ОСАДИТЕЛЬНЫЙ ЭЛЕКТРОД ЭЛЕКТРОФИЛЬТРА

Полезная модель относится к области очистки газов от пыли в электрофильтрах с использованием электростатического эффекта, касается в частности осадительного электрода электрофильтра и может быть использована в различных отраслях промышленности, преимущественно в теплоэнергетике, металлургической и химической промышленности.
Известен осадительный электрод электрофильтра, выполненный в форме зигзагообразной в поперечном сечении пластины, которая имеет наклонные участки, а между краями этих участков последовательно расположены параллельные потоку газа участка и узлы соединения профильных пластин (патент ЕР 0155713 В1; МПК: В03С 3/51, опубл. 06.05.1987).
Недостатком этой конструкции является залипание пылью выступов такой формы, увеличение вторичного уноса пыли при стряхивании. В результате значительного отдаления отдельных участков осадительного элемента от активной зоны коронирующего электрода не может быть достигнуто равномерное распределение электрического поля по поверхности осадительного электрода, что также снижает предельное рабочее напряжение и степень очистки газов от пыли. Кроме этого, возникают сложности при изготовлении таких осадительных элементов, поскольку тупой угол при переходе от наклонных участков к горизонтальным участкам усложняет прокатку и ведет к образованию саблеобразных искривлений.
Ближайшим аналогом заявляемой полезной модели является осадительный электрод, известный из описания изобретения к патенту Украины №63951 (МПК: В03С 3/45, опубл. 15.08.2000). Этот электрод изготовлен из полосы металлического профилированного листа, сечение которого имеет наклонные участки, попеременно наклоненные относительно направления потока газа, и горизонтальные участки, параллельные направлению потока газа. Между параллельными и наклонными участками сформированы наклонные переходные прямолинейные части, длина которых составляет от 0,12 до 1,4 от ширины параллельного участка. Ширина параллельных секций составляет от 0,025 до 0,075 от среднего расстояния между двумя параллельными участками, последовательно размещенными в одной плоскости. В местах соединения
прямолинейной зоны перехода с параллельными и наклонными частями профиля есть небольшие участки изгиба, которые имеют вид дуг. Подобное выполнение зоны перехода может привести к увеличению погрешностей при изготовлении осадительного элемента, поскольку металл непредвиденно деформируется в зонах изгиба, которые имеют вид кривой линии с небольшим радиусом кривизны. Соотношение ширины параллельных секций и расстояния между двумя параллельными секциями, которые находятся в одной плоскости, позволяет сделать вывод об излишне большом расстоянии между двумя размещенными в одной плоскости параллельными участками. В некоторых вариантах выполнения это может привести к более равномерному отдалению от коронирующего электрода разных частей осадительной поверхности, но увеличение расстояния между параллельными участками и угла между двумя последовательно размещенными наклонными участками приводит к уменьшению осадительной поверхности.
В основу заявляемой полезной модели поставлена задача разработки новой конструкции электрода, который имеет достаточную механическую прочность, жесткость, а также поверхность осаждения без острых кромок такой геометрической формы, которая обеспечивает максимально большую площадь осадительной поверхности при сохранении равномерности распределения электрического поля по поверхности осаждения.
Поставленная задача решена тем, что в осадительном электроде, состоящем из элементов, которые имеют форму зигзагообразных в поперечном сечении профилированных металлических пластин, причем края наклонных участков заканчиваются желобчатыми элементами или U-образными соединительными элементами, желобчатые элементы образованы параллельными газовому потоку участками и зонами перехода к наклонным участкам профиля, согласно с предложенным решением середина зоны перехода между параллельными газовому потоку участками и наклонными участками имеет форму дуги окружности, ориентированной внутрь профиля элемента, края дуги связаны с наклонными и параллельными участками с помощью дуг окружностей, ориентированных наружу желоба, при этом длина радиуса дуг, которые образуют зону перехода, составляет от 0,5 до 1,5 значений высоты желобчатого элемента и от 0,15 до 0,3 длины параллельного участка, длина параллельного участка составляет от 0,070 до 0,083 от расстояния между центральными частями двух соседних параллельных участков, размещенных в одной плоскости, угол между двумя последовательно размещенными наклонными участками профиля составляет от 120° до 130°, перпендикулярное расстояние между двумя параллельными участками, размещенными в разных плоскостях, составляет от 0,19 до 0,25 от расстояния между центральными частями двух соседних параллельных участков, расположенных в одной плоскости.
Сущность полезной модели объясняется с использованием чертежей. На них схематически изображено:
Фиг.1 Осадительная камера электрофильтра;
Фиг.2 Желобчатый элемент в увеличенном виде.
На фиг.1 схематически изображена осадительная камера электрофильтра, образованная двумя симметрично размещенными осадительными электродами, которые состоят из нескольких последовательно соединенных между собой осадительных элементов 1, 2.
Осадительный элемент 1, 2 осадительного электрода изготовлен из металлического листа, имеющего в поперечном сечении зигзагообразную форму, причем края наклонных участков 3 металлического профиля переходят в параллельные направлению хода газа участки 4 или в соединительные элементы 5. Переходы от наклонных участков 3 к параллельному участку 4 выполнены в виде вогнутых внутрь дуг 6 окружности, которые имеют большой радиус 7 кривизны. Дуги 6 связаны с наклонными участками 3 и с параллельными газовому потоку участками 4 с помощью ориентированных наружу дуг 8, 9 окружности. Параллельный участок 4 вместе с дугами 6, 8, 9 образуют желобчатый элемент, который способствует удержанию осажденной пыли и препятствует вторичному уносу пыли потоком газа при регенерации.
Путем расчетов, макетирования и экспериментальных испытаний установлены пределы оптимальных соотношений между размерами элементов осадительного электрода.
Так, оказалось, что радиус 7 кривизны дуг 6, 8, 9, которые образуют зону перехода, может быть одинаковым и составляет от 0,5 до 1,5 значений высоты 10 желобчатого элемента и от 0,15 до 0,3 длины 11 параллельного участка 4.
Длина 11 параллельного участка 4 составляет от 0,070 до 0,083 от расстояния 12 между центральными частями двух соседних параллельных участков 4, размещенных в одной плоскости.
Угол 13 между двумя соседними наклонными участками 3 профиля составляет от 120° до 130°.
Перпендикулярное расстояние 14 между двумя параллельными участками 4, размещенными в разных плоскостях (высота профиля), составляет от 0,19 до 0,22 от расстояния 12 между центральными частями двух параллельных участков 4, последовательно расположенных в одной плоскости.
Осадительный электрод работает таким образом: частицы пыли, взвешенные в газовом потоке, ионизированном электрическим полем, под действием сил электростатического поля перемещаются и оседают на поверхности электрода.
Желобчатый элемент благодаря своей форме придает электроду повышенную механическую прочность, а также образует карман, который удерживает в себе пыль при регенерации электрода, что существенно уменьшает вторичный унос пыли. Геометрическая форма электрода приближает все участки осадительной поверхности к активной зоне коронирующего электрода, что способствует равномерному распределению электрического поля на поверхности осадительного электрода.
Заявляемые геометрические параметры приближают форму осадительной поверхности к форме условного правильного шестиугольника, два из углов которого ориентированы в направлении центральных частей двух противолежащих параллельных участков осадительных элементов. Для лучшего объяснения возможности достижения технического результата отметим, что упомянутый шестиугольник вписанный в окружность, центром которой является коронирующий электрод и радиус которого равняется максимальному расстоянию от коронирующего электрода, на котором создаваемое им электрическое поле является эффективным для пылеулавливания. Таким образом, подобные геометрические параметры обеспечивают оптимальное заполнение корпуса электрофильтра осадительными поверхностями; при этом сохраняется равномерность распределения электрического поля.
При предлагаемой форме выполнения дуги 6 с большим радиусом кривизны исполняют роль ребер жесткости. Желобчатый элемент с повышенной жесткостью эффективнее передает энергию удара при стряхивании осажденной пыли, благодаря чему улучшается регенерируемость осадительного электрода.
Благодаря особенностям прокатки металлических профилей, в процессе изготовления осадительного элемента дуга с большим радиусом кривизны может быть выполнена с намного меньшими погрешностями, чем дуга с меньшим радиусом кривизны. В случае малого радиуса металл деформируется (плющится). Это снижает качество профиля, поскольку в этом месте образуется неоднородность, металл быстрее корродирует, заготовка профиля непредсказуемо удлиняется. Предлагаемая согласно с полезной моделью форма выполнения лишена подобных недостатков.
Использование предложенной конструкции осадительного электрода позволяет повысить степень очистки газов от пыли в электрофильтре благодаря оптимальному использованию геометрии электродных элементов, которые в собранном состоянии образуют сотовую конструкцию. Испытания показали, что распределение тока по поверхности электрода равномерно. Форма желобов обеспечивает высокую механическую прочность и жесткость как отдельных осадительных элементов, так и всего осадительного электрода, а также эффективную передачу энергии удара при стряхивании, следствием чего является повышение эффективности и надежности электрофильтра. Закругления кромок при формировании профильной линии элемента
улучшают аэродинамические характеристики осадительного электрода и обеспечивают стряхивание пыли с минимальным вторичным уносом.