DE3816717A1 - Spruehelektrode fuer elektrostatische staubabscheider - Google Patents
Spruehelektrode fuer elektrostatische staubabscheiderInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Sprühelektrode,
bestehend aus einem langgestreckten band- oder
drahtförmigen Körper mit abstehenden Sprühspitzen, für den
Einsatz in elektrostatischen Staubabscheidern, bei denen
quer zur Gasströmungsrichtung im Wechsel Gasgassen
bildende, vertikale Niederschlagselektrodenwände und aus
Rohren zusammengesetzte Spannrahmen angeordnet sind und
bei denen jeweils eine Mehrzahl von Sprühelektroden mit
ihren oberen und unteren Enden in Bohrungen der
horizontalen Rohre der Spannrahmen eingesetzt und mit
diesen verschweißt ist.
Beispiele für derartige Sprühelektroden sind aus den
deutschen Patentschriften 25 46 305 und 36 03 514 in
Verbindung mit speziell dafür entwickelten
Spannvorrichtungen bekanntgeworden. Sie bestehen im
wesentlichen aus einem schmalen Blechband mit einstückig
daran ausgebildeten Vorsprüngen sowie mit sogenannten
Anschweißenden. Letztere sind als Abschnitte eines
Runddrahtes ausgebildet, die zur Befestigung der
Sprühelektroden in durchgehende Bohrungen der
Spannrahmen-Rohre eingesteckt und mit diesem verschweißt
werden.
Außerdem sind Sprühelektroden bekanntgeworden, bei denen
die Sprühspitzen aus gesonderten, mit dem langgestreckten
band- oder drahtförmigen Sprühelektrodenkörper
spannungsleitend verbundenen Teilen, beispielsweise
angespitzten Drahtabschnitten bestehen.
Diese bekannten Sprühelektroden weisen trotz
hochentwickelter Spann- und Befestigungstechniken noch
verschiedene Nachteile auf.
Eine immer wieder beobachtete Schwachstelle ist die
Schweißverbindung zwischen der eigentlichen Sprühelektrode
und den Anschweißenden. Wenn Sprühelektroden unter der
kombinierten Beanspruchung von Spannkräften,
Erschütterungen zur Abreinigung, Temperatur, elektrischer
Spannung und Korrosion reißen, dann in diesem
Übergangsbereich, der außerdem keine nennenswerten
elektrischen Übergangswiderstände aufweisen darf.
Ein weiteres Problem ergibt sich, wenn die vertikale
Erstreckung eines elektrostatischen Staubabscheiders so
groß ist, daß die maximal mögliche Spannlänge einer
Sprühelektrode überschritten wird und die Spannrahmen
daher in der Höhe unterteilt werden müssen. Da die
Niederschlagselektroden problemlos in Längen von 4,5 bis
15,5 m gefertigt und eingesetzt werden können, die
Sprühelektroden im Hinblick auf eine Begrenzung der
Spannkräfte und zur Vermeidung unkontrollierter
Schwingungen aber nur größte Spannlängen im Bereich von
2,5 bis 3,0 m zulassen, ist es erforderlich, den über die
gesamte Höhe gleichförmig ausgebildeten
Niederschlagselektroden zwei oder mehrere
Sprühelektrodenlängen zuzuordnen. Für eine optimale
Betriebsweise des elektrostatischen Staubabscheiders
müssen die Sprühelektroden mit Bezug auf die
Niederschlagselektroden genau positioniert werden. Die
beste Position wird in der Regel mit "elektrischer Mitte"
bezeichnet. Diese einzuhalten ist nicht ohne weiteres
möglich, wenn in einem horizontalen Rohr an der selben
Stelle sowohl eine nach oben und eine nach unten abgehende
Sprühelektrode befestigt werden soll. Man kann entweder
auf die exakte Einhaltung der elektrischen Mitte
verzichten und im Rohr zwei versetzte Durchgangsbohrungen
vorsehen oder aber die Enden der oberen und unteren
Sprühelektroden in ein und derselben Durchgangsbohrung
befestigen, indem man die Enden entsprechend kurz ausführt
und nur mit dem oberen bzw. nur mit dem unteren Teil der
Rohrwandung verschweißt. Die letztgenannte Variante hat
sich als sehr bruchanfällig erwiesen.
Es besteht somit die Aufgabe, Sprühelektroden der eingangs
genannten Art so auszubilden, daß sie betriebssicher in
den Spannrahmen befestigt werden können, ohne daß man bei
mehreren, übereinander angeordneten Sprühelektrodenlängen
mehr als unbedingt nötig von der elektrischen Mitte
abweichen muß.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird vorgeschlagen, daß
wenigstens die Enden der Sprühelektroden im Querschnitt
halbkreisförmig ausgebildet sind. In weiterer Ausbildung
des Erfindungsgedankens ist vorgesehen, daß der
langgestreckte Körper der Sprühelektrode durchgehend einen
halbkreisförmigen Querschnitt aufweist.
Es leuchtet ohne weiteres ein, daß damit die Enden von
zwei Sprühelektroden in ein und derselben
Durchgangsbohrung befestigt werden können und daß
Abweichungen von der elektrischen Mitte nur noch durch die
Sprühelektrodenform bzw. Ausgestaltung selbst verursacht
werden, aber nicht mehr von der Notwendigkeit der
gemeinsamen Befestigung an der selben Stelle des
Spannrahmens. Geht man davon aus, daß aus
Festigkeitsgründen der halbrunde Querschnitt nicht kleiner
sein darf als der früher verwendete runde Querschnitt, so
muß zwar der Bohrungsdurchmesser um rund 40% vergrößert
werden, die entsprechend verkürzte Länge der Schweißnaht,
mit der jedes im Querschnitt halbkreisförmige Ende der
Sprühelektroden am Rohr befestigt ist, hat sich aber als
in jedem Falle ausreichend erwiesen. Außerdem ist eine
zusätzliche Verschweißung mit dem Ende der gegensinnig vom
Rohr abgehenden Sprühelektrode möglich. Im jeweils
obersten und untersten Spannrahmenrohr wird der
Querschnitt der Durchgangsbohrung zusätzlich zu dem
Sprühelektrodenende mit einem Stück halbkreisförmigen
Material zusätzlich ausgefüllt, um die gleiche
Befestigungsart und -sicherheit zu erreichen, wie bei den
mittleren Rohren.
Will man außerdem die bisher übliche Schweißverbindung
zwischen dem Anschweißende und dem bandförmigen Körper der
eigentlichen Sprühelektrode vermeiden, kann letztere auch
durchgehend mit einem halbkreisförmigen Querschnitt
ausgebildet und mit aufgesetzten Sprühspitzen versehen
werden. Verglichen mit gängigen, bandförmigen
Sprühelektrodenabmessungen, bedeutet dies zwar einen
geringfügig höheren Materialaufwand, der durch die zu
erwartende höhere Standzeit aber mehr als ausgeglichen
wird.
Weitere Einzelheiten zum Stand der Technik und die
Vorteile des Erfindungsgedankens werden anhand der in den
Fig. 1 bis 3 dargestellen Auführungsbeispiele näher
erläutert.
Fig. 1 zeigt eine Verbindung Sprühelektrode/Spannrahmen
nach dem Stand der Technik.
Fig. 2 zeigt eine Verbindung Sprühelektrode/Spannrahmen
gemäß der Erfindung.
Fig. 3 zeigt eine Alternative zu Fig. 2.
Gemäß Fig. 1 bestehen die Sprühelektroden aus einem
langgestreckten bandförmigen Körper (1), auf dem
Sprühspitzen (2) mittels Schweißpunkten (3) befestigt
sind. Endseitig besitzen die Sprühelektroden
Anschweißenden (4) in Form von Abschnitten aus
Rundmaterial, an das die Sprühelektrodenenden (5) angepaßt
und an dem sie mittels Schweißpunkt (6) befestigt sind.
Die Sprühelektroden sind in SPannrahmen (7) mittels
Schweißnaht (8) befestigt. Aus den in der
Beschreibungseinleitung ausführlich dargelegten Gründen
sollen mehrere, übereinander angeordnete
Sprühelektrodenabschnitte in derselben "elektrischen
Mitte" liegen, damit beste Abscheideleistungen erreicht
werden können. Das läßt sich - wie dargestellt - aber nur
realisieren, wenn die Anschweißenden in derselben Bohrung
des Spannrahmens stecken. Sie können dann aber nur bis
etwa Rohrmitte eingeführt und nur an einer Stelle mit dem
Spannrahmen verschweißt werden. Diese Art der Verbindung
zwischen Sprühelektrode und Spannrahmen hat sich als sehr
störanfällig erwiesen.
Gemäß der Erfindung werden die Anschweißenden (4) deswegen
im Querschnitt halbkreisförmig ausgeführt wie in Fig. 2
dargestellt, in der die Bezugsziffern die gleiche
Bedeutung haben, wie in Fig. 1. Will oder muß man bei
diesen Anschweißenden die gleiche Querschnittsfläche
realisieren wie bei den im Querschnitt kreisförmigen
Anschweißenden nach dem Stand der Technik, dann muß man
einen um etwa 40% größeren Bohrungsdurchmesser im
Spannrahmen vorsehen, was ohne Schwierigkeiten möglich
ist. Die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Anschweißenden
mit halbkreisförmigem Querschnitt erlaubt eine stabile
Zweipunktbefestigung in den Rohren der Spannrahmen, ohne
daß die Sprühspitzen nennenswert außerhalb der
elektrischen Mitte liegen.
Im jeweils obersten und untersten Rohr eines Spannrahmens
wird der nicht vom halbkreisförmigen Anschweißende
eingenommene Raum in der Bohrung durch einen kurzen
Abschnitt (4 a) aus dem gleichen Material ausgefällt, so
daß hier hinsichtlich der Befestigung die gleichen
Verhältnisse herrschen wie bei den mittleren Rohren.
Eine Weiterbildung des Erfindungsgedankens ist in Fig. 3
dargestellt. In diesem Fall ist der Körper (9) der
Sprühelektrode durchgehend aus Material mit
halbkreisförmigem Querschnitt hergestellt. Alle übrigen
Bezeichnungen haben die gleiche Bedeutung wie in den
Fig. 1 und 2. Diese Ausführungsform erforder gegenüber
dem bandförmigen Sprühelektrodenkörper zwar einen etwas
größeren Materialaufwand, sie ist aber etwas stabiler und
es können die Schweißpunkte (6) entfallen. Außerdem sind
bei ihr die Sprühelektrodenspitzen noch besser in der
elektrischen Mitte angeordnet.
Claims (2)
1. Sprühelektrode, bestehend aus einem langgestreckten
band- oder drahtförmigen Körper mit abstehenden
Sprühspitzen, für den Einsatz in elektrostatischen
Staubabscheidern, bei denen quer zur
Gasströmungsrichtung im Wechsel Gasgassen bildende,
vertikale Niederschlagselektrodenwände und aus Rohren
zusammengesetzte Spannrahmen angeordnet sind und bei
denen jeweils eine Mehrzahl von Sprühelektroden mit
ihren oberen und unteren Enden in Bohrungen der
horizontalen Rohre der Spannrahmen eingesetzt und mit
diesen verschweißt ist, dadurch gekennzeichnet, daß
wenigstens die Enden der Sprühelektroden im Querschnitt
halbkreisförmig ausgebildet sind.
2. Sprühelektrode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der langgestreckte Körper der Sprühelektrode
durchgehend einen halbkreisförmigen Querschnitt
aufweist.
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