ЭлектрсүзгіштерЭлектрсүзгіштерде шаңдарды тұндырудың теориялық негіздері 4 тарауда келтірілген. Электрсүзгіштер – бұл газ ағынының қозғалысы тік және көлденең бағытта іске асатын аппараттар, мұнда тұндырма және жабынды электродтар орнатылады. Тұндырмалы электродтар жерлендірілген, ал жабынды электродтарға – түрлендіргіш станциядан жоғарғы кернеудегі электр тогы беріледі. Электрсүзгіштердің құрылысты сызбасы 5.86 суретте бейнеленген. Мұнда екі тұндырғыш жазықтықтар арасында сымдардың жиынтығы созылған. Жазықтықтар арасындағы кеңістікке газдар ағыны жіберіледі. Жабынды разряд өрісінде бөлшектер зарядталады да, тұндырғыш жазықтықтарға ұарай бет аладлы, әрі сол бөліктерде олар жойыла бастайды. Электрсүзгіштердегі газдарды тазарту процесін үш сатыга бөліп қарауға болады: жабынды разряд өрісінде бөлшектердің зарядталуы, зарядталған бөлшектердің электродтар тұнуы, электрод бетінен тұнған бөлшектерді алып тастау.
5.86 - Электрсүзгіштердің сызбасы: 1- сөндіргіш; 2- сақтандырғыш құрылғы; 3- кернеуді реттегіш; 4-трансформатор; 5- түзулендіргіш; 6- сымдар; 7- оқшаулағыш; 8- тұндырғыш; 9- жабынды электрод; 10- жерлендіру.
Электрсүзгіштердің артықшылықтары: - 1000 м3 газдар көлемінде төмен энергия шығыны (0,1-0,5 кВ*сағ) - Кез келген өлшемдегі бөлшектерді ұстау кезінде газдарды тазарту дәрежесінің 99% және одан да жоғары болуы; - Агрессивті орталарда жұмыс жасау мүмкіндігі; - Төмен газ динамикалық кедергісі (100-500 Па); - Жоғары температуралы газдарды тазалау мүмкіндігі; - Толық автоматталу мүмкіндігі; кернеуді реттеу, ұсталған бөлшектерді электрод бетінен тазарту, шаңдарды шығару мүмкіншілігінің болуы; - Қолданылуының кең аясы; - Қатты және сұйық бөлшектерден тазарту мүмкіндігі. Алайда газдарды электрлік тазарту аппаратының меншікті капиталды шығыны – олардың бірлік өнімділігі төмендеген сайын арта түседі. Осы жайтқа негізделіп, 80-100 мың м3/сағ шамасындағы газдарды тазарту кезінде құрғақ электрсүзгіштер қолданылады. Ылғалды электрсүзгіштер газдардың азғана көлемін тазарту кезінде, әсіресе желдеткіш ауаны сұйық бөлшектерден тазарту кезінде қолданылады. Мұнда электродқа берілетін кернеудің шамасы 10-15 кВ-дан аспауы қажет. Электрсүзгіштердің кемшілігі: - Технологиялық тәртіптің берілген параметрлернен ауытқыған кездегі фильрация процестеріне және механикалық ақауларға жоғары сезімталдығы; - қызмет көрсету дарежесіне деген жоғарғы талаптар; - қауіпті жарылыс тозаңынан (шаңынан) тазарту мүмкіндіктің жоқтығы. Электрсүзгіш құрылымы негізі көбіне оның технологиялық жағдайларына, яғни тазартушы газ бен тозаң бөлшектерінің құрамы мен қасиеттеріне, температурасына, газдың қысымы мен ылғалдылығы арқылы, сонымен қатар тазарту дәрежесінің талаптылығы және басқа да өзге факторларға байланысты анықталып отырады. Электр сүзгіштерінің топтамасы. Электрсүзгіштер бір аймақтық; және екі аймақтық; аппараттар болып екіге бөлінеді. Бір аймақты элетросүзгіштерде тозаң бөлшектерінің заряды мен тұндырмасы бір топтамалы электрод аймағында өндіріледі, ал екі аймақты аппараттарда заряды мен тұндырмасы екі тізбектес аймақтарда – ионизатор мен тұндармада өңделеді. Екі аймақты электрсүзгіштерді негізі ауа желдетпесін тазарту үшін қолданады, ал бір аймақты аппараттар шаң жұту мақсатында өнеркәсіптің барлық салаларында кеңінен қолданыс алды. Электрсүзгіштер тізбектес орналасқан электр өрісінің санына байланысты бір танапты және көп танапты, ал параллель аппараттар санына байланысты бір – және көп секциялық (бөлімшелік) болып бөлінеді. Элетрсүзгіштер аппараттың белсенді аймақтағындағы газ ағымының бағытына байланысты көлденең; және тік болып бөлінеді. Тұндырма электрод құрылымы бойынша элетросүзгіштер қабатты және құбырлы болып бөлінеді. Қабатты электрсүзгіштерінде тұндырма электродтары белгілі қабат қимасынан алынатын параллель беттер сияқты орындалады, ал құбырлы элекрсүзгіштерде тұндырма электродтары домалақ, сопақ немесе алтыбұрышты қима құбыры секілді орындалады. Тұндырма электродтары келесі талаптарға сай болу керек, олар: - қажетті механикалық беріктікке және қаттылыққа ие болу; - өткір жиектері болмайтын тегіс бетке ие болу; - жоғарғы аэродинамикалық сипаттамаға ие болу; - тозаң тұндырмасының нәтижиелі сілкінуін қамтамасыз ету керек. Тегіс тұндырма элетродының беті электр өрісінің ең жоғарғы кернеулікті қамтамасыз ету үшін. Тегіс элетродтар жасалуда өте оңай, сілкінуде де жақсы, бірақ олар тозаңның қайталама жоюлығының көтермелігімен байлансыты татамды кемшілікке ие. Осы себептен тегіс тұндырма элетродтары газдың 1 м/c аспайтын жылдамдықтарында қолданылады. Сонымен қатар, жоғарғы температура мен қатты сілкімеде сенімді жұмысты қамтамасыз ету үшін, тұндырма электрод құрылымы ең төменгі тозаңның қайталама жоюлығын және қажетті механикалық беріктікке ие болуы керек. Электр сүзгіштің жіктелуі. Электрсүзгіштер бір аймақтық және екі аймақтақ аппараттар болып бөлінеді. Бір аймақтық электрсүзгіштерде зарядка және тозаңның бөлшегінің тұнбасы бір электродтық зонасынан сындарлыда өндіріледі, ал екі аймақтық аппараттарда зарядка және тозаңның тұнбасы екі дәйекті зонада - иондағышта және қалдықта болады. Екі аймақтық электрсүзгіштер негізінен желдеткіш ауаны тазарту үшін қолданылады, ал біраймақтық аппараттар өнеркәсіптің барлық салаларында шаңның тазалануы үшін кең қолданысты алды. Дәйекті түрде орналасқан электр аймағының электрсүзгіштер санынан тәуелді түрде біртолық және көп толық, ал қатарлас аппараттар санынан - бір және көп секциялық болып бөлінеді. Газды тасқынның бағытынан аппараттың белсенді зонасына электрсүзгіштер горизонтальдық және вертикалдық болып бөлінеді. Тұндырушы электродтың конструкциясына электрсүзгіштер пластинкалы және құбырлы болып бөлінеді. Пластинкалы электрсүзгіштерде қалдықты электродтар қатарлас, пластиналарынан нақты беттерді теру түрінде орындалады, ал құбырлы электрсүзгіштерде қалдықты электродтар құбырлардың домалақ, сопақ және алтыбұрышты қима түрінде орындалады. Қалдықты электродтер келесі талаптармен қанағаттандырылуы керек: - жеткілікті механикалық беріктікке және қаталдыққа ие болу керек; - өткір заттармен тегіс бетті иемдену керек; - жоғарғы аэродинамикалық сипаттамалерге ие болу керек; - тозаңның тізгінін тиімді қағып-соғуын қамтамасыздандыру керек. Қалдықты электродттың тегіс беті үшін ең көп электр кернеуімен қамтамасыз ету керек. Тегіс электродтар қарапайым дайындалған, жақсы қағыстайды, алайда бірнеше жетіспеушілікпен, шаңды қағу кезінде оның электродымен байланысқа ие болады. Сол себептен тегіс (тайқы) қалдықты электродтар газдың жылдамдығы кезінде 1 м/с -тан кем қолданылмайды. Сол уақытта сенімді жұмысты қамсыздандыру үшін жоғарғы талапты температурада және күшті вибрациялардың қалдықты электродтың конструкциясы ең төменгі екінші шаңды әкетуге қамсыздандыру керек және жеткілікті механикалық беріктікке ие болу керек.
Сурет 5.87 - Қалдықты электродтың түрлері: а — тегіс; б— шыбықты; в —қорапты (тюльпанообразные); г — науаланатын; д — С-бейнелі; е —кең жолақты; С-бейнелі; ж —құбырлы; 3 —кәрезді; 1—қалдықты электродтар; 2 — корондаушы электродтар.
Тұндырушы электродтардың негізгі конструкциялары 5.87-суретте ұсынылған. Таратып жіберетін электродтармен құрғақ пластинкалы электрсүзгіштерде шыбықты, қорапты болып табылады. С- бейнелі. НИИОгазда зерттеу жүргізген кезде қалдықты электродтармен ең көп талаптармен С- бейнелі электродтарды қанағаттандыратынын көрсетті. Басқа электродтармен салыстырғанда олар метал сыйымдылығымен ерекшеленеді (үлесті салмағы 20 кг/м2), жоғары аэродинамикалық сипаттамаға ие және жақсы қағыстайды. С-бейнелі электродтағы шаңның біркелкі таралуынан басқа. Тәжді электродтарда келесі негізгі талаптар көрсетіледі: - тиянақты пішін - интенсивті жаралу үшін және жеткілікті бірыңғай өкіметтік дәреже үшін; - Механикалық беріктік және қаталдық- сенімділікті қамтамасыздандыру үшін және вибрация шартымен электрсүзгіштерде ұзақ ғұмырлық жұмыс үшін, қағыстауда механикалық әрекет үшін және тағы басқа. - қарапайым дайындау және төменгі баға; қазіргі заманғы жоғары өндірістік аппараттарда тәждік электродтардың ұзындығы он километрді құрайды, бұл талап өте байыпты; Тәжді электродтар сипаттамасына қарай екі топқа бөлінеді: иондаудың тіркелмеген нүктелерімен және иондаудың тіркелген нүктелерімен. Бірінші топтың электродтарында дәрежелі нүктелер электродтың беткі жағында орналасқан;олар орналасу орны сияқты біркелкі емес. Тәжді қамсыздандыруы үшін осындай электродтар жеткілікті радиуспен дайындалады, бірақ мұның алдында оның көлденең қимасын таңдау кезінде электродтың беріктігі қамсыздандырылуы керек (5.88 а- сурет). Екінші топтың тәжді электродтың конструкциясы тәжді нүктесі оның ұзындығының тіркелімімен қамсыздандырылады. Осындай электродтарда ионизация жоғарғы тікенектермен және инелермен, бір-бірінен нақты арақашықтықта орналасуымен болып жатады. Тікенек пен иненің арасын өзгерте отырып, сонымен қатар тікенектің биіктігін ауыстыра отырып, корондық қатарды басқаруға болады.Газды шаңның ағымының қасиетінен және шаңның албырттығымен, сонымен қатар электрсүзгішдің жұмысының шарттарының көбінесе түрлі инелі электродты қолданады.(5.88 б-сурет). Инелі тәжді электродты тапсырынды тәждік қатарды біркелкілік емес арқылы токтың төменгі мағыналары кезінде қолданады.
5.88-сурет.Тәжді электродтардың түрлері: а —иондау белгiленген нүктелерсiз; б — иондау белгіленген нүктелермен; 1 —қомақты өткізгіш; 2 —найзалы қима; 3 —ленталы; 4 — спиральды 5 —арқанды; 6 —қисық ленталы; 7—крест тәрізді; 8-11 —инелі; 12 —тікенекті сым; 13 —ленталы-тісті; 14 — «экспалит» жолағы; 75 —шаң бейнелі; 16, 17— белгіленген томпақатрмен.
Электрсүзгілер құрылысы. Электрсүзгілердің негізгі құрылымдық элементтеріне келесілер жатады: тұндырушы және коронкалаушы электродтар жүйесі; электродтарға тұнып қалған шаңды қағу қондырғылары; Қондырғыда тарату түйіндері; механикалық қондырғылар орналасатын корпус; тазартылатын газдарды алып келу мен алып кету түйіндері; ұсталып қалған өнімді аппараттан шығару қондырғысы; электр сүзгіге жоғары кернеулі тоқты енгізу түйіндері. Электродтарды қағу және жуу жүйелері. Электродтардан шаңды алып тастау әдісі бойынша құрғақ және ылғал электросүзгілерді бөледі. Құрғақ электрсүзгіштерде электродтардағы шаң қағу механизмдерінің көмегімен алынып, бункерге келіп түседі де, шаң жою жүйесіне төгіледі. Ылғал аппараттарда шаңның отырып қалған бөлшектері электродтардан су арқылы шайылады. Тұндырушы электродтарға жинақталған шаңды қағуға қабілетті болатын күш салу арқылы қағады. Егер электродқа үлкен үдету берілсе, тазарту жақсы жүреді, алайда соққы күші ұлғайған кезде электродтар мен олардың іліну механизмдерінің зақымдалу қауіптілігі пайда болады. Құрғақ электрсүзгілерінде тұндырушы электродтардан шаңды алып тастау үшін келесі сілку жүйелері қолданылады: соққы – балғалы жүйе, серіппелі – жұдырықты механизм, магнит импульсті және вибрационды сілку. Соққылы балғалы жүйенің құрылысы 5,89 суретте келтірілген. Бұл жүйе тәжірибе жүзінде аса тиімділігін көрсетті. Соққылы - балғалы жүйеде сілкуді топсалы – рычаг типті балғалармен, кезектес түрде жүзеге асырылады. Топсалы – рычаг типті балғалар бір біріне қатысты 24о винт сызығы бойынша ығысқан валдарға бекітілген. Әрбір өрістің сілку валдары, қозғалыс жиілігі 0,3 айн/ мин болатын редуктормен қозғалады.
Сурет 5.89 - Соққылы- балғалы қағып-соғу: 1— тұндырушы электродтың элементі; 2—қағып-соғудың үйіндісі; 3 —балға; 4 —қағып-соғудың тілкемі.
Балға соққысы энергияны тұндыру электродына береді, оның элементтері толқи бастайды. Шаңды тұндыру электродтарынан тиімді алып тастау үшін, шамамен (100*150) g болатын сілку жылдамдығы қажет. Бұл талаптарға С-тәрізді соққы – балғалы сілку жүйесі бар кең сызықты электродтар толық жауап береді. Тиімді сілку үшін, С- тәрізді элементтер сілку сызығымен сенімді түрде бекітілуі керек. Серіппелі – жұдырықты жүйе сілку кезінде электродтардың тиімді ұрынуын қамтамассыз етпейді, қызмет көрсету мен реттеуде біраз қиындықтар тудырады және сол себептен соңғы кездері қолданылмайды. Магнитті импульсті жүйеде тұрақты тоқ электромагнитінің құрамына кіретін темір плунжер көмегімен сілку штангасына соққы жасалады. Сілку қарқындылығын кең шектер аралығында реттеу мүмкіндігіне қарамастан, құрылымдық сипаттағы қиындықтардың салдарынан кең қолданыс тапқан жоқ.
Сурет 5.90 - Пластинкалы көлбеу электрсүзгішдiң корпусы: 1 — постаменттің бағанасы; 2 —корпустың тірек белдеуі; 3 —форкамеранын бункері; 4 —форкамераның оң жақ қабырғасы; 5 —форкамераның сол жақ қабырғасы; 6—форкамераның қақпағы; 7—корпустың қақпағының балкасы; 8 — жинақтау ойығы; 9 —сол жақ қабырға; 10 –суға кеткен оқшаухана қорабы; 11 — оң жақ қабырға; 12 — корпустың қақпағының балкасы; 13 — горловина люка обслуживания; 14 —тұнба электродтардың қондыруы үшiн тiрек ернеу; 15 —корпустың табаны; 16 — қызмет көрсету аймағы; 17— горловина люка обслуживания; 18 —корпустың жылжымалы тірегі; 19 —электр өрістерінің бункері.
Вибрациялық сілку электрмагниттік вибраторлар көмегімен жүзеге асырылады.Оның кең қолдануын тоқтататын ең үлкен кемшілігіне электрсүзгінің металл қондырғыларының шаршап бұзылуы жатады. Сілку жүйесін жобалау кезінде сілку қуаттылығы мен электрсүзгі сенімділігі мен ұзақ уақыт қызмет көрсетуі арасында оптимальді қатынасты табу маңызды.
Сурет 5,91 - Газ таратушы қондырғы; 1- қалақшалар, 2- раторлары бар газ таратушы тор.
Корпустар мен газ таратушы жүйелер. Пластина тәрізді электрсүзгі корпусы (5.90 сурет) тік бұрышты рамалар түрінде орындалған тік бұрышты камера болып табылады. Бұл рамалар қондырғының негізгі элементтерін тасымалдайды. Электр сүзгі корпустарын сырт жағынан жылу оқшауландырғыш қабатымен жабады, ол температуралық деформациялардың пайда болуының алдын алады және корпустың ішкі жарларында ылғал конденсациясына жол бермейді. Газдардың электрсүзгінің қимасы бойымен біртекті таралуы үшін, аппарат газ таратушы қондырғымен жабдықталған.(5.91 сурет.) Ол бағыттаушы қалақшалары орнатылған, бір немесе бірнеше газтаратушы торлардан тұрады. Торлардың тірі қимасы 35-45% құрайды. Шаңмен жабысып қалуын болдырмау үшін, технологиялық шарттармен қарастырылған жеке жағдайларда сілку механизмдерімен жабдықталады. Электр сүзгілерге тоқ беру агрегаттары. Электр сүзгілерге келіп түсетін жоғары кернеу (60-80 кВ) биіктету- түзету қондырғыларынан беріледі. Олар техникалық әдебиеттерде электр сүзгілеріне «тоқ беру агрегаттары» атауына ие болды. (5.86 сурет қараңыз). Электр сүзгі – тоқ беру агрегаты жүйесі айналым байланыс режимінде жұмыс жасайды(5.92 сурет): электр сүзгінің белсенді зонасындағы кез келген өзгеріс тоқ беру агрегатының жұмыс жасау режимінде білінеді. Кернеуді автоматты түрде реттеуге арналған айтарлықтай көп әдіс жасалды: берілген тоқ пен кернеу бойынша реттеу жүйелері, сүзгідегі доғалық тесік арқылы; электр сүзгідегі шоқ разрядтарының берілген саны бойынша; тәж разрядының қуаттылығының ең жоғарғы мәні бойынша; ең жоғарғы орташа мәні бойынша. Тоқ беру агрегатының құрылымы екі негізгі блоктан тұрады: жоғары вольтты трансформатор мен түзету қондырғы орналасқан «бак» және агрегат жұмысын басқаруды жүзеге асыратын электр және электронды қондырғылар орналасқан «шкафтан» тұрады. Короналаушы электродтарға теріс кернеу беріледі. Бұл теріс корона болған кезде разряд аралығындағы тесу кернеулерінің мәндері оң корона кезіндегі мәндермен салыстырғанда жоғары болуымен байланысты жасалады. Қазіргі кезде кернеуді автоматты түрде реттейтін АФАС, АРС, АИФ, АУФ, АТФ типті тоқ беру агрегаттары қолданылады. Агрегаттар атауларындағы әріптер келесіні білдіреді: А — агрегат; Ф —фильтрлерге арналған; С — селенді түзетуші қондырғысы бар; И — шоқтау саны бойынша реттелетін; У — әмбебап; Т — тиристілі. Барлық аталған агрегаттар типтері бір фазалы болып табылады. Электрсүзгілердің тоқ беру агрегаттары жеке бөлмеде – подстанцияда орнатылады. Тоқ беру агрегаттарынан басқа подстанцияларда газдарды электр тазарту қондырғысының аппараттары мен механизмдерін басқару және сигналдау жүйелері орнатылған. Агрегаттар орналасқан подстанцияға тоқ зауыттың төмендетуші подстанцияларынан келіп түседі. Кернеуі 380—500 В болатын үшфазалы ауыспалы тоқ кәбілдер арқылы подстанцияның тарату қалқанына беріледі. Электр сүзгілердің негізгі типтері. Келесі электрсүзгілер өндірісте біршама қолданыс тапқан: 1. Құрғақ электрсүзгілер. УГ- унифицирленген көлденең орналасан электрсүзгі, температурасы 250 °С дейін болатын газдарды тазартуға арналған. Түтін газдарының шаңдарынан, аспирационды ауадан және басқа өндіріс газдарынан тазартут үшін қолданылады; УГТ- жоғары температуралы унифицирленген көлденең орналасқан электросүзгі, температурасы 425 оС дейін болатын газдарды тазарту үшін қолданылады. Көбіне химия өнеркәсібінде, қара және түсті металлургияда, цемент өнеркәсібінде қолданылады; УВП- тік пластиналы электрсүзгі, көмір күлдерін ұстап қалуға арналған. ЭГА- температурасы 330оС дейін болатын газдарды тазартуға арналған көлденең электрсүзгіш. ЭГТ – температурасы 450оС дейін болатын газдарды тазартуға арналған жоғары температуралы тік электр сүзгісі. Көбіне химия өнеркәсібінде, қара және түсті металлургияда, құрылыс материалдар өндірісінде қолданылды. 2. Ылғал электрфильтрлері. ДМ- тік түтікті электр сүзгі. Температурасы 60 оС дейін болатын домна газдарын жіңішке тазарту үшін қолданылады. ШКМ – тік түтікті электр сүзгісі. Температурасы 50 оС дейін болатын газдарды күкірт қышқылыныңтұманынан тазарту үшін қолданылады. Электр сүзгілер маркаларынің саны өте көп. Олардың көбісі бірнеше тип өлшемге ие болады. Техникалық сипаттамада кез келген электр сүзгі үшін белсенді қима ауданы, газ бойынша өнімділігі, гидравликалық кедергі, масса, рұқсат етілген шаңдану, рқсат етілген температура келтіріледі. Әртүрлі өнімділікті электр сүзгілер бір бірінен электродтар биіктігімен, газ жүрісі бойынша электр өрістерінің белсенді ұзындығымен, белсенді кесінді ауданымен, тұну ауданымен және аппараттардағы короналаушы элементтердің белсенді ұзындығымен айырықшаланады. Электр сүзгілер типтерінің бірін қарастырайық. УВП типті электр сүзгілерді (5.93 сурет) ұнтақталған көмірді бумен немесе газбен кептіру кезінде атмосфераға бөлінетін шаңды құрғақ тазалау үшін қолданады.
Сурет 5.93 - УВП типті электр сүзгілер: 1—жарылғыш клапан; 2 — корондаушы жүйенің діңгек жасағышы; 3 —корондаушы электродты соғылудың екпінді штогы; 4 —коронирдаушы электродтың аспасы; 5 — изолятор; 6 —тұнбалы электродтар; 7 — коронирдаушы электродтар; 8 —газ бөлу решеткасы; 9 —қабылдаушы бункер; 10 —бункерден куйлеу; 11 — электродтың соқтығысу механизмі; 12 —тұнбалы электродтың аспасы; 13 — изоляторлы қорап; 14 — шаңдар үшін науа; 15 — корпус.
УВП типті электр сүзгілер – қалта типті тұндыру электродтары бар тік, бір қуысты, бір секциялы аппараттар. Короналаушы электродтар көлденең тартылған нихромды сымдары бар рама түрінде орындалған. Жоғарғы жағынан апарат ұсақ көмір шаңының жарылуы немесе жануы кезінде қауіпсіз жұмысты қамтамасыз ету үшін ашық болады. Аппараттың жоғарғы жағында бүгілу қабырғаларында жарылыс клапандары орналасқан аппаратта блоктаушы қондырғылар мен тұндыру және короналаушы электродтардың сілку механизмдері орналасқан. Электр сүзгі тип өлшемдерінің шартты белгілері: У-көмірлі, В-тік, П- пластина тәрізді, сандар белсенді қима ауланың білдіреді.
|
