專利名稱：直流供電超寬極距除塵系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種直流供電超寬極距除塵系統(tǒng)，屬于靜電除塵技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
在國內(nèi)外靜電除塵領(lǐng)域，自1950年以來，幾乎清一色地采用"最佳電火花率除塵 法"，該方法之所以能取代"以粉塵濃度實際值為控制目標量的靜電除塵法"，主要原因是它 采用了 "以最佳電火花放電頻率(簡稱為最佳電火花率)"作為控制目標量，而"電火花率" 是一個極易在線檢測和在線控制的物理量。 事實上，"最佳電火花率除塵法"的理論根據(jù)存在著嚴重的問題，該方法錯誤地把 所謂的"最佳電火花率fm"當成了追求除塵效果最佳化的"控制目標量"。 本申請人從理論上證明上述的"電火花率f "，與"除塵效果n "之間，只具有一定 的連帶性的關(guān)系，并不存在一一對應(yīng)的相關(guān)性，因此，不應(yīng)把"最佳電火花率fm"作為控制目標量。
本申請人從理論上和工程實踐上證實，該方法還存在著如下兩個重要問題 (1)上述方法錯誤地認為根據(jù)該除塵法獲得的所謂"最佳除塵效率nm，就是該除
塵器可能得到的"最大除塵效率n/(注實際上是nm< nM)。
(2)上述方法還錯誤地認為采用為最佳電火花率除塵法配套設(shè)計的現(xiàn)行傳統(tǒng)的
"工頻電源"時，所獲得的所謂"最佳除塵效率n/就是上述的"最佳除塵效率n/(注實 際上是nx < n邁< nM)。
本申請人的上述觀點詳見本申請人公開發(fā)表的下述學(xué)術(shù)論文(l)趙富，等， 質(zhì)疑傳統(tǒng)最佳電火花率除塵法的物理依據(jù)，全國靜電除塵學(xué)術(shù)年會論文集2007. 10; (2)Zhao Fu， etc, Query on theSustainabie Development of Traditional Dust PrecipitationUsing Optimal Electric Spark Rate. ICESP-XI，2008. 10。
下面簡要對"最佳電火花率除塵法"的技術(shù)要點及其缺點分析如下"最佳電火花率除塵法"由如下相互聯(lián)系且密不可分的"三個要素"構(gòu)成 (1)控制目標量最佳電火花率(fm); (2)電場形式窄極距式(同極距280mm-400mm); (3)供電方式工頻整流式(常稱為工頻電源)。
其中 第(1)個要素的'最佳電火花率(fm)'是基礎(chǔ)部分，即該除塵法從理論上認為所 謂的最佳電火花放電頻率fm即最佳電火花率，可以作為追求"除塵效果最佳化"的"控制目 標量"，只要被控的除塵器電場中出現(xiàn)預(yù)先所給定的"最佳電火花率fm"，就意味著除塵器系 統(tǒng)已經(jīng)達到了所追求的"最佳除塵效果"這個"控制目標"； 第(2)個要素的"窄極距式"電場形式是確保在設(shè)計的電場電壓量值適當高的條 件下就能夠發(fā)生所期望的頻繁電火花放電過程，并最終能夠出現(xiàn)最佳電火花放電頻率fm 的電場結(jié)構(gòu)條件；[0017] 第(3)個要素的"工頻整流式"供電方式，常被稱為工頻電源，是為了確保在電場
內(nèi)實施所需要的頻繁電火花放電時，利用整流不濾波的工頻電源電壓過零的特性，去自然
熄滅放電過程，避免像直流電源發(fā)生那種"自持式放電過程"而導(dǎo)致除塵過程失敗。 可見，構(gòu)成最佳電火花率除塵法的上述三個要素，是相互聯(lián)系且密不可分的，從一
個除塵方法的構(gòu)成上看，它們是一個統(tǒng)一的整體，三者缺一不可。
最佳電火花率除塵法存在如下三個主要缺點 (1)除塵效果不可靠，這是由于它把最佳電火花率(fm)作為控制目標量的不可靠 性造成的； (2)耗鋼材多，這是由于必須采用窄極距式電場結(jié)構(gòu)造成的； (3)耗電多，這是由于必須采用工頻式供電方式和追求電火花率最佳化的機制 等造成的(本申請人從理論上已經(jīng)證明最佳電火花率fm與電場消耗電功率最大值相對 應(yīng)，以及證明采用最佳電火花率除塵法必須使用的工頻供電方式將比直流供電方式多消耗 90%左右的電會^;，詳見論文(2) :Zhao Fu， etc, Query on the SustainabieDevelopment of Traditional Dust Precipitation Using OptimalElectric Spark Rate. ICESP-XI， 2008. 10); 論文(3) :Zhao Fu， etc, Descovery of the Power-Saving Principle of Electrostatic DustPrecipitation Using DC Syupply. ICESP-X，2006. 6。 顯然，上述的最佳電火花率除塵法所存在的主要缺點，全部都是源自該除塵法的 "三個構(gòu)成要素"。 另一篇現(xiàn)有技術(shù)是本申請人申請的中國專利"直流靜電除塵法及除塵器"(專利申 請?zhí)枮?00410101755. 7)，該專利申請的技術(shù)要點是將直流電源接至超寬極距除塵器的電 場電極上，所述除塵器的同極距為400-800mm。上述專利申請的缺點是沒有提供如何使除塵 系統(tǒng)達到預(yù)期除塵效果的控制方案，其顯著缺點是缺少明確可行的確保除塵效果可靠達標 的控制目標量，即對靜電除塵的效果缺少技術(shù)保障措施。

發(fā)明內(nèi)容本實用新型所要解決的技術(shù)問題是針對上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺點，而提供一種 節(jié)電明顯、大量節(jié)省鋼材和簡單易行、能夠確保除塵系統(tǒng)排放可靠達標的直流供電超寬極 距除塵系統(tǒng)。 本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案 本實用新型由以粉塵濃度實際值或準粉塵濃度實際值作為控制目標量的直流電 源控制系統(tǒng)、直流電源、超寬極距除塵器組成；所述以粉塵濃度實際值或準粉塵濃度實際值 作為控制目標量的直流電源控制系統(tǒng)的輸出端接所述直流電源的控制端，所述直流電源的 輸出端接超寬極距除塵器電場的電極端；所述準粉塵濃度實際值為粉塵濁度實際值或超寬 極距除塵器電場的負載電流實際值。 當采用以粉塵濃度實際值作為控制目標量時，其直流電源控制系統(tǒng)由粉塵濃度檢 測裝置、粉塵濃度給定器、加法器、帶積分環(huán)節(jié)的調(diào)節(jié)器組成；粉塵濃度檢測裝置和粉塵濃 度給定器的輸出端分別接加法器的輸入端，加法器的輸出端接帶積分環(huán)節(jié)的調(diào)節(jié)器的輸入 端，帶積分環(huán)節(jié)的調(diào)節(jié)器的輸出端接所述直流電源的控制端。 當采用以粉塵濁度實際值作為控制目標量時，其直流電源控制系統(tǒng)由粉塵濁度檢
5測裝置、粉塵濁度給定器、加法器、帶積分環(huán)節(jié)的調(diào)節(jié)器、微處理器、離線式粉塵濃度檢測裝 置組成；粉塵濁度檢測裝置和粉塵濁度給定器的輸出端分別接加法器的輸入端，加法器的 輸出端接帶積分環(huán)節(jié)的調(diào)節(jié)器的輸入端，帶積分環(huán)節(jié)的調(diào)節(jié)器的輸出端接所述直流電源的 控制端；所述粉塵濁度檢測裝置、離線式粉塵濃度檢測裝置、直流電源的輸出端分別接所述 微處理器的相應(yīng)輸入端。 當采用以所述負載電流實際值作為控制目標量時，其直流電源控制系統(tǒng)由電流給 定器、加法器、帶積分環(huán)節(jié)的調(diào)節(jié)器、電流取樣器、微處理器、離線式粉塵濃度檢測裝置組 成；所述電流給定器和電流取樣器的輸出端分別接加法器的輸入端，加法器的輸出端接帶 積分環(huán)節(jié)的調(diào)節(jié)器的輸入端；帶積分環(huán)節(jié)的調(diào)節(jié)器的輸出端接直流電源的控制端，所述直 流電源的輸出端、電流取樣器的輸出端、離線式粉塵濃度檢測裝置的輸出端分別接所述微 處理器的相應(yīng)輸入端。 本實用新型的有益效果是能夠確保本除塵系統(tǒng)的排放可靠達標，同時，還能夠節(jié)
約電能約60-90%，節(jié)約鋼材10%以上。 本實用新型的有益效果還體現(xiàn)在下面幾點 (1)首先，最為直接的構(gòu)思，是把被最佳電火花率除塵理論偏見所遺棄了半個多世 紀至今的"粉塵濃度在線檢測裝置"請回來，并把其輸出的粉塵濃度實際值d。提升為"控制 目標量" a、以粉塵濃度實際值d。為"控制目標量"，只要控制系統(tǒng)被設(shè)計成無靜差系統(tǒng)，通 過適當調(diào)整粉塵濃度給定值di，那么本除塵系統(tǒng)就一定能夠排放達標； b、粉塵濃度在線檢測技術(shù)的發(fā)展受到了嚴重的抑制，但它畢竟還是會隨著其它技 術(shù)的進步而有所進步，目前有些產(chǎn)品已經(jīng)具有一定的實用性，在有條件的地方，已經(jīng)允許把 它輸出的粉塵濃度實際值d。當作追求靜電除塵排放達標的"控制目標量"。 (2)對大多數(shù)不具備把粉塵濃度實際值d。當作追求靜電除塵排放達標的"控制目 標量"的條件下，本實用新型設(shè)計了一種"替代性的控制目標量"，即把除塵器電場負載電 流實際值I。提升為追求靜電除塵排放達標的"準控制目標量I。"；。這時，只要做到如下兩 點，就也能確保該靜電除塵排放達標的目的得以實現(xiàn) a、在負載電流實際值閉環(huán)控制系統(tǒng)中，所采用的調(diào)節(jié)器被設(shè)計成帶有積分環(huán)節(jié)的 形式，使得恒有準控制目標量實際值I。等于準控制目標量給定值Ii的結(jié)果，即I。 = Ii，這 就保證了除塵器電場內(nèi)部的粉塵濃度平均值S不變，于是為維持其出口處排放達標創(chuàng)造 了保障性的條件； b、在適當?shù)臅r候，用輔助的離線式粉塵濃度檢測裝置輸出的排放粉塵濃度實際值 d。，對上述的準控制目標量實際值1。作一下校準。 (3)如果愿意采用"粉塵濁度實際值實際值d。'"替代"準控制目標量I。"也可以， 實施的方法與上述的第(2)點相類似。

圖1為本實用新型的除塵系統(tǒng)的原理框圖。 圖2為以粉塵濃度實際值為控制目標量的除塵系統(tǒng)原理框圖。 圖3為以粉塵濃度實際值為控制目標量的除塵 統(tǒng)中的直流電源控制系統(tǒng)的電路原理示意圖。 圖4為以粉塵濁度實際值為控制目標量的除塵系統(tǒng)的原理框圖。 圖5為以負載電流實際值為控制目標量的除塵系統(tǒng)的原理框圖。 圖6為以負載電流實際值為控制目標量的除塵系統(tǒng)的直流電源控制系統(tǒng)的電路
原理示意圖。 在圖1-6中FNZ為粉塵濃度檢測裝置、CCQ為超寬極距除塵器、FZZ為粉塵濁度檢 測裝置、PP為微處理器。
具體實施方式
實施例l(參見圖1-3): 本實施例是由以粉塵濃度實際值作為控制目標量的直流電源控制系統(tǒng)、直流電 源、超寬極距除塵器組成；所述以粉塵濃度實際值作為控制目標量的直流電源控制系統(tǒng)的 輸出端接所述直流電源的控制端，所述直流電源的輸出端接超寬極距除塵器電場的電極端 (參見圖1)。 所述直流電源控制系統(tǒng)由粉塵濃度檢測裝置、粉塵濃度給定器、加法器、帶積分環(huán) 節(jié)的調(diào)節(jié)器組成；粉塵濃度檢測裝置和粉塵濃度給定器的輸出端分別接加法器的輸入端， 加法器的輸出端接帶積分環(huán)節(jié)的調(diào)節(jié)器的輸入端，帶積分環(huán)節(jié)的調(diào)節(jié)器的輸出端接所述直 流電源的控制端(參見圖2)。 所述加法器和帶積分環(huán)節(jié)的調(diào)節(jié)器由運算放大器YF1、電容器Cl、積分電阻Rl-R2 組成；電容器C1并聯(lián)在運算放大器YF1的輸入端與輸出端上；所述粉塵濃度給定器采用電 位器RP1，所述電位器RP1接在參考電壓VMf與地之間，其輸出端經(jīng)積分電阻Rl接運算放大 器YF1的輸入端；所述粉塵濃度檢測裝置FNZ的輸出端經(jīng)積分電阻R2接運算放大器YF1的 輸入端(參見圖3)。 所述直流電源采用工頻可控硅整流濾波電路KZLD(或中頻、高頻逆變可控硅整流 濾波電路等)。 實施例2(參見圖4): 本實施例是采用以粉塵濁度實際值作為控制目標量，其直流電源控制系統(tǒng)由粉塵 濁度檢測裝置、粉塵濁度給定器、加法器、帶積分環(huán)節(jié)的調(diào)節(jié)器、微處理器、離線式粉塵濃度 檢測裝置組成；粉塵濁度檢測裝置和粉塵濁度給定器的輸出端分別接加法器的輸入端，加 法器的輸出端接帶積分環(huán)節(jié)的調(diào)節(jié)器的輸入端，帶積分環(huán)節(jié)的調(diào)節(jié)器的輸出端接所述直流 電源的控制端；所述直流電源的輸出端接超寬極距除塵器CCQ的電極端；所述粉塵濁度檢 測裝置、離線式粉塵濃度檢測裝置、直流電源的輸出端分別接所述微處理器的相應(yīng)輸入端。 所述加法器和帶積分環(huán)節(jié)的調(diào)節(jié)器由運算放大器、電容器、兩個積分電阻組成；電 容器并聯(lián)在所述運算放大器的輸入端與輸出端上；所述粉塵濁度給定器采用電位器，所述 電位器接在參考電壓VMf與地之間，其輸出端經(jīng)其相應(yīng)的積分電阻接運算放大器的輸入端； 所述粉塵濁度檢測裝置的輸出端經(jīng)其相應(yīng)的積分電阻接運算放大器的輸入端(參見圖3)。 所述直流電源采用工頻可控硅整流濾波電路KZLD(或中頻、高頻逆變可控硅整流 濾波電路等)。 實施例3(參見圖5-6):[0057] 本實施例是采用以所述負載電流實際值作為控制目標量，其直流電源控制系統(tǒng)由電流給定器、加法器、帶積分環(huán)節(jié)的調(diào)節(jié)器、電流取樣器、微處理器、離線式粉塵濃度檢測裝置組成；所述電流給定器和電流取樣器的輸出端分別接加法器的輸入端，加法器的輸出端接帶積分環(huán)節(jié)的調(diào)節(jié)器的輸入端；帶積分環(huán)節(jié)的調(diào)節(jié)器的輸出端接直流電源的控制端，所述直流電源的輸出端接超寬極距除塵器CCQ的電極端；所述直流電源的輸出端、電流取樣器的輸出端、離線式粉塵濃度檢測裝置的輸出端分別接所述微處理器的相應(yīng)輸入端。[0058] 所述加法器和帶積分環(huán)節(jié)的調(diào)節(jié)器由運算放大器YF2、電容器C2、積分電阻R3-R4組成；電容器C2并聯(lián)在運算放大器YF2的輸入端與輸出端上；所述電流取樣器采用直流互感器LH，直流互感器LH套在所述直流電源的輸出線上；直流互感器LH的一路輸出端經(jīng)積分電阻R4接運算放大器YF2的輸入端，直流互感器LH的另一路的輸出端接微處理器P P的相應(yīng)輸入端；離線式粉塵濃度檢測裝置FNZ的輸出端、所述直流電源的輸出端分別接微處理器P P的相應(yīng)輸入端(參見圖6)。 所述直流電源采用工頻可控硅整流濾波電路KZLD(或中頻、高頻逆變可控硅整流濾波電路等)。
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權(quán)利要求直流供電超寬極距除塵系統(tǒng)，其特征在于它由以粉塵濃度實際值或準粉塵濃度實際值作為控制目標量的直流電源控制系統(tǒng)、直流電源、超寬極距除塵器組成；所述以粉塵濃度實際值(d0)或準粉塵濃度實際值作為控制目標量的直流電源控制系統(tǒng)的輸出端接所述直流電源的控制端，所述直流電源的輸出端接超寬極距除塵器電場的電極端；所述準粉塵濃度實際值為粉塵濁度實際值(d0′)或超寬極距除塵器電場的負載電流實際值(I0)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的直流供電超寬極距除塵系統(tǒng)，其特征在于當采用以粉塵濃度 實際值作為控制目標量時，其直流電源控制系統(tǒng)由粉塵濃度檢測裝置、粉塵濃度給定器、加 法器、帶積分環(huán)節(jié)的調(diào)節(jié)器組成；粉塵濃度檢測裝置和粉塵濃度給定器的輸出端分別接加 法器的輸入端，加法器的輸出端接帶積分環(huán)節(jié)的調(diào)節(jié)器的輸入端，帶積分環(huán)節(jié)的調(diào)節(jié)器的 輸出端接所述直流電源的控制端。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的直流供電超寬極距除塵系統(tǒng)，其特征在于所述加法器和帶積 分環(huán)節(jié)的調(diào)節(jié)器由運算放大器(YF1)、電容器(Cl)、積分電阻(R1)-(R2)組成；電容器(Cl) 并聯(lián)在運算放大器(YF1)的輸入端與輸出端上；所述粉塵濃度給定器采用電位器(RP1)， 所述電位器(RP1)接在參考電壓V^與地之間，其輸出端經(jīng)積分電阻(Rl)接運算放大器 (YF1)的輸入端；所述粉塵濃度檢測裝置(FNZ)的輸出端經(jīng)積分電阻(R2)接運算放大器 (YF1)的輸入端。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的直流供電超寬極距除塵系統(tǒng)，其特征在所述直流電源采用工 頻或中頻、高頻逆變整流濾波電路(KZLD)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的直流供電超寬極距除塵系統(tǒng)，其特征在于當采用以粉塵濁度 實際值作為控制目標量時，其直流電源控制系統(tǒng)由粉塵濁度檢測裝置、粉塵濁度給定器、加 法器、帶積分環(huán)節(jié)的調(diào)節(jié)器、微處理器、離線式粉塵濃度檢測裝置組成；粉塵濁度檢測裝置 和粉塵濁度給定器的輸出端分別接加法器的輸入端，加法器的輸出端接帶積分環(huán)節(jié)的調(diào)節(jié) 器的輸入端，帶積分環(huán)節(jié)的調(diào)節(jié)器的輸出端接所述直流電源的控制端；所述粉塵濁度檢測 裝置、離線式粉塵濃度檢測裝置、直流電源的輸出端分別接所述微處理器的相應(yīng)輸入端。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的直流供電超寬極距除塵系統(tǒng)，其特征在于所述加法器和帶積 分環(huán)節(jié)的調(diào)節(jié)器由運算放大器、電容器、兩個積分電阻組成；電容器并聯(lián)在所述運算放大器 的輸入端與輸出端上；所述粉塵濁度給定器采用電位器，所述電位器接在參考電壓V^與 地之間，其輸出端經(jīng)其相應(yīng)的積分電阻接運算放大器的輸入端；所述粉塵濁度檢測裝置的 輸出端經(jīng)其相應(yīng)的積分電阻接運算放大器的輸入端。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的直流供電超寬極距除塵系統(tǒng)，其特征在所述直流電源采用工 頻或中頻、高頻逆變整流濾波電路(KZLD)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的直流供電超寬極距除塵系統(tǒng)，其特征在于當采用以所述負載 電流實際值作為控制目標量時，其直流電源控制系統(tǒng)由電流給定器、加法器、帶積分環(huán)節(jié)的 調(diào)節(jié)器、電流取樣器、微處理器、離線式粉塵濃度檢測裝置組成；所述電流給定器和電流取 樣器的輸出端分別接加法器的輸入端，加法器的輸出端接帶積分環(huán)節(jié)的調(diào)節(jié)器的輸入端； 帶積分環(huán)節(jié)的調(diào)節(jié)器的輸出端接直流電源的控制端，所述直流電源的輸出端、電流取樣器 的輸出端、離線式粉塵濃度檢測裝置的輸出端分別接所述微處理器的相應(yīng)輸入端。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的直流供電超寬極距除塵系統(tǒng)，其特征在于所述加法器和帶積 分環(huán)節(jié)的調(diào)節(jié)器由運算放大器(YF2)、電容器(C2)、積分電阻(R3)-(R4)組成；電容器(C2)并聯(lián)在運算放大器(YF2)的輸入端與輸出端上；所述電流取樣器采用直流互感器(LH)，直 流互感器(LH)套在所述直流電源的輸出線上；直流互感器(LH)的一路輸出端經(jīng)積分電阻 (R4)接運算放大器(YF2)的輸入端，直流互感器(LH)的另一路的輸出端接微處理器(P P) 的相應(yīng)輸入端；離線式粉塵濃度檢測裝置(FNZ)的輸出端、所述直流電源的輸出端接微處 理器(yP)的相應(yīng)輸入端。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的直流供電超寬極距除塵系統(tǒng)，其特征在于所述直流電源采 用工頻或中頻、高頻逆變整流濾波電路(KZLD)。
專利摘要本實用新型涉及一種直流供電超寬極距除塵系統(tǒng)，它由以粉塵濃度實際值或準粉塵濃度實際值作為控制目標量的直流電源控制系統(tǒng)、直流電源、超寬極距除塵器組成；所述以粉塵濃度實際值或準粉塵濃度實際值作為控制目標量的直流電源控制系統(tǒng)的輸出端接所述直流電源的控制端，所述直流電源的輸出端接超寬極距除塵器電場的電極端；所述準粉塵濃度實際值為粉塵濁度實際值或超寬極距除塵器電場的負載電流實際值。本實用新型的有益效果是能夠確保本除塵系統(tǒng)的排放可靠達標，同時，還能夠節(jié)約電能約60-90％，節(jié)約鋼材10％以上。
文檔編號B03C3/68GK201454690SQ20092010425
公開日2010年5月12日 申請日期2009年8月13日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月13日
發(fā)明者葛淑欣, 趙富 申請人:趙富