EP0342731B1

EP0342731B1 - Sprühelektrode für elektrostatische Staubabscheider

Info

Publication number: EP0342731B1
Application number: EP89201128A
Authority: EP
Inventors: Rainer Reuffurth; Hermann Koy
Original assignee: Metallgesellschaft AG
Current assignee: GEA Group AG
Priority date: 1988-05-17
Filing date: 1989-05-02
Publication date: 1992-12-23
Anticipated expiration: 2009-05-02
Also published as: ES2037391T3; AU610802B2; US4948399A; EP0342731A1; ATE83688T1; CA1330104C; DE58903079D1; ZA893687B; DE3816717A1; JPH0217955A; AU3478389A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Sprühelektrode, bestehend aus einem langgestreckten band- oder drahtförmigen Körper mit abstehenden Sprühspitzen, für den Einsatz in elektrostatischen Staubabscheidern, bei denen quer zur Gasströmungsrichtung im Wechsel Gasgassen bildende, vertikale Niederschlagselektrodenwände und aus Rohren zusammengesetzte Spannrahmen angeordnet sind und bei denen jeweils eine Mehrzahl von Sprühelektroden mit ihren oberen und unteren Enden in Bohrungen der horizontalen Rohre der Spannrahmen eingesetzt und mit diesen verschweißt ist.
Beispiele für derartige Sprühelektroden sind aus den deutschen Patentschriften 25 46 305 und 26 03 514 in Verbindung mit speziell dafür entwickelten Spannvorrichtungen bekanntgeworden. Sie bestehen im wesentlichen aus einem schmalen Blechband mit einstückig daran ausgebildeten Vorsprüngen sowie mit sogenannten Anschweißenden. Letztere sind als Abschnitte eines Runddrahtes ausgebildet, die zur Befestigung der Sprühelektroden in durchgehende Bohrungen der Spannrahmen-Rohre eingesteckt und mit diesem verschweißt werden.
Außerdem sind Sprühelektroden bekanntgeworden, bei denen die Sprühspitzen aus gesonderten, mit dem langgestreckten band- oder drahtförmigen Sprühelektrodenkörper spannungsleitend verbundenen Teilen, beispielsweise angespitzten Drahtabschnitten bestehen.
Diese bekannten Sprühelektroden weisen trotz hochentwickelter Spann- und Befestigungstechniken noch verschiedene Nachteile auf.
Eine immer wieder beobachtete Schwachstelle ist die Schweißverbindung zwischen der eigentlichen Sprühelektrode und den Anschweißenden. Wenn Sprühelektroden unter der kombinierten Beanspruchung von Spannkräften, Erschütterungen zur Abreinigung, Temperatur, elektrischer Spannung und Korrosion reißen, dann in diesem Übergangsbereich, der außerdem keine nennenswerten elektrischen Übergangswiderstände aufweisen darf.
Ein weiteres Problem ergibt sich, wenn die vertikale Erstreckung eines elektrostatischen Staubabscheiders so groß ist, daß die maximal mögliche Spannlänge einer Sprühelektrode überschritten wird und die Spannrahmen daher in der Höhe unterteilt werden müssen. Da die Niederschlagselektroden problemlos in Längen von 4,5 bis 15,5 m gefertigt und eingesetzt werden können, die Sprühelektroden im Hinblick auf eine Begrenzung der Spannkräfte und zur Vermeidung unkontrollierter Schwingungen aber nur größte Spannlängen im Bereich von 2,5 bis 3,0 m zulassen, ist es erforderlich, den über die gesamte Höhe gleichförmig ausgebildeten Niederschlagselektroden zwei oder mehrere Sprühelektrodenlängen zuzuordnen. Für eine optimale Betriebsweise des elektrostatischen Staubabscheiders müssen die Sprühelektroden mit Bezug auf die Niederschlagselektroden genau positioniert werden. Die beste Position wird in der Regel mit "elektrischer Mitte" bezeichnet. Diese einzuhalten ist nicht ohne weiteres möglich, wenn in einem horizontalen Rohr an der selben Stelle sowohl eine nach oben und eine nach unten abgehende Sprühelektrode befestigt werden soll. Man kann entweder auf die exakte Einhaltung der elektrischen Mitte verzichten und im Rohr zwei versetzte Durchgangsbohrungen vorsehen oder aber die Enden der oberen und unteren Sprühelektroden in ein und derselben Durchgangsbohrung befestigen, indem man die Enden entsprechend kurz ausführt und nur mit dem oberen bzw. nur mit dem unteren Teil der Rohrwandung verschweißt. Die letztgenannte Variante hat sich als sehr bruchanfällig erwiesen.
In der DE-A-1 557 101 wird ein Befestigungsmittel für einzeln aufgehängte Sprühdrähte in einem elektrostatischen Staubascheider beschrieben, bei dem der Sprühdraht im Bereich des Tragholms mit einer Blechhülse durch Klemmen oder Schweißen fest verbunden ist, die am Tragholm befestigt ist. Über den Sprühdraht ist dabei eine rohrförmige Blechhülse geschoben, deren lichter Innendurchmesser größer ist als der Durchmesser des Sprühdrahtes. An ihrem unteren Ende ist die Hülse versetzt mit einer Spezialzange durch Verformen auf dem Sprühdraht festgeklemmt. Die Blechhülse ragt oben aus dem Tragholm heraus und ist an diesem festgeschweißt.
Aus der DE-A-31 38 601 ist eine Elektrodenbefestigung bekannt, bei der die beidseitig an Trägerrohren angebrachten Elektroden fluchten. Die Befestigung findet direkt oder über besondere Befestigungselemente jeweils nur in einer Wandung des Trägerrohres statt. Figur 1 zeigt diese Anordnung.
Es besteht somit die Aufgabe, Sprühelektroden der eingangs genannten Art so auszubilden, daß sie betriebssicher in den Spannrahmen befestigt werden können, ohne daß man bei mehreren, übereinander angeordneten Sprühelektrodenlängen mehr als unbedingt nötig von der elektrischen Mitte abweichen muß.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird vorgeschlagen, daß wenigstens die Enden der Sprühelektroden im Querschnitt halbkreisförmig ausgebildet sind. In weiterer Ausbildung des Erfindungsgedankens ist vorgesehen, daß der langgestreckte Körper der Sprühelektrode durchgehend einen halbkreisförmigen Querschnitt aufweist.
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird dadurch gelöst, daß wenigstens die Enden der Sprühelektroden im Querschnitt halbkreisförmig ausgebildet sind, den Spannrahmen voll durchdringen und an den Spannrahmen angeschweißt sind, wobei die gegenüberliegenden Enden der Sprühelektroden flach aneinanderliegen und zusammen eine kreisförmige Bohrung im Spannrahmen ausfüllen. In weiterer Ausbildung des Erfindungsgedankens ist vorgesehen, daß der langgestreckte Körper der Sprühelektrode durchgehend einen halbkreisförmigen Querschnitt aufweist.
Es leuchtet ohne weiteres ein, daß damit die Enden von zwei Sprühelektroden in ein und derselben Durchgangsbohrung befestigt werden können und daß Abweichungen von der elektrischen Mitte nur noch durch die Sprühelektrodenform bzw. Ausgestaltung selbst verursacht werden, aber nicht mehr von der Notwendigkeit der gemeinsamen Befestigung an der selben Stelle des Spannrahmens. Geht man davon aus, daß aus Festigkeitsgründen der halbrunde Querschnitt nicht kleiner sein darf als der früher verwendete runde Querschnitt, so muß zwar der Bohrungsdurchmesser um rund 40 % vergrößert werden, die entsprechend verkürzte Länge der Schweißnaht, mit der jedes im Querschnitt halbkreisförmige Ende der Sprühelektroden am Rohr befestigt ist, hat sich aber als in jedem Falle ausreichend erwiesen. Außerdem ist eine zusätzliche Verschweißung mit dem Ende der gegensinnig vom Rohr abgehenden Sprühelektrode möglich. Im jeweils obersten und untersten Spannrahmenrohr wird der Querschnitt der Durchgangsbohrung zusätzlich zu dem Sprühelektrodenende mit einem Stück halbkreisförmigen Material zusätzlich ausgefüllt, um die gleiche Befestigungsart und -sicherheit zu erreichen, wie bei den mittleren Rohren.
Will man außerdem die bisher übliche Schweißverbindung zwischen dem Anschweißende und dem bandförmigen Körper der eigentlichen Sprühelektrode vermeiden, kann letztere auch durchgehend mit einem halbkreisförmigen Querschnitt ausgebildet und mit aufgesetzten Sprühspitzen versehen werden. Verglichen mit gängigen, bandförmigen Sprühelektrodenabmessungen, bedeutet dies zwar einen geringfügig höheren Materialaufwand, der durch die zu erwartende höhere Standzeit aber mehr als ausgeglichen wird.
Weitere Einzelheiten zum Stand der Technik und die Vorteile des Erfindungsgedankens werden anhand der in den Figuren 1 bis 3 dargestellen Auführungsbeispiele näher erläutert.
Figur 1 zeigt eine Verbindung Sprühelektrode/Spannrahmen nach dem Stand der Technik.
Figur 2 zeigt eine Verbindung Sprühelektrode/Spannrahmen gemäß der Erfindung.
Figur 3 zeigt eine Alternative zu Figur 2.
Gemäß Figur 1 bestehen die Sprühelektroden aus einem langgestreckten bandförmigen Körper (1), auf dem Sprühspitzen (2) mittels Schweißpunkten (3) befestigt sind. Endseitig besitzen die Sprühelektroden Anschweißenden (4) in Form von Abschnitten aus Rundmaterial, an das die Sprühelektrodenenden (5) angepaßt und an dem sie mittels Schweißpunkt (6) befestigt sind. Die Sprühelektroden sind in Spannrahmen (7) mittels Schweißnaht (8) befestigt. Aus den in der Beschreibungseinleitung ausführlich dargelegten Gründen sollen mehrere, übereinander angeordnete Sprühelektrodenabschnitte in derselben "elektrischen Mitte" liegen, damit beste Abscheideleistungen erreicht werden können. Das läßt sich - wie dargestellt - aber nur realisieren, wenn die Anschweißenden in derselben Bohrung des Spannrahmens stecken. Sie können dann aber nur bis etwa Rohrmitte eingeführt und nur an einer Stelle mit dem Spannrahmen verschweißt werden. Diese Art der Verbindung zwischen Sprühelektrode und Spannrahmen hat sich als sehr störanfällig erwiesen.
Gemäß der Erfindung werden die Anschweißenden (4) deswegen im Querschnitt halbkreisförmig ausgeführt wie in Figur 2 dargestellt, in der die Bezugsziffern die gleiche Bedeutung haben, wie in Figur 1. Will oder muß man bei diesen Anschweißenden die gleiche Querschnittsfläche realisieren wie bei den im Querschnitt kreisförmigen Anschweißenden nach dem Stand der Technik, dann muß man einen um etwa 40 % größeren Bohrungsdurchmesser im Spannrahmen vorsehen, was ohne Schwierigkeiten möglich ist. Die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Anschweißenden mit halbkreisförmigem Querschnitt erlaubt eine stabile Zweipunktbefestigung in den Rohren der Spannrahmen, ohne daß die Sprühspitzen nennenswert außerhalb der elektrischen Mitte liegen.
Im jeweils obersten und untersten Rohr eines Spannrahmens wird der nicht vom halbkreisförmigen Anschweißende eingenommene Raum in der Bohrung durch einen kurzen Abschnitt (4a) aus dem gleichen Material ausgefällt, so daß hier hinsichtlich der Befestigung die gleichen Verhältnisse herrschen wie bei den mittleren Rohren.
Eine Weiterbildung des Erfindungsgedankens ist in Figur 3 dargestellt. In diesem Fall ist der Körper (9) der Sprühelektrode durchgehend aus Material mit halbkreisförmigem Querschnitt hergestellt. Alle übrigen Bezeichnungen haben die gleiche Bedeutung wie in den Figuren 1 und 2. Diese Ausführungsform erforder gegenüber dem bandförmigen Sprühelektrodenkörper zwar einen etwas größeren Materialaufwand, sie ist aber etwas stabiler und es können die Schweißpunkte (6) entfallen. Außerdem sind bei ihr die Sprühelektrodenspitzen noch besser in der elektrischen Mitte angeordnet.

Claims

Sprühelektrode, bestehend aus einem langgestreckten band- oder drahtförmigen Körper (1) mit abstehenden Sprühspitzen (2) für den Einsatz in elektrostatischen Staubabscheidern, bei denen quer zur Gasströmungsrichtung im Wechsel Gasgassen bildende, vertikale Niederschlagselektrodenwände und aus Rohren zusammengesetzte Spannrahmen (7) angeordnet sind, und bei denen jeweils mehrere Sprühelektroden mit ihren oberen und unteren Enden (4) in Bohrungen der horizontalen Rohre der Spannrahmen (7) eingesetzt und mit diesen verschweißt sind, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens die Enden (4) der Sprühelektroden im Querschnitt halbkreisförmig ausgebildet sind, den Spannrahmen (7) voll durchdringen und an den Spannrahmen (7) angeschweißt sind, wobei die gegenüberliegenden Enden (4) der Sprühelektroden flach aneinanderliegen und zusammen eine kreisförmige Bohrung im Spannrahmen (7) ausfüllen.
Sprühelektrode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der langgestreckte Körper (9) der Sprühelektrode durchgehend einen halbkreisförmigen Querschnitt aufweist.