СПОСОБ ДВУХТАКТНОЙ РЕГЕНЕРАЦИИ КОРОНИРУЮЩИХ ЭЛЕКТРОДОВ И ЭЛЕКТРОФИЛЬТР ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
METHOD OF TWO-CURRENT REGENERATING CORONA ELECTRODES AND ELECTROFILTER FOR ITS IMPLEMENTATION

Изобретение относится к электрической сухой очистке газов от пыли неагрессивных газов с температурой до 425°С в цветной и черной металлургии, других отраслях промышленности. В предлагаемом способе регенерация коронирующих электродов, состоящих из коронирующих элементов, натянутых с помощью грузов, осуществляется в два такта одним ударом молотка встряхивающего механизма. В начале первого такта молоток встряхивающего механизма ударяет в горизонтальном направлении в наковальню коронирующего электрода. Импульс этого основного удара передается коронирующим элементам, и они встряхиваются, получая толчок вдоль поверхности коронирующих электродов в направлении основного удара. От этого основного импульса коронирующие элементы начинают колебаться с собственной частотой, так как они натянуты с помощью грузов. При этом межэлектродный промежуток между плоскостями коронирующих и осадительных электродов не изменяется, колебание происходит в плоскости коронирующего электрода. Далее импульс основного удара передается дополнительному отбойному молоточку, который установлен на противоположном конце плоскости коронирующего электрода, и на этом оканчивается период действия первого такта. В начале второго такта за счет основного импульса дополнительный отбойный молоточек отскакивает от своей дополнительной наковальни и через определенный период времени за счет силы тяжести возвращается в исходное положение, ударяет при этом дополнительную наковальню коронирующего электрода. За счет этого дополнительного удара возникает второй импульс в противоположном направлении от первого импульса. Второй импульс передается коронирующим элементам, и они встряхиваются, совершая колебания в резонансе с собственной частотой колебания. На этом моменте заканчивается время второго такта регенерации коронирующих электродов. Период времени второго такта зависит от массы основного молотка и массы отбойного молоточка. Величина периода второго такта, обратно пропорциональная частоте, определяется таким образом, чтобы масса молотка встряхивающего механизма и масса дополнительного отбойного молоточка, при соотношении к массе коронирующих элементов, обеспечивали частоту (период времени) возврата отбойного молоточка, равную частоте (периоду) собственных колебаний коронирующих элементов или их гармоник. То есть обеспечивают условие резонанса колебаний коронирующих элементов. Регенерация коронирующих электродов в режиме резонанса коронирующих элементов осуществляется наиболее интенсивно, что способствует увеличению степени очистки газа от пыли. Предлагаемый электрофильтр для реализации предложенного способа регенерации коронирующих электродов отличается тем, что элементы коронирующих электродов соединены между собой дополнительной пластиной, установленной горизонтально посередине длины коронирующих элементов в плоскости коронирующих электродов. Дополнительная пластинка снабжена дополнительной наковальней, в соприкосновении с которой находится установленный дополнительный отбойный молоточек. Коронирующие элементы зафиксированы с дополнительной пластиной с помощью скоб, прикрепленных известным способом «ласточкин хвост». Такой способ крепления обеспечивает температурный зазор между пластиной и коронирующими элементами, также позволяет легко монтировать или демонтировать элементы в случае ремонта или замены.
Изобретение относится к электрической сухой очистке газов от пыли неагрессивных газов с температурой до 425°С в цветной и черной металлургии, других отраслях промышленности.
Известен способ [Патент №2368426 (SU), В03С 3/76.] регенерации электродов электрофильтра, согласно которому рамы коронирующих электродов встряхиваются сверху вертикально направленными ударами и сбоку горизонтально направленными одиночными ударами на уровне низа электрода 0,1-0,5 высоты коронирующего электрода каждый. Молоток ударяет в наковальню, одиночный импульс передается рамочным коронирующим электродам. Такой способ встряхивания коронирующих рамочных электродов обеспечивает требуемую величину ускорения на всей площади электродов электрофильтров типа УГ или ЭГА [Газоочистное оборудование. Каталог ОАО «ФИНГО» Семибратовского завода газоочистной аппаратуры. Ярославль. 2011 г.] только для температуры очищаемого газа до 330°С.
Недостаток данного способа регенерации заключается в недостаточности встряхивания одиночным импульсом, прикладываемым к раме коронирующего электрода при горизонтальном направлении удара для электрофильтров с дополнительными коронирующими элементами [Патент №1393483 (SU), В03С 3/08. Патент №1431143 (SU), В03С 3/10]. В электрофильтрах такого типа коронирующие электроды дополнительно снабжены интерцепторами или криволинейными пластинами с образующей кубической параболой. Это увеличивает массу коронирующих электродов, и единичное встряхивание осуществляется недостаточно, что приводит к отложению пыли на поверхности электродов и снижению степени очистки газов от пыли.
Техническим результатом в предлагаемом способе изобретения этот недостаток исправляется благодаря тому, что в режиме регенерации коронирующие электроды, состоящие из коронирующих элементов, натянутых с помощью грузов, встряхиваются в два такта одним ударом молотка встряхивающего механизма. В первом такте молоток встряхивающего механизма ударяет в горизонтальном направлении в наковальню коронирующего электрода. Импульс этого основного удара передается коронирующим элементам, и они встряхиваются, получая толчок вдоль поверхности коронирующих электродов в направлении основного удара. От этого основного импульса коронирующие элементы начинают колебаться с собственной частотой, так как они натянуты с помощью грузов. При этом межэлектродный промежуток между плоскостями коронирующих и осадительных электродов не изменяется, колебание происходит в плоскости коронирующего электрода. Далее импульс основного удара передается дополнительному отбойному молоточку, который установлен на противоположном конце плоскости коронирующего электрода, и на этом оканчивается период действия первого такта. Во втором такте за счет основного импульса дополнительный отбойный молоточек отскакивает от своей дополнительной наковальни и через определенный период времени за счет силы тяжести возвращается в исходное положение, ударяет при этом дополнительную наковальню коронирующего электрода. За счет этого дополнительного удара возникает второй импульс в противоположном направлении от первого импульса. Второй импульс передается коронирующим элементам, они встряхиваются, совершая колебания в резонансе с собственной частотой колебания. На этом завершается второй такт регенерации коронирующих электродов. Период времени второго такта является разницей по времени между первым импульсом и вторым импульсом. Период второго такта обратно пропорционален частоте колебания второго такта. Частота колебания второго такта зависит от массы основного молотка и массы отбойного молоточка. Величину массы молотка встряхивающего механизма и массы дополнительного отбойного молоточка, при соотношении к массе коронирующих элементов, подбирают так, чтобы частота второго такта была равна собственной частоте колебания коронирующих элементов, или их гармоник, то есть обеспечивают условие резонанса колебаний коронирующих элементов. Регенерация коронирующих электродов в режиме резонанса коронирующих элементов осуществляется значительно интенсивнее, что способствует увеличению степени очистки газа от пыли.
Известны электрофильтры [Патент №733133 (SU) В01D 35/06, В03С 3/08. Патент №1261156 (SU) В03С 3/08. Патент №1393483 (SU), В03С 3/08. Патент №1431143 (SU), В03С 3/10], в которых в активной зоне размещены дополнительные элементы: диафрагмы, криволинейные пластины с образующей кубической параболы или спаренные интерцепторы с поверхностью по форме вогнутой циклоиды. Все эти дополнительные элементы размещены в плоскости коронирующих электродов и жестко закреплены с ними. Данные элементы воздействуют на пылегазовый поток и изменяют его направление в сторону осадительного электрода, повышая скорость дрейфа частиц пыли к осадительной поверхности, увеличивая эффективность пылеулавливания. Однако увеличение общей массы коронирующих электродов приводит к существенному снижению процесса регенерации известными способами.
Известен серийный высокотемпературный до 425°С электрофильтр (аналог) типа УГТ, ОГП или ЭГА СРК [Газоочистное оборудование. Каталог ОАО «ФИНГО» Семибратовского завода газоочистной аппаратуры. Ярославль. 2011 г.]. Активная зона этих электрофильтров состоит из осадительных электродов (плоских полотен, набранных из прутков) и коронирующих электродов, натянутых при помощи грузов между осадительными электродами. Регенерация электродов осуществляется механически путем периодического встряхивания ударами молотков по наковальням осадительных электродов и рамам подвеса коронирующих электродов. Установка в данных электрофильтрах дополнительных элементов приводит к существенному снижению процесса регенерации известными способами.
В предлагаемом электрофильтре этот недостаток исправлен благодаря тому, что элементы коронирующих электродов зафиксированы между собой дополнительной пластиной, установленной горизонтально посередине длины коронирующих элементов в плоскости коронирующих электродов. Дополнительная пластина снабжена дополнительной наковальней и дополнительным отбойным молоточком. Что является существенно для способа регенерации и конструкции электрофильтра. Такое техническое решение обеспечивает возникновение резонанса при регенерации коронирующих элементов. Практически такая конструкция осуществима известными механическими способами. Коронирующие элементы зафиксированы с дополнительной пластиной с помощью скоб, прикрепленных известным способом «ласточкин хвост». Такой способ крепления обеспечивает температурный зазор между пластиной и коронирующими элементами, за счет этого коронирующие элементы натянуты с помощью грузов, что способствует возникновению резонанса колебаний при регенерации коронирующих электродов, а также позволяет легко монтировать или демонтировать элементы в случае ремонта или замены. Дополнительная пластина имеет закругленные грани и может быть неэлектропроводной для предотвращения искровых разрядов.
На фиг. 1 изображен продольный разрез предлагаемого электрофильтра.
На фиг. 2 показан вид «А» фиксации коронирующего элемента с дополнительной пластиной с помощью скобы, прикрепленной к пластине способом «ласточкин хвост».
Перечень позиций на чертежах:
1- элементы коронирующих электродов;
2 - дополнительные элементы коронирующих электродов;
3 - верхняя опорная рама коронирующих электродов;
4 - нижняя направляющая рама коронирующих электродов;
5 - грузы коронирующих элементов;
6 - молоток встряхивающего механизма электрофильтра;
7 - наковальня молотка встряхивающего механизма электрофильтра;
8 - дополнительная пластина;
9 - дополнительная наковальня;
10 - дополнительный отбойный молоточек;
11 - стержни подвеса нижней направляющей рамы;
12 - опорные проходные изоляторы электрофильтра;
13 - корпус электрофильтра;
14 - скоба крепления профилированных ленточных элементов коронирующих электродов;
15 - узел крепления скобы способом «ласточкин хвост»;
16 - скоба крепления проволочных элементов коронирующих электродов;
17 - скоба крепления ленточных элементов коронирующих электродов.
Электрофильтр содержит плоские полотна коронирующих электродов, элементы которых «1» состоят из проволоки или ленточных элементов с фиксированными точками коронного разряда. Полотна коронирующих электродов расположены на равных расстояниях между полотнами осадительных электродов, набранных из прутков или полых стержней криволинейной поверхностью. В плоскости коронирующих электродов могут располагаться дополнительные элементы «2»: диафрагмы, или криволинейные пластины с образующей кубической параболы, или спаренные интерцепторы с поверхностью по форме вогнутой циклоиды. Коронирующие элементы «1» подвешены к верхней опорной раме «3», удерживаются в плоскости с помощью нижней направляющей рамы «4» и натянуты при помощи грузов «5». Встряхивающий механизм коронирующих электродов состоит из молотков «6» и наковальни «7». Наковальня «7» установлена на одном конце дополнительной пластины «8», на другом конце установлена дополнительная наковальня «9». На дополнительную наковальню «9» постоянно опирается дополнительный молоточек «10». Дополнительная пластина «8» держатся на стержни «11», которые через проходные опорные изоляторы «12» опираются на крышку корпуса «13» электрофильтра. Скоба «14» (см. фиг. 2) жестко прикреплена к дополнительной пластине «8» способом «ласточкин хвост» «15». Скобы имеет разные формы в зависимости от коронирующих элементов «1», например, для профилированных ленточных элементов вид «14», для проволочных коронирующих элементов вид «16», для ленточных коронирующих элементов вид «17». Общим для всех видов является сглаженные ребра.
1
2
2
1
2
2
2
2
2
2
1
1
2
1
2
Предлагаемый способ регенерации коронирующих электродов осуществляется следующим образом. Очищаемый от пыли газ входит в активную зону электрофильтра между коронирующими и осадительными электродами. Частицы пыли заряжаются от коронного разряда, создаваемого коронирующими элементами «1», на которые подается высокое напряжение отрицательной полярности через верхнюю опорную раму «3», стержень «11» и изолятор «12».. Заряженные частицы пыли оседают на осадительных электродах и удаляются из бункера электрофильтра. В процессе пылеулавливания часть пыли оседают на коронирующих элементах «1» и на дополнительных элементах «2»: или на диафрагмах, или на криволинейных пластинах с образующей кубической параболы, или на спаренных интерцепторах с поверхностью по форме вогнутой циклоиды. Для регенерации коронирующих элементов периодически с заданной частотой молоток «6» механизма встряхивания ударяет по наковальне «7». В первом такте молоток «6» встряхивающего механизма ударяет в горизонтальном направлении по наковальне «7» коронирующего электрода. Импульс этого основного удара передается коронирующим элементам «1», и они встряхиваются, получая толчок вдоль поверхности коронирующих электродов в направлении основного удара. От этого основного импульса коронирующие элементы «1» начинают колебаться с собственной частотой «f», так как они натянуты с помощью грузов. Длина волны колебания равна длине коронирующего элемента «1», причем, полуволна находится в месте крепления скобы «14» к дополнительной пластине «8» посередине коронирующего элемента. При этом межэлектродный промежуток между плоскостями коронирующих и осадительных электродов не изменяется, колебание происходит в плоскости коронирующего электрода. На этом заканчивается период действия первого такта регенерации коронирующих электродов. Во втором такте импульс основного удара передается дополнительному отбойному молоточку «10», который установлен на противоположном конце плоскости коронирующего электрода. За счет основного импульса дополнительный отбойный молоточек «10» отскакивает от своей дополнительной наковальни «9» и через определенный период времени «Т=1/f» за счет силы тяжести возвращается в исходное положение, ударяет при этом дополнительную наковальню «9» коронирующего электрода. За счет этого дополнительного удара возникает второй импульс в противоположном направлении от первого импульса. Второй импульс передается коронирующим элементам «1», и они встряхиваются, совершая колебания в резонансе с собственной частотой колебания «f=f». Период времени второго такта «Т» зависит от массы основного молотка «6» и массы отбойного молоточка «10». Величину периода «Т=1/f» второго такта определяют таким образом, чтобы они, при соотношении к массе коронирующих элементов «1», обеспечивали частоту f (период времени Т) возврата отбойного молоточка, равную частоте «f» собственных колебаний коронирующих элементов, или их гармоник, то есть обеспечивали условие резонанса колебаний «f=f» коронирующих элементов «1». Регенерация коронирующих электродов в режиме резонанса коронирующих элементов осуществляется интенсивно, что способствует увеличению степени очистки газа от пыли. Элементы «1» коронирующих электродов зафиксированы между собой дополнительной пластиной «8», установленной горизонтально посередине длины коронирующих элементов «1» в плоскости коронирующих электродов. Дополнительная пластинка «8» снабжена дополнительной наковальней «9», в соприкосновении с которой находится установленный дополнительный отбойный молоточек «10». Коронирующие элементы «1» соединены с дополнительной пластиной «8» с помощью скоб «14», прикрепленных известным способом «ласточкин хвост». Такой способ крепления обеспечивает температурный зазор между пластиной и коронирующими элементами, также позволяет легко монтировать или демонтировать элементы в случае ремонта или замены. Такое соединение деталей также обеспечивает, во-первых, передачу встряхивающего импульса от дополнительной пластины «8» к коронирующим элементам «1». Во-вторых, за счет формы скобы «14» для профилированных ленточных элементов, или «16» для проволочных коронирующих элементов, или «17» для ленточных коронирующих элементов создается температурный зазор, за счет чего коронирующие элементы «1» всегда находятся в натянутом состоянии. Так как коронирующий элемент имеет собственную частоту колебания, то совпадение частот или гармоник этих частот приводит к резонансу колебания с резким возрастанием амплитуды колебания. От возникновения резонанса колебаний при «f»=«f» резко увеличивается эффект регенерации от пыли, что повышает эффективность пылеулавливания электрофильтра.