PL174470B1 - Elektrofiltr - Google Patents

Abstract

1 Elektrofiltr zawierający co najmniej jedną komorę zbiorczą w kształcie gramastosłupa zamkniętego od dotu zbiornikiem pyłu, w której zawieszone są na izolatorach elektrody ulotowe, a na belkach poprzecznych elektrody zbiorcze, zaopatrzone w dolnej części w strzepywacze, znamienny tym, że elektroda zbiorcza o kształcie zbliżonym do dużej greckiej litery sigma, zawierająca podstawową płaszczyznę zbiorczą, mającą w środku naprzemianlegle wytłoczone usztywnienie środkowe (21) oraz usztywnienia przyśrodkowe (22) przesunięte w stosunku do osi poprzecznej płaszczyzny elektrody, dogodnie na odległość pięciu grubości blachy, z której wykonana jest elektroda zbiorcza, posiada, dogodnie w górnej części usztywnienia środkowego (21), zabudowaną co najmniej jedną rurę nośną (29), podczas gdy w dolnej części, na krawędziach z obu stron, ma wycięte usztywnienia skrajne, a w osiach pionowych, obu odcinków równoległych (25), są usytuowane otwory owalne (31), przy czym odcinek równoległy usztywnienia środkowego (21) oraz odcinki pionowe (26) usztywnienia skrajnego, wynoszą korzystnie 8,62% szerokości profilu elektrody zbiorczej, a elektroda ulotowa (3) ma umieszczone z obu stron w jednej płaszczyźnie pionowej w rurze (13 lub 18) ostrza (14 1 15) na przemian długie 1 krótkie, przy czym ostrza krótkie (15) mają długość do dwóch wielokrotności średnicy rury (13 1 18), a ostrza długie (14) dogodnie mają długość do sześciu wielokrotności średnicy rury (13 lub 18), podczas gdy każda komora zbiorcza (1 lub 2) ma trzy strefy o jednakowej długości

Description

Przedmiotem wynalazku jest elektrofiltr o poziomym przepływie spalin przeznaczony do odpylania spalin pochodzących szczególnie ze spalin węgla kamiennego w kotle energetycznym.

Znany elektrofiltr z książki Janusza Lutyńskiego pt.: Elektrostatyczne odpylanie gazów, WNT, Warszawa 1965, str. 10-12 oraz 214-274, składa się z komory zbiorczej, przez którą przepływa strumień gazów poddawanych oczyszczaniu oraz z elektrycznego zespołu zasilającego tę komorę prądem stałym o wysokim napięciu.

Komora zbiorcza w kształcie graniastosłupa o poziomym przepływie gazu jest zamknięta od dołu zbiornikiem pyłu i mieści wewnątrz elektrody zbiorcze i ulotowe. Komora jednosekcyjnego elektrofiltru wykonana z blachy 5 mm ułożyskowaną jest na konstrukcji wsporczej za pośrednictwem sześciu łożysk. Górną część komory stanowi pokrywa z zabudowanymi na niej komorami wysokiego napięcia, w której umieszczone są izolatory przepustowo-wsporcze

174 470 dla zawieszenia elektrod ulotowych. Pokrywa usytuowana jest skośnie dla umożliwienia odprowadzania odpadów atmosferycznych. Do dolnych kołnierzy lei zbiorczych zamocowano pyłową zasuwę talerzową sterowaną pneumatycznie oraz pojemnik pyłowy, który pośredniczy w opróżnianiu leja.

Elektrody zbiorcze o długości 4,8 m, wykonane z blachy 3 mm wyprofilowane są w sposób gwarantujący utrzymanie sztywności i zabezpieczają przed przepływem gazu w strefie znajdującej się w pobliżu powierzchni czynnej; ilość i szerokość elementów elektrod w pierwszym polu wynosi 5 x 470 mm, w drugim - 6 x 390 mm. Podziałka rzędów elektrod 250 mm.

Elementem czynnym elektrod ulotowych jest normalizowany drut kolczasty, którego pionowe odcinki długości 2,1 m mocowane są w dwudzielnych ramach wykonanych z rurek stalowych % cala.

Izolatory nośne o średnicy 400 mm i wysokości 500 mm umieszczone są w komorach wyposażonych w grzejniki elektryczne.

Elektrody zbiorcze zaopatrzone są w strzepywacze działające w kierunku poprzecznym. Każdy element elektrody zbiorczej przymocowany jest dolnym końcem do drąga strzepującego, spinającego połowę elektrod znajdujących się w jednej płaszczyźnie prostopadłej do osi wzdłużnej komory. Drągi te poddawane są udarom od mechanizmów strzepywaczy, umieszczonych po obu stronach każdego z dwóch pól elektrycznych elektrofiltru. Energia kinetyczna elementu udarowego wynosi 2,9 kGm, przy obsługiwanej masie elektrod o ciężarze 600 kg.

Elektrody ulotowe wyposażone są w udarowy, młotkowy system strzepywania; energia kinetyczna elementu udarowego w chwili uderzenia wynosi 0,67 kGm, przy masie ramy elektrodowej równej 52 kg.

Niedogodnością znanego elektrofiltru jest niska sprawność przy odpylaniu popiołów lotnych ze spalania, zwłaszcza pyłu węglowego w kotłach energetycznych oraz możliwość odpylania stosunkowo niewielkiej ilości spalin kotłowych.

Istota wynalazku polega na tym, że elektroda zbiorcza elektrofiltra o kształcie zbliżonym do dużej greckiej litery sigma, zawierająca podstawową płaszczyznę zbiorczą, mającą w środku naprzemianległe wytłoczone usztywnienie środkowe i usztywnienie przyśrodkowe przesunięte w stosunku do osi poprzecznej elektrody, dogodnie na odległość pięciu grubości blachy, z której wykonana jest elektroda zbiorcza, posiada, w górnej części usztywnienia środkowego, zabudowaną co najmniej jedną rurę nośną, podczas gdy w dolnej części, na krawędziach z obu stron, ma wycięte usztywnienia skrajne, a w osiach pionowych, dwu odcinków równoległych, są usytuowane otwory owalne, przy czym odcinek równoległy usztywnienia środkowego oraz odcinki pionowe usztywnienia skrajnego, wynoszą korzystnie 8,62% szerokości profilu elektrody zbiorczej, a elektroda ulotową ma umieszczone z obu stron w jednej płaszczyźnie pionowej w rurze ostrza na przemian długie i krótkie, przy czym ostrza krótkie mają długość do dwóch wielokrotności średnicy rury, a ostrza długie dogodnie mają długość do sześciu wielokrotności średnicy rury, podczas gdy każda komora zbiorcza ma trzy strefy o jednakowej długości. Odcinek równoległy usztywnienia środkowego połączony jest z jednej i drugiej strony odcinkami usytuowanymi, dogodnie pod kątem 45°, przechodzącymi przez oś poprzeczną w usztywnienia przyśrodkowe, podczas gdy usztywnienia przyśrodkowe z odcinka równoległego do osi poprzecznej przechodzą odcinkiem usytuowanym, dogodnie pod kątem 45°, w odcinek płaski pokrywający się z osią poprzeczną płaszczyzny elektrody zbiorczej. Odcinek pionowy usztywnienia skrajnego, za osią poprzeczną płaszczyzny elektrody, połączony jest z odcinkiem zamykającym zaopatrzonym na końcu w zagięcie skierowane prostopadle do osi poprzecznej o długości, korzystnie sześciu grubości blachy, z której wykonana jest elektroda zbiorcza. Elektroda ulotową składa się dogodnie z dwu części, przy czym jedna rura stanowi korpus elektrody dolnej, a druga rura - korpus elektrody górnej.

Elektrofiltr według wynalazku umożliwia wysoką skuteczność odpylania pyłu, zwłaszcza o dużej rezystywności. Osiąga się to dzięki utrzymaniu równomiernego pola elektrostatycznego nawet w przypadku obrośnięcia elektrod ulotowych pyłem z uwagi na znaczną długość ostrza elektrody ulotowej, na którym występuje zjawisko ulotu (korony). Konstrukcja

174 470 elektrody ulotowej zestawiona w baterie elektrod ulotowych umożliwia współpracę z elektrodą zbiorczą o większej szerokości i w praktyce obejmuje większy obszar elektrostatycznym polem, co powoduje zmniejszenie o połowę ilości elektrod ulotowych zestawionych w baterie elektrod ulotowych przypadających na jedną elektrodę zbiorczą. Zawieszenie elektrod na belce nośnej, za pomocą zaczepów wewnętrznych, umożliwia pełne wykorzystanie górnej przestrzeni komory elektrofiltru. Ponadto korpus poszczególnych elektrod ulotowych jest stosunkowo sztywny i mało podatny na uszkodzenia, przez co unika się zwarć, a ostrza uszkodzone łatwo opadają w dół komory, co nie stanowi przeszkody w eksploatacji komory zbiorczej elektrofiltru z wysoką skutecznością odpylania gazów. Łatwiejszy jest także montaż pojedynczych elektrod ulotowych. Zastosowana w elektrofiltrze elektroda zbiorcza umożliwia sztywne połączenie płyt elektrod zbiorczych z drągiem strzepującym oraz jednocześnie zapewnia dylatacje w zamocowaniu elektrody do belki zawieszeniowej (nośnej). Dzięki temu uzyskuje się większe wartości przyspieszeń w czasie oczyszczania powierzchni z osadzonego pyłu. Konstrukcja elektrody zbiorczej umożliwia większą dokładność wykonania przy zmniejszeniu sierpowatości i wichrowatości powierzchni zbiorczej. Ponadto rury nośne i owalne otwory elektrody zbiorczej zostały tak dobrane, że zapewniają kompensację odkształceń płata elektrody w trakcie montażu oraz pracy elektrofiltru.

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia elektrofiltr w częściowym przekroju pionowym podłużnym i częściowym widoku z boku, fig. 2 - połówkę elektrofiltru w przekroju poprzecznym, fig. 3 - połówkę elektrofiltru w widoku z góry, fig. 4 - elektrodę ulotową górną w widoku z boku, fig. 5 - elektrodę ulotową dolną w widoku z boku, fig. 6 - elektrodę zbiorczą w widoku z boku i w środku wycięcia elektrodę zbiorczą w przekroju poprzecznym, fig. 7 - elektrodę zbiorczą w przekroju poprzecznym, fig. 8 - górne mocowanie elektrody zbiorczej w przekroju poziomym wzdłuż linii A-A uwidocznionej na fig. 6.

Elektrofiltr składa się z dwóch komór skrajnych 1 oraz komory środkowej 2, przy czym komory skrajne 1 są jednakowej wielkości, a komora środkowa 2 jest mniejsza. Komory skrajne 1 mają 31 baterii elektrod ulotowych 3, a komora środkowa 2-20 baterii elektrod ulotowych 3. Każda komora 1 i 2 ma trzy strefy o jednakowej długości. Pod każdą strefą komory skrajnej 1 są zainstalowane poprzecznie dwa leje zbiorcze 4, a pod każdą strefą komory środkowej 2 jest zainstalowany jeden lej zbiorczy 5. Komory skrajne 1 i komora środkowa 2 są jednakowej wysokości oraz podobnie elektrody ulotowe i zbiorcze są także jednakowej wysokości. Cały układ elektrod ulotowych jest zawieszony na stożkowych izolatorach porcelanowych 6. Elektrody ulotowe 3 mają strzepywacze 7 na połowie swej wysokości. Pojedyncze elektrody zbiorcze są zawieszone na belce nośnej 8, która spoczywa na belkach poprzecznych 9 komory zbiorczej wykonanych z blachownie i mają strzepywacze 10 zamontowane od dołu elektrody zbiorczej.

Na wlocie do komór skrajnych 1 i komory środkowej 2 są zainstalowane elementy dławiąco-kierujące 11, rozprowadzające równomiernie medium na całym przekroju wlotu komory.

Każda sekcja komory zbiorczej w dolnej części oraz belka poprzeczna 9 zaopatrzone są we włazy 12. W dolnej części leje zbiorcze 4 i 5 są także zaopatrzone we włazy, nieuwidocznione na rysunku.

Elektroda ulotową dolna (fig. 5) składa się z rury 13 o średnicy 35 mm przy grubości ścianek 2,2 mm, w której z dwu stron w jednej płaszczyźnie umieszczone są na przemian ostrza długie 14, w postaci gwoździ o średnicy 3,8 mm i długości 195 mm oraz po drugiej stronie rury 13 ostrza krótkie 15, w postaci gwoździ o średnicy 3,8 mm i długości 50 mm. Ostrze długie 14 i ostrze krótkie 15 są zainstalowane równolegle do przepływu zanieczyszczonych spalin. Ostrza długie 14 i ostrza krótkie 15 w ilości 37 sztuk są rozmieszczone po jednej i drugiej stronie na tej samej wysokości, co 80 mm. Odległość ostrza długiego 14 oraz ostrza krótkiego 15 od dolnego końca rury 13 wynosi 85 mm, a odległość ostrza 14 i 15 od górnego końca rury 13 wynosi 80 mm. Do dolnego końca rury 13 od strony krótszego ostrza 15 przymocowany jest nierozłącznie zaczep 16, służący do zawieszania, podczas gdy na górnym końcu zamocowany jest w takiej samej płaszczyźnie, ale z drugiej strony rury 13

174 470 od strony krótszego ostrza 15 zaczep 17. Zaczepy 16 i 17 wykonane są z płaskownika wygiętego w kierunku osi rury 13, mającego zagięcie na przedłużeniu osi rury 13 symetryczne na przedłużeniu osi rury 13, otwarte z przeciwnej strony.

Elektroda ulotowa górna (fig. 4) składa się z rury 18 o średnicy 35 mm i grubości ścianek 2,2 mm, mająca w dolnym końcu przymocowany nierozłącznie zaczep 19 służący do zamocowania, a w górnej części, na wysokości 4985 mm w tej samej płaszczyźnie, po drugiej stronie, ma przyspawany zaczep wewnętrzny 20, przy czym poprzeczna oś jego zagięcia jest oddalona od pionowej osi rury 18 o około 30 mm. Na rurze 18 z obu stron w jednej płaszczyźnie są na przemian ostrza długie 14 oraz po drugiej stronie ostrza krótkie 15. Ostrze długie 14 oraz ostrze krótkie 15 jest zainstalowane od dolnego końca rury 18 w odległości 60 mm, przy czym ostrza długie 14 i ostrza krótkie 15 do wysokości zaczepu wewnętrznego 20 w ilości 32 sztuk są rozmieszczone co 80 mm, po czym ma miejsce przerwa 400 mm i zainstalowane są powyżej zaczepu wewnętrznego 20 ostrza długie 14 i ostrza krótkie 15, także co 80 mm. W górnym końcu rury 18, po obu stronach, są zamocowane ostrza krótkie 15.

Elektroda zbiorcza utworzona z profilowanego pasma blachy o grubości 1,5 mm i szerokości profilu wynoszącym 580 mm ma w przekroju poprzecznym kształt zbliżony do dużej litery greckiej sigma. Powierzchnia zbiorcza elektrody jest rozciągnięta wzdłuż poprzecznej osi płaszczyzny elektrody zbiorczej, przy czym podstawowa płaszczyzna zbiorcza ma w środku wytłoczone usztywnienie środkowe 21 oraz usztywnienie przyśrodkowe 22, w formie trapezów w przekroju poprzecznym, usytuowanych naprzemianlegle w stosunku do osi poprzecznej płaszczyzny elektrody. Usztywnienie środkowe 21 jest przesunięte od osi płaszczyzny elektrody na odległość 5 grubości blachy, z której wykonana jest elektroda, a odcinek równoległy do osi poprzecznej połączony jest z jednej i drugiej strony odcinkami usytuowanymi pod kątem 45°, przechodzącymi przez oś poprzeczną w usztywnienie przyśrodkowe 22, których odcinki równoległe są oddalone od osi poprzecznej na odległość 5 grubości blachy. Usztywnienia przyśrodkowe 22 z odcinka równoległego do osi poprzecznej przechodzą, odcinkiem usytuowanym pod kątem 45°, w odcinek płaski 23 pokrywający się z osią poprzeczną płaszczyzny elektrody, Płaskie odcinki 23 przechodzą w odgięte odcinki 24 usytuowane pod kątem około 25° do osi poprzecznej, które połączone są usztywnieniami skrajnymi w przekroju poprzecznym w postaci zbliżonej do litery C, zwróconej jednostronnie do wewnątrz osi poprzecznej i symetrycznie usytuowanej w osi poprzecznej. Usztywnienie skrajne składa się z odcinka równoległego 25 połączonego z jednej strony odgiętym odcinkiem 24, a z drugiej strony z odcinkiem pionowym 26, usytuowanym prostopadle do osi i jednocześnie symetrycznie względem osi poprzecznej płaszczyzny elektrody, który połączony jest z odcinkiem zamykającym 27, równoległym do osi poprzecznej zaopatrzonym na końcu w zagięcie 28, skierowane prostopadle do osi poprzecznej o długości około 6 grubości blachy, z której wykonana jest elektroda zbiorcza.

Promień wytłoczenia przejścia pomiędzy poszczególnymi odcinkami przekroju elektrody zbiorczej równa się 1 2/3 grubości blachy.

Odcinek równoległy usztywnienia środkowego 21 wynosi celowo 8,62% szerokości profilu elektrody, odcinki równoległe usztywnienia przyśrodkowego 22 - 7,58% szerokości profilu, podczas gdy odcinek pionowy 26 usztywnienia skrajnego wynosi 8,62%, odcinek równoległy 25 tego usztywnienia - 6,89%, odcinek zamykający 27 - 5,17% szerokości profilu elektrody, a odcinek płaski 23 - 20,69% szerokości profilu elektrody.

W osi pionowej elektrody zbiorczej na wysokości 80 mm w usztywnieniu środkowym 21 zabudowana jest rura (tulejka) 29 o średnicy 38 mm i długości 52 mm. Rura 29 jest wspawana na jednym końcu w przetłoczeniu profilu elektrody zbiorczej, a na drugim końcu wspawana jest do otworu blachy wzmacniającej 30, przyspawanej z kolei do odcinków równoległych usztywnienia przyśrodkowego 22. W dolnej części elektroda zbiorcza, na krawędziach z obu stron, ma wycięte na wysokości 100 mm usztywnienie skrajne i odgięty odcinek 24, a w osiach pionowych obu odcinków równoległych 25, na wysokości 45 mm, są usytuowane otwory owalne 31.

174 470

Fig.3

174 470

Fig.5

174 470

Fig.6

174 470

Fig. 8

174 470

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz.

Cena 2,00 zł

Claims (4)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Elektrofiltr zawierający co najmniej jedną komorę zbiorczą w kształcie graniastosłupa zamkniętego od dołu zbiornikiem pyłu, w której zawieszone są na izolatorach elektrody ulotowe, a na belkach poprzecznych elektrody zbiorcze, zaopatrzone w dolnej części w strzepywacze, znamienny tym, że elektroda zbiorcza o kształcie zbliżonym do dużej greckiej litery sigma, zawierająca podstawową płaszczyznę zbiorczą, mającą w środku naprzemianległe wytłoczone usztywnienie środkowe (21) oraz usztywnienia przyśrodkowe (22) przesunięte w stosunku do osi poprzecznej płaszczyzny elektrody, dogodnie na odległość pięciu grubości blachy, z której wykonana jest elektroda zbiorcza, posiada, dogodnie w górnej części usztywnienia środkowego (21), zabudowaną co najmniej jedną rurę nośną (29), podczas gdy w dolnej części, na krawędziach z obu stron, ma wycięte usztywnienia skrajne, a w osiach pionowych, obu odcinków równoległych (25), są usytuowane otwory owalne (31), przy czym odcinek równoległy usztywnienia środkowego (21) oraz odcinki pionowe (26) usztywnienia skrajnego, wynoszą korzystnie 8,62% szerokości profilu elektrody zbiorczej, a elektroda ulotowa (3) ma umieszczone z obu stron w jednej płaszczyźnie pionowej w mrze (13 lub 18) ostrza (14 i 15) na przemian długie i krótkie, przy czym ostrza krótkie (15) mają długość do dwóch wielokrotności średnicy rury (13 i 18), a ostrza długie (14) dogodnie mają długość do sześciu wielokrotności średnicy rury (13 lub 18), podczas gdy każda komora zbiorcza (1 lub 2) ma trzy strefy o jednakowej długości.
2. 2. Elektrofiltr według zastrz. 1, znamienny tym, że odcinek równoległy usztywnienia środkowego (21) elektrody zbiorczej połączony jest z jednej i drugiej strony odcinkami usytuowanymi, dogodnie pod kątem 45°, przechodzącymi przez oś poprzeczną w usztywnienia przyśrodkowe (12), podczas gdy usztywnienia przyśrodkowe (12) z odcinka równoległego do osi poprzecznej przechodzą odcinkiem usytuowanym, dogodnie pod kątem 45°, w odcinek płaski (23) pokrywający się z osią poprzeczną płaszczyzny elektrody zbiorczej.
3. 3. Elektrofiltr według zastrz. 1, znamienny tym, że odcinek pionowy (26) usztywnienia skrajnego elektrody zbiorczej, za osią poprzeczną płaszczyzny elektrody, połączony jest z odcinkiem zamykającym (27) zaopatrzonym na końcu w zagięcie (28) skierowane prostopadle do osi poprzecznej o długości, korzystnie sześciu grubości blachy, z której wykonana jest elektroda zbiorcza.
4. 4. Elektrofiltr według zastrz. 1, znamienny tym, że elektroda ulotową (3) składa się dogodnie z dwu części, przy czym rura (13) stanowi korpus elektrody dolnej, a rura (18) - korpus elektrody górnej.