电除尘电气控制及原理

电除尘电气控制原理及功能
一、电除尘系统原理介绍
电除尘器是在两个曲率半径相差很大的金属阳极和阴极上，通过高压直流电，维持一个足以使气体电离的静电场。

气体电离后所生成的电子，阴离子和阳离子，吸附在通过电场的粉尘上，而使粉尘获得荷电。

荷电粉尘在电场力的作用下，便向电极性相反的电极运动而沉积在电极上，从而达到粉尘和气体分离的目的。

当沉积在电极上的粉尘达到一定厚度时，借助于振打机构使粉尘落入下部灰斗中，主要包括以下四个复杂而又相互有关的物理过程：
(1)气体的电离。

(2)悬浮尘粒的荷电。

(3)荷电尘粒向电极运动。

(4)荷电尘粒沉积在电极上。

以下简要介绍这四个物理过程。

空气在正常状态下几乎是不能导电的绝缘体，但是当气体分子获得能量时就可能使气体分子中的。

电子脱离而成为自由电子，这些电子成为输送电流的媒介、气体就具有导电的能力了。

使气体具有导电能力的过程就称之为气体的电离。

尘粒的荷电机理基本有两种，一种是电场中离子的依附荷电，这种荷电机理通常称为电场荷电或碰撞荷电。

另一种则是由于离子扩散现象产生的荷电过程，通常这种荷电过程为扩散荷电。

哪种荷电机理是主要的，这要取决尘粒的粒经。

对于尘粒大于0.5μm 的尘粒，电场荷电是主要的。

对于粒径小于0.2μm 的
尘粒，扩散荷电是主要的。

而粒径在0.2～0.5μm 之间的尘粒，二者均起作用。

但是，就大多数实际应用的工业电收尘器所捕集的尘粒范围而言，电场荷电更为重要。

1、电场荷电
将一球形尘粒置于电场中，这一尘粒与其它尘粒的距离，比尘粒的半径要大得多，并且尘粒附近各点的离子密度和电场强度均相等。

因为尘粒的相对介电常数εr 大于1，所以，尘粒周围的电力线发生变化，与球体表面相交。

沿电力线运动的离子与尘粒碰撞将电荷传给尘粒，尘粒荷电后，就会对后来的离子产生斥力，因此，尘粒的荷电率逐渐下降，最终荷电尘粒本身产生的电场与外加电场平衡时，荷电便停止。

这时尘粒的荷电达到饱和状态，这种荷电过程就是电场荷电。

2、扩散荷电
尘粒的扩散荷电是由于离子无规则的热运动造成的。

离子的热运动使得离子通过气体而扩散。

扩散时与气体中所含的尘粒相碰撞，这样离子一般都能吸附在尘粒上，这是由于离子接近尘粒时，有吸引的电磁力在起作用。

粒子的扩散荷电取决于离子的热能、尘粒的大小和尘粒在电场中停留的时间等。

在扩散荷电过程中，离子的运动并不是沿着电力线而是任意的。

将一球形尘粒置于电场中，这一尘粒与其它尘粒的距离，比尘粒的半径要大得多，并且尘粒附近各点的离子密度和电场强度均相等。

因为尘粒的相对介电常数εr 大于1，所以，尘粒周围的电力线发生变化，与球体表面相交。

沿电力线运动的离子与尘粒碰撞将电荷传给尘粒，尘粒荷电后，就会对后来的离子产生斥力，
因此，尘粒的荷电率逐渐下降，最终荷电尘粒本身产生的电场与外加电场平衡时，荷电便停止。

这时尘粒的荷电达到饱和状态，这种荷电过程就是电场荷电。

粉尘荷电后，在电场的作用下，带有不同极性电荷的尘粒，则分别向极性相反的电极运动，并沉积在电极上，工业电除尘多采用负电晕，在电晕区内少量带正电荷的尘粒沉积到电晕极上，而电晕外区的大量尘粒带负电荷，因而向收尘极运动。

在电除尘器中，荷电极性不同的尘粉在电场力的作用下，分别向不同极性的电极运动。

在电晕区和靠近电晕区很近的一部分荷电尘粒与电晕极的极性相反，于是就沉积在电晕极上。

但因为电晕区的范围小，所以数量也小。

而电晕外区的尘粒，绝大部分带有电晕极极性相同的电荷，所以，当这些荷电尘粒接近收尘极表面时，使沉积在极板上而被捕集阴阳极采用类似于圆管式放电的电场极配形式。

阳极板采用"W"形的ZT24 板、阴极线采用新型芒刺线或V 型系列线。

2）板线配置方式采用一块ZT24 阳极板配置二根芒刺线的电场极配形式。

由于ZT24 板呈"W"形，而芒刺线布置在"W"形ZT24 板断面的
波谷，电晕线辐射到极板表面各点的空间距离几乎相等，产生的电力线和板面电流密度分布均匀，使得吸附在极板上各点的粉尘厚度一致，阴极线实际辐射阳极板面积为投影面积的 1.1 倍，因此，极板表面积可得到充分利用，可有效克服电场死区，提高运行电压有利于提高收尘效率。

二、高压控制系统
该系统由高压硅整流设备（T/R）组成，其控制器是数字式自动电压控制器，设有RS422通讯接口和遥控启动/停止装置，通过通讯可以接受上位机的命令并向上位机传送运行参数。

MVC-196 控制器操作和显示功能说明
显示功能
显示参数单位说明
U1 V 一次电压有效值
MAN % 手动设定值
I1 A 一次电流有效值 RP 无上升率U2 kV 二次电压平均值
SP−SET 次/分火花率设定值
I2 A 二次电流平均值
ST % 火花放电初始值
Um kV 二次电压峰值
END % 火花放电后快升阶段终了值
SP 次/分每分钟火花率
INC % 火花放电后快升阶段每半波增量
OIL ℃油温
OFF 1，0 火花时是否有关断。

OFF1：关一个半波；OFF0：不关断
MODE 无运行方式
RATE 设备容量（KV，A）
IL % 电流极限值 ADDR 设备通讯地址
UL % 电压上限值
显示状态一览表
ORIGINAL PARAMETER OK！源参数检查正确
USE DEFAULT PARAMETER 使用缺省值
RATE 072kV 1.0A 设备容量： 72KV 1.0A
REMOTE 远控状态
LOCQAL 本地状态
SCR ALARM 可控硅状态
SYSTEM FAIL 系统故障
LOAD SHORT 负载短路
LOAD OPEN 负载开路
OVER CURRENT 过电流
BIAS ALARM 偏励磁故障
EEPROM HAS AERROR 参数存贮器(EEPROM)有一个错误HIGH OIL TEMP 油温超限
具有特殊的保护功能
△过流保护
△负载短路保护
△负载开路保护
△危险油温保护
△SCR 短路保护
△偏励磁保护
△欠压保护
△具有特殊的超电压限压和过载限流措施。

△硬件看门狗电路可以在强干扰情况下自复位运行。

三、低压控制系统
该系统由振打、卸灰、电加热等几部分子系统，其控制器是基于单片机或PLC的控制系统，用来控制电磁振打锤、振打电机、卸灰电机、电加热器等低压设备，通过通讯可接受上位机的参数设定，并向上位机传送工作参数和运行状态。

产品的功能
1、恒温控制功能
ATC20A 微机自动温度控制器具有16 个可配置通道恒温控制功能。

在保温箱或大梁绝缘子电加热及灰斗电加热等控制中，主回路采用交流接触器输出，断路器短路保护。

各电加热回路在控制柜面板设有“停机”、“自动”、“手动”控制开关。

自动控制采用单片机控制，在“自动”工作方式下，通过控制柜面板上的微终端可以方便地设置所需要的温控范围，实现电加热恒温工作。

电加热恒温控制采用上、下限区间控制的形式实现恒温控制，即以设定温度的上、下振幅（振幅为±2℃~±5℃）为工作区间来控制加热器的启停。

具体为当测量温度低于设定温度的下限时，加热器开始工作，一直加热到测量温度高于设定温度的上限时，加热器停止工作，一直到测量温度低于设定温度的下限，则加热器又开始工作。

（加热器回路）
6、7号机组电除尘系统每个室有8个灰斗加热器，4个保温箱加热器。

（温度测量回路）
电除尘系统温度检测元件为PT100热电阻，(0度 100.00欧姆;50度 119.40欧姆;100度 138.51欧姆;120度 146.07欧姆 )
2、振打控制功能
在振打电机控制中，主回路采用交流接触器输出，断路器、热继电器组成短路、过载、断相保护电路。

各振打电机回路在控制柜面板设有“手动”、“停机”、“自动”控制开关。

自动控制采用时序控制，在“自动”工作方式下，通过控制柜面板上的微终端可以方便地设置所需要的振打工作时间、休止时间。

现场设有振打操作箱,当现场调试或事故检修时，可在振打操作箱上控制各振打回路。

电磁振打是利用电磁力工作的。

当振打器线圈中流过直流电流时，产生磁力将振打棒提起至某一高度，然后断电，磁力消失，振打棒落下，撞击阳极板或阴极框架，产生振打力，电磁振打器结构如图2。

振打力的大小由振打高度决定，而振打高度又由流过线圈电流的大小决定，因此通过改变流过线圈电流的大小，便可控制振打高度，改变线圈电流是通过可控硅
相控来实现的。

振打器按矩阵形式连成，可控制的最大矩阵为16x16（行x列），因此一台电磁振打控制器最多可控制256个电磁振打器。

振打器跨接在行选线(R0—R15)和列选线(C0—C15)之间。

由行选开关和列选开关决定哪个振打器工作。

例如，行选开关KR0和列选KC0闭合时，跨接在R0、C0上的0#振打器接通(被选中)投入振打。

因而，通过控制行、列选开关的通断，就可选中矩阵中的任一振打器。

图3 振打器矩阵工作原理示意图
图3仅仅画出了跨接在R0、C0上的0# 振打器，行、列选开关在实际装置中是由可控硅实现的，为便于说明，图中画成开关以示意。

此外，任何时刻，矩阵中不能有两个或两个以上的振打器同时工作，即矩阵中的振打器是顺序工作的，每次只允许一个振打器投入运行。

电磁振打器通过设置在电除尘器顶部的顶部振打端子箱连接成矩阵。

端子箱内设有各个振打器所需的隔离二极管。

振打相角与振打高度的大致关系，仅供参考（因电网及振打锤的不同，不同的现场应用会有差异）。

振打高度在0~30cm范围内可调，加高型振打锤的高度在0~45cm范围内可调：其对应的振打相角设置范围为0~255，振打相角可统一设置、分组设置、单独设置。

6、7号机组振打器高度一般设置为30-35cm，对应相角170-200不等，振打方式为分组振打。

四、IPC控制系统
IPC系统主要由硬件部分和软件部分构成。

PC系统硬件部分由主机工作站、高压设备、低压设备构成。

IPC系统双机冗余热备结构示意图，系统上位机、前端机、交换机等组成一个小的内部局域网。

系统通过前端机的串口采用RS422/485通讯方式与挂接在各串口的下位机设备进行通讯，采集现场运行数据和工况状态，并在必要时将设定命令发送到下位机进行监控。