КОРОНИРУЮЩИЙ ЭЛЕКТРОД ЭЛЕКТРОФИЛЬТРА

Полезная модель относится к области очистки запыленных газов в электрофильтрах, касается коронирующего электрода электрофильтра и может быть использована в больших электрофильтрах в энергетике и в других отраслях промышленности.
Известны многочисленные конструкции коронирующих электродов электрофильтров.
Так, в авторском свидетельстве СССР №204322 (МПК B01D, опубл. 20.10.1967) описан ленточный элемент коронирующего электрода, в котором для повышения механической прочности применяют трубообразное закручивание краев ленточного элемента. Иглы образованы путем высечки и отгиба материала ленточного элемента.
Недостатком такого технического решения является необходимость в применении специального оборудования при формировании игл и особенно - при образовании „труб" на краях ленточного элемента.
7
В патенте RU 2229939 С1 (МПК ВО3С 3/41, опубл. 06.10.2004) описан коронирующий электрод, выполненный в виде ленточного корпуса с профилированной центральной частью. Корпус имеет краевые секции, надрезанные из одной точки вдоль двух наклонных линий, ориентированных в разные стороны под острым углом к торцевой линии краевой секции с образованием треугольных наконечников в количестве трех штук. Точки надрезов равномерно размещены вдоль корпуса на обеих краевых секциях. Образованные наконечники отогнуты от плоскости краевой секции корпуса, а третий наконечник, образованный двумя наклонными линиями, остается в плоскости корпуса. Техническим результатом заявители считают повышение эффективности работы электрофильтра за счет использования коронирующего электрода со сниженным напряжением зажигания короны и большим током короны.
Недостатком такой конструкции является сложность изготовления игл с использованием ручного труда при надрезании и отгибке краев корпуса.
5
Ближайшим аналогом, выбранным в качестве прототипа, является коронирующий электрод, который используется в пластинчатом электрофильтре (патент Украины №22340 МПК В03С 3/41, ВО3С 3/51, опубл. в 2003 г.), который состоит из центрального Z-образного штампованного основания, концы которой продолжаются полками в виде буквы „г"; на этих краевых продолжениях выштампованы иглы. Иглы ориентированы таким образом, чтоб их оси были касательными к окружности, описанной вокруг штампованного основания. Иглы размещены снаружи от штампованного основания.
Эта конструкция имеет недостаток в силу того, что она является симметричной только относительно продольной оси; под действием турбулентного газового потока электрод подвергается скручиванию, что приводит к нарушению геометрии электрического поля, в результате чего эффективность очистки снижается.
В основу полезной модели поставлена задача упрощения процесса изготовления коронирующего электрода.
Поставленная задача решена в коронирующем электроде электрофильтра с фиксированными точками коронации, выполненном в виде ленточного корпуса с профилированной средней продольной частью и плоскими краевыми секциями, причем фиксированные точки коронации выполнены в виде игл, сформированных на краевых секциях путем удаления части материала, в котором в соответствии с полезной моделью иглы образованы наложенными с перекрытием кривыми, имеющими форму конических сечений с дискриминантом ≤0, причем угол между касательными к кривым в точке их пересечения составляет от 15 до 85 градусов.
Техническим результатом такого решения является повышение скорости изготовления игл коронирующего электрода, упрощение процесса изготовления, уменьшение количества бракованных игл при их изготовлении, повышение прочности игл с сохранением остроты острия, необходимой для оптимальной интенсивности поля.
Полезная модель пояснена чертежами, на которых изображено:
Фиг.1 Общий вид предложенного коронирующего электрода;
Фиг.2 Профиль коронирующего электрода;
Фиг.3-5 Примеры образования игл разной формы;
Фиг.6 Электрические характеристики предлагаемых коронирующих электродов при разных расстояниях между ними.
Предлагаемый коронирующий электрод содержит стальной листовой корпус 1. В предпочтительной форме выполнения средней продольной части корпуса 1 придан профиль в виде литеры W. Благодаря этому, невзирая на большое соотношение между длиной и шириной, достигается достаточная жесткость электрода. Края листа отогнуты с образованием полок 2, размещенных в одной плоскости. На краях полок 2 путем удаления части материала сформированы иглы 3, предназначенные для создания концентрированных электрических зарядов при приложении к коронирующему электроду высокого напряжения.
Проведенные заявителем многочисленные расчеты и экспериментальные исследования показали, что оптимальные эксплуатационные параметры имеют иглы, образованные путем наложения с перекрытием кривых линий сложной формы - эллипсов, овалов, парабол, объединенных определением «конические сечения» (фигуры, полученные при пересечении конуса с плоскостью при разных условиях, которые математически описываются разными значениями отрицательного дискриминанта). Самым простым примером конического сечения является окружность.
Форма игл определяется по форме используемого конического сечения и мерой перекрытия соседних кривых.
Меру перекрытия соседних кривых, образующих иглы, удобно однозначно (и независимо от параметров формы выбранной конической кривой) выражать углом α между касательными к указанным кривым в точке их пересечения.
На фигурах 3 и 4 приведены примеры образования игл с крайними значениями заявленного диапазона углов между касательными к кривым (соответственно 15° и 85°).
На фиг.5 показана форма игл при экспериментально определенном оптимальном угле α, равном приблизительно 24°.
На фиг.6 изображены вольт-амперные характеристики электрофильтра с коронирующими электродами, для игл которых образующими служили окружности.
Заряды на концах игл концентрируются в тем большей степени, чем острее иглы. С другой стороны, острые (тонкие) иглы быстрее изнашиваются. Поэтому оптимальные форму и размеры игл выбирают путем компромисса между этими соображениями с учетом конкретных условий эксплуатации.
Коронирующий электрод электрофильтра работает таким образом.
Под действием высокого напряжения, прилагаемого к электроду, вокруг него образуется резко неоднородное электрическое поле. Наибольших величин оно достигает на острых концах игл 3. Здесь происходит эмиссия электронов. Электроны, столкнувшиеся с молекулами воздуха, ионизируют их. Частички пыли, зависшие в газовом потоке, ионизированном электрическим полем, под действием сил электростатического поля перемещаются и осаждаются на поверхности осаждающего электрода электрофильтра (на чертежах не показан).
Преимуществом заявленного коронирующего электрода является простота и технологичность изготовления игл. Удаление материала может быть осуществлено без применения ручного инструмента, например, методом штамповки, благодаря чему достигается высокая скорость изготовления игл, а также точность их форм и размеров.