По этому направлению интенсивные исследования, проведены фирмой «Мицубиси», которая разработала систему МIЕ. Фирма длительное время вела испытания на моделях и реальных промышленных электрофильтрах.
Принцип импульсного питания в этом режиме состоит в том, что тиристорный регулятор в классической схеме двухфазного источника импульсно подключает его к сети. Через электрофильтр в это время протекает ток коронного разряда, и напряжение возрастает. Затем тиристорный регулятор отключает источник питания от сети, ток через электрофильтр не протекает, напряжение на нем медленно снижается.
Таким образом, помимо существующего импульсно-фазового регулирования тиристоров осуществляется широтно-импульсная модуляция их работы, которая позволяет регулировать форму напряжения и тока электрофильтра, поддерживая минимальное потребление электроэнергии при неизменной или повышенной эффективной скорости дрейфа частиц.
На рис. 1 показаны стилизованные формы управляющего сигнала Uу на управляющем симисторе агрегата питания, напряжение на первичной обмотке повышающего трансформатора U1 и ток в цепи нагрузки выпрямителя агрегата питания I2.
Для тиристорных агрегатов питания при фазоимпульсном регулировании ток питания в агрегате подвергается преобразованию, и на электрофильтр подаются два импульса выпрямленного тока нагрузки. В течение одного или нескольких периодов сетевое напряжение к первичной обмотке трансформатора не прикладывается, так как управляющие сигналы на тиристоры не поступают, и они заперты. Соотношением интервалов подачи напряжения Т1 и снятия его Т2 с первичной обмотки трансформатора регулируется плотность тока электрофильтра.
Показатель этой широтно-импульсной модуляции характеризуется коэффициентом скважности
Кс =Т1 / Т1 + Т2
Расход электроэнергии на очистку в этом случае примерно пропорционален коэффициенту скважности. Практически используемые величины Кс> в значительной мере определяются величиной УЭС пыли и имеют значения в диапазоне 0,5—0,05. Соответственно, расход электроэнергии составляет 50—5% от уровня, отвечающего обычным источникам питания. Наилучшие результаты получены при УЭС улавливаемой пыли 109—1011 Ом·м, когда наблюдается интенсивная обратная корона. При этом достигается увеличение скорости дрейфа в 1,1—1,7 раза. При улавливании пылей с УЭС менее 109 Ом·м этот режим утрачивает свои преимущества с точки зрения повышения эффективности улавливания.
На рис. 2 приведено качественное распределение напряжения в промежутке между электродами электрофильтра для различных скважностей и, как следствие, плотностей тока при одинаковом среднем напряжении на электродах.
Для увеличения плотности тока (кривая 1 при одинаковых УЭС слоя напряжение на слое Uсл должно быть выше, чем в случае пониженной плотности тока Усл. Средняя напряженность в промежутке между коронирующим электродом и слоем, если напряжение источника U не изменяется, в первом случае меньше, чем во втором.
Таким образом, средняя напряженность в промежутке для случая меньшей плотности тока может оказаться из-за влияния падения напряжения на слое выше, чем при большой плотности тока.
Эквивалентная схема слоя пыли, осажденного на осадительных электродах, представляется в виде параллельно соединенных конденсатора емкостью С и активного сопротивления R. Процесс изменения напряжения на слое при подъеме напряжения на электрофильтре описывается формулой
Ucл =Ik · R(1-e -t/t);
где t=e·e 0·rcл ·Iсл – ток коронного разряда.
В течение времени, когда протекает ток, напряжение и, соответственно, напряженность Есл»Uсл /Н растут, и когда напряженность в слое превысит уровень ионизации, возникает обратная корона. Следствием является снижение эффективности электрофильтра, в первую очередь из-за снижения пробивных напряжений, средней напряженности электрического поля и перезарядки частиц в промежутке. Скорость дрейфа частиц Wk связана с технологическими параметрами выражением
где V — объем поступающего на очистку газа;
А — площадь осаждения;
m— показатель степени, зависящий от медианного диаметра и дисперсии распределения частиц по размерам;
q — степень очистки.
Скорость дрейфа частиц, характеризующая эффективность пылеулавливания, определяется следующими параметрами электрического режима:
W= k1EgEcp k2 (Ua –U0)Ucp
где k1, k2 — коэффициенты пропорциональности;
Eg — напряженность в точке зарядки частиц, пропорциональная амплитуде напряжения Ua на электрофильтре;
Еср — напряженность в зоне осаждения пыли, пропорциональная среднему напряжению Ucp на электрофильтре;
U0 — напряжение заряженного коронного разряда.
Если в момент времени, когда напряжение на слог выросло до уровня, вызывающего обратную корону, прервать ток коронного разряда, слой начнет разряжаться, и обратная корона не возникает. В этом случае пробивные напряжения выше, и амплитуда напряжения Uа может быть увеличена. Снижение среднего напряжения будет определяться длительностью перерыва в питании электрофильтра и зависит от снижения интенсивности обратной короны. Однако такое снижение может быть компенсировано устранением обратной короны, при этом скорость, дрейфа частиц, согласно формуле (1), даже увеличивается.