靜電濾塵器的放電電極及其增強方法技術

一種用于設計靜電濾塵器（１０）的放電電極（６）的方法，包括：選擇用于放電電極（６）和靜電濾塵器（１０）的基礎（３６）設計；將基礎（３６）設計裝載到計算工具以用于將靜電濾塵器（１０）的收集效率η建模為充電體積ＶＣ、充電電場（１０１）ＥＣ和用于帶電微粒加速的電場（１０１）Ｅａｃｃ的至少一項的函數；建模收集效率η；和根據建模，調整基礎（３６）設計的至少其中一個方面，以改善收集效率η。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術總體涉及靜電濾塵器，并且更具體地涉及用于改善其收集效率的技術。
技術介紹
很多工業設備需要有限制粒狀材料在環境中散發的裝置。眾所周知的裝置是靜電 濾塵器。靜電濾塵器通常被用在電力工業中的發電設備上(為了限制燃燒副產品的散發)。 使用靜電濾塵器的其它工業實例包括制造水泥(粉塵)、紙漿和紙制品(芒硝和石灰塵)、 石化產品(用于各種噴霧)和鋼鐵(煙塵)的那些工業。 靜電濾塵器把充滿微粒的氣體流引導到收集腔。收集腔包含用作微粒收集器的電極。在通常設計中，放電電極與該腔的其它部分電絕緣并被充電。電荷使懸浮微粒電離，使它們向收集電極移動。可使用各種收集裝置來捕獲微粒并將微粒從該流中去除。 在靜電濾塵器中，微粒由于在放電電極處產生的負放電電暈而被負充電。當對放電電極施加高壓時發生電暈。該沉淀過程由兩個同時發生的事件產生對微粒充電或將微粒與其它帶電微粒相互混合和在施加的電場下吸引帶電微粒。 靜電濾塵器通常具有高的效率評價。然而，在某些情況下，靜電濾塵器不如想要的 那樣好用。例如，靜電濾塵器在放電流具有帶有高電阻率的微粒的情況下不夠高效。當用 戶為了滿足增加的生產(放電)需求而增大通過收集腔的流速率時，對效率的進一步挑戰 將會發生。 需要一種提高靜電濾塵器收集效率的技術。優選地，在不增大可用收集板面積的 情況下，這通過改善的用于放電電極的幾何形狀來實現。
技術實現思路
在一個實施例中，本專利技術包括用于設計靜電濾塵器放電電極的方法，該方法包括 為放電電極和靜電濾塵器選擇基礎設計(basedesign);將基礎設計裝載入計算工具以用 于將靜電濾塵器的收集效率n建模為充電體積V。充電電場Ec和用于帶電微粒的電場E^ 的至少一項的函數；建模收集效率q ;和根據建模，調整放電電極的基礎設計的至少一個方面，以改善收集效率n 。 在另一實施例中，本專利技術包括被存儲在計算機可讀介質上并包括用于設計靜電濾 塵器部件的計算機可執行指令的邏輯；產品包括用于如下方面的指令將該部件至少一個 特征的設計建模為充電體積V。充電電場Ee和用于用于帶電微粒的電場Ea。。的至少一項的 函數；和將建模結果輸出到用戶，以便調整該部件的設計。在另一實施例中，本專利技術包括呈現收集效率n的靜電濾塵器，該濾塵器包括包括根據通過將收集效率n建模為充電體積V。充電電場Ec和用于帶電微粒的電場E^的至少一項的函數而得到的結果，從基礎設計改編的特征的部件。 附圖說明 現在參照附圖，其中相同的單元在這些圖中使用相同的編號，其中 圖l-A到圖l-G，在這里總的稱為圖l，示出了用于靜電濾塵器的電位場橫截面； 圖2示出了具有V腳放電電極的靜電濾塵器的各方面； 圖3示出了四葉片放電電極的各方面； 圖4-A和圖4-B，在這里總的稱為圖4，分別示出了放電電極和加勁桿(stiffener) 的各方面； 圖5-A和5-B，在這里總的稱為圖5，示出了實施這里的教導的靜電濾塵器內電場 的各方面； 圖6示出了根據這里的教導開發的V腳放電電極的各方面； 圖7-A和圖7-B，在這里總的稱為圖7，示出了雙葉片放電電極； 圖8-A和圖8-B，在這里總的稱為圖8，示出了四葉片放電電極； 圖9-A和圖9-B，在這里總的稱為圖9，示出了角度結構放電電極； 圖IO-A和圖IO-B，在這里總的稱為圖IO，示出了星形結構放電電極； 圖ll-A和圖ll-B，在這里總的稱為圖ll，示出了飛機結構放電電極； 圖12-A和圖12-B，在這里總的稱為圖12，示出了巻形放電電極； 圖13-A和圖13-B，在這里總的稱為圖13，示出了四腳放電電極；禾口 圖14是由對V腳型電極各種設計進行有限元分析得到的結果表格。具體實施例方式這里的教導提供了剛性放電電極以及利用該剛性放電電極的靜電濾塵器的實施 例。還包括用于設計這些剛性放電電極的方法。 通常，每個剛性放電電極被放置在各個靜電濾塵器內。每個剛性放電電極被設計 為提供在該靜電濾塵器內微粒的改善的遷移速度和從而提供改善的收集效率。剛性放電電 極的設計一般通過使用有限元分析(或其它相似技術)來提供對靜電濾塵器內電場的良好 控制而完成。 現在為了提供一些場景并結合圖l，示出在靜電濾塵器的一部分上的電位101的 圖。電位場被顯示在靜電濾塵器的各種"切片"中，其中圖l-A是第一切片，而圖l-G顯示 最后一個切片。在每個切片中，示出了定義靜電濾塵器內給定的電壓范圍的等位線(注意 圖l未示出任意設備)。 在電位101的這個圖中，每個切片包括最高電位102的區域和具有最低電位103 的區域，以及它們之間的各區域。最高電位102的每個區域通常環繞著電極(未示出)，而 最低電位103的每個區域最接近于靜電濾塵器(未示出)的收集板(未示出)。 參照各種切片可以看出，位場101是不均勻的。也就是說，例如，圖l-D和l-E中 所示的最高電位102的區域具有一定的不規則性，這可能與給定電極的形狀相關聯。當將 圖l-D和l-E中的最高電位102區域與圖l-A和l-G中所示的最高電位102區域相比較時，可以更好地看出這種不規則性。 現在參照圖2，示出了包括如這里公開的改進的靜電濾塵器10的示例性實施例。靜電濾塵器io通常是平面結構，其包括一系列平行和大體平坦的或多或少均勻間隔的收集板4，放電電極6周期性地位于收集板4之間。在本實施例中，每個放電電極6被示為V 腳電極。該V腳電極通常包括中心管，其支撐V型配置中的至少兩個腳。圖6中提供了V 腳電極的另一視圖。 仍然參照圖2，可以有一個或至多一系列加勁桿2被包括在靜電濾塵器10中。操 作過程中，收集板4吸引并收集散發氣體1中攜帶的微粒7。如本領域公知，(高電壓的) 電位V被跨放電電極6和收集板4施力B，以生成電場E。 一旦在電場E中，微粒7通常變為 被負充電并向收集板4(也被稱作"收集電極4")遷移。這種遷移至少部分是由于放電電 極6上產生的負放電電暈(未示出)而發生的。 如這里所使用的，術語"微粒"指氣體、煙或其它介質中攜帶的任意一種或多種材 料，靜電濾塵器10可用于降低其濃度。因此，如這里所使用的，微粒7應被認為是概括和非 限制性術語。例如，微粒7可被包括在可能被分類為塵、煙、氣和霧其中之一的材料中。 圖2中，放電電極6已經通過一系列腳8被增強。在所示實施例中，每個放電電極 6包括4組腳8。放電電極6的這種配置將稍后參考圖4更詳細地予以討論。 選擇腳8的尺寸是為操控電場并由此改善靜電濾塵器10的收集效率而選擇放電 電極6的物理方面的一個例子。也就是說，當電壓V被施加在放電電極6上時，腳8為電場 E的生成做準備，該電場E具有導致改善的收集效率的特性。應當注意到，除改善收集效率 之外，該優點不需要增大收集板4的面積。 照例，電位101是與靜(非時變的)電場E相關聯的每單位電荷的位能。在各種 實施例中，電位101以伏特來測量。電極與收集板之間電位101中的差被稱作電壓。電場E 向流中攜帶的帶電微粒施加力，在該力的方向上，取決于電荷，使它們在與電場E相同或相 反的方向上加速。 除了修改放電電極6方面，還可修改各種尺寸來幫助改善收集效率。可被變化的 示例性尺寸包括但不限于加勁桿2之間的距離(示作D工并被稱作"加勁桿間距")；氣體通 過寬度本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種用于設計靜電濾塵器（１０）的放電電極（６）的方法，該方法包括：選擇用于放電電極（６）和靜電濾塵器（１０）的基礎（３６）設計；將基礎（３６）設計裝載到計算工具以用于將靜電濾塵器（１０）的收集效率η建模為充電體積Ｖ↓［Ｃ］、充電電場（１０）Ｅ↓［Ｃ］和用于帶電微粒加速的電場（１０１）Ｅ↓［ａｃｃ］的至少一項的函數；建模收集效率η；和根據建模，調整放電電極（６）的基礎（３６）設計的至少其中一個方面，以改善收集效率η。

【技術特征摘要】
...

【專利技術屬性】
技術研發人員：RW泰勒，A揚西，周穎能，DF約翰斯頓，TL法默，JE羅伯茨，
申請(專利權)人：通用電氣公司，
類型：發明
國別省市：US[美國]