RU128519U1

RU128519U1 - ELECTRIC FILTER

Info

Publication number: RU128519U1
Application number: RU2012114503/03U
Authority: RU
Inventors: Сергей Николаевич Шастин; Виталий Александрович Гузаев; Анатолий Александрович Троицкий
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Инжиниринговая компания "ГиП"
Priority date: 2012-04-12
Filing date: 2012-04-12
Publication date: 2013-05-27

Abstract

Предложение относится к области сухой очистки газов и может быть использовано в энергетике, черной и цветной металлургии, промышленности строительных материалов и др.The proposal relates to the field of dry gas cleaning and can be used in energy, ferrous and non-ferrous metallurgy, building materials industry, etc.

Технической задачей предложенного решения является повышение эффективности электрофильтра.The technical task of the proposed solution is to increase the efficiency of the electrostatic precipitator.

Техническая задача решается за счет того, в электрофильтре, содержащем корпус, осадительные электроды и коронируюшие электроды с элементами, ударные механизмы встряхивания, электропитание, бункеры, коронируюшие электроды снабжены игольчатыми коронирующими элементами, имеющими пониженный радиус кривизны конца иголки, при этом электропитание электрофильтра осуществляется от трехфазного или высокочастотного высоковольтного преобразователя.The technical problem is solved due to the fact that in an electrostatic precipitator containing a housing, precipitation electrodes and corona electrodes with elements, shock shock mechanisms, power supply, hoppers, corona electrodes are equipped with needle corona elements having a reduced radius of curvature of the end of the needle, while the electrostatic precipitator is supplied from a three-phase or high frequency high voltage converter.

Использование коронирующих элементов с пониженным радиусом кривизны в сочетании с трехфазным или высокочастотным высоковольтным электропитанием обеспечивает повышение эффективности электрофильтра.The use of corona elements with a reduced radius of curvature in combination with a three-phase or high-frequency high-voltage power supply improves the efficiency of the electrostatic precipitator.

3 л. ил. 3 l silt.

Description

Известен электрофильтр, содержащий корпус, осадительные электроды и коронирующие электроды с элементами, ударные механизмы встряхивания, электропитание, бункеры. Для эффективной работы известного электрофильтра обеспечивают повышенную напряженность поля путем повышения плотности тока при использовании проволочных коронирующих элементов с малым радиусом: 2÷3 мм (См. Ужов В.Н. Очистка промышленных газов электрофильтрами, М., Издательство «Химия», 1967 г., с.53, 54,55, формулы 48, 52, 53).Known electrostatic precipitator containing a housing, precipitation electrodes and corona electrodes with elements, shock shaking mechanisms, power supply, bins. For the effective operation of the well-known electrostatic precipitator they provide increased field strength by increasing the current density when using corona wire elements with a small radius: 2 ÷ 3 mm (See. Uzhov V.N. Industrial Gas Purification by Electrofilters, M., Chemistry Publishing House, 1967 , p. 53, 54.55, formulas 48, 52, 53).

Недостатком известного решения является недостаточная эффективность электрофильтра при пульсирующем характере напряжения, подаваемого на коронирующие электроды промышленных электрофильтров. Амплитуда пульсаций увеличивается с увеличением плотности тока, потребляемого электрофильтром. Это неизбежно приводит к снижению среднего напряжения и, соответственно, к уменьшению эффективности улавливания пыли. Указанный эффект проявляется в большей степени в случае применения игольчатых коронирующих электродов с повышенной эмиссионной способностью, частности, с пониженным напряжением зажигания коронного разряда, т.е. с более малым радиусом кривизны конца иголки коронирующих элементов.A disadvantage of the known solution is the insufficient efficiency of the electrostatic precipitator with the pulsating nature of the voltage supplied to the corona electrodes of industrial electrostatic precipitators. The ripple amplitude increases with increasing current density consumed by the electrostatic precipitator. This inevitably leads to a decrease in the average voltage and, accordingly, to a decrease in the efficiency of dust collection. This effect is manifested to a greater extent in the case of the use of needle-shaped corona electrodes with increased emission ability, in particular, with a reduced ignition voltage of the corona discharge, i.e. with a smaller radius of curvature of the end of the needle of the corona elements.

Техническая задача решается за счет того, в электрофильтре, содержащем корпус, осадительные электроды и коронирующие электроды с элементами, ударные механизмы встряхивания, электропитание, бункеры, коронирующие электроды снабжены игольчатыми коронирующими элементами, имеющими радиус кривизны конца иголки равный 0,1-0,2 мм, при этом электропитание электрофильтра осуществляется от трехфазного или высокочастотного высоковольтного преобразователя.The technical problem is solved due to the fact that in an electrostatic precipitator containing a housing, precipitation electrodes and corona electrodes with elements, shock shaking mechanisms, power supply, hoppers, corona electrodes are equipped with needle corona elements having a needle end curvature radius of 0.1-0.2 mm while the power supply of the electrostatic precipitator is carried out from a three-phase or high-frequency high-voltage converter.

Плотность тока коронного разряда тем выше, чем ниже напряжение зажигания коронного разряда, зависящее от радиуса кривизны конца иголки.The current density of the corona discharge is the higher, the lower the ignition voltage of the corona discharge, which depends on the radius of curvature of the end of the needle.

Увеличение плотности тока и, соответственно, плотности объемного заряда в межэлектродном промежутке приводит к увеличению напряженности электрического поля во внешней зоне коронного разряда (См. Ужов В.Н. Очистка промышленных газов электрофильтрами, М., Издательство «Химия», 1967 г., с.51, рис.10). Это приводит к повышению интенсивности осаждения заряженных частиц пыли и увеличению степени очистки газов (См. Ужов В.Н.Очистка промышленных газов электрофильтрами, М., Издательство «Химия», 1967 г., с.54, 55, формулы 48, 52, 53).An increase in the current density and, correspondingly, the density of the space charge in the interelectrode gap leads to an increase in the electric field strength in the outer zone of the corona discharge (See Uzhov V.N. Purification of industrial gases by electrostatic precipitators, M., Chemistry Publishing House, 1967, p. .51, fig. 10). This leads to an increase in the deposition rate of charged dust particles and an increase in the degree of gas purification (See. Uzhov V.N. Industrial Gas Purification by Electrofilters, M., Chemistry Publishing House, 1967, p. 54, 55, formulas 48, 52, 53).

Для максимальной реализации положительного эффекта от применения коронирующих электродов с пониженным напряжением зажигания коронного разряда, предлагаем при пульсирующем характере напряжения, подаваемого на коронирующие электроды, осуществлять питание полей электрофильтра от трехфазных или высокочастотных агрегатов. При этом, пульсации напряжения на электродах незначительны, а среднее напряжение на электродах практически равно амплитудному значению. Токи коронного разряда увеличиваются более чем на 40%.To maximize the positive effect of the use of corona electrodes with a reduced ignition voltage of the corona discharge, we offer, with a pulsating nature of the voltage supplied to the corona electrodes, to power the fields of the electrostatic precipitator from three-phase or high-frequency units. Moreover, the ripple voltage on the electrodes is negligible, and the average voltage on the electrodes is almost equal to the amplitude value. Corona discharge currents increase by more than 40%.

На фиг.1 изображен общий вид электрофильтра.Figure 1 shows a General view of the electrostatic precipitator.

На фиг.2 осциллограмма пульсаций напряжения при однофазном двухполупериодном питании.Figure 2 is a waveform of voltage ripple with a single-phase two-half-wave power supply.

На фиг.3 осциллограмма пульсаций напряжения при трехфазном двухполупериодном питании.Figure 3 is an oscillogram of voltage ripple with a three-phase two-half-wave power supply.

Электрофильтр содержит корпус 1, осадительные электроды 2, коронирующие электроды 3 с элементами 4, ударные механизмы встряхивания 5 и 6, электропитание 7, бункеры 8.The electrostatic precipitator contains a housing 1, precipitation electrodes 2, corona electrodes 3 with elements 4, shock mechanisms 5 and 6, power supply 7, hoppers 8.

В электрофильтре плотность тока коронного разряда тем выше, чем ниже напряжение зажигания коронного разряда 9, зависящее от радиуса кривизны конца иголки. Увеличение плотности тока и, соответственно, плотности объемного заряда в межэлектродном промежутке приводит к увеличению напряженности электрического поля во внешней зоне коронного разряда, обусловливающему повышение интенсивности осаждения заряженных частиц пыли и увеличение степени очистки газов.In an electrostatic precipitator, the current density of the corona discharge is the higher, the lower the ignition voltage of the corona discharge 9, which depends on the radius of curvature of the end of the needle. An increase in the current density and, correspondingly, the density of the space charge in the interelectrode gap leads to an increase in the electric field strength in the outer zone of the corona discharge, which leads to an increase in the deposition rate of charged dust particles and an increase in the degree of gas purification.

Питание полей электрофильтра током высокого напряжения 7 производится с помощью агрегатов, силовая часть которых состоит из высоковольтного трансформатора и выпрямителя, собранного по мостовой схеме. В условиях развитого коронного разряда поле электрофильтра представляет собой активно-емкостную нагрузку, в которой активной составляющей является ионизированные промежутки между коронирующими и осадительными электродами, а емкостной - электрическая емкость между этими электродами.The fields of the electrostatic precipitator are supplied with high-voltage current 7 using units, the power part of which consists of a high-voltage transformer and a rectifier assembled according to a bridge circuit. Under the conditions of a developed corona discharge, the field of the electrostatic precipitator is an active capacitive load, in which the active component is the ionized gaps between the corona and precipitation electrodes, and the capacitive one is the electric capacitance between these electrodes.

В электрической цепи агрегата питания синхронно с импульсами выпрямленного высокого напряжения (фиг.2) возникают импульсы тока (не показано), за счет чего происходит зарядка электрической емкости (восходящая кривая 10)между электродами. Ток зарядки прекращается в момент, когда амплитуда выпрямленного напряжения достигает уровня пробивного 11 напряжения на коронирующих электродах. Далее происходит разряд электрической емкости (вниз сходящая кривая 12) электродной системы поля посредством короны до пересечения со следующим восходящим импульсом выпрямленного высокого напряжения и с появлением следующего импульса тока зарядки. Таким образом, напряжение на коронирующих электродах электрофильтра имеет характер пульсаций с максимальным значением, ограниченным пробивным напряжением межэлектродного промежутка. С увеличением плотности тока, потребляемого электрофильтром, кривая 12 приобретает более крутой характер, что неизбежно приводит к увеличению амплитуды пульсаций и, как следствие, к снижению среднего напряжения 13 и, соответственно, к уменьшению эффективности улавливания пыли. Указанный эффект проявляется в большей степени в случае применения игольчатых коронирующих электродов с повышенной эмиссионной способностью, частности, с пониженным напряжением зажигания коронного разряда, т.е. с более малым радиусом кривизны конца иголки равным 0,1-0,2 мм.In the electric circuit of the power supply unit, synchronously with the pulses of the rectified high voltage (Fig. 2), current pulses (not shown) arise, due to which the electric capacitance is charged (upward curve 10) between the electrodes. The charging current stops at the moment when the amplitude of the rectified voltage reaches the breakdown voltage level 11 on the corona electrodes. Next, there is a discharge of the electric capacitance (downward curve 12) of the electrode field system by means of the corona until it intersects with the next upward pulse of the rectified high voltage and with the appearance of the next pulse of the charging current. Thus, the voltage at the corona electrodes of the electrostatic precipitator has a ripple pattern with a maximum value limited by the breakdown voltage of the interelectrode gap. With an increase in the current density consumed by the electrostatic precipitator, curve 12 acquires a steeper character, which inevitably leads to an increase in the ripple amplitude and, as a consequence, to a decrease in the average voltage 13 and, accordingly, to a decrease in the dust collection efficiency. This effect is manifested to a greater extent in the case of the use of needle-shaped corona electrodes with increased emission ability, in particular, with a reduced ignition voltage of the corona discharge, i.e. with a smaller radius of curvature of the end of the needle equal to 0.1-0.2 mm

С целью максимальной реализации положительного эффекта от применения коронирующих электродов с пониженным напряжением зажигания коронного разряда, связанного с повышением плотности объемного заряда и напряженности у осадительного электрода, и исключения отрицательного эффекта при разрядке, предлагаем осуществлять питание полей электрофильтра от трехфазных или высокочастотных агрегатов. Изменение величины пульсаций напряжения на электродах при питании поля электрофильтра от трехфазного агрегата показано на осциллограммах (фиг.3). Как видим, при питании от трехфазного агрегата пульсации напряжения незначительны, среднее напряжение 13 на электродах практически равно амплитудному значению 11.In order to maximize the positive effect of the use of corona electrodes with a reduced ignition voltage of the corona discharge associated with an increase in the space charge density and tension at the precipitation electrode, and to eliminate the negative effect during discharge, we propose to supply the fields of the electrostatic precipitator from three-phase or high-frequency units. The change in the magnitude of the ripple voltage on the electrodes when feeding the field of the electrostatic precipitator from a three-phase unit is shown in the oscillograms (figure 3). As you can see, when powered from a three-phase unit, the ripple voltage is insignificant, the average voltage 13 at the electrodes is almost equal to the amplitude value of 11.

Электрофильтр работает следующим образом.The electrostatic precipitator works as follows.

Запыленный газовый поток поступает в электрофильтр. В активной зоне электрофильтра пылегазовый поток проходит через электрические поля высокой напряженности, создаваемого между осадительными 2 и коронирующими 3 электродами при подаче высокого напряжения высоковольтным источником питания 7. На некотором пониженном уровне напряжения 9 из-за более малого радиуса кривизны конца иголки (радиус кривизны 0,1-0,2 мм) происходит зажигание короны. Одновременно при подъеме напряжения происходит зарядка емкости электрофильтра. Дальнейший подъем напряжения до пробивного приводит к образованию объемного заряда в межэлектродном пространстве и зарядке частиц пыли. По достижении уровня пробоя, питание прекращается, и происходит разрядка накопленной емкости. В результате заряженные частицы пыли, находясь под действием пульсирующего напряжения, перемещаются к осадительным 2 электродам, оседают на них, а очищенный газовый поток выходит из фильтра. Для снижения пульсаций напряжения и, соответственно, повышения эффективности очистки используют трехфазный или высокочастотный высоковольтный преобразователь. После осаждения на осадительных 2 электродах определенного количества пыли происходит их встряхивание ударными механизмами, и через бункеры 8 уловленная пыль удаляется из электрофильтра.The dusty gas stream enters the electrostatic precipitator. In the active zone of the electrostatic precipitator, the dust and gas flow passes through high-voltage electric fields created between the precipitating 2 and corona 3 electrodes when high voltage is applied to the high-voltage power supply 7. At a certain reduced voltage level 9, due to the smaller radius of curvature of the end of the needle (curvature radius 0, 1-0.2 mm) the crown is ignited. At the same time, when the voltage rises, the capacity of the electrostatic precipitator is charged. A further rise in voltage to breakdown leads to the formation of a space charge in the interelectrode space and the charging of dust particles. Upon reaching the breakdown level, the power stops, and the accumulated capacity is discharged. As a result, charged dust particles, being under the action of a pulsating voltage, move to the precipitating 2 electrodes, settle on them, and the cleaned gas stream leaves the filter. To reduce voltage ripples and, accordingly, increase the cleaning efficiency, a three-phase or high-frequency high-voltage converter is used. After deposition on a precipitation 2 electrodes of a certain amount of dust, they are shaken by shock mechanisms, and through the bins 8, the captured dust is removed from the electrostatic precipitator.

Таким образом, использование игольчатых коронирующих элементов с радиусом кривизны конца иголки 0,1-0,2 мм в сочетании с трехфазным или высокочастотным высоковольтным электропитанием обеспечивает повышение эффективности электрофильтра.Thus, the use of needle-shaped corona elements with a radius of curvature of the tip of the needle of 0.1-0.2 mm in combination with a three-phase or high-frequency high-voltage power supply improves the efficiency of the electrostatic precipitator.

Claims

An electrostatic precipitator containing a housing, precipitation electrodes and corona electrodes, shock shaking mechanisms, power supply, hoppers, characterized in that the corona electrodes are equipped with needle corona elements having a radius of curvature of the needle end equal to 0.1-0.2 mm, while the electrostatic precipitator carried out from a three-phase or high-frequency high-voltage converter.