ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ ЭКРАНИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНСТРУКЦИЙ ОКОЛО ВЫСОКОВОЛЬТНЫХ ЧАСТЕЙ ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКИХ ОСАДИТЕЛЕЙ Российский патент 2015 года по МПК B03C3/70 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Настоящее изобретение относится к электростатическому осадителю, имеющему сборку осадительных электродных пластин, включающую в себя, по меньшей мере, две электродные пластины, расположенные, по существу, параллельно друг другу в вертикальной плоскости внутри электростатического осадителя, образуя пространство между осадительными электродными пластинами, сборку коронирующих электродов, расположенную в упомянутых пространствах, причем сборка электродов проходит, по меньшей мере, через несущую конструкцию сборки осадительных электродных пластин.

ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Электростатические осадители хорошо известны в данной области техники, а в качестве примера US 4725289 описывает электростатический осадитель с жесткой рамой. При эксплуатации электростатического осадителя газ, нагруженный вводимым материалом в виде твердых частиц, пропускают через электростатическое поле и коронный разряд, установившийся вокруг коронирующего электрода, расположенного между двумя заземленными осадительными электродами. Частицы в газе становятся электрически заряженными, так как проходят через коронный разряд и под влиянием электрического поля движутся к заземленным осадительным электродам, располагающимся по бокам коронирующего электрода, и осаждаются на них.

Как правило, каждый осадительный электрод сформирован из одной или нескольких удлиненных пластин, расположенных в ряд бок о бок и подвешенных сверху корпуса осадителя в вертикальной плоскости. Множество таких осадительных электродов располагаются в поперечном направлении по ширине корпуса осадителя в разнесенных вертикальных плоскостях, параллельных направлению потока газа через осадитель.

В том средстве, которое обычно называют электростатическим осадителем с жесткой рамой, каркас, состоящий из множества рам коронирующих электродов, свисает с изоляторов вверху корпуса осадителя для обеспечения ряда вертикально расположенных коронирующих электродов между соседними осадительными электродами по ширине осадителя. К коронирующим электродам прикладывают напряжение для генерирования коронного разряда и связанного с ним электрического поля.

Уже известна конструкция электростатических осадителей, в которой выпускная рамная труба проходит по несущей балке заземленных осадительных электродов вверху электростатических осадителей. Несущая балка обычно образована из двутавровой балки или П-образной балки (швеллера). Однако из-за искрения между частями конструкции мощность на входе в электростатический осадитель становится низкой. В известных технических решениях двутавровая балка или П-образная балка снабжены локальными вырезами для увеличения расстояния между выпускной трубой и балкой. В ходе недавних высоковольтных испытаний обнаружено, что такие вырезы недостаточны и, несмотря на эти вырезы, возникает искровое перекрытие.

КРАТКОЕ ИЗЛОЖЕНИЕ СУЩЕСТВА ИЗОБРЕТЕНИЯ

Задача настоящего изобретения состоит в том, чтобы обеспечить электрическое экранирующее устройство для конструкций, находящихся около высоковольтных частей электростатических осадителей.

Вышеуказанная задача решается посредством описанного электростатического осадителя, который отличается тем, что несущая конструкция снабжена электрическим экранирующим устройством, по меньшей мере, в области несущей конструкции, обращенным к упомянутой сборке электродов. Посредством электрического экранирующего устройства в упомянутой области можно в большей или меньшей степени исключить искровое перекрытие.

Электрическое экранирующее устройство предпочтительно имеет существенно скругленную или дугообразную форму. Таким образом, исключаются острые кромки, имеющие тенденцию к формированию точек, где может произойти искровое перекрытие. Скругленная или дугообразная форма может иметь радиус, например, от 15 до 100 мм.

В одном варианте осуществления электрическое экранирующее устройство выполнено как единое целое с несущей конструкцией. За счет этого поставленную задачу можно решить путем выбора размеров несущей конструкции.

В еще одном варианте осуществления электрическое экранирующее устройство прикреплено к несущей конструкции. Это также решает задачу в существующей несущей конструкции.

В предпочтительном варианте осуществления электрическое экранирующее устройство имеет продольный профиль и сформировано, по меньшей мере, из полутрубы, расположенной так, что внешняя поверхность обращена к упомянутой сборке электродов. За счет этого простое и экономичное экранирующее устройство можно расположить как на существующей, так и на новой несущих конструкциях.

В еще одном варианте осуществления, по меньшей мере, одно электрическое экранирующее устройство соединено воедино с кронштейном, прикрепленным к несущей конструкции. Тем самым облегчается крепление к несущей конструкции.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Ниже будет приведено более подробное описание изобретения со ссылками на прилагаемые схематические чертежи, которые на примере иллюстрируют предпочтительные варианты осуществления изобретения.

На фиг. 1 представлен схематический вид в перспективе, частично иллюстрирующий верхнюю часть электростатического осадителя в соответствии с предпочтительным вариантом осуществления.

На фиг. 2 представлен схематический вид сбоку электростатического осадителя, соответствующего фиг. 1.

На фиг. 3 представлен схематический вид сверху электростатического осадителя, соответствующего фиг. 1.

На фиг. 4 представлен схематический вид в перспективе, частично иллюстрирующий нижнюю часть электростатического осадителя в соответствии с предпочтительным вариантом осуществления.

На фиг. 5 представлен схематический вид в перспективе сзади, частично иллюстрирующий нижнюю часть одной сборки осадительных электродных пластин электростатического осадителя в соответствии с альтернативным вариантом осуществления.

На фиг. 6 представлен схематический вид в перспективе, частично иллюстрирующий верхнюю часть одной сборки осадительных электродных пластин электростатического осадителя в соответствии с альтернативным вариантом осуществления.

ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Электростатический осадитель имеет главным образом корпус (не показан) с впускным патрубком (не показан), выпускным патрубком (не показан) и камерой осаждения, расположенной между ними. Дымовой газ, нагруженный твердыми частицами и подлежащий очистке, пропускается через корпус (не показан) осадителя, проходя от газовпускного патрубка через камеру осаждения к газовыпускному патрубку, откуда выходит как чистый, относительно не содержащий твердые частицы газ.

Обращаясь теперь к чертежам, а наиболее конкретно - к фиг. 1 и 4, здесь изображена базовая конфигурация электростатического осадителя 1, как правило, именуемая электростатическим осадителем с жесткой рамой. Заземленная несущая конструкция 8, включающая в себя верхние несущие балки 7 и нижние несущие балки 12, несет множество, по существу, прямоугольных осадительных электродных пластин 3, совместно образующих сборку 2 осадительных электродных пластин, которые расположены, по существу, параллельно, отстоя друг от друга в вертикальных плоскостях внутри электростатического осадителя 1. Из-за этого между осадительными электродными пластинами 3 каждой пары образуется пространство 5. В пространствах 5 между осадительными электродными пластинами 3 находится множество рам 6 коронирующих электродов, которые совместно образуют сборку 4 коронирующих электродов. И осадительные электродные пластины 3, и рамы 6 коронирующих электродов выровнены параллельно направлению потока газа через электростатический осадитель 1 - от его впускного патрубка до его выпускного патрубка - и проходят в этом направлении.

Каждая осадительная электродная пластина 3 свисает с двутавровой верхней несущей балки 7 или П-образной верхней несущей балки 7, находящейся в верхней части, и опирается на эту балку как показано на фиг. 1 и фиг. 6, электростатического осадителя 1. Как показано на фиг. 4, нижний конец 14 каждой из подвешенных осадительных электродных пластин 3 не может двигаться в поперечном направлении вследствие крепления к Г-образной нижней несущей балке 12, находящейся внизу электростатического осадителя 1.

Осадительные электродные пластины 3 показаны на чертежах как имеющие конкретное поперечное сечение просто в целях иллюстрации, а не ограничения. Следует понимать, что данный вариант осуществления предполагает использование осадительных электродных пластин при любом количестве профилей поперечных сечений, причем любая конкретная конструкция, используемая в любой заданной ситуации, выбирается на индивидуальной основе, чтобы придать оптимальную эффективность осаждения на поверхности осадительных электродных пластин 3.

Как лучше всего видно на фиг. 4, каждая из отдельных рам 6 коронирующих электродов сформирована из вертикальных несущих элементов 9 и пары горизонтальных несущих штанг 10, собранных друг с другом, образуя раму. Некоторое количество отдельных коронирующих электродных проволок (не показаны) вместе, а также совместно с несущей штангой 10, на которую опирается и с которой свисает отдельная электродная проволока, образуют сборку рам коронирующих электродов.

В пределах каждой секции рам 6 коронирующих электродов находится множество вертикальных коронирующих электродных проволок (не показаны), отстоящих на интервалы разнесения вдоль направления потока газа, обеспечивая электростатическое поле и коронный разряд вдоль длины электростатического осадителя 1. Хотя можно использовать любое количество конструкций коронирующих электродных проволок, типичный электрод содержит плоский, тонкий элемент, подобный полоске прямоугольного поперечного сечения, или круглый проволокообразный элемент, предназначенный для генерирования коронного разряда вдоль его длины. Коронирующая электродная проволока может быть выполнена со спиральной намоткой.

При эксплуатации газ, нагруженный твердыми частицами, попадает в корпус осадителя (не показан) через его впускной патрубок и течет через камеру осаждения к выпускному патрубку. Пересекая электростатический осадитель 1, газ, нагруженный твердыми частицами, течет между осадительными электродными пластинами 3 и коронирующими электродными проволоками, расположенными между ними. Благодаря действию короны, образующейся у коронирующих электродов, и электростатическому полю, проходящему между коронирующими электродами и осадительными электродными пластинами 3, твердые частицы в пределах газа ионизируются и мигрируют к осадительным электродным проволокам 3, осаждаясь на них.

Электростатический осадитель 1 выполнен так, что вертикальные несущие элементы 9 сборки 4 коронирующих электродов проходят мимо заземленной балки 7 осадительных электродов вверху электростатического осадителя 1 и Г-образной нижней несущей балки 12, находящейся внизу электростатического осадителя 1. Несущая балка 7 обычно состоит из двутавровой балки или П-образной балки. В известных технических решениях двутавровая балка или П-образная балка снабжается вырезами для увеличения расстояния между сборкой коронирующих электродов и балкой. В настоящее время экранирующее устройство 11, предпочтительно имеющее металлоконструкцию, заменило упомянутые вырезы, и поэтому до того, как произойдет какое бы то ни было искровое перекрытие, может быть достигнуто большее напряжение. Для увеличения кривизны поверхности и противодействия искровому перекрытию, возможно и электрическое экранирующее устройство 11, имеющее существенно скругленную или дугообразную форму. Электрическое экранирующее устройство 11 может быть выполнено как единое целое с несущей конструкцией или может быть прикреплено к несущей конструкции, накрывая острый край двутавровой балки, П-образной балки или Г-образной балки. Электрическое экранирующее устройство 11 предпочтительно имеет продольный профиль и состоит, по меньшей мере, из полутрубы, расположенной так, что внешняя гладкая поверхность обращена к упомянутым вертикальным несущим элементам 9 сборки 4 коронирующих электродов. Этот профиль может быть получен из стандартной трубы путем вырезания подходящего паза, адаптированного к двутавровой балке, П-образной балке или Г-образной балке. В качестве примера отметим, что когда фланец имеет толщину 8 мм, подходящий радиус экранирующего устройства 11 находится в интервале от 15 до 100 мм и предпочтительно составляет примерно 20 мм. В альтернативном варианте осуществления, по меньшей мере, одно электрическое экранирующее устройство 11 соединено как единое целое с кронштейном 15 или 17, прикрепленным к несущей конструкции 8.

В качестве примера отметим, что на стенде для испытаний под высоким напряжением, который имеет промежуток 500 мм между осадительными электродами и уже известными вырезами, до возникновения искрового перекрытия упомянутых вырезов достигалось напряжение 123 кВ при токе 50 мА. При наличии экранирующего устройства 11, имеющего продольный профиль, раскрытый на чертежах, и выполненного в форме, по меньшей мере, полутрубы, накрывающей вырезы, до возникновения искрового перекрытия достигалось напряжение 150 кВ при токе 85 мА. Однако искрение возникало между сборкой 4 коронирующих электродов и сборкой 2 осадительных электродных пластин электростатического осадителя 1.

Обращаясь к фиг. 1-3, отмечаем, что для крепления трубы или полутрубы к двутавровой балке достаточно приваривания экранирующего устройства 11 к верхней несущей балке 7 посредством прерывистого шва, потому что в балках 7 подвески осадительной системы в конструкции, показанной на чертежах, не возникают большие встряхивающие силы, создающие ускорение. Естественно, экранирующее устройство 11 может быть выполнено полностью цельным с несущей балкой 7 посредством сварки, пайки или крепления другим подходящим образом, например, посредством приклеивания, прессования, зажима, и т.д. Дополнительное преимущество, достигаемое с помощью данной конструкции, по сравнению со случаем наличия вырезов двутавровой балки заключается в том, что можно использовать двутавровую балку меньшего типоразмера, поскольку ослабления двутавровой балки такими вырезами не будет.

Использовали аналогичную конструкцию с вырезами в нижних ударных штангах или нижней опорной балке 12 электростатического осадителя 1. Как видно на фиг. 4 и 5, крепление экранирующего устройства 11 посредством сварки оказывается неудовлетворительным из-за большого ускорения ударной штанги или нижней несущей балки 12 во время встряхивания электростатического осадителя 1. Вместо этого экранирующее устройство 11 можно крепить посредством винтового соединения 13, а в предпочтительном варианте для крепления к нижней несущей балке 12 можно использовать винтовое соединение 13, такое же, как для внешней осадительной электродной пластины 3. В этом варианте осуществления экранирующее устройство 11 имеет кронштейн 15, соединенный как единое целое с профилем полутрубы экранирующего устройства 11.

Обращаясь к фиг. 6, отмечаем, что если встряхивание на электростатических осадителях происходит вверху, то это экранирующее устройство 11 можно крепить таким же винтовым соединением 16, которое удерживает осадительную электродную пластину 3 наверху. В конструкции, показанной на рассматриваемом чертеже, экранирующее устройство 11 может быть снабжено кронштейном 17, соединяющим в единое целое две полутрубы, имеющих продольный профиль.

Суммируя вышеизложенное, отметим, что электростатический осадитель 1 имеет сборку 2 осадительных электродных пластин, включающую в себя, по меньшей мере, две электродные пластины 3, расположенные, по существу, параллельно друг другу в вертикальной плоскости внутри электростатического осадителя 1, вследствие чего между осадительными электродными пластинами 3 образуется пространство 5, и сборку 4 коронирующих электродов, заключенных в упомянутых пространствах 5, причем сборка 4 электродов проходит, по меньшей мере, через несущую конструкцию 8 сборки 2 осадительных электродных пластин. Несущая конструкция 8 снабжена электрическим экранирующим устройством 11, по меньшей мере, в области несущей конструкции 8, обращенным к упомянутой сборке 4 электродов.

Хотя данное изобретение описано со ссылками на ряд предпочтительных вариантов осуществления, специалисты в данной области техники поймут, что в рамках объема притязаний изобретения в него можно внести различные изменения и осуществить эквивалентные замены его элементов. Кроме того, можно провести многие модификации для адаптации конкретной ситуации или конкретного материала к положениям изобретения, не выходя за рамки его существа. Поэтому предполагается, что изобретение не ограничивается конкретными вариантами осуществления, раскрытыми в качестве наилучшего способа воплощения этого изобретения, а изобретение будет включать в себя все варианты осуществления, попадающие в рамки объема притязаний прилагаемой формулы изобретения. Помимо этого употребление терминов «первый», «второй» и т.д. не обозначает какой-либо порядок или важность, и термины «первый», «второй» и т.д. скорее употребляются для того, чтобы отличить один элемент от другого.

Изобретение относится к электрической очистке газов от взвешенных частиц и может быть использовано в различных отраслях промышленности. Устройство содержит сборку осадительных электродных пластин, включающую в себя, по меньшей мере, две электродные пластины, расположенные параллельно друг другу в вертикальной плоскости внутри электростатического осадителя, образуя пространство между осадительными электродными пластинами, сборку коронирующих электродов, расположенную в упомянутом пространстве. Эта сборка электродов проходит, по меньшей мере, через несущую конструкцию сборки осадительных электродных пластин. Несущая конструкция снабжена электрическим экранирующим устройством, по меньшей мере, в области несущей конструкции, обращенной к сборке коронирующих электродов. Повышается надежность работы за счет исключения искрового перекрытия, повышается эффективность. 5 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Электростатический осадитель, содержащий:
сборку осадительных электродных пластин, включающую в себя, по меньшей мере, две электродные пластины, расположенные, по существу, параллельно друг другу в вертикальной плоскости внутри электростатического осадителя, образуя пространство между осадительными электродными пластинами;
сборку коронирующих электродов, расположенную в упомянутом пространстве, причем эта сборка электродов проходит, по меньшей мере, через несущую конструкцию сборки осадительных электродных пластин; и
электрическое экранирующее устройство, расположенное, по меньшей мере, в области несущей конструкции, обращенной к упомянутой сборке коронирующих электродов.

2. Электростатический осадитель по п. 1, в котором электрическое экранирующее устройство имеет существенно скругленную или дугообразную форму.

3. Электростатический осадитель по п. 1, в котором электрическое экранирующее устройство выполнено как единое целое с несущей конструкцией.

4. Электростатический осадитель по п. 1, в котором электрическое экранирующее устройство прикреплено к несущей конструкции.

5. Электростатический осадитель по п. 1, в котором электрическое экранирующее устройство имеет продольный профиль и сформировано, по меньшей мере, из полутрубы, расположенной так, что внешняя поверхность обращена к упомянутой сборке электродов.

6. Электростатический осадитель по п. 1, в котором, по меньшей мере, одно электрическое экранирующее устройство соединено воедино с кронштейном, прикрепленным к несущей конструкции.