一种精准控制电阻加热的电力控制系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种精准控制电阻加热的电力控制系统，用于对电极供能进行精准稳定控制，其包括：隔离调压器、多个换相开关、多个可控硅以及监控中心，其中：电极包括设置在一污染区域所在的地下的多个火线电极和多个中性电极，污染区域所在的地下还设有多个热电偶；隔离调压器具有一三相输入端、一三相输出端和一零线输出端，三相输入端连接380V工业交流电源，三相输出端与每个换相开关的输入端连接，每个换相开关的输出端与其中一个可控硅的输入端连接，每个可控硅的输出端与其中一个火线电极连接；零线输出端与多个中性电极连接；隔离调压器、多个换相开关、多个可控硅、多个热电偶均与监控中心连接。电偶均与监控中心连接。电偶均与监控中心连接。

【技术实现步骤摘要】
一种精准控制电阻加热的电力控制系统


[0001]本技术涉及土壤污染修复领域，具体而言，涉及一种精准控制电阻加热的电力控制系统。

技术介绍

[0002]土壤热脱附修复技术是土壤污染治理的较为有效的技术之一，该技术通过间接或直接加热的方法，将土壤中的有机污染物加热到沸点以上，使有机污染物从污染介质中挥发，从而实现对土壤的修复。其中，对土壤加热的一种方法是利用电阻进行加热，电阻加热是将电流通过电极导入地下，并使电流在电极之间流动，依靠土壤自身电阻产生的焦耳热使地下升温，促进污染物挥发和增溶，之后将污染物抽提至地面净化设备进行处理，从而达到修复的目的。
[0003]由于土壤空间异质性较大，特别是对于污染场地，受生产建设活动等外界干扰因素影响较大，不同区域、不同地下深度位置处的土壤的电导率存在较大差异，差异约几十至上百倍。在电阻加热运行过程中，电流会自动选择电阻较小的地层作为电流优先路径，优先加热导电性较好的地层。如果无法精准控制各个电极之间的电流流向和输入功率，一方面会导致宝贵的电能可能会浪费在不需要加热的地方，造成能源浪费；另一方面，也会造成加热不均匀，影响污染物的去除效果。
[0004]在电阻加热运行过程中，前期随着土壤温度的升高，溶质溶出，土壤导电性增强；另外，在连续运行一段时间后，电极周边土壤受高温影响，水分蒸发散失，土壤电阻会急剧增大，导电性变差。由于温度变化引起的土壤导电性变动，也会导致电极输入电流和功率的剧烈波动，影响电阻加热系统的持续稳定运行。
[0005]传统的电阻加热电力控制控制系统，大多采用基于电压调控的控制的方式，由于调压器调压后只能输出一个特定的电压值，接入调压器的所有电极的输入电压相同，对处于土壤导电性好区域的电极而言，电极之间的电流高，电极的输入功率高，土壤升温快；而对处于土壤导电性差区域的电极而言，电极之间的电流小，电极的输入功率低，土壤升温慢，无法实现对单个电极输入功率的精准调控。
[0006]此外，传统的电阻加热电力控制系统，忽视了对电极接入相位的调控，在整个电阻加热过程中，要么电极所接入的相位从始至终保持不变，要么是几个电极一组，一起同步转换相位，无法实现对单个电极输入相位的控制，进而不能精确调控电极间的电流流向，无法应对场地复杂的地层情况以及无法实现对特定地层的精准加热控制。

技术实现思路

[0007]本技术提供一种精准控制电阻加热的电力控制系统，用以克服上述现有技术存在的至少一个技术问题。
[0008]为达到上述目的，本技术提供了一种精准控制电阻加热的电力控制系统，用于对电极供能进行精准稳定控制，包括：隔离调压器、多个换相开关、多个可控硅以及监控
中心，其中：
[0009]电极包括设置在一污染区域所在的地下的多个火线电极和多个中性电极，所述污染区域所在的地下还设有多个热电偶；
[0010]所述隔离调压器具有一三相输入端、一三相输出端和一零线输出端，所述三相输入端连接380V工业交流电源，所述三相输出端与每个换相开关的输入端连接；
[0011]每个换相开关的输出端与其中一个可控硅的输入端连接，每个可控硅的输出端与其中一个火线电极连接；
[0012]所述零线输出端与多个所述中性电极连接；
[0013]所述隔离调压器、多个所述换相开关、多个所述可控硅、多个所述热电偶均与所述监控中心连接。
[0014]在本技术的一实施例中，所述隔离调压器的电压调节单位为1V并且调压范围介于0～800V之间。
[0015]在本技术的一实施例中，所述换相开关为接触器电子开关或机械开关。
[0016]在本技术的一实施例中，火线电极的输入电流的调节单位为1A并且输入电流介于0～100A之间，火线电极的功率调节精度小于0.1kW。
[0017]在本技术的一实施例中，所述隔离调压器、多个所述换相开关、多个所述可控硅、多个所述热电偶与所述监控中心之间为有线连接或无线连接。
[0018]在本技术的一实施例中，多个所述火线电极按照三角形法设置。
[0019]在本技术的一实施例中，在所述污染区域的热点位置和冷点位置设有温度监测井，每个温度监测井内部至少设有一个热电偶，所述热点位置为靠近火线电极的位置，所述冷点位置包括以下区域：两个火线电极连线的中点、多个火线电极构成的三角形加热区域的中心点或加热区域边界。
[0020]在本技术的一实施例中，精准控制电阻加热的电力控制系统还包括电极注水加湿系统，所述电极注水加湿系统包括储液罐和加压注液泵，所述加压注液泵与每一火线电极之间均设有一注水管路。
[0021]本技术提供的精准控制电阻加热的电力控制系统具有以下优点：
[0022](1)精准调控：可实现单个电极输入相位、电流、功率的精准控制，有利于实现精准调控各个电极的输入功率和调节电流流向，根据需要进行差异化加热，克服土壤电导率差异大的不利影响，实现精准调控，达到均匀加热的效果，有效去除污染物；
[0023](2)连续稳定：可确保电极输入的电流保持稳定，避免因土壤导电环境变化引起的电流和功率超载或坠降，以实现电阻加热的连续稳定运行，使各个电极的输入功率能保持在较高的水平，缩短加热周期，减少热损失，同时使土壤升温时间和工期等更具有可预测性；
[0024](3)响应快速、操作简便：监测中心可实时监测显示和记录输入电压、电流、功率、土壤温度等运行工况参数和土壤温度，并以直观的图表显示，操作简便，并可及时根据土壤温度调节电极的相位和输入功率，响应及时。
[0025](4)加热效果更均匀、更快速、热损更少：由于响应及时，可保证电阻加热的加热效果更均匀；并且可使各电极以最大的输入功率运行，升温更快速，相应地，升温期缩短，可使热损失更少。
[0026](5)模块化设计，易于推广：隔离调压器、换相开关和可控硅，均为模块化设计，既便于安装和日常维护，也便于根据电极数量进行扩展或缩减，易于推广使用。
附图说明
[0027]为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0028]图1为本技术一实施例的精准控制电阻加热的电力控制系统的连接示意图；
[0029]图2为本技术一实施例的火线电极与热电偶的分布示意图；
[0030]图3a为未采用本技术一实施例的砂层和粘土层的初始加热运行时电流流向分布示意图；
[0031]图3b为未采用本技术一实施例的加热后的砂层和粘土层的热场分布示意图；
[0032]图4a为采用本技术一实施例的对砂层和粘土层进行加热调节的步骤一的示意图；
[0033]图4b为采用本技术一实施例的对砂层和粘土层进行加热调节的步骤本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种精准控制电阻加热的电力控制系统，用于对电极供能进行精准稳定控制，其特征在于，包括：隔离调压器、多个换相开关、多个可控硅以及监控中心，其中：电极包括设置在一污染区域所在的地下的多个火线电极和多个中性电极，所述污染区域所在的地下还设有多个热电偶；所述隔离调压器具有一三相输入端、一三相输出端和一零线输出端，所述三相输入端连接380V工业交流电源，所述三相输出端与每个换相开关的输入端连接；每个换相开关的输出端与其中一个可控硅的输入端连接，每个可控硅的输出端与其中一个火线电极连接；所述零线输出端与多个所述中性电极连接；所述隔离调压器、多个所述换相开关、多个所述可控硅、多个所述热电偶均与所述监控中心连接。2.根据权利要求1所述的精准控制电阻加热的电力控制系统，其特征在于，所述隔离调压器的电压调节单位为1V并且调压范围介于0～800V之间。3.根据权利要求1所述的精准控制电阻加热的电力控制系统，其特征在于，所述换相开关为接触器电子开关或机械开关。4.根据权利要求1所述的精准控制电阻加热的电力...

【专利技术属性】
技术研发人员：周广东，黄海，闫松，张靖其，杨柳，张程，李鹏，张文，杨勇，
申请(专利权)人：中科鼎实环境工程有限公司，
类型：新型
国别省市：