JPH0461695B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は間欠荷電機能を有する電気集じん装置
（以下EPと略す）の荷電率制御方法に関する。

〔従来の技術〕

従来の間欠荷電機能付EPにおいて、荷電率の
設定は、手動にて荷電率を変更しながらEPの出
口濃度を監視しその最適条件を見つける方法が主
であり、この他に媒塵モニタを組み合せて自動化
した第６図に示すような方法も知られている。

第６図に示すものは、間欠荷電率はダストの条
件により最適値が変わるため、EPの出口の媒塵
モニタが最も少なくなる様に荷電率を変化させる
ものである。ここに間欠荷電とは第３図に示す様
に、商用周波数にあわせ定期的に電流をオン・オ
フする荷電方法であり、荷電率のγの定義は荷電
時間T₁、休止時間T₂とした時、γ＝T₁／T₁＋T₂
にて表される。

しかし、この場合にはEPの出口に媒塵モニタ
が必要なこと、及び個別の電源ユニツトの最適調
整が出来ないという欠点があつた。

一方、各電源区分の電圧波形を基に、各電源装
置の最適な荷電率を設定する方法として電圧のピ
ーク値Vpと電圧の平均値Vmの積Vp×Vmが最
大となる様な制御方法も考案されており、集じん
性との相関も確認されている。しかしこの場合逆
電離を生じる様なダストでは荷電率を下げた方が
逆電離を抑制出来、集じん性が高いにも拘らず、
荷電率の大きい方が平均電圧が高くなるため、ダ
スト条件によつてはVp×Vmが大きくなる様な
現象もみられており、逆電離の抑制が不完全で最
適な調整が得られない場合があつた。

なお第６図において、１０はEP、１１は電源
ユニツト、１２は制御装置、１４は集塵モニタを
示す。

〔発明が解決しようとする問題点〕

一般に石炭焚ボイラ用EP等では使用する石炭
や運転温度等の運転条件により捕集するダストの
電気抵抗が変動し、従来の荷電方法では大幅に集
じん性が変動していた。この対策としての間欠荷
電は捕集するダストが高抵抗の時に逆電離現象に
よる集じん性の低下を抑制することが出来、実用
化されているが、その最適な設定値はダストの条
件により変動することが確認されている（第４図
参照）。

しかしながら、これらの条件変動に対して自動
的に間欠荷電の最適条件を設定するためには、従
来はEP出口の媒塵濃度信号をフイードバツクし
て実施していたため、媒塵モニタの信号を必要と
し、また複数の電源ユニツトを一律な設定値とな
る様制御していたため、個別の電源の最適調整が
出来なかつた。

本発明は種々のダスト条件において性能と電圧
波形の関係を調査した結果、EPの間欠荷電の荷
電率とEP電圧波形の各サイクル毎の最も小さな
値の間に一定の関係があることに着目してなされ
たものであり、間欠荷電の最適な荷電率設定を媒
塵モニタや外部の制御ユニツトを設けることな
く、各電源装置毎に自動的に確実にかつ迅速に行
なうことが出来るEPの荷電率制御方法を提供す
ることを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明によるEPの荷電率制御方法は、間欠荷
電機能を有するEPの荷電率制御方法において、
正常荷電時には、電圧の１サイクル当りの最小値
が最大値となるよう荷電率を制御し、逆電離発生
時には、電圧の１サイクル当りの最小値が極大値
となるように荷電率を制御することを特徴とす
る。即ち本発明においては、間欠荷電の荷電率を
設定する手段として、電圧波形の各サイクル毎の
最も小さな値V_bが逆電離を発生する様なダスト
条件の場合において、荷電率変化に伴ない正常荷
電の場合には単調減少関数に、また逆電離時は一
定の荷電率以下で極大値をとることに着目し、常
にV_bが正常荷電時は最大値に、また逆電離時に
は極大値をとる様な荷電率の設定を行なうように
なされている。例えば、第５図には各種ダスト条
件における荷電率とV_bの値の関係が示されてい
るが、それぞれのダスト条件においてV_bが最大
値または極大値をとる様な荷電率を設定すること
により、最適な集じん性能を得ることが出来る。

〔作用〕

例えば第３図に示す様に、逆電離発生時には、
EPの見掛のコロナ抵抗が小さくするため、電圧
波形の単位時間当りの低下率が大きく、このた
め、連続荷電の１サイクル当りの最小電圧値V_b
は正常荷電時に比べて小さな値となる。

しかし、間欠荷電により荷電率を下げることに
より、平均電流が下がるため、逆電離を抑制する
ことが出来、このため見掛のコロナ抵抗が上がる
ため、単位時間当りの電圧の低下が少なくなり、
その結果V_bが上昇する。

以上の様な原理に基づき種々のダスト条件で間
欠荷電の荷電率と集じん性の関係及び荷電率と電
圧波形１サイクル中の最小値V_bを整理した結果、
例えば第５図に示す様に、V_bが最大値または極
大値をとる荷電率において、第４図に示すような
最高の性能をとりうることがわかつた。

すなわち中低抵抗ダストでは逆電離を生じない
ため、V_bは荷電率を下げるに従い単調減少のカ
ーブをとり、性能も単調減少の関数となるが、逆
電離を生じる様なダストではV_bが必らず荷電率
γ＝1/3の領域で極大値をとり、かつその時の荷
電率の設定がEPの最適な性能調整ポイントと一
致している。

従つて荷電率を運転中に変化させて最大値また
は極大値をとるポイントに設定することにより、
媒塵モニタ等の外部機器を必要とせず、かつ各電
源ユニツト毎に最高の性能を得ることが出来る。

また、正常な荷電時には１サイクル当りの電圧
の最小値V_bは荷電率γを下げることにより単調
減少関数となるが、逆電流を生ずる様な運転状態
ではV_bは荷電率γ＝≦1/3の領域で極大値をとる
特徴を利用することにより、正常荷電と逆電離状
態を判別し、正常荷電時は荷電率の設定範囲中の
最大値を、また逆電離発生時にはV_bが最大とな
る様なフローテイング制御を行なうことにより、
全荷電率の設定範囲をスキヤンすることなく迅速
にかつ最適な荷電率が設定される。

ここに荷電率の設定範囲中の最大値は通常γ＝
１をとるが、性能に余裕がある場合には省エネル
ギを考慮してγ＝１／２，２／３等の設定であつ
てもかまわないことは言うまでもない。

また、EPでは火花放電を生ずる場合があり、
その時のV_bはOKVとなるが、その様な異常時の
電圧は除外すること、及び複数のV_bをサンプリ
ングしてV_bを検出することにより、V_bの検出精
度を上げうることは言うまでもない。

〔実施例〕

第１図は本発明方法を実施するのに用いられる
電源構成の一例を示す図、第２図は本発明の一実
施例の運転制御のフローチヤートの１例を示す図
である。

第１図において交流電源ACがサイリスタ回路
１に供給され、同回路から高圧変圧器２に入力さ
れる。この変圧器２の２次側から整流器３を介し
直流高電圧がEP４へ供給される。

電流検出器５及び電圧検出器６の信号は制御ユ
ニツト７内の制御装置８に入力され、EP４の運
転状態をマイコンユニツト９が判断されることに
より、最適な荷電率を設定するよう制御装置８に
よつてサイリスタ回路１を制御することにより所
定の荷電率を設定出来る。

第２図は本発明による制御方法のフローチヤー
トを示すが、基本的には逆電離の発生条件下では
荷電率γ＝1/3以下で運転されるため、V_bは最大
値をとる様に制御すればよく、このため運転条件
に大幅な変動がない限り、常にフローテイング制
御により最大値をとる様制御するため、荷電率の
設定範囲全体についてスキヤンする必要がない。

一方、正常荷電時においてはV_bは単調減少関
数となるため、初期値γ＝１／１（連続荷電）か
らγ＝１／３を越えた点までをカバーすれば正常
荷電が逆電離条件かを判定出来るため、それ以下
の状態まで条件をふる必要がない。従つて正常荷
電時の高い集じん効率を余り低下させることなく
荷電状態を判定出来る。

すなわち、正常荷電時にはV_bが単調減少函数
となり、また逆電離発生時にはγ＜1/3でV_bが極
大値をとるという特徴から制御方法をそれぞれ状
態に基づき変えてやることにより、迅速かつ最適
な制御が可能である。

なお、正常荷電←→逆電離時の状態への変更は運
転条件が大きく変動する時に生じるが、その場合
には各々の状態から脱出出来る様なフローとなつ
ている。

次に第２図に示すフローチヤートに基いて本発
明方法の一実施例の作用について説明する。

本発明方法については、定期的に現時点の荷電
率γと電圧の１サイクル当りの最小値V_bを監視
するものであるが、運転の初期設定値をγ＝１と
すると、第１回目の制御は正常荷電時の運転モー
ドとなる。こゝで荷電率γの設定値をγ＝１，
２／３，１／２，１／３，１／５，１／７，１／
11，１／21，１／31，１／61とする。

この時EPが正常な荷電状態であれば、γを低
下させてゆくに従い（例えばγ＝１→２／３→
１／２→１／３の順）、各波形の１周期の最小値
V_bは単調減少関数で低下してゆく。そしてγ＜
１／３（例えばγ＝１／５）になつた時点でも単調
減少で低下してゆく場合には、本荷電が正常荷電
状態にあると判断し正常荷電の最適設定値γ＝１
に設定し、制御の１周期分を終了する。

一方、この過程でV_bが増加する傾向にあれば、
それは逆電離の荷電条件にあると判断し、γを１
ランク下げた状態で設定する。一般に逆電離を生
じた場合、γ＝１／２あるいはγ＝１／３の近傍
でV_bが増加する傾向にあるため、この時の設定
はγ＝1/3以下の設定となり、制御の１周期分を
終了する。

次に一定期間をおいた後、再び最適調整のため
の制御を実施するが、この場合、荷電が当初と同
じ正常荷電の場合には、第１回目と同じ要領にて
γ＝１からγ＜1/3まで１通り変更後再びγ＝１
の設定となる。

一方、当初は正常荷電でも運転条件等の変化に
より、EPが逆電離条件に移行している場合は、
γの減少する過程においてV_bが向上するため、
γ＝1/3以下の設定になつた後、制御の１周期分
を終了する。

また、逆電離状態が継続している状態では１周
期の制御の最初の段階でγ≦1/3を判断すること
により、V_bを極大値にする制御に直ちに移行す
る。すなわち、前回のV_bと今回のV_bを比較し、
絶えず前回のV_bよりも大きくなる方向に荷電率
を上げたり、下げたりするもので、例えばγ＝
１／11が極大値とすると、現状の設定値がγ＝1/
３で前回が1/2の場合、第５図に見られる様にさら
にγを下げることにより極大値に近づくように制
御する。一方現状の設定値がγ＝1/11の場合で前
回がγ＝1/7の場合には、さらにγを下げようと
しγ＝１／21の設定となるが、この場合には次回
の制御でV_bが前回に比べて低下したと判断する
ため、次回の設定でγを上げようとするため、γ
＝１／11付近でのフローテイング制御となる。

すなわち、絶えずγ＝１／11を目ざす制御とな
る。

また逆電離から正常な荷電に復旧した時は、
V_bはγを上げる毎に向上するため、γ＜1/3の設
定迄γを上昇させ、その次のループで正常荷電時
のループに移行する。

〔発明の効果〕

本発明によれば、次の如き効果が奏せられる。

(1) 間欠荷電の機能を有するEPにおいて、その
荷電率の設定を電圧波形の１サイクル当りの最
小値により判断して最適化することにより、媒
塵モニタを必要とすることなく個別の電源ユニ
ツト毎に最適調整が出来る。

(2) 上記において、電圧波形の１サイクル当りの
最小値は正常荷電時には単調減少関数、また逆
電離発生時には荷電率が１／３以下の領域で極
大値をもつ特性を利用し、各々の状態に応じた
制御をすることにより制御の迅速化が可能とな
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明方法を実施するのに用いられ
る電源の構成例を示す図、第２図は、同電源を制
御する制御方法のフローを示す図、第３図はEP
の荷電状態と電流／電圧波形の関係につき、連続
荷電と間欠荷電の場合の比較例を示す図、第４図
は、間欠荷電の荷電率と集じん性の関係を各ダス
トの条件毎に示す図、第５図は、その時の１サイ
クル当りの電圧最小値V_bと荷電率の関係を示す
図、第６図は、従来の間欠荷電の設定方法の一例
を説明するための図である。 １……サイリスタ回路、４……EP、５……電
流検出器、６……電圧検出器、７……制御ユニツ
ト。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 間欠荷電機能を有する電気集じん装置の荷電
   率制御方法において、正常荷電時には、電圧の１
   サイクル当りの最小値が最大値となるように荷電
   率を制御し、逆電離発生時には、電圧の１サイク
   ル当りの最小値が極大値となるように荷電率を制
   御することを特徴とする電気集じん装置の荷電率
   制御方法。