Solutii Propuse de Imbunatatire a Performantelor Electrofiltre

Inlocuirea electrofiltrelor ce echipeaz` grupurile energetice de medie ]i mare putere cu electrofiltre noi, moderne, performante care s` asigure un con\inut de cenu]` [n gaze la co] de 50 mg/Nm3 ]i mai pu\in, implic` cheltuieli materiale destul de mari, iar la marea majoritate a centralelor electrice nu se pot realiza datorit` spa\iilor existente reduse aferente electrofiltrelor ]i spa\iilor ocupate de celelalte instala\ii componente ale centralei termoelectrice, instala\ii la care nu se poate renun\a ]i nu se pot muta.

Ca alternativ` la inlocuirea electrofiltrelor existente cu unele noi, este solu\ia de repara\ie cu modernizare a celor existente. Solu\ia conduce la cheltuieli de investi\ie mai mici, dar implic` o angajare mai profund` a ingineriei de specialitate pentru a g`si noi solu\ii tehnice care s` conduc` la performan\e ridicate, reutiliz@nd totodat` o parte din echipamentul existent.

SOLUTII PROPUSE DE IMBUNATATIRE A PERFORMANTELOR

ELECTROFILTRE – PARTE MECANICA

Cresterea distantei dintre electrozii de aceiasi polaritate cu implicatii directe asupra parametrilor electrici de functionare ( pas de 400 mm )

Distan\a dintre electrozii de aceea]i polaritate adoptat[ @n practic[, constituie un compromis @ntre realizarea unei suprafe\e de depunere c`t mai mari ]i condi\ia de a ob\ine parametri electrici de func\ionare c`t mai buni. La electrofiltrele cu distan\e mici @ntre electrozii de emisie ]i depunere, nealinierea corect[ a acestora, deform[rile din timpul func\ion[rii sau depunerile de praf pot conduce la desc[rc[ri electrice @n camera electrofiltrului care reduc tensiunea de alimentare. O mic[ deformare sau depunere de praf implic[ reducerea drastic[ a nivelului de tensiune aplicat pe c`mpul sau zona electrofiltrului.

Cre]terea pasului implic[ cre]terea nivelului de tensiune de alimentare, care este @nso\it[ de o cre]tere a intensit[\ii c`mpului electric ]i implicit condi\ii mai bune pentru ionizarea gazului, a @nc[rc[rii cu sarcin[ electric[ a particulelor de praf ]i a transportului acestora c[tre electrodul de depunere.

Cercet[rilei din domeniu au constatat c[ odat[ cu cre]terea pasului se diminueaz[ ]i influen\ele negative asupra randamentului de despr[fuir electrostatic ca de exemplu : efectele emisiei corona inverse, a v`ntului electric, reantren[rii prafului, deregl[rilor echipamentului interior.

Prin reducerea consumului de materiale odat[ cu cre]terea pasului se pre@nt`mpin[ tendin\ele cre]terii treptate a costurilor electrofiltrelor datorit[ m[ririi acestora pentru a face fa\[ noilor cerin\e ale legii mediului ]i a m[ririi echipamentelor de @nalt[ tensiune, care trebuie s[ furnizeze nivele mai ridicate de tensiune la puteri electrice ridicate.

Viteza de migra\ie este determinat[ de echilibru dintre for\ele electrice ]i gazodinamice ]i cre]te odat[ cu cre]terea pasului dintre electrozii de polaritate diferit[.

Viteza de migra\ie depinde de intensitatea c`mpului electric de la electrodul de emisie ]i depunere ]i intensitatea c`mpului electric este dependent[ de nivelul de tensiune.

Nivelul tensiunii de v`rf genereaz[ purt[torii de sarcin[ electric[, tensiunea medie @i transport[. Deci cre]terea vitezei de migra\ie este propor\ional[ cu p[tratul nivelului de tensiune de alimentare.

(m/s)

(kV/m)

deci :

De regul[ raportul U/h este supraunitar, ceea ce explic[ o cre]tere mai mare a vitezei de migra\ie de la un pas la altul, cu mai mult dec`t raportul pa]ilor.

#n figura 1 sunt prezentate caracteristicile curent-tensiune pentru trei pa]i 2h=300, 350 ]i 400 mm, electrozi de emisie tip Isodyn B5 ]i electrozi de depunere tip CSV.

Se observ[ clar cre]terea substan\ial[ a nivelului tensiunii de lucru @n electrofiltru odat[ cu cre]terea pasului.

fa\[ de h/h=400/350=1,14

#n Europa constructorii de electrofiltre au generalizat aplicarea pasului de 400 mm, dar @n Statele Unite ]i Japonia sunt electrofiltre cu pa]i mai mari : 500 ]i chiar 600 mm.

Dependen\a performan\elor electrofiltrului de m[rimea pasului dintre electrozii de polaritate diferit[ este analizat[ teoretic pentru un electrofiltru ideal care epureaz[ un mediu bifazic ce con\ine cenu][ de huil[ ]i este prezentat[ @n tabelul nr.1

Dac[ la pasul de 2h=300 mm emisiile la co] se situeaz[ peste 100 mg/Nm3, la pasul de 2h=400 mm, aceste emisii sunt sub aceast[ valoare (72 mg/Nm3).

d. . Dispunerea optima a electrozilor de depunere ( dispunerea in oglinda )

Conform modelarii campului electric electrozii de depunere trebuie montati la un pas de 400 mm .Prin dispunerea in oglinda la pas de 390 mm se obtine acelas nivel de tensiune ca la pas de 400 mm conform fig de mai jos )

Fig 1 Fig 2

Dispunerea clasica a electrozilor de depunere Dispunererea in oglinda a electrozilor depunere

– Elementul de noutate al solutiei tehnice la proiectul instalatiei interioare a electrofiltrelor consta in aceea ca electrozii de depunere sunt dispusi in oglinda . Prin aceasta solutie raza de actiune a campului electrostatic este identica cu cea care rezulta din dispunerea clasica a electrozilor de depunere. Efectul prin aplicarea acestei noi solutii este identic cu cel ce se obtine prin dispunerea clasica a electrozilor de depunere la pas de 400 mm, obtininduse tot odata si un plus de suprafata de depunere .

– Un alt element de noutate al solutiei cu electrozi de depunere dispusi in oglinda consta in cresterea eficientei de colectare a prafului in buzunarele electrozilor .Prin modelare se poate evidentia o curgere mai buna a gazelor in sensul ca particulele de praf sunt mai bine orientate spre electrozii de depunere.

– Prin dispunerea electrozilor in oglinda la pas de 390 mm blocul de comanda cu microprocessor implementat in tablourile de comanda ale echipamentelor de inalta tensiune actioneaza identic ca la pasul de 400 mm, raza campului electrostatic fiind practice aceiasi. In plus prin suplimentul de suprafata de depunere oferit de aceasta noua solutie se obtine o desprafuire mai buna.

– Prin dispunerea electrozilor in oglinda la pas de 390 mm se obtine aceiasi viteza de migratie ca la dispunerea electrozilor la pas de 400 mm in varianta clasica ( raza de actiune a campului electrostatic in cele doa varianta sunt egale )

– Utilizind pasul de 390 mm numarul trecerilor pentru gaze este de 46 fata de 45 cat ar fi fost la pasul de 400 mm, cea ce inseamna un spor de suprafata de depunere de 2, 22 %

– simbolul electrofiltrului existent

60/12/39 * 9/0,300

– simbolul electrofiltrului modernizat

46/12/3 * 9/0,390

– latimea utila a electrofiltrului existent

18200 mm

– numar de treceri in cazul utilizarii pasului 400 mm

45

– numar de treceri in cazul utilizarii pasului 390 mm

46

– suprafata de depunere pentru pasul de 400 mm ( electrozi de depunere dispusi classic

14288,4 mp

– suprafata de depunere pentru pasul de 390 mm ( electrozi de depunere dispusi in oglinda

14605,92 mp

– raportul F390/F400 = 14605,9/14288,4 – 1,0222

In concluzie solutia adoptata permite;

▪ luarea in consideratie in calcullul de dimensionare a electrofiltrului a vitezei de migratie corespunzatoare pasului de 400 mm

▪ obtinerea unei suprafete de depunere mai mare cu 2,22 %

La un pas mai mare ca 400 mm, cresterea vitezei migratie in cazul gazelor de ardere de la cazane , nu mai este semnificativa si este mai mica decat reducerea suprafetei de depunere , la electrofiltrele existente.

d. Reducerea numarului de electrozi de emisie prin marirea distantei dintre electrozii de emisie pe aceias rama – solutie rezultata in urma optimizarii campului electric.

e. In campurile numarul unu si doi ale electrofiltrului s-a utilizat un nou tip de electrod de emisie , cu cost de executie mai mic , dar cu eficienta sporita la pas de 400 mm (ISODYN B 5 S electrod simetric)

f. In campul numarul trei s-au montat un nou tip de electrod de emisie de tip ISODYN B15 S – electrod simetric

g. Situatia din teren nu permite dezvoltarea in lungime a electrofiltrelor , astfel ca nu se poate lua in consideratie implementarea

h. Necesitatea cresterii gradului de separare mecanica in racordul de intrare in electrofiltre a condos la modificarea geometriei acestuia . S- a inlocuit racordul de intrare axial cu un record de intrare vertical . Racordul a fost echipat cu un system adecvat de sicane , in care particulele grosiere de praf isi pierd o buna parte din energia lor cinetica si ca urmare cad in buncarul colector al racordului

2. Solu\ii de [mbun`t`\ire a performan\elor electrofiltrelor – partea electric`.

Echiparea electrofiltrelor cu o instala\ie electric` ]i de automatizare modern`, fiabil`, compatibil` cu instala\iile electrice ]i de automatizare existente pe plan interna\ional este metoda cea mai eficient` pentru [mbun`t`\irea performa\elor electrofiltrelor.

Instala\ia electric` ]i de automatizare se compune din:

a) Echipamente de inalt` tensiune care au in compunere:

– agregate de [nalt` tensiune (AIT) amplasate pe acoperi]ul electrofiltrului (c@te unul pe fiecare semic@mp al electrofiltrului);

– tablouri electrice de comand` (TC) cu microprocesor, amplasate in camera electric` de comand` a electrofiltrelor (CIT) c@te unul pentru fiecare agregat de [nalt` tensiune.

Echipamentele de [nalt` tensiune sunt dotate cu microprocesoare ]i func\ioneaz` [n regim automat. Echipamentele de [nalt` tensiune sunt comandate prin intermediul unei console locale de conducere montat` pe unul sau mai multe tablouri de comand` [n func\ie de solu\ia adoptat`.

b) Echipamente de joas` tensiune (motoare, izolatori, conductori, [ntrerup`toare, etc) amplasate [n interiorul electrofiltrului, pe electrofiltru ]i la sol [n camera electric`.

In camera electric` a electrofiltrelor sunt amplasate un dulap de control tehnologic (DCT) ]i sistemul de monitorizare propriu conform solu\iei adoptate. Piesa principal` a dulapului de control tehnologic este automatul programabil (AP).

Automatul programabil comand` func\ionarea automat` a echipamentelor de [nalt` tensiune, prelucreaz` informa\iile sosite de la opacimetre, culege datele privind func\ionarea electrofiltrului ]i asigur` desf`]urarea secven\ial` a pornirii-opririi electrofiltrului.

Dulapul de control tehnologic (DCT) este realizat cu elemente de comuta\ie fiabile cu durat` mare de via\`. Pe fa\a dulapului este amplasat` o consol` local` de operare ce permite conducerea electrofiltrului din camera electric` a electrofiltrelor in situa\ii speciale (probe, punere in func\iune, revizii, repara\ii, etc).

Dulapul de control tehnologic (DCT) asigur` ac\ionarea consumatorilor electrici ai electrofiltrului (scutur`tori, rezisten\e [nc`lzire izolatori, sesizoare de nivel praf, instala\ii de evacuare praf, etc) ]i rezolv` blocajele tehnologice ]i deinalt` tensiune ale electrofiltrului.

Pachete software de conducere ]i de afi]are sunt implementate in automatul programabil ]i in consolele local` ]i pentru aceea montat` in camera de comand` a blocului.

Instala\ia electric` ]i de automatizare modern`, ce echipeaz` instala\ia de electrofiltre ca m`sur` eficient` de [mbun`t`\ire a performan\elor asigur`:

– realizarea conducerii automate a electrofiltrului din camera de comand` a grupului energetic printr-o consol` operator;

– realizarea conducerii automate a electrofiltrului din camera electric` a electrofiltrelor de la nivelul dulapului de control tehnologic ]i a tablourilor proprii echiapmentelor de [nalt` tensiune;

– urm`rirea func\ion`rii, optimizarea regimurilor, inregistrarea datelor la nivelul echipamentelor de [nalt` tensiune ]i a electrofiltrelor printr-un sistem software dedicat;

– posibilitatea urm`ririi ]i efectuarea comenzilor principale pentru intreaga instala\ie de despr`fuire cu ajutorul consolei operator montat` in camera de comand` a grupului, de c`tre personalul de interven\ie;

– alimentarea cu energie electric` a echipamentelor electrice a electrofiltrelor, a tablourilor de comand`, a dulapului de control tehnologic, a opacimetrelor ]i a consumatorilor electrici de pe electrofiltre.

Solu\ii de realizare pentru imbun`t`\irea performan\elor.

Modernizarea instala\iei electrice ]i de automatizare

Repara\ia cu modernizare are o importan\` deosebit` in reabilitarea instala\iilor de despr`fuire existente av@nd un rol hot`r@tor in cre]terea eficien\ei de separare pe cale electric` a particulelor de cenu]` din gazele de ardere.

In principal aceast` modernizare const` din:

▪ inlocuirea echipamentelor de inalt` tensiune existente cu echipamente noi, moderne, performante ]i adaptate pasului m`rit al electrofiltrelor. Tablourile de comand` aferente acestor echipamente de inalt` tensiune sunt dotate cu elemente de automatizare moderne care conduc func\ionarea echipamentelor in func\ie de caracteristicile fizice, chimice ]i electrice pe care le posed` la un moment dat gazele de ardere cu praf ce str`bat interiorul electrofiltrului;

▪ amplasarea echipamentului de [nalt` tensiune pe acoperi]ul electrofiltrelor, fapt ce conduce la eliminarea cablurilor de [nalt` tensiune (cablurile de [nalt` tensiune fiind un echipament electric scump necesit@nd un montaj atent cu cheltuieli mari, etc);

▪ imbun`t`\irea automatiz`rii instala\iei de despr`fuire electric` prin utilizarea unor elemente de automatizare performante fiabile ]i moderne ca de exemplu: automate programabile, calculatoare electronice, etc. care permit urm`rirea ]i conducerea func\ion`rii electrofiltrelor in mod centralizat din camera de comand` a centralei;

▪ modernizarea circuitelor de alimentare motoare ]i inc`lzire izolatori din dulapurile de servicii auxiliare (DSA) prin inlocuirea aparaturii existente cu aparatur` modern` cu un [nalt grad de fiabilitate (disjunctoare mgneto-termice, disjunctoare magnetice in loc de siguran\e fuzibile tip MPR ]i relee termice);

▪ Inlocuirea dulapurilor de comand` ]i semnaliz`ri uzate fizic ]i moral cu un dulap de control tehnologic (DCT) echipat cu automat programabil care realizeaz` interfa\a de comand` ]i ac\ionare dintre dulapurile DISTRIBLOC ]i consumatorii electrici ai electrofiltrului precum ]i cu tablourile de comand` a echipamentelor de [nalt` tensiune. Acest dulap de control tehnologic prin automatul programabil va realiza func\iile de programare (continuu-intermitent) a scutur`rilor de depunere din c@mpurile electrofiltrului;

▪ dotarea izolatorilor de sus\inere corespunz`tori pasului m`rit cu sisteme de [nc`lzire noi [n concordan\` cu dimensiunile izolatorilor de sus\inere;

▪ inlocuirea cablurilor de joas` tensiune existente intre dulapurile de alimentare ]i consumatorii electrici ai electrofiltrului cu cabluri noi ecranate;

▪ panoul de comand` din camera de comand` a grupului energetic se va echipa cu o consol` grafic` pentru conducerea de la distan\` a electrofiltrului care va afi]a pe ecran starea consumatorilor electrici, situa\ia avariilor, nivele de praf in bunc`re, etc.

Instala\ia electric` ]i de automatizare

Progresele deosebite realizate at@t in filozofia de func\ionare a instala\iei electrice ]i de automatizare c@t ]i in performan\ele actuale ale acestora sunt caracteristice solu\iei, marc@nd o diferen\iere esen\ial` fa\` de instala\ia actual` dep`]it` moral ]i intr-o stare tehnic` necorespunz`toare av@nd in vedere durata mare de func\ionare realizat`.

Concep\ia solu\iei are in vedere, in coresponden\` cu echipamentul mecanic al electrofiltrului, urm`toarele caractersitici:

Instala\ia electric` va trebui s` asigure alimentarea individual` a celor 12 sec\iuni independente rezultate dispunerea in trei c@mpuri a fiec`ruia din cele 2 electrofiltre, la r@ndul s`u fiecare c@mp cuprinz@nd c@te 2 sec\iuni (zone. Rezult` necesitatea utiliz`rii a 12 echipamente de [nalt` tensiune, rezonabil av@nd [n vedere m`rimea electrofiltrelor ]i caracteristice constructiv func\ionale.

Dimensionarea echipamentelor de inalt` tensiune trebuie s` corespund` suprafe\ei de depunere pe sec\iune ]i condi\iilor de lucru ale acesteia, care impreun` cu distan\a dintre electrozi (pasul) de 3900mm trebuie luate in considerare la alegerea tensiunii ]i curentului de alimentare.

In scopuri economice ]i func\ionale noua solu\ie prevede amplasarea agregatelor de inalt` tensiune pe acoperi]ul electrofiltrelor potrivit tehnologiilor actuale, care elimin` o sum` de componente ]i dezavantaje provenite din vechiul tip de amplasare. In aceast` situa\ie, numai tablourile de comand` ale echipamentelor de inalt` tensiune vor fi amplasate [n camera electric` a electrofiltrelor, fiind alimentate din tablourile de distribu\ie ale sta\iei de 0,4kV.

Echipamentele de joas` tensiune vor fi constituite din "dulapul de control tehnologic, motoarele dispozitivelor de scuturare a electrozilor de emisie, depunere ]i panourile de distribu\ie a gazelor precum ]i a dozatoarelor celulare, reziten\ele de [nc`lzire a izolatorilor, cutii de comand` local`, [ntrerup`toare, termorezisten\e, etc. Prin automatul programabil con\inut dulapul de control tehnologic va trebui s` asigure ac\ionarea consumatorilor electrici ai electrofiltrelor, pornirea- oprirea automat` a echipamentelor de inalt` tensiune, prelucrarea informa\iilor de la opacimetre, culegerea datelor tehnologice privind func\ionarea electrofiltrelor, desf`]urarea secven\ial` a pornirii – opririi acestora.

Echipamentele de inalt` tensiune ce vor fi utilizate vor fi de ultima genera\ie ]i vor trebui s` poat` asigura toate imbun`ta\irile posibile in ceea ce prive]te modul de operare ]i de lucru, adic` vor putea opera in regim normal sau pulsatoriu in func\ie de condi\iile de c@mp, put@nd fi comandate local sau de la distan\`, manual sau automat. Fiecare tabblou de comand` va fi prev`zut cu o consol` grafic` cu func\ionalitate complex` ]i anume:

Afi]area parametrilor principali de tensiune ]i curent. Este posibil` ]i recomandabil` selectarea unor echipamente care s` permit` afi]area unei multitudini de parametri cum sunt: tensiune secundar minim`, tensiune secundar efectiv`, tensiune secundar de v@rf, curent secundar efectiv, unghi de aprndere; perioada de stingere a arcurilor, cre]terea rapid` a tensiunii de revenire; cre]terea lent` a tensiunii de revenire; setarea tensiunii de revenire, num`rul de arcuri pe minut; num`rul programului, perioada activ` ]i perioada inactiv` a pulsului.

Setarea parametrilor de grup: de stingere a arcurilor (perioada de str@ngere, tensiunea de revenire, cre]terea tensiunii, modul de str@ngere); limit`ri (tensiunea de v@rf secundar`, curentul efectiv secundar, unghiul de aprindere a tiristoarelor, num`rul de desc`rc`ri pe minut, etc.); operarea prin pulsare (durata puls`rii, intervalul de pulsare, tensiunea fundamental`, selectarea manual` sau a autoamt` a regimurilor presetate); setarea func\iunilor de scuturare ]i inc`lzire; setarea parametrilor de monitorizare.

Setarea parametrilor de sistem: parametrii de timp ]i adres`; parametrii nominali de tensiune, curent ]i putere; frecven\a de lucru, durata coronei inverse, modul de operare; unghiul de aprindere maxim, factorii pentru semnalele traductoarelor de tensiune ]i curent; ie]irile pentru m`sur`tori la distan\`.

Vizualizarea grafic` a parametrilor principali.

Afi]area alarmelor.

Afi]area mesajelor eroare.

Alte facilit`\i: detec\ia desc`rc`rii CORONA inverse, sc`derea automat` a tensiunii la apari\ia arcurilor, ridicarea automat` a tensiunii la stingerea arcurilor; optimizarea consumului de energie func\ie de condi\iile existente in electrofiltru.

Posibilitatea conexiunii cu un calculator pentru monitorizarea func\ion`rii intregii instala\ii de despr`fuire electric`.

In func\ie de produc`torul echipamentului de inalt` tensiune ce va fi selectat, unele dintre func\iunile de mai sus pot lipsi sau pot fi realizate la un nivel complexitate sporit.

Pe partea de joas` tensiune instala\ia urmeaz` s` fie echipat` cu un dulap de control tehnologic pentru deservirea ambelor electrofiltre. Aparatajul ]i conexiunile electrice pentru alimentarea general`, distribu\ia tensiunii de for\`, realizarea tensiunilor de serviciu ]i distribuirea lor, ansamblul dispozitiv de conducere automat programabil ]i interfa\` operator sunt obiectele ]i func\iunile care se vor amplasa ]i efectua in compartimentul central al dulapului, in timp ce cele dou` compartimente laterale vor cuprinde aparatajul ]i conexiunile electrice destinate celor dou` electrofiltre. Cele trei compartimente vor fi legate fix ]i interconectate func\ional. Dulapul de control tehnologic va trebui s` asigure realizarea urm`toarelor func\iuni:

Desf`]urarea secven\ial` a pornirii, oper`rii ]i opririi instala\iei de despr`fuire electric`.

Ac\ionarea consumatorilor: rezisten\ele de inc`lzire izolatori, motoarele de dispoziteivelor de scuturare emisie ]i depunere, dozatoare celulare, sesizoarele nivelului de praf

Rezolvarea blocajelor tehnologice ]i de inalt` tensiune din instala\ie.

Indicarea st`rii momentane a fiec`rui element de execu\ie de pe electrofiltre prin citirea st`rii intr`rilor automatului programabil.

M`surarea diver]ilor parametri electrici din c@mp.

Realizarea interfe\ei cu camera de comand` central` ]i camera de comand` a blocului.

Culegerea de diferite alte date privind func\ionarea instala\iei.

Pornirea ]i transmiterea in camera de comand` central` a diver]i parametri.

METODE DE OPTIMIZARE

i Optimizarea distributiei gazului la intrarea in zona activa a electrofiltrului cu ocuparea completa a acestuia si eliminarea reantrenarilor de praf

Printre factorii care influen\eaz[ performan\ele electrofiltrului un rol important @l ocup[ optimizarea curgerii gazelor. Este suficient s[ se men\ioneze c[ at`t teoretic c`t ]i experimental s-a dovedit c[ o curgere adecvat[ a gazelor prin electrofiltru @mbun[t[\e]te considerabil gradul de despr[fuire electrostatic. Realizarea practic[ a optimiz[rii curgerii gazelor prin electrofiltru s-a ob\inut at`t pe baza unor cercet[ri proprii experimentale pe model, c`t ]i @n urma aprofund[rii unor studii teoretice.

Desf[]urarea procesului electrostatic de despr[fuire a gazelor de ardere este determinat[ printre altele ]i de spectrul cinematic al curgerii @n zona activ[ a electrofiltrului.

Experimental s-a ar[tat c[ la cre]terea neuniformit[\ii c`mpului de viteze @n sec\iunea activ[, randamentul electrofiltrelor scade @n mod semnificativ.

Randamentul realizat @n acest caz va fi:

Randamentul teoretic se poate calcula cu rela\ia Deutsch:

Reducerea randamentului datorat[ neuniformit[\ii vitezelor se poate determina prin rela\ia:

Pe l`ng[ sc[derea eficien\ei ar[tat[ mai sus, neuniformitatea c`mpului vitezelor locale, @n electrofiltrului, dar ]i distribu\ii de viteze locale necorespunz[toare @n racordurile de acces @n electrofiltru pot genera alte efecte dezavantajoase procesului de re\inere a particulelor solide din gazele de ardere, cum ar fi reantrenarea @n zonele cu viteze locale mari. Pierderile prin reantrenare devin importante acolo unde vitezele locale dep[]esc viteza de @ndep[rtare a particulelor de pe electrozi. De asemenea, @n racordurile de acces, se pot forma zone de circula\ie local[, cauzate de macroturbulen\a intens[, care conduc la reantrenarea particulelor depuse @n bunc[r.

#n vederea reducerii gradului de neuniformitate a vitezelor, pentru g[sirea unor solu\ii optime din punct de vedere gazo-dinamic, care s[ condu[c la @mbun[t[\irea curgerii gazelor @n electrofiltru sunt necesare studii complete de laborator, pentru fiecare caz @n parte, studii bazate pe metode ]i modele aerodinamice.

Pentru modelare, sunt utile unele observa\ii generale :

geometria sistemelor analizate (canale de transport ale gazelor de ardere, racorduri de intrare-ie]ire din electrofiltru), din cauza cerin\elor tehnologice de ansamblu ale centralelor este chinuit[ din punct de vedere gazo-dinamic fapt ce genereaz[ dificult[\i @n curgerea gazelor, sec\iunile de trecere sunt mari, de ordinul zecilor, chiar al sutelor de metri p[tra\i.

curgerea are un caracter puternic neuniform, eviden\iat prin distribu\ii neuniforme @n sec\iuni ale c`mpurilor vectoriale de viteze (apar mi]c[ri convective, transversale dar ]i longitudinale @n anumite zone) ; apare o instabilitate spa\ial[ a mi]c[rii determinat[ de geometria sistemului ]i compresibilitatea gazelor de ardere ; aceast[ instabilitate spa\ial[ conduce la instabilitatea @n timp a mi]c[rii, cu perioade de varia\ie de ordinul secundelor sau chiar a zecilor de secunde pe zone mai largi.

#mbun[t[\irea curgerii @n sistemele de despr[fuire poate fi structurat[ pe dou[ cerin\e majore :

▪ ordonarea mi]c[rii @n canalele de acces la electrofiltre, pe de o parte pentru a asigura condi\iile necesare de acces @n racordul electrofiltrului ]i pe de alt[ parte, pentru controlul transportului suspensiilor solide ;

▪ realizarea unei distribu\ii de viteze convenabile @n sec\iunea activ[ a electrofiltrului, prin utilizarea de difuzoare/confuzoare de racordare de construc\ie special[ sau introducerea pe admisia/evacuarea electrofiltrului a unor elemente care creaz[ rezisten\e hidraulice controlate ca : table perforate, gr[tare, jaluzele de dirijare etc. sau folosirea unor elemente de dirijare care : pale, pere\i despr[fuitori, sisteme de ecrane.

Uniformizarea curgerii gazelor @n zona activ[ a electrofiltrului impune echiparea cu elemente de dirijare/uniformizare at`t a traseelor de gaze amonte/aval ale electrofiltrului c`t ]i a racordurilor de intrare/ie]ire. De cele mai multe ori ob\inerea unei curgeri corespunz[toare necesit[ aplicarea simultan[ a dou[ sau mai multe sisteme dirijare/uniformizare.

Modelele s-au realizat pe baza legilor similitudinii, similitudinea dinamic[ este realizat[ prin asigurarea similitudinii geometrice ]i a celei cinematice.

S-a elaborat solu\ii eficiente, unele deja implementate altele @n curs de implementare.

Optimiz[rea din punct de vedere gazo-dinamic a instala\iilor de despr[fuire electric[ aferente cazanelor pe lignit se pot eviden\ia la electrofiltrele de la S.E.Rovinari-Grup 4, 5 , 6 ; S.E.Turceni-Grup 1, 3, 4, 5) , precum ]i cazanul pe huil[ de 640 t/h (SE Deva-Grup 1

Optimizarea functionarii electrofiltrelor prin utilizarea diverselor forme de tensiune in functie de caracteristicile mediului dispers pentru obtinerea unor campuri electrostatice intense in vederea retineri suspensiilor inalt rezistive

Pentru energizarea electrofiltrelor sunt utilizate @n general echipamente de @nalt[ tensiune care livreaz[ tensiune continu[. Dar @n[sprirea normelor privind emisia de pulberi @n atmosfer[ a impus g[sirea unor noi solu\ii pentru re\inerea pulberilor cu randamente ridicate.

Cre]terea randamentului de epurare impune vitez[ de migra\ie mare, intensitatea c`mpului electric mare ]i deci nivelul tensiunii de alimentare ridicat, care este determinat de forma undei de tensiune ]i conductivitatea mediului.

Alimentarea cu @nalt[ tensiune este un factor important @n atingerea performan\elor electrofiltrului.

De]i satisfacerea condi\iilor mecanice, precum ]i o bun[ curgere a gazelor prin electrofiltre, un sistem de scuturare optim, o concep\ie just[ a sistemului de electrozi cu o alimentare corect[ sunt absolut necesare pentru atingerea unor performan\e ridicate, acestea nu pot substitui o alimentare cu @nalt[ tensiune corespunz[toare caracteristicilor fizico-chimice ]i electrice ale mediului dispers.

Rezolvarea practic[ a corel[rii formei undei de tensiune cu viteza de migra\ie se face aproximativ pornind de la dependen\a vitezei de migra\ie de nivelul de tensiune continu[. Valorile top values ale tensiunii sunt utilizate pentru generarea de purt[tori de sarcin[, iar valorile medii pentru transportul particulelor @nc[rcate cu sarcin[ electric[ :

deci :

Se constat[ astfel c[ valorile maxime pentru viteza de migra\ie se ob\in c`nd tensiunea de v`rf ]i medie sunt maxime.

#n cazul particulelor conduc[toare, nivelul tensiunii continuie de lucru este ridicat, dar @n cazul particulelor @nalt rezistive acesta scade ]i este necesar de a utiliza alte forme de und[.

Mediul dispers care con\ine particule cu conductivitate mare este epurat cu randament ridicat @n cazul aliment[rii cu tensiune continu[, iar cel care con\ine particule cu conductivitate mic[ (rezistivitate mare, peste 5 x 1010 cm) @n cazul aliment[rii electrofiltrului cu impulsuri de @nalt[ tensiune.

Impulsurile de @nalt[ tensiune sau aplicat @n dou[ domenii :

impulsuri de @nalt[ tensiune @n domeniul milisecundelor pentru medii disperse care

con\in prafuri cu rezistivitate @n domeniul 5 x 1010 cm ]i 5 x 1011 cm ;

impulsuri de @nalt[ tensiune @n doemniul microsecundelor pentru medii disperse care con\in prafuri foarte @nalt rezistive peste 5 x 1011 cm

Cu cit rezistivitatea electric[ a prafului este mai mare cu at`t mai mare trebuie s[ fie ]i pauza dintre pulsuri pentru a asigura timpul necesar ced[rii sarcinii electrice acumulat[ pe particulele de praf electrodului de depunere ]i pentru a stinge desc[rcarea corona invers[.

Caracteristicile curent-tensiune pentru electrofiltru, la func\ionarea lui nominal[ corelate cu eficien\[ de colectare sunt cele care impune practic forma undei de tensiune de alimentare a electrofiltrului.

#n tabelul 2 sunt prezentate testele efectuate la SE Bra]ov ]i rezultatele ob\inute.

Tabelul 2

Efectele ob\inute prin energizarea electrofiltrelor cu impulsuri de @nalt[ tensiune

c. Optimizarea procesului de epurare electrostatic[ prin monitorizarea, controlul ]i reglarea parametrilor electrici @n corela\ie cu emisia de pulberi

. Utilizarea echipamentelor de @nalt[ tensiune cu microprocesor a constituit un pas important @n modernizarea electrofiltrelor, aceste echipamente satisf[c`nd cerin\ele specifice procesului de epurare electrostatic[ cu avantajele urm[toare:

varia\ia automat[ a parametrilor de reglaj pe baza valorilor programate de operator ce face posibil optimizarea func\ion[rii electrofiltrului pentru varia\ia combustibililor, a sarcinii cazanului ]i a situa\iilor deosebite ap[rute @n exploatare;

timpul de r[spuns rapid la apari\ia desc[rc[rilor prin sc`nteie sau la apari\ia arcului @ntre electrozii de emisie ]i depunere;

magistral[ de date pentru conectarea la un calculator central sau la un serviciu centralizat de supraveghere ;

permite supravegherea, optimizarea ]i contorizarea consumului de energie ;

@n func\ie de tipul de praf epurat ]i regimul de func\ionare permite ob\ional comanda programat[ a regimului scutur[rilor electrozilor de depunere ;

situa\iile deosebite de tipul alarmelor sau declan][rilor sunt afi]ate, @nso\it de o prezentare succint[ a modului de rezolvare ;

permite pornirea local[ ]i de la distan\[ @n regim manual sau automat, respect`ndu-se succesiunea fazelor de pornire a electrofiltrului ;

la intervalle

Bibliografie

Iamandi, C.Petrescu, V.Damian, R.Sandu, L.Anton – Hidraulica Instala\iilor 1994.

Pao, R.H.F – Fluid Dynamics, Ch.E.Merrill Books Inc.Columus, Ohio, 1967.

Patel.V.C.-Advenced Fluid Mechanics, Univ.of lowa City, 1972.

Sandu L., Hasegan L.,Zissulescu S., Zissulescu E.-Uniformizarea curgerii gazelor @n zona activ[ a electrofiltrului pe baza studiului pe modele fizice. XXI Conferin\[ pe \ar[ de termoenergetic[ ]i termoficare, Bra]ov 1995.

Sandu L., Hasegan L., Zissulescu S., Zissulescu E.-Aspecte aerodinamice privind optimizarea func\ion[rii electrofiltrelor. CNER 96 Neptun 1996.

I.E.Idelcik – Metode de apreciere a gradului de distribu\ie neuniform[ a vitezelor curentului asupra eficien\ei de func\ionare a aparatelor industriale Termoenergetika nr.8/1974.

********Test[ri pe model pentru stabilirea echip[rii canalului ]i a racordului de intrare ]i ie]ire, @n vederea asigur[rii unui regim de curgere la care abaterea maxim[ de viteze s[ fie 15% fa\[ de viteza medie.

********Modernizare cu reaabilitare ]i repara\ie capital[ a instala\iei de despr[fuir electric[ de la Blocul nr.4 F.E.Turceni, 1996.

********Modernizare cu reaabilitare ]i repara\ie capital[ a instala\iei de despr[fuire electric[ de la Blocul nr.5 F.E.Turceni, 1996.

********Modernizare cu abilitare ]i repara\ie capital[ a instala\iei de despr[fuir electric[ de la Blocul nr.1 F.e.Turceni, 1996.

********Repara\ie cu modernizare a instala\iei de despr[fuir electric[ de la Grupul nr.4 ROVINARI.

R.Macarie, M.Bota, N.Gheorghe, G.Hristescu – #mbun[t[\irea performan\elor electrofiltrelor prin alimentarea cu impulsuri de @nalt[ tensiune- sesiune omagial[ ICPET – Oct.1995.

D.Cristescu, R.Macarie – Tehnologii noi de energizare a electrofiltrelor utilizate @n energetic[ pentru reducerea emisiilor la co]-Sesiune omagial[ ICPET-Oct.1995.

D.Cristescu, R.Macarie – Influen\a pouls[rii @naltei tensiuni @n domeniul milisecundelor asupra performan\elor electrofiltrelor din energetic[-Sesiunea de comunic[ri ICEMENERG-Mai 1995.

A.Radu, D.Martin, G.Simionescu, R.Macarie – The high voltage pulses application to cleaning of flue gases- l st International Symposiun Beam – Tehnologies (BT 95)-Dubna Russia-Feb.1995

LISTA SIMBOLURILOR

– randamentul de epurare electrostatic

w – viteza de migra\ie

v – viteza gazului

A – suprafa\a de depunere

F – sec\iunea de trecere a electrofiltrului

– media aritmetic[ a vitezelor m[surate

– eroare medie @n raport cu viteza medie calculat[

pe baza valorilor m[surate ale vitezelor locale

(calculat[ dup[ procedeul propus de remmere)

Q – debitul de gaz epurat

L – lungimea unui c`mp electric

h – pasul dintre electrodul de depunere ]i emisie

– intensitatea c`mpului electric la electrodul de emisie

– intensitatea c`mpului electric la electrodul de depunere

q – constanta de @nc[rcare a prafului @n c`mp electric

– v`scozitatea dinamic[

– valoarea tensiunii la momentul

– valoarea medie a tensiunii

– valoare de v`rf a tensiunii

r – raza medie a particulei

d – distan\a dintre doi electrozi de emisie pe aceea]i ram[

– permitivitatea vidului

K – constanta

n – num[rul de puncte de m[sur[ ale vitezei

– viteza gazelor m[surat[ @n punctul i

r` curentul ]i tensiunea cerute de un semic@mp al electrofiltrului.