CN104959236A - 湿式静电除尘器阴极与阳极配置结构 - Google Patents

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许芸
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本发明公开了一种湿式静电除尘器阴极与阳极配置结构，包括阴极和阳极，阴极安装在阴极框架上，阳极安装在阳极框架上，所述阳极为正六边形筒状；所述阴极为带有放电针的阴极，放电针在阴极上分层排布，每层均布三根，相邻层间错位角为60°，层间距为25-100mm；所述放电针垂直连接于阴极，每根放电针均指向阳极正六边的筒角。本发明有利于阳极均匀和高效捕集电子和荷电污染物；有利于阴极低电压起晕、电晕稳定，可根据阳极形式设置阴极放电位置，可根据介质条件设置阴极放电针长度和角度调整放电的强弱，简单易行，并且针尖形放电点不存在粘结湿烟气中的粉尘和石膏抑制放电的问题；本阴极-阳极配置结构能与湿式静电除尘器相适配，应用广泛。

Description

湿式静电除尘器阴极与阳极配置结构
技术领域
本发明涉及一种燃煤火电机组湿式除尘器的阴极-阳极的配置结构，特别是一种六边形筒式阳极与六针鱼骨线阴的极配置结构。
背景技术
2014年9月，国家发改委、环保部和能源局下发《煤电节能减排升级与改造行动计划（2014-2020年）》，提出了东、中、西部新建燃煤机组粉尘排放在2020年达到5mg/Nm3的燃气轮机组排放限制的要求，目前东部地区的燃煤火电机组目前已经执行这一超低排放的标准。湿式静电除尘器安装于火电机组WFGD系统之后协调高效脱除湿烟气中少量细微粉尘、石膏、酸雾以及重金属等污染物，是实现超净排放的最佳选择。
湿式静电除尘器脱除污染物的原理是在极板和极线之接入30-60KV的负高压后，阴极放电针尖附近的空气大量雪崩电离，污染物饱和荷电后在电场力作用下驱进至阳极被捕集。阴极与阳极是湿式静电除尘器的核心部件，两者组成的极配结构决定了高压电场的放电性能和电场强度，换而言之决定了湿式静电除尘器的脱除效率。
湿式静电除尘器的现有的阳极形式有卧式平行板形、立式四边形等，现有的阴极放电形式有长线尖形、锯齿尖形和芒刺尖形线等。现有技术存在的不足在于：（1）卧式平板阳极形式因为结构强度限制采用昂贵的不锈钢合金材料，并且在强酸性湿烟气中腐蚀严重；立式四边形多采用耐腐蚀的柔性布作为阳极，在3m/s以上的高风速条件下晃动明显，电场参数波动很大，并且柔性布的寿命仅有一个大修周期。这两种阳极的布置形式都存在较大比例的收尘“盲区”，不能均匀捕集阴极发射的电子以及荷电的污染物的缺陷。（2）长线尖形和锯齿尖形的尖度（即曲率）小，放电强度难以满足火电行业湿烟气粉尘饱和荷电的要求，而芒刺尖形的尖度大并且放电尖点多，局部易出现电晕过大烧穿极板的现象，这三种阴极的放电尖都有粘附烟气中的细粉尘和石膏抑制放电的现象。（3）现有阳极-阴极的配置结构阴极放电强度和发散性与湿烟气条件不匹配，阳极和阴极的空间不均匀电场强度偏低。以上不足严重降低湿式静电除尘器脱除污染物的效率。
发明内容
针对以上不足，本发明的目的是提供一种湿式静电除尘器高效的阴极与阳极配置结构。
本发明的目的通过以下技术方案实现：
一种湿式静电除尘器阴极与阳极配置结构，包括阳极1和阴极，阴极安装在阴极框架上，阳极安装在阳极框架上，所述阳极为正六边形筒状；所述阴极为带有放电针3的阴极2，放电针在阴极上分层排布，每层均布三根，相邻层间错位角为60°，层间距为25-100mm；所述放电针垂直连接于阴极，每根放电针均指向阳极正六边的筒角。
本发明的进一步设计是：
放电针的长度为8-25mm，直径为2-4 mm，针尖4角度b为50-140°，采用冷镦工艺制成。阳极的截面内切圆直径为280-420mm，阳极筒长为3-6m；阴极为直径12-25mm的薄壁圆钢管，阴极长度4-7m。阴极与放电针的连接形式采用焊接。阳极骨架为乙烯基树脂和玻璃纤维模压的导电玻璃钢筒，在树脂中掺加质量比5-10%的导电碳粉，阳极内表面衬贴高密度的导电碳毡，这样可以保证阳极的导电性能。
阴极和放电针的材质均为双相不锈钢2205/2507或者工业纯钛TA2。
与现有技术相比，本发明的显著优点是：
1、本发明的六边形阳极筒截面接近圆形，有利于阳极均匀和高效捕集电子和荷电污染物。
2、本发明的阴极结构形式起晕电压低，电晕稳定，放电位置可根据阳极形式进行针对性设置，阴极放电强弱可以通过针长度和角度改变进行调整，简单易行，并且针尖形放电点不存在粘结湿烟气中的粉尘和石膏抑制放电的问题。
3、本发明的阳极和阴极的材质在强酸性湿烟气条件下的耐腐蚀性好，使用寿命长。
4、本发明的阳极-阴极配置结构在湿式电除尘内高风速工况下摆幅小，稳定性高，能与湿式静电除尘器相适配，应用广泛。
附图说明
图1为本发明的阴极与阳极配置结构的结构示意图；
图2为图1的A-A向视图；
图3为放电针的结构示意图；
图4为2的B-B向视图；
图5为2的C-C向视图；
图6为本发明的阳极的立面示意图。
图中标记：
1、阳极，2、阴极（也可称为阴极线），3、放电针，4、针尖。
具体实施方式
实施例一：
如图1-图6所示，本发明湿式静电除尘器阴极与阳极配置结构，包括阴极2和阳极1，阴极安装在阴极框架上，阳极1安装在阳极框架上，所述阳极1为正六边形筒状；所述阴极为带有放电针3的阴极2，放电针3在阴极2上分层排布，每层均布三根，相邻层间错位角为60°，层间距为50mm（25-100mm均可）；所述放电针3垂直连接于阴极2，每根放电针3均指向阳极1正六边的筒角，这样类似于鱼骨形的六针阴极2与六角形筒状阳极1的极配结构，提高了两者之间的空间电场强度并且阳极表面可均匀捕集电场空间的荷电污染物。
放电针3的长度为15mm（8-25mm均可），直径为3mm（2-4 mm均可），针尖4角度b为90°（50-140°均可），采用冷镦工艺制成，在实际工程中因设计条件不同需要增加电场强度和放电电流时，本发明的极线放电针3可以通过调整放电针3的长度和针尖4角度实现。
阳极1的截面内切圆直径为350 mm（280-420 mm均可），阳极1筒长为4m（3-6m均可）；阴极为直径18 mm（12-25mm均可）的薄壁圆钢管，阴极2长度4.3m（4-7m均可）。阴极2与放电针3采用焊接的形式连接，阴极2和放电针3的材质均为双相不锈钢2205/2507或者工业纯钛TA2。
阳极1骨架为乙烯基树脂和玻璃纤维模压的导电玻璃钢筒，在树脂中掺加质量比8%的导电碳粉，阳极1内表面衬贴高密度的导电碳毡，这样可以保证阳极1的导电性能。
下面通过实施例并结合附图进一步说明本发明的工作过程：
1、将本发明阳极1筒和阴极2按照图1布置形式组装，阴极需要支撑于瓷质高压绝缘体上并与高压电源连接；
2、启动电源，放电针3的针尖4产生电晕，流经阳极1筒中湿烟气的粉尘、石膏、雾滴等污染物瞬间饱和荷电，电场力驱使其迁移至阳极1筒壁上，实现污染物脱除目的。
实施例二：
某一东部沿海地区2*1000MW燃煤火电机组在湿法FGD系统后增加湿式静电除尘器，脱除烟气中夹带的细微粉尘、石膏和酸雾等污染物。该机组燃煤条件较好，湿除入口粉尘含量≤20mg/Nm3，雾滴浓度小于≤40mg/Nm3，要求湿除出口的粉尘含量≤5mg/Nm3，雾滴浓度小于≤20mg/Nm3。该工程中阳极1采用内切圆φ300mm的阳极1筒束组件，筒长5m，阴极采用φ15mm的TA2材质线，阴极2长6.1m；其上放电针3的长度为10mm，直径3 mm，针尖4角度90°，放电针3的层间距为60mm。实测湿除出口的粉尘含量3-4mg/Nm3，雾滴浓度16-18mg/Nm3。
实施例三：
某一北方2*300MW机组在湿法FGD系统后增加湿式静电除尘器。该机组炉后环保设施运行一般，煤质条件也不好，湿除入口粉尘含量≤100mg/Nm3，雾滴浓度小于≤75mg/Nm3，要求湿除出口的粉尘含量≤25mg/Nm3，雾滴浓度小于≤20mg/Nm3。该工程中阳极1也采用了内切圆φ300mm的阳极1筒束组件，筒长4.5m，阴极采用φ15mm的TA2材质的作线，阴极2长5.5m；其上放电针3的长度为12mm，直径3 mm，针尖4角度80°，放电针3的层间距为60mm。。实测湿除出口的粉尘含量18-22mg/Nm3，雾滴浓度16-18mg/Nm3。
实施例四：
某一西部2*300MW机组在湿法FGD系统后增加湿式静电除尘器。湿除入口的粉尘含量≤30mg/Nm3，要求湿除出口的粉尘含量≤10mg/Nm3。该工程中阳极1采用了内切圆φ360mm的阳极1筒束组件，筒长4m，阴极采用φ20mm的2205材质作线，阴极2长5.2m；其上放电针3的长度为15mm，直径3.5 mm，针尖4角度80°，放电针3的层间距为40mm。实测湿除出口的粉尘含量6-8mg/Nm3。

Claims (8)

1.一种湿式静电除尘器阴极与阳极配置结构，包括阴极（2）和阳极（1），阴极安装在阴极框架上，阳极安装在阳极框架上，其特征在于：所述阳极（1）为正六边形筒状；所述阴极为带有放电针（3）的阴极（2），放电针（3）在阴极（2）上分层排布，每层均布三根，相邻层间错位角为60°，层间距为25-100mm；所述放电针（3）垂直连接于阴极（2），每根放电针（3）均指向阳极（1）正六边的筒角。
2.根据权利要求1所述的湿式静电除尘器阴极与阳极配置结构，其特征在于：放电针（3）的长度为8-25mm；放电针（3）的直径2-4 mm。
3.根据权利要求1或2所述的湿式静电除尘器阴极与阳极配置结构，其特征在于：放电针（3）针尖（4）角度b为50-140°。
4.根据权利要求3所述的湿式静电除尘器阴极与阳极配置结构，其特征在于：所述阳极（1）的截面内切圆直径为280-420mm，阳极（1）筒长为3-6m；阴极（2）为直径12-25mm的薄壁圆钢管，阴极（2）长度4-7m。
5.根据权利要求3所述的湿式静电除尘器阴极与阳极配置结构，其特征在于：所述阳极（1）内表面衬贴高密度的导电碳毡。
6.根据权利要求3所述的湿式静电除尘器阴极与阳极配置结构，其特征在于：所述阴极（2）与放电针（3）的连接形式采用焊接。
7.根据权利要求1所述的湿式静电除尘器阴极与阳极配置结构，其特征在于：阳极（1）骨架为乙烯基树脂和玻璃纤维模压的导电玻璃钢筒。
8.根据权利要求1所述的湿式静电除尘器阴极与阳极配置结构，其特征在于：所述放电针（3）采用冷镦工艺制成。
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