǎn)生"手指印(fmg，int)"。例如，當(dāng)母分段20的整流器36的電壓增加時，可以觀察到母分段16的塵埃粒子的排放增力口。因此，可以通過研究母分段20的整流器36的電壓間接地確定母分段16的塵埃粒子排放何時達(dá)到最大可接受值。測量直接在母分段16之后的塵埃粒子的排放的另一方式是利用塵埃粒子分析儀，如被插入到母分段16和母分段20之間的不透明分析儀來測量直接在母分段16之后的塵埃粒子的排放。當(dāng)排放EM達(dá)到最大允許值(已經(jīng)為母分段16預(yù)設(shè)的)時，從控制單元68讀取相應(yīng)的控制火花率NR2。然后不需要進(jìn)一步測量塵埃粒子的排放，使用NR2的值來對振打進(jìn)行控制。應(yīng)理解的是，可以以可替代方式進(jìn)行測試，以便為母分段找到適當(dāng)?shù)腘R2值。還可以使用其它標(biāo)準(zhǔn)找到NR2的合適值。 一種選擇NR2的可替代標(biāo)準(zhǔn)是找到母分段16中的最小振打事件次數(shù)，同時在下游母分段20中火花放電的數(shù)次最小。由于一個區(qū)10的平行母分段16和18之間的條件總是有變化，所以NR2的最優(yōu)值對于靜電除塵器1的每個母分段是特定的。而且，在具有相同設(shè)計但安裝在不同發(fā)電站的靜電除塵器之間也有差異?？梢詫R2的適當(dāng)值采集在數(shù)據(jù)庫中。在這類數(shù)據(jù)庫中，可以收集針對不同燃料、不同集塵電極板的機(jī)械設(shè)計、放電電極和振打裝置等的NR2優(yōu)選值。然后，當(dāng)要使用新的靜電除塵器1時，可以在先前提到的數(shù)據(jù)庫中找到基于該新的靜電除塵器1的數(shù)據(jù)的NR2的適當(dāng)值。這樣，對于靜電除塵器1的每個具體安裝，不需要進(jìn)行校準(zhǔn)測量。確定NR2的適當(dāng)值的另一替代方法包括利用控制單元68。在火花率開始陡峭地增加時，可以讓控制單元68搜索該時間TR1。控制單元68可以計算曲線SC的導(dǎo)數(shù)。當(dāng)曲線SC的導(dǎo)數(shù)突然增加時，可以在該時間點上找到時間TR1。才艮據(jù)一種保守方法，可以將NR2值選"t爭為與時間TR1對應(yīng)的火花率NR的值。這種保守方法并不總是優(yōu)選的，原因
15是可能會導(dǎo)致啟動不適當(dāng)?shù)母哳l率的振打事件。背景是所收集的塵埃粒
子在集塵電極板30上形成所稱的"塊(cakes)"。在每次振打事件之間相隔長時間時，這些塊會變得緊密，因此有更大的機(jī)械強(qiáng)度和完整性。當(dāng)振打集塵電極板30時，高強(qiáng)度的塵埃塊往往會掉到灰斗64中，很少有塵埃與煙氣8混合。由于在啟動振打事件之前希望塵埃塊盡可能緊實，所以可以將NR2的值選擇為比時間TR1時出現(xiàn)的那個值更高。例如，可以將NR2選擇為在TR^TR1+TRP0.3時火花率NR的值。因此，例如如果通過上述提到的曲線SC的導(dǎo)數(shù)已經(jīng)找到時間TR1是3分鐘，則在執(zhí)行校準(zhǔn)測量時可以將NR2選擇為與TR=3分鐘+54秒對應(yīng)的NR的值。就現(xiàn)有技術(shù)而言，得承認(rèn)其中沒有教導(dǎo)集塵電極板30上有多少塵埃粒子。因此，通常需要設(shè)置每次振打之間逝去的固定時間TRO。因為不知道其它方面，例如如圖5所示的，時間TRO通過被設(shè)置得相當(dāng)短。在TRO進(jìn)行振打意味著會使振打更加頻繁，這又意味著與振打相關(guān)的塵埃粒子排放高峰會出現(xiàn)得更加頻繁，因此導(dǎo)致總塵埃粒子排放的量增加。而且，因為與使用現(xiàn)有技術(shù)的控制方法關(guān)聯(lián)的短時間TRO,集塵電極板30上形成的塵埃塊的機(jī)械強(qiáng)度和完整性非常低，導(dǎo)致與本發(fā)明得到的所收集的塵埃粒子相比，有更多收集的塵埃粒子與振打時的煙氣混合。圖6圖示了上述方式的第二實施例，其中以一種用于控制控制單元68何時引起振打裝置44振打母分段16的集塵電極板30的控制方法實現(xiàn)的圖4的結(jié)果。參照圖6可以更充分理解如圖6中所示的時間TR和火花率NR之間的關(guān)系曲線SC與圖4和圖5中所示的曲線SC相同。根據(jù)該第二實施例，振打裝置44以特定的振打率來進(jìn)行振打，即每個時間單位特定次數(shù)的振打事件。振打率是通過火花率來控制的，并連續(xù)地改變，目的是找到在火花率剛達(dá)到期望值時開始振打事件時的振打率。作為例子，圖示第二實施例的原理， 一開始可以將振打率設(shè)置為每小時15次振打事件。這表示開始每次振打事件之間流逝的時間是4分鐘。參照圖6，自緊接著前一振打事件開始起4分鐘的TR時間過去后，開始振打事件。應(yīng)注意的是，Tl是從緊接著前一振打事件開始計算的，因此，在丁11=0之前找到Tl的起點，后者表示緊接著前一振打事件的結(jié)束。在啟動振打率時的火花率N1是例如10次火花;^文電/分鐘。由于N1比15次火花放電/分鐘的期望控制火花率NR2低，所以控 單元68將振打裝置44設(shè)置為降低振打率。例如，控制單元68可以通過將振打裝置44設(shè)置成10次振打事件/小時的振打率來降低振打率，即在開始每次振打事件之間有6分鐘的時間T2逝去。當(dāng)在6分鐘的時間T2之后執(zhí)行振打時，火花率N2可以對應(yīng)于17次火花放電/分鐘。由于這比15次火花放電/小時的期望值NR2高，所以控制單元68可以通過將振打裝置44設(shè)置為12.5次振打事件/小時的振打率來增加振打率。以此方式，控制單元68逐漸調(diào)節(jié)振打裝置44的振打率，以獲得總是在火花率接近期望的控制火花率NR2時執(zhí)行振打的火花率。當(dāng)鍋爐上的載荷改變，從而改變煙氣4中的煙氣流和/或塵埃粒子濃度時，振打率將被調(diào)節(jié)，即振打率會通過控制單元68而被增加或被降低，以獲得執(zhí)行振打時火花率接近期望控制火花率NR2的振打率。圖6圖示了在火花率盡可能接近NR2時找到使振打發(fā)生的振打率的簡單方式， 一種替代方案是使用以在火花率盡可能接近NR2時出現(xiàn)振打的方式對振打率進(jìn)行控制的例如PID-控制器，即PID-控制器會力
;空制器力求最:化所選控制火花率和:打發(fā)生時的當(dāng);火花率之間
的差。而且，可以利用火花率的安全上限來確保火花放電次數(shù)不會超越預(yù)定值。當(dāng)當(dāng)前火花率達(dá)到火花率的安全上限時，立即啟動振打事件。例如，在上述實施例中火花率的安全上限可以是18次火花放電/分鐘。因此，如果所測當(dāng)前火花率達(dá)到18次火花放電/分鐘，則通過控制單元68立即安排振打。還可以利用火花率的安全下限來確保不會提早出現(xiàn)振打。該火花率的安全下限可以是8次火花放電/分鐘。如果所測當(dāng)前火花率還沒有達(dá)到8火花放電/分鐘，則不允許執(zhí)行振打事件。安全上限和安全下限被設(shè)置成使得通過前文所述的PID-控制器來正?？刂普翊蚵实哪切┲怠＿€可以對PID-控制器進(jìn)行限制以便只在某個范圍內(nèi)，例如在5-20次振打事件/小時的范圍內(nèi)控制振打率。因此，允許基于所測預(yù)設(shè)火花率對振打率進(jìn)行控制的PID-控制器只在某個安全"窗"內(nèi)控制振打率，其中對ESP不會造成機(jī)械或電力損壞的風(fēng)險。應(yīng)認(rèn)識到的是，還可以利用其它類型的控制器和/或控制技術(shù)作為PID-控制器的替代方式，以用來控制振打率。為了獲得更加穩(wěn)定的振打率，并且為了濾除偶爾的干擾，控制單元68可以基于幾次之前的振打事件對何時改變振打裝置44的振打率的設(shè)置進(jìn)行決策。例如，控制單元68可以從以前的IO次振打事件中計算平均火花率。基于由其獲得的開始振打時的火花率的平均值，控制單元68可以使振打裝置44的振打率改變，目的是最終達(dá)到開始振打時的火花率的平均值，該值非常接近NR2。參照圖4、圖5和圖6，本文前面部分已經(jīng)描述了如何對母分段16的振打率進(jìn)行控制。因此應(yīng)認(rèn)識到的是，還可以與在本文之前關(guān)于母分段16描述的方式相同的方式，即通過利用控制單元70來實現(xiàn)對振打裝置46執(zhí)行的振打的控制，來控制第一區(qū)10的母分段16的振打。而且，對第二區(qū)12的母分段20和母分段22可以使用相同的控制方法。原則上，可以根據(jù)上述參照圖4、圖5和圖6描述的方法來控制任一母分段的振打。但是，在一些情況下，使厚的塵埃粒子塊形成于出現(xiàn)火花放電的最后一區(qū)14的母分段24、 26上的集塵電極板30是不利的，原因是在振打集塵電極板30時厚的塵埃粒子塊會產(chǎn)生大的塵埃粒子排放高峰，有時是明顯的羽狀物。而第一區(qū)，即區(qū)10和12的主要目的是獲得塵埃粒子的最大去除，最后一區(qū)14的主要目的通常是去除最后的一些少量的塵埃粒子，避免任何可見的羽狀物。在具有N個區(qū)串聯(lián)N通常是2-6的靜電除塵器1中，優(yōu)選對于編號M=l-N-X的區(qū)利用參照圖4-6描述的方法，其中X通常為1-2。例如，在圖1所示的具有3個串聯(lián)區(qū)的靜電除塵器1中，分別對于第一區(qū)IO和第二區(qū)12優(yōu)選使用參照圖4-6描述的方法，即N:3， X=l。對于具有5個區(qū)的靜電除塵器1，對于前三個區(qū)或前四個區(qū)優(yōu)選利用參照圖4-6的描述的方法，即N:5， X4或2。應(yīng)理解的是，盡管圖3中所示的靜電除塵器1具有兩行平行的母分段，其中母分段16、 20和24形成第一行82,母分段18、 22和26形成第二行84，對于具有任何行例如1-4行的平行母分段的靜電除塵器1，可以利用圖4-6的本發(fā)明的方法。本文上面參照圖4-6描述的方法與現(xiàn)有技術(shù)相比提供了許多優(yōu)點。如上文已經(jīng)措述的方法可以在線測量集塵電極板30上的塵埃粒子的當(dāng)前負(fù)荷。被測量的負(fù)荷不是以千克計的準(zhǔn)確負(fù)荷，而是與當(dāng)前條件下集塵電極板30的負(fù)荷能力相關(guān)的間接負(fù)荷。測量集塵電極板30上的負(fù)荷的這種方法考慮了所有相關(guān)參數(shù)，如煙氣4的特性、塵埃粒子的特性、集塵電極板30的特性等，因此比基于質(zhì)量的負(fù)荷測量更加有意義。根據(jù)
18一個優(yōu)選實施例，負(fù)荷測量用來控制何時振打集塵電極板。特別是這種控制能對何時執(zhí)行振打進(jìn)行控制，使得只在需要時進(jìn)行振打，即在塵埃
粒子的排放已經(jīng)開始更快地上升時。根據(jù)上文參照圖4-6描述的方法，在時間上的某一時刻各母分段16-26的火花率用作在時間上的該時刻該母分段16-26的集塵電極板30上塵埃粒子負(fù)荷的間接測量。基于估計的集塵電極板30上塵埃粒子的當(dāng)前負(fù)荷，可以在塵埃粒子排放EC已經(jīng)增加到高水平前控制振打使其發(fā)生。而且，控制振打使其發(fā)生得不那么頻繁，使得由于與振打關(guān)聯(lián)的塵埃的重新夾帶造成的塵埃粒子排放變得重要。而且，通過不那么頻繁地振打，使對振打裝置44-54的錘子56、 58的磨損以及與其相關(guān)的功耗保持在低水平。根據(jù)本發(fā)明的第二方面，利用一種控制方法，其中協(xié)調(diào)各母分段16-26的振打，以便因此使整個靜電除塵器1的塵埃粒子排放最小。在執(zhí)行振打時，集塵電極板30上以前收集的一些塵埃粒子再次與煙氣8混合，如上所述作為煙氣8中的塵埃粒子排放高峰離開靜電除塵器1。根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)中使用的技術(shù)，以一方式協(xié)調(diào)振打使得在母分段16-26的兩個母分段之間不會同時開始振打事件。因此，根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)中使用的技術(shù)，不允許母分段16與母分段18同時被振打，原因是這會引起雙倍的高峰，而在振打過程中同時從母分段16和母分段18釋放的塵埃粒子與煙氣8一起離開靜電除塵器1。圖7圖示了根據(jù)本發(fā)明的第二方面的第一實施例的方法的步驟順序。在圖7所示的例子中，為了示例性目的參照如圖2和圖3中所示的母分段16和20。該方法可以應(yīng)用于ESP的任何兩個或多個母分段，只要其中的 一 個母分段位于另 一 個的下游。根據(jù)本發(fā)明的第二方面的該第一實施例，確保在母分段被振打之前，位于待振打的母分段下游的母分段能夠去除在上游母分段的振打過程中被重新夾帶的塵埃粒子。圖7圖示了實現(xiàn)該效果的第一實施例。在第一步驟90中，給處理計算機(jī)80提供來自第一母分段例如母分段16的控制單元例如控制單元68的輸入，以達(dá)到控制單元68在不遠(yuǎn)的將來例如在3分鐘內(nèi)將要啟動振打事件的效果。在第二步驟92中，處理計算機(jī)80詢問第二母分段例如母分段20的控制單元例如控制單元72有關(guān)該第二母分段20的集塵電極板30的振打狀態(tài)，母分段20直接位于第一母分段16的下游，即處理計算機(jī)80想知道母分段20的集塵電極板30最后被振打的時間和方式。在第三步驟94收在第一母分段16的振打過程中會發(fā)生的增加的塵埃粒子排放。用于此目標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)可以是自最近一次振打第二母分段20過去的時間。如果第二母分段20的集塵電極板30 —段時間以來還沒有被振打，例如在前10分鐘內(nèi)還沒有被振打，則處理計算機(jī)80可以確定第二母分段20還沒有準(zhǔn)備接收來自第一母分段16的增加的塵埃粒子排放，即如圖7中所示的對于第三步驟94中問題的回答是"否"，因此處理計算機(jī)80前進(jìn)到第四步驟96。在第四步驟96中，處理計算機(jī)80命令第一母分段16的控制單元68在振打事件開始之前進(jìn)行等待，并同時命令第二母分段20的控制單元72立即開始振打事件。第二母分段20的控制單元72然后命令其振打裝置，即振打裝置48執(zhí)行第二母分段20的集塵電極板30的振打。在已經(jīng)完成第二母分段20的振打時，第二母分段20的集塵電極板30已經(jīng)被清潔，因此再次具有完全的塵埃收集能力。振打"完成，，的意思是振打裝置48已經(jīng)停止其操作?？蛇x地，在振打裝置48已經(jīng)停止其操作后允許有大約為0.5-3分鐘的張弛時間，直到認(rèn)為振打"完成"。在該張弛時間中，從第二母分段20的集塵電極板30釋放的任何塵埃都有時間掉落到灰斗64中或者離開第二母分段20進(jìn)入下游母分段。在第五步驟98中，處理計算機(jī)80通過激活振打裝置44使第一母分段16的控制單元68開始振打事件。如果在第三步驟94中的答案是"是"，這表示第二母分段20能夠在第二母分段20不首先振打的情況下接收來自第一母分段16的振打的塵埃粒子，然后處理計算機(jī)80立即從第三步驟94前進(jìn)到第五步驟98,因此，如圖7所示允許第一母分段16開始振打事件。圖8a是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)方法操作的一個例子，通過其中的曲線AFF圖示了在第一區(qū)10的母分段16之后測量的塵埃粒子EM的排放，并通過其中的曲線ASF圖示了在第二區(qū)12的母分段20之后測量的塵埃粒子EM的排放。在圖8a中通過TR 16所示的時間，在母分段16中執(zhí)行振打。通過參照圖8a可清楚看出，母分段16中的振打?qū)е铝四阜侄?6之后測量的塵埃粒子排放高峰PFF。根據(jù)圖8a所示的條件，母分段20的集塵電極板30在相當(dāng)長的一段時間內(nèi)還沒有被振打。因此，母分段20的集塵電極板30具有相當(dāng)"滿"的塵埃粒子。由于母分段20的集塵電極板30已經(jīng)載有大量的塵埃粒子，并且由于增加的火花和所產(chǎn)生的母分段20的電壓下降，不能去除在時間TR16發(fā)生的振打母分段16釋放的足夠量的增加量的塵埃粒子，所以在母分段16之后的塵埃粒子排放高峰PFF導(dǎo)致母分段20之后大的塵埃粒子排放高峰，這是通過圖8a中的PSF1表示的?？偟膩碚f，在振打母分段16的過程中從其上釋放的大量的塵埃粒子使得已經(jīng)相當(dāng)"滿"的母分段20達(dá)到高火花率的狀態(tài)，導(dǎo)致降低的電壓和降低的塵埃去除能力。由于根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的方法不允許母分段20的控制單元72在相同時間開始振打事件，即母分段16在其振打事件中時，因此母分段20必須等待一斷時間直到可以開始振打事件。當(dāng)在時間T20振打事件最終在母分段20中開始時，母分段20的過滿(overfilled)的集塵電極板30的振打會導(dǎo)致在母分段20后測量的另一個塵埃粒子排放高峰，在圖8a中表示為PSF2。因此，根據(jù)在圖8a中圖示的現(xiàn)有技術(shù)的方法，分別標(biāo)示為PSF1和PSF2的兩個大的塵埃粒子排放高峰已經(jīng)出現(xiàn)。在圖8a中PSF1和PSF2標(biāo)出的這些高峰會導(dǎo)致在任何其它母分段例如位于母分段20下游的母分段24之后測量的塵埃粒子排放的增加，并會導(dǎo)致在離開靜電除塵器1的煙氣8中測量的塵埃粒子排放的增加。因此，如圖8a中所示的根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)方法的控制方案導(dǎo)致高程度的塵埃粒子排放。圖8b圖示在根據(jù)本發(fā)明的第二方面操作時塵埃粒子的排放，這已經(jīng)參照圖7進(jìn)行了描述。通過圖8b中的曲線AFF描述在第一區(qū)10的母分段16之后測量的塵埃料子EM的排放，通過圖8b中的曲線ASF描述第二區(qū)12的母分段20之后測量的塵埃料子EM的排放。根據(jù)本發(fā)明的第二方面在圖8b對該方法的圖示中，在第一步驟90中，母分段16的控制單元68通知處理計算機(jī)80,控制單元68 #^夬例如在下面的三分鐘內(nèi)將要開始振打事件。處理計算機(jī)80然后根據(jù)圖7中描述的第二步驟92作為對接收到母分段16的控制單元68的信息的應(yīng)答，檢查母分段20的振打狀態(tài)，母分段20位于母分段16的下游。在圖7中所示的第三步驟94中，處理計算機(jī)80基于適當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)確定母分段20沒有準(zhǔn)備好接收來自母分段16中的振打事件產(chǎn)生的塵埃粒子，即圖7中步驟94中描述的問題的答案是"否"，其中適當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)諸如在最近的10分鐘內(nèi)在母分段20中必須已經(jīng)開始振打事件，或者母分段20的火花率必須低于所選閾值。該檢查結(jié)果導(dǎo)致處理計算機(jī)80根據(jù)圖7中所示的第四步驟96命令母分段20的控制單元72通過激活振打裝置48而基本立即開始振打事件。在母分段20的振打事件完成之前不允許母分段16開始振打事件。在圖8b
21中所示的時間TR20執(zhí)行母分段20的振打。在時刻TR20第二母分段20的振打?qū)е聢D8b中所示的塵埃粒子排放高峰PSF1。由于在集塵電極板30滿之前開始母分段20的振打事件，所以如圖8b中可見由母分段20中的振打事件產(chǎn)生的高峰PSF1相當(dāng)小。當(dāng)處理計算機(jī)80認(rèn)為母分段20的振打已經(jīng)完成時，即振打裝置48已經(jīng)停止其操作時，并在例如2分鐘的張弛時間已經(jīng)過去之后，處理計算機(jī)80根據(jù)圖7中所示的第五步驟98允許母分段16的控制單元68開始振打事件。通過振打裝置44在圖8b中所示的時刻TR16執(zhí)行母分段16的振打事件。由于母分段16的振打事件沒有受到影響，所以可以看出圖8b中所示的曲線AFF類似于圖8a的曲線，曲線AFF圖示了母分段16之后塵埃粒子的排放。因此，在該情況下母分段16的振打還導(dǎo)致圖8b中所示的塵埃粒子排放高峰PFF。與圖8a中所圖示的現(xiàn)有技術(shù)不同，第二母分段20在時間TR16具有清潔的集塵電極板30。由于這種情況，母分段20準(zhǔn)備好吸收由母分段16的振打事件導(dǎo)致的塵埃粒子排放高峰PFF。參照圖8b顯而易見的是，在時刻TR16母分段16的振打?qū)е履阜侄?0之后小的塵埃粒子排放高峰PSF2。
將圖8a中所圖示的現(xiàn)有技術(shù)的方法與圖8b中圖示的本發(fā)明的第二方面的方法進(jìn)行比較，從該比較可以看出如圖8b所示的兩個塵埃粒子排放高峰PSF1和PSF2比使用圖8a所示的現(xiàn)有技術(shù)的方法獲得的圖8a中所示的兩個塵埃粒子排放高峰PSF1和PSF2要小很多。因此，圖7
面的第 一 實施;以;斤的創(chuàng)造性;式對它們進(jìn)行控制來基本降低塵:粒子排放。因此，通過利用根據(jù)本發(fā)明的控制方法，可通過比現(xiàn)有技術(shù)的方法較少的區(qū)滿足塵埃粒子排放要求，例如煙氣8中的10mg/Ni^干式氣體作為6分鐘移動平均值。上文參照圖7和圖8b描述的控制方法會最大化靜電除塵器1的去除效率。在一些情況下與根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的方法在控制ESP時可能用到的集塵電極板相比，可以用更小的區(qū)或者以更小或更少的集塵電極板來管理排放需求。圖9圖示本發(fā)明的第二方面的第二實施例。根據(jù)該實施例，處理計算機(jī)80在允許在第一母分段16中開始振打事件之前利用另一步驟。為此，將圖9中所示的步驟插入到圖7中所示的步驟94和步驟96之間，并僅在步驟94中的問題的答案為"否"時采用。參照圖9可更好地理解在步驟100中處理計算機(jī)80檢查第三母分段，例如母分段24中的振打狀態(tài)，第三母分段24直接位于第二母分段例如母分段20的下游。繼續(xù)參照圖9，在步驟102中，處理計算機(jī)80確定第三母分段24是不是能夠接收在第二母分段20的振打事件中會出現(xiàn)的增加的塵埃粒子排放。用于該確定的標(biāo)準(zhǔn)可以是自關(guān)于所選時間開始第三母分段24的最近一次振打事件起已經(jīng)過去的時間，或者是第三母分段24關(guān)于所選閾值火花率的火花率。所述所選時間或者所述所選閾值火花率
者所述所選閾值火溫-V則i三"^分段24能夠捕獲在第二母分段2。:勺振打事件過程中會出現(xiàn)的增加的塵埃粒子的排放。如果第三母分段24的集塵電極板30 —段時間內(nèi)還沒有被振打，例如在最后10小時內(nèi)還沒有被振打，或者如果火花率大于例如12次火花放電/分鐘，則處理計算機(jī)80可以確定第三母分段24沒有準(zhǔn)備好接收第二母分段20的振打產(chǎn)生的增加的塵埃粒子排放，即，步驟102中問題的答案是"否"，因此，處理計算機(jī)80前進(jìn)到圖9中描述的步驟104。在步驟104中，處理計算機(jī)80命令第一母分段16的控制單元68和第二母分段20的控制單元72等待直到開始振打事件。處理計算機(jī)80還通過激活第三母分段24的振打裝置，例如振打裝置52命令第三母分段24的控制單元76基本立即開始振打事件。當(dāng)已經(jīng)完成第三母分段24的振打事件時，第三母分段24的集塵電極板30具有完全的塵埃收集能力。最后，根據(jù)圖9中所示的步驟106，由于激活振打裝置72，處理計算機(jī)80允許第二母分段20的控制單元72開始振打事件。然后根據(jù)圖7中所示的步驟96執(zhí)行第二母分段20的振打。如果步驟102中的答案是"是，，，即，第三母分段24前不久剛被振打，則參照圖9,處理計算機(jī)80立即從步驟102前進(jìn)到步驟106,因此，根據(jù)圖7中所示的步驟96立即允許第二母分段20開始振打事件。盡管上文已經(jīng)描述了將自從在下游母分段中執(zhí)行振打所花的時間作為在上游母分段的振打之前是否需要振打母分段的度量，但應(yīng)認(rèn)識到替代實施例也是可行的。例如，如上文關(guān)于本發(fā)明的第一方面描述的，可以在下游母分段度量目前的火花率，并使用所測的當(dāng)前火花率表示下游母分段的集塵電極板30上的當(dāng)前負(fù)荷。因此，控制單元68可以基于所測下游母分段中的當(dāng)前火花率決定在振打上游母分段之前是否需要振打下游母分段。圖10圖示本發(fā)明的第二方面的第三實施例。在該第三實施例中，以在下游第二母分段的振打之后進(jìn)行上游第一母分段的振打的方式執(zhí)行上游第一母分段的振打。在第一步驟190中，給處理計算機(jī)80提供來自第一母分段例如母分段16的控制單元，例如控制單元68的輸入，以達(dá)到控制單元68將要在不遠(yuǎn)的將來例如在3分鐘之內(nèi)啟動振打事件的效果。在第二步驟192中，處理計算機(jī)80命令位于第一母分段16下游的第二母分段即母分段20的控制單元即控制單元72立即開始振打事件。第二母分段20的控制單元72然后命令其振打裝置，即振打裝置48執(zhí)行第二母分段20的集塵電極板30的振打。在第三步驟194中，處理計算機(jī)80檢查是否已經(jīng)完成第二母分段20的振打，使得第二母分段20的集塵電極板30已經(jīng)被清潔，并具有完全的塵埃收集能力。如果在第三步驟194中檢查得出輸出為"否，，，則第三步驟194的檢查被重復(fù)一段時間后，例如30秒，直到輸出為"是"，這表示第二母分段20的集塵電極板30已經(jīng)被清潔，并準(zhǔn)備好收集由第一母分段16的集塵電極板30的振打引起的塵埃粒子排放。在第四步驟196中，如圖IO所示，處理計算機(jī)80允許第一母分段16的控制單元68開始振打事件。應(yīng)理解的是，如參照圖IO描述的本發(fā)明的第二方面的第三實施例提供了一種在上游第一母分段被振打之前自動振打下游第二母分段的方法。以此方式，總是可以確保下游第二母分段準(zhǔn)備好收集由于上游第一母分段的振打引起的塵埃粒
子排放。上游第一母分段用作主要的塵埃粒子收集器，而下游第二母分段用作防護(hù)母分段，其去除在上游第一母分段中未收集的任何剩余塵埃粒子。上文已經(jīng)參照圖10描述了在上游第一母分段的每次振打之前振打下游第二母分段20,但還可以以替代方式控制下游第二母分段20的振打。根據(jù)一個可替代方式，只在每隔一次在上游第一母分段16中啟動振打事件的時機(jī)之前啟動下游第二母分段20的振打事件，使得上游第一母分段16的兩次連續(xù)振打事件對應(yīng)于下游第二母分段20的一次振打事件。顯然，在一些情況下，在如圖IO所示根據(jù)本發(fā)明的第二方面的第三實施例操作時，甚至可以在每隔二次、每隔三次或者更多次的時機(jī)在上游第一母分段16中啟動振打事件之前足以啟動下游第二母分段20的振打事件。而且，上文已經(jīng)描述了處理計算機(jī)80檢查是否已經(jīng)完成下游母分段的振打事件，直到它允許上游母分段啟動振打事件。另一種可能性是以下游母分段的振打事件的完成自動觸發(fā)上游母分段的振打事件的啟動的方式來設(shè)計控制方法。這種控制在一些情況下可以產(chǎn)生更快的振打控制。圖11圖示本發(fā)明的第二方面的第四實施例。圖11示意性圖示具有串聯(lián)設(shè)置的四個母分段116、 118、 120和122的靜電除塵器ESP 101。煙氣104進(jìn)入第一母分段116,然后繼續(xù)前進(jìn)到第二母分段118，到第三母分段120最后到第四母分段122。被清潔的煙氣108離開第四母分段122。第一母分段116和第二母分段118形成第一對母分段124，其中第一母分段116用作主要的收集單元，第二母分段118用作收集沒有被第一母分段116去除的塵埃粒子。第一對母分段124的第一母分段116和第二母分段118因此可以上文參照圖IO描述的方式操作，即未顯示的處理計算機(jī)在允許第一母分段116執(zhí)行振打事件之前，在第二母分段118中安排振打事件。第三母分段120和第四母分段122形成第二對母分段126，其中第三母分段120用作主要的收集單元，第四母分段122作為收集第三母分段120沒有去除的塵埃粒子的防護(hù)母分段。形成第二對母分段126的第三母分段120和第二母分段122可以以上文參照圖10描述的方式操作，即未顯示的處理計算機(jī)在允許第三母分段120執(zhí)行振打事件之前安排第四母分段122中的振打事件。圖11的實施例因此圖示了 ESP101，其中母分段116、 118、 120和122以針對一次特定任務(wù)而被優(yōu)化的方式被控制。第一、第三母分段116和120被控制以最大化去除效率。優(yōu)選的是，以參照圖4-6在上文描述的方式來分析在這兩個母分段116和120中任何一個母分段中執(zhí)行振打事件的需求，即火花率用作這些母分段116和120的集塵電極板30上的塵埃粒子的當(dāng)前負(fù)荷的度量。更加優(yōu)選的是，利用分別在母分段116和120的集塵電極板30上的所測塵埃粒子負(fù)荷來控制圖11中未顯示的各母分段116和120的控制單元何時應(yīng)當(dāng)向處理計算機(jī)發(fā)出請求，需要對具體的母分段116和120執(zhí)行振打事件。以這種方式，只在母分段116和120的各自的集塵電極板30充滿塵埃粒子時振打第一、第三母分段116和120。第二、第四母分段118和122被控制以具有去除分別在上游母分段116和120中未收集的塵埃粒子的最大能力，特別是具有去除在各自的上游母分段116和120的振打過程中產(chǎn)生的塵埃粒子排放高峰的最大能力。以此方式，母分段118和120自身從來沒變"滿"過，母分段116和120會去除大部分塵埃，母分段
25新夾帶的塵埃離開母分段對124和126。對于具有偶數(shù)個母分段的任何ESP，可以利用參照圖11描述的將ESP劃分成母分段對的方式。對于具有奇數(shù)個母分段的ESP,可以將最后一個母分段作為額外的防護(hù)母分段，對其進(jìn)行控制以最大程度去除在最后一對母分段的防護(hù)母分段的振打過程中出現(xiàn)的塵埃粒子排放高峰。在類似于圖1-3中具有三個串聯(lián)母分段的ESP 1的ESP中，母分段24和26可以具有額外的防護(hù)母分段的功能。由于每對母分段124和126的兩個母分段具有不同的主要目的，所以在機(jī)械設(shè)計上可以不同的方式對他們進(jìn)行設(shè)計，例如在集塵電極板30的大小的數(shù)目方面，以進(jìn)一步優(yōu)化用于其主要目的的各個母分段116、 118、120、 122。根據(jù)本發(fā)明第二方面的各個實施例，參照圖7、圖8b、圖9、圖10和圖11可更好地理解以與現(xiàn)有技術(shù)方法的塵埃粒子排放相比降低靜電除塵器1的塵埃粒子排放的方式來協(xié)調(diào)振打。因此，本發(fā)明第二方面的各個實施例無需改變外殼9和其內(nèi)部包括物的機(jī)械設(shè)計就可以降低靜電除塵器1的塵埃粒子排放。在不偏離本發(fā)明的實質(zhì)的情況下，本發(fā)明的第一方面和第二方面的各個實施例的各個變型是可行的。例如，處理計算機(jī)80可以被設(shè)計成功能為使得母分段的第一行82和母分段的第二行84以不同時在這兩行82和84中執(zhí)行振打的方式來操作。特別地，認(rèn)為盡力避免讓第一區(qū)10的母分段16和18同時振打是可取的。為此，處理計算機(jī)80可以被設(shè)計成通過以交錯方式執(zhí)行母分段16和18的振打的來實現(xiàn)對振打的控制，從而解決該問題。交錯方式的意思是在母分段16的振打后有一等待時間，例如3分鐘再進(jìn)行母分段18的振打，然后又一例如3分鐘的等待時間，之后母分段16被再次振打。不過控制的基本方法是在圖7、圖8b、圖9中圖示的那些方法；即只在已經(jīng)確保某母分段下游的母分段能夠處理由振打該母分段產(chǎn)生的增加的塵埃粒子排放時才允許振打該母分段。上文參照圖9描述的本發(fā)明的第二方面的第二實施例顯示以下的過程檢查鏈為了允許在第一母分段中進(jìn)行振打，首先要根據(jù)圖7的步驟92檢查以確定在第二母分段中是否需要振打。如果在第二母分段中需要振打，則根據(jù)圖9的步驟100進(jìn)行檢查以確定在第三母分段中是否需要振打。因此，所有這三個母分段以從第一母分段的立場出發(fā)關(guān)于 第二母分段進(jìn)行第 一次檢查，從第二母分段的立場出發(fā)關(guān)于第三母分段 進(jìn)行第二次檢查的方式來連接在一起。將三個連續(xù)母分段連接在一起的 這種方式的 一種替代方式是從第 一母分段的立場出發(fā)相對于第二母分段 和第三母分段同時進(jìn)行一次組合檢查，以查看可以在第 一母分段中執(zhí)行 振打之前第二母分段或第三母分段是否需要被振打。還要理解，在一些情況下，可以出于與母分段16將要開始振 打事件不同的另一原因啟動第二母分段例如母分段20的振打。例如，可 能出現(xiàn)第二母分段20的火花率已經(jīng)達(dá)到本文前面參照圖4-6相關(guān)描述的 由本發(fā)明的第一方面確定的值NR2的情況。在這種情況下，通過第二母 分段20本身而不通過上游母分段中存在的一些具體條件來觸發(fā)第二母分 段20中振打事件的開始。在這種情況下還優(yōu)選在允許在母分段20中開 始振打事件之前檢查下游母分段例如母分段24的振打狀態(tài)，以確定后者 是否需要被振打。在這種情況下，操作可以類似于前面參照圖7的描述， 就圖7中表示的步驟而言，母分段20執(zhí)行第一母分段的功能，母分段24 執(zhí)行第二母分段的功能。應(yīng)進(jìn)一步認(rèn)識到上文參照圖7、圖8b、圖9和圖IO描述的本 發(fā)明第二方面的第一、第二和第三實施例圖示了三個連續(xù)的母分段16、 20、 24。而且，上文參照圖11描述的本發(fā)明第二方面的第四實施例已經(jīng) 圖示了四個連續(xù)的母分段116、 118、 120、 122。但是，應(yīng)理解在不偏離 本發(fā)明實質(zhì)的前提下，本發(fā)明的第二方面可用在數(shù)目從2到更多的任意 數(shù)目的連續(xù)母分段。通常本發(fā)明的第二方面可利用2-5個連續(xù)母分段，即 靜電除塵器1具有2-5個區(qū)。上文已經(jīng)描述了靜電除塵器的前兩個、三個 或四個母分段是被控制的。應(yīng)理解的是，在不偏離本發(fā)明的第二方面的
實質(zhì)的前提下，還可以避免對最靠近靜電除塵器的入口處的母分段進(jìn)行 控制。在具有編號為l-6的六個連續(xù)母分段的靜電除塵器中，可以根據(jù)本 發(fā)明的第二方面只控制編號為3-5的母分段，在這種情況下將母分段3 認(rèn)為是"第一母分段"，將編號為4的母分段認(rèn)為是"第二母分段"等。 因此，顯然本發(fā)明的第二方面可應(yīng)用于靜電除塵器中任何位置的任何二 個或多個連續(xù)母分段，"第一母分段"不一定必須是位置最靠近靜電除 塵器入口的那個母分段。而且，"第二母分段"不一定直接位于"第一 母分段"的下游，它可以位于"第一母分段"的另一下游。但是，通常優(yōu)選"第二母分段"直接位于"第一母分段"的下游
上文參照圖4-6描述的本發(fā)明的第一方面可以用于具有一個或 多個母分段的靜電除塵器的每一母分段。應(yīng)理解的是，在所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)，上述實施例的數(shù)目變 型是可行的。如本文圖示描述的，處理計算機(jī)80用來控制所有的控制單元 68-78。但是，在不偏離本發(fā)明的實質(zhì)的前提下，還可以將控制單元中的 一個，優(yōu)選是控制單元76或控制單元78設(shè)置在位于最后一個區(qū)14，使 得所述控制單元中的一個用作對其它控制單元進(jìn)行控制的主控制器，并 可操作以給其它控制單元發(fā)送指令。在上文中已經(jīng)描述了用錘子來進(jìn)行振打。但是，在不偏離本發(fā) 明的實質(zhì)的前提下，還可以用其它類型的振打物執(zhí)行振打，諸如用所稱 的磁式脈沖重力沖擊振打器，也稱作MIGI-振打器。根據(jù)圖1的描述，給每個振打裝置44、 48、 52提供適于振打 各個集塵電極板30的上游端的第一組錘子56,和適于振打各個集塵電極 板30的下游端的第二組錘子58。應(yīng)理解的是，作為替代，可以給每個振 打裝置提供第一組錘子56和第二組錘子58中的一組，使得每個集塵電 極板30或者在其上游端被振打，或者在其下游端被振打。
權(quán)利要求
1.一種控制靜電除塵器(1)的至少一個集塵電極板(30)的振打的方法，其特征在于利用電源(32)將電壓施加到所述至少一個集塵電極板(30)和至少一個放電電極(28)之間，測量所述至少一個集塵電極板(30)和所述至少一個放電電極(28)之間的火花率，以及使用所測火花率控制所述至少一個集塵電極板(30)的振打。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，使用所測火花率控 制所述至少一個集塵電極板(30)的振打的步驟進(jìn)一步包括相對于 選擇的控制火花率 NR2)來調(diào)節(jié)啟動振打事件的時間點(TR2; Tl, T2)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1-2中任一項所述的方法，其特征在于，當(dāng)所測 火花率達(dá)到所選控制火花率(NR2)時，控制所述至少一個集塵電極 板(30)使其發(fā)生振打。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項所述的方法，其特征在于，振打率 被調(diào)節(jié)，以便實現(xiàn)使所選擇的控制火花率(NR2)和啟動所述集塵電 極板(30)的振打時所測火花率(N1,N2)之間的差減至最小的目的。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項所述的方法，其特征在于，利用了 火花率的安全上限，所述火花率的安全上限比所選擇的控制火花率(NR2)高，當(dāng)所測火花率達(dá)到所述火花率的安全上限時，啟動振打 事件。
6. —種估計靜電除塵器(1 )的至少一個集塵電極板(30)上存 在的塵埃粒子的當(dāng)前負(fù)荷的方法，其特征在于利用電源(32)將電壓施加到所述至少一個集塵電極板(30)和 至少一個放電電極(28)之間，測量所述至少一個集塵電極板(30)和所述至少一個放電電極 (28)之間的火花率，以及使用所測火花率估計所述至少一個集塵電極板(30)上的塵埃粒 子負(fù)荷。
7. —種用于估計靜電除塵器(1 )的至少一個集塵電極板(30) 上的塵埃粒子負(fù)荷的裝置，其特征在于所述裝置包括所述至少一個集塵電極板(30)，所述至少一個放電電極(28) 以及用于將一電壓施加到所述至少一個集塵電極板(30)和所述至少 一個放電電極(28)之間的電源(32)，測量裝置(68)，適于測量所述至少一個集塵電極板(30)和所 述至少一個放電電極(28)之間的火花率，以及估計裝置(80)，其適于利用所測火花率估計所述至少一個集塵 電極板(30)上的塵埃粒子負(fù)荷。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的裝置，其特征在于，所述測量裝置包括 控制所述電源(32)的控制單元(68)。
9. 一種用于控制靜電除塵器(1)的至少一個集塵電極板(30) 的振打的裝置，其特征在于所述裝置包括所述至少一個集塵電極板(30),至少一個放電電極(28)以及 用于將一電壓施加到所述至少一個集塵電極板(30)和所述至少一個 放電電極(28)之間的電源(32),測量裝置(68)，適于測量所述至少一個集塵電極板(30)和所 述至少一個放電電極(28)之間的火花率，以及控制裝置(68)，其適于使用所測火花率控制所述至少一個集塵 電極板(30)的振打。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的裝置，其特征在于，所述控制裝置(68 ) 進(jìn)一步適于相對于所選控制火花率(NR2)調(diào)節(jié)啟動振打事件的時間 點(TR2; T1，T2)。
11. 根據(jù)權(quán)利要求9-10中任一項所述的裝置，其特征在于，所述 控制裝置包括控制器，其適于控制振打率，以使得所選控制火花率(NR2)和振打出現(xiàn)時所測火花率(N1, N2)之間的差最小。
12. 根據(jù)權(quán)利要求9-10中任一項所述的裝置，其特征在于，所述 控制裝置(68)適于在所測火花率達(dá)到所選控制火花率(NR2)時啟 動所述至少一個集塵電極板(30)的振打。
13. —種靜電除塵器，其包括權(quán)利要求7-12中任一項所述的裝置。
14. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的靜電除塵器，其特征在于，所述裝置適 于控制所述靜電除塵器的整個母分段(16)。
全文摘要
一種控制靜電除塵器(1)的至少一個集塵電極板(30)的振打的方法，包括利用電源(32)將電壓施加到所述至少一個集塵電極板(30)和至少一個放電電極(28)之間；測量所述至少一個集塵電極板(30)和所述至少一個放電電極(28)之間的火花率；和使用所測火花率控制所述至少一個集塵電極板(30)的振打。
文檔編號B03C3/34GK101626837SQ200880007175
公開日2010年1月13日 申請日期2008年3月4日 優(yōu)先權(quán)日2007年3月5日
發(fā)明者A·卡爾松, S·A·博伊登 申請人:阿爾斯托姆科技有限公司