ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Заключение

Основной результат исследований заключается в разработке научных основ создания электрофильтров нового поколения как системы «ИП – Э/Ф», обеспечивающих требуемую степень очистки и вписывающихся в существующую ячейку ТЭС, т.е. научное обоснование принципов конструирования, организации производства и эксплуатации электрофильтров нового поколения. Для этого необходимо было решить ряд теоретических и экспериментальных вопросов, относящихся к процессу улавливания частиц в аппаратах газоочистки.

Конкретные результаты, полученные в работе, сводятся к следующему:

1. Показана необходимость создания электрофильтров нового поколения, что определяется резким ужесточением требований к чистоте газов после очистки. Возрастанием объемов газов и номенклатуры пылей, нуждающихся в очистке. Дальнейшее загрязнение атмосферы требует кардинального изменения отношения к электрогазоочистке.

2. Определены пути совершенствования электрофильтров, заключающиеся в:

– усовершенствовании коронирующих электродов;

– увеличении вертикального размера электрофильтров;

– применении увеличенного межэлектродного расстояния;

– совершенствовании системы регулирования напряжения;

– создании новых источников питания;

– анализа условий, определяющих эффективность улавливания мелкодисперсной пыли, приводящей к запиранию коронного разряда;

– применении комбинированных электрофильтров.

3. В работе впервые последовательно реализованы принципы конструирования коронирующих электродов, заключающиеся в:

– использовании «равнопрочной» конструкции;

– обеспечении равномерного распределения плотности тока и напряженности по поверхности осадительного электрода;

– снижении до малой величины начального напряжения;

– обеспечении максимальных значений напряженности поля у осадительного электрода.

4. Для анализа распределений напряженности поля коронного разряда в сложных системах электродов электрофильтров предложено использовать сочетание теоретического и экспериментального методов, что позволило впервые реализовать эту сложную задачу.

5. В результате исследования предложена новая конструкция коронирующих электродов, обладающая более высокими параметрами коронного разряда, чем известные ранее.

6. Разработана методика анализа процессов в системе «ИП – Э/Ф», заключающаяся в моделировании, составлении и решении дифференциальных уравнений, описывающих переходные процессы в схеме, на основе эквивалентирования сложной нелинейной нагрузки, которой является электрофильтр.

Впервые оказалось возможным увязать процессы, происходящие в системе питания, с процессами, происходящими в электрофильтре. Это позволяет анализировать динамические процессы при сложной форме кривой питающего напряжения, в частности при импульсном питании.

7. Предложено дальнейшее развитие новой перспективной системы регулирования напряжения – системы регулирования по последующему полю, где последнее поле регулируется по максимуму произведения среднего напряжения на амплитудное значение напряжения.

Для реализации этого принципа используется уже разработанный регулятор, который перенастраивается таким образом, чтобы он обеспечивал наибольшее среднее напряжение плюс превышение на 3 %, что соответствует максимуму Uср · Ua.

8. Показаны преимущества импульсного питания. Предложена система релаксационного питания, обладающая преимуществами импульсного питания, отличающаяся простотой и надежностью, что очень важно для практического использования. Разработаны и внедрены источники релаксационного питания.

9. Разработана методика, выполнен полнофакторный активный эксперимент и получены уравнения регрессии, связывающие параметры источника питания, пылегазового потока и степень очистки. Эти уравнения позволяют выбрать режимы, обеспечивающие минимальный унос, доказывают преимущества релаксационного питания.

10. Преимущества релаксационного питания подтверждены многочисленными испытаниями и применениями в промышленных условиях.

11. Для электрофильтров, работающих при высокой концентрации дисперсной фазы, для учета возможного запирания коронного разряда и ухудшении осаждения частиц разработана методика расчета степени очистки газа от частиц. Предложен способ определения недозарядки частиц. Правомерность методики подтверждена сопоставлением с экспериментальными значениями степени очистки для электрофильтров типа ДГПН и ПГДС, улавливающих пыли мартеновских печей, и электрофильтров типа ЭТМ, улавливающих капли серной кислоты.

12. Анализ расчетных материалов показывает:

– из-за влияния дисперсной фазы скорость дрейфа частиц может снижаться в 2 и более раз по сравнению с аналогичными значениями при малой концентрации;

– плотность тока из-за влияния высокой концентрации по длине электрофильтра распределяется крайне неравномерно. В начальной части электрофильтра плотность тока близка к нулю:

– из-за влияния дисперсной фазы имеет место более резкое возрастание уноса с ростом скорости потока.

13. Разработаны электрофильтры нового поколения, в которых:

– используется новая система электродов с лучшими электрическими характеристиками;

– принято экономически выгодное увеличенное межэлектродное расстояние 460 мм;

– обосновано применение электродов высотой до 18 м;

– обеспечено равномерное распределение потока газа по сечению электрофильтра за счет применения двух газораспределительных решеток на входе и одной решетки на выходе из электрофильтра;

– предприняты специальные конструктивные меры по уменьшению влияния неактивных зон;

– применен новый способ регулирования напряжения на электрофильтре.

14. Впервые теоретически, расчетным путем, доказана целесообразность использования увеличенного межэлектродного расстояния.

15. Впервые обоснована возможность применения в электрофильтрах осадительных электродов высотой 18 м и освоено их производство.

16. Разработан и внедрен типоразмерный ряд электрофильтров нового поколения общепромышленного применения производительностью до 1,5 млн. м3/час, обеспечивающих остаточную запыленность газов 30–50 мг/м3.

17. Обоснована необходимость разработки комбинированных электрофильтров, состоящих из последовательных, по ходу газа, собственно электрофильтра и рукавного фильтра.

18. Определена область применения комбинированных электрофильтров:

– очистка газов от высокоомных и других трудно улавливаемых в обычных электрофильтрах пылей;

– при высокой начальной концентрации пыли и в связи с необходимостью обеспечения жестких экологических требований по остаточной запыленности газов;

– при ограниченной площади для размещения газоочистного оборудования.

19. Впервые определены рациональные диапазоны концентрации частиц для первого элемента комбинированного электрофильтра – собственно электрофильтра: z1вход = 100 г/м3 и z1вых = 5–12 г/м3, и второго элемента – рукавного фильтра: z2вход = 5–12 г/м3 и z2вых = 50 мг/м3 и менее.

20. Установлено в результате технико-экономических расчетов, что применение комбинированных электрофильтров вместо многопольных обычных электрофильтров сопровождается экономическим эффектом, если они заменяют электрофильтры с 6 и более полями.

21. Исследованы особенности формирования пылевого слоя на фильтровальном материале при осаждении заряженного аэрозоля. Произведен теоретический расчет процесса накопления заряда в пылевом слое и определены предельные значения плотности заряда, которые ограничиваются разрядными процессами в слое. Показано, что предельные значения гидравлического сопротивления фильтровального материала достигаются при большей пылевой нагрузке, чем при осаждении незаряженных частиц. В результате рукавный фильтр при улавливании заряженного аэрозоля работает более эффективно.

22. На основании исследования процессов формирования заряженного пылевого слоя на фильтровальном материале предложена система электрической регенерации, позволяющая повысить ее эффективность. На способ электрической регенерации рукавного фильтра подана заявка на получение патента РФ.

23. Разработаны конструкции комбинированных электрофильтров. Применение обеих ступеней комбинированных электрофильтров на практике подтвердило их эффективность.