Старк С.Б. - Газоочистные аппараты и установки в металлургическом производстве (1044944), страница 35
Текст из файла (страница 35)
Пропуская ток только в одном направлении, полупроводниковые выпрямители позволяют применять простые схемы выпрямления переменного тока, лишенные всяких движущихся частей. Наибольшее распространение получили схемы с селеновыми и кремниевыми диодами (вентилями).
Допустимая плотность тока в селеновых вентилях не превышает 50 мА/смя, поэтому их изготовляют в виде пластин значительной площади, круглой, квадратной или прямоугольной формы, с центральным отверстием, На алюминиевую пластину наносят слой селена и поверх него контактный слой из легкоплавкого металла (сплав олова с кадмием) (рис. 13.1).
Селе- новый диод рассчитан на действующее переменное напряжение 18 — 30 В; наибольший выпрямленный ток 15 — 30 мА/смя. Диоды собирают в столбы на изолированной шпильке в количестве, соответствующем выходному напряжению трансформатора. Столбы диодов обычно помещают в бак вместе с трансформатором, где они охлаждаются циркулирующим маслом. !68 Предельно допустимая температура для диодов 60 — 80 'С.
Срок службы селеновых выпрямителей 10000 ч. В настоящее время в агрегатах питания электрофильтров преимущественно применяют кремниевые выпрямители, которые, подобно селеновым, собирают и размещают в масляных баках вместе с трансформатором. Кремниевые диоды по сравнению с селеновыми более термостойки и компактны. Они допускают температуру до 150 'С и значительно большую плотность тока.
Срок службы кремниевых диодов практически не ограничен. В агрегатах питания электрофильтров применяют различные схемы полупроводниковых выпрямителей (рис. 13.2). В схеме Рнс. 13.2. Схемы включения полулроводниковых выпрямителей: а — однополуперкоднаа; б — двухполупернодная с удвоением напряжения; е — двухпо- лупервадная мостовая; г — трехфазная мостовая. 1 — трансформатор; 2 — выпрямнтель; 3 — электрофвльтр; 4 — конденсатор с однополупериодным выпрямлением соотношение между напряжением выпрямленного и переменного тока составляет 0,45. В мостовой схеме с двухполупериодным выпрямленисм это соотношение равно 0,9.
Применяют и другие, более сложные схемы полупроводниковых выпрямителей. $2. 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. Рнс.
13.3. График регулирования напряжения на электродах электрофнльтра с поиском возможного макснмума..принятые обозначенн»г бояр в Прабнниав Наиражвинс; Ор— рабочее напряжение 170 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 ч, 70 Кр рабочее напряжение, добиваясь спокойной работы электрофильтра, что, однако, сопровождается Й 00 ' ~ ) 0Р, ~ снижением эффективности. На а-О0 крупных установках, где число в, 1 )( агрегатов питания составляет не- сколько десятков, ручное регу- 0 70 ж ю ч0 бу 00 70 лирование особенно затруднено.
Юре чя, ггоя 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). 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,б; 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. 13.4,0) ближе, чем при регулировании с периодическим поиском максимального напряжения на электродах. 0 700 700 Чоеяо оелрорж» розряро0 ' 0 70 40 00 броня, ноя Х Рис.
131. Регулирование иапряжеаня на электродах злсктрофильтра по числу искровых разрядов à — зоны безыснровых разрядов; У вЂ” зона искровых разрядов; 3 — вана ду- ГОВОго 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 171 регулирования аналогичен графику, представленному иа рис. 1Зд,з, 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). й 3. Агрегаты питания электрофильтрои Эффективность электрофильтров в значительной стевеяи определяется работой агрегатов питания. Агрегат питания должен обеспечивать проведение в процессе эксплуатации следующих основных операций: а) включения и выключения электрофильтра с панели управления на месте и дистанционно; б) регулирования выходного напряжения иа электрофильтр в широких пределах; в) поддержания иа электродах электрофильтра напряжения, по возможности близкого к пробойному; г) ограничения и последующего гашения электрических дуг, возникающих при пробоях электрофильтра; д) автоматического повторного включения высокого напряжения после гашения дуга в электрофильтре.
В каждый современный агрегат питания входят следующие основные элементы: высоковольтный повысительный трансформатор; выпрямитель для преобразования переменного тока в постоянный; регулятор напряжения; высоковольтный выключа. тель; панель управления. Развитие схем и конструкций агрегатов питания прошло длинный и сложный путь. В настоящее время все вновь устанавлпваемые электрофильтры снабжаются электроагрегатами нысокого качества, полностью обеспечивающими эффективную работу этих аппаратов.
Однако вниду того, что агрегаты питания выдерживают длительную эксплуатацию, в работе еще находится большое число агрегатов устаревших конструкций, постоянно заменяемых новыми. Агрегаты питания типо АФАС и АРС были первыми советскими агрегатами с автоматическим регулированием напряжения по дуговому пробою, т. е. с периодическим поиском возможного максимума, Для выпрямления переменного тока впер.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
