一种可调节阴极系统及除尘器

1.本发明涉及烟气环保除尘技术领域，尤其涉及应用于除尘器的可调节阴极系统。本发明还涉及设有所述可调节阴极系统的除尘器。


背景技术：

2.现有电厂除尘设备一般采用电除尘、袋除尘、电袋复合除尘器。电除尘器及电袋复合除尘器的电场区由阳极系统、阴极系统及其振打清灰装置组成。阴极系统包括阴极线、阴极框架和阴极吊挂等部分组成，其工作原理是由两个曲率半径相差较大的金属阳极和阴极，通以高压直流电，建立一个足以使气体电离的静电场，气体电离后所生成的电子、阴离子和阳离子，吸附在通过电场的尘粒上，使粉尘荷电，荷电粉尘在电场力的作用下，向极性相反的电极运动并沉积在电极上，使粉尘和气体分离，电极上的粉尘通过振打等方式被收集。
3.现有阴极系统的阴极线与阴极框架为刚性接触，在振打清灰时由于振打力作用，阴极线和框架同时震动，将阴极线上附着的粉尘打下来，经过长期运行之后，由于振打时的震动及冲击力,还有烟气粉尘的不断冲刷，会使阴极线与框架焊缝产生断裂、阴极线张紧力不够，阴极线变形、放电极断线等，造成阴极系统破坏进而造成整个电场短路，除尘效果变差等后果。
4.此外，由于电厂燃烧的煤质量不稳定，时好时坏，不同的煤燃烧，产生的粉尘的大小、粉尘粘性等特性完全不同，再加上除尘器前省煤器氨泄漏等情况发生，导致粉尘粘度增加，仅靠振打清灰无法满足电场阴极正常清灰效果。
5.一种阴极框架及湿式电除尘器，其通过推动件带动阴极线移动，通过调整阴极线到阳极板的距离，能改变除尘器的除尘效率，但对于振打时的震动及冲击力,还有烟气粉尘冲刷导致的阴极线与框架焊缝断裂、阴极线张紧力不够，阴极线变形、放电极断线等问题无法有效解决。
6.另一种电除尘器阴极装置，其通过极线一端与框架柔性连接，另一端与框架刚性连接，能有效解决因热胀冷缩造成的极线变形问题，通过柔性连接后阴极振打框架后传递给极线的振打力效果势必会减弱，造成清灰效果减弱，会造成阴极线积灰无法有效清除，最终影响电场除尘效率。


技术实现要素：

7.本发明的目的在于提供一种可调节阴极系统，以解决现有阴极系统存在的至少一个上述技术问题。
8.本发明的另一目的在于提供一种设有所述可调节阴极系统的除尘器。
9.为实现上述目的，本发明提供一种可调节阴极系统，包括阴极线和用于安装所述阴极线的上阴极梁、下阴极梁，所述阴极线竖向且相互间隔地分布于所述上阴极梁与下阴极梁之间，各所述阴极线上分布有放电针，所述上阴极梁与下阴极梁之间设有中空的主桅
杆，所述阴极线位于所述主桅杆的内腔中，其下端通过弹簧与所述下阴极梁相连接，其上端与提升调节装置相连接；所述放电针为弹性针刺线，所述主桅杆设有对应于各所述弹性针刺线的针孔；当所述提升调节装置提升或下放所述阴极线时，所述弹性针刺线能够向所述主桅杆内部缩回或伸出。
10.可选地，所述主桅杆为中空管件。
11.可选地，所述主桅杆上、下两端分别与所述上阴极梁的下表面与所述下阴极梁的上表面连接固定。
12.可选地，所述主桅杆在各针孔处分别设有耐高温橡胶环。
13.可选地，所述上阴极梁设有对应于各主桅杆的调节孔，所述阴极线的上端穿过所述调节孔与提升调节装置相连接。
14.可选地，所述上阴极梁在调节孔处设有密封套。
15.可选地，所述阴极线位于所述上阴极梁、主桅杆、下阴极梁、密封套所围成的密闭空间中。
16.可选地，所述阴极线上开设有安装孔，所述弹性针刺线横向贯穿所述安装孔并与所述阴极线固定连接，其两端分别形成所述放电针。
17.可选地，所述弹性针刺线为具有形状记忆性能的弹性金属导电材料。
18.为实现上述另一目的，本发明提供一种除尘器，包括阴极系统和阳极系统，其中，所述阴极系统为上述任一项所述的可调节阴极系统。
19.本发明所提供的可调节阴极系统，在上阴极梁和下阴极梁之间设有空心的主桅杆，阴极线不仅可以隐藏地设置在主桅杆内部，避免阴极线与烟气直接接触，而且，阴极线上端与可调节提升装置连接，下端与弹簧连接，弹性针刺线从主桅杆开设的针孔中伸出，通过提升装置使弹性针刺线可以从主桅杆中伸出或收缩。这样，不仅可以调节放电间距，满足不同工况的需要，同时，弹簧结构还可以避免阴极线因振打清灰而断裂。此外，伸缩式的放电针通过伸缩动作可单独进行清灰。
附图说明
20.图1为本发明实施例所提供的一种可调节阴极系统的结构示意图；
21.图2为图1的局部放大图；
22.图3为主桅杆上开设针孔的局部示意图；
23.图4为上阴极梁开设调节孔并设置密封套的局部示意图；
24.图5为阴极线随提升调节装置提升之后，弹性针刺线的形状变化示意图；
25.图6为图5的局部放大图。
26.图中：
27.1.上阴极梁2.主桅杆3.阴极线4.下阴极梁5.弹性针刺线6.弹簧7.提升调节装置21.耐高温橡胶环22.密封套
具体实施方式
28.为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。
29.在本文中，“上、下、内、外”等用语是基于附图所示的位置关系而确立的，根据附图的不同，相应的位置关系也有可能随之发生变化，因此，并不能将其理解为对保护范围的绝对限定；而且，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个与另一个具有相同名称的部件区分开来，而不一定要求或者暗示这些部件之间存在任何这种实际的关系或者顺序。
30.请参考图1、图2，图1为本发明实施例所提供的一种可调节阴极系统的结构示意图；图2为图1的局部放大图。
31.如图所示，在一种具体实施例中，本发明所提供的可调节阴极系统用于除尘器，其主要由上阴极梁1、主桅杆2、阴极线3、下阴极梁4、弹性针刺线5、弹簧6、提升调节装置7、耐高温橡胶环21、密封套22等部件组成。
32.上阴极梁1与下阴极梁4相互平行，主桅杆2为中空管件，多根主桅杆竖向且相互间隔地分布在上阴极梁1与下阴极梁4之间，各主桅杆2的两端分别与上阴极梁1、下阴极梁4焊接固定，阴极线3位于主桅杆2的内腔中。
33.上阴极梁1开设有调节孔，调节孔根据阴极线布置方向沿着上阴极梁1的长度方向间隔设置；阴极线3的上端穿出主桅杆2并穿过上阴极梁1的调节孔与提升调节装置7连接，阴极线3的下端与弹簧6一端固定连接，弹簧6的另一端与下阴极梁固定连接。
34.提升调节装置7具体可以是由电机驱动的齿轮齿条机构，或者卷扬机构等能够向上提升或下方阴极线3的机械装置，由于采用通用技术即可实现，本文就不再展开详述。
35.阴极线3上等间距地开设有若干安装孔，安装孔用于穿设弹性针刺线5，各弹性针刺线5贯穿安装孔并与阴极线3刚性连接固定，其两端分别形成放电针。弹性针刺线5为具有形状记忆性能的弹性金属导电材料，其在受力后弹性变形能力强，受力解除后能恢复原来形状，具有高的弹性极限、疲劳极限、冲击韧性及良好的热处理性能等特点，例如可以是碳素弹簧钢、合金弹簧钢、不锈弹簧钢以及铜合金、镍合金等，在制成弹性针刺线5之后，在使用过程中，具有两种状态，一种为横向伸直状态，另一种是在受到拉力或压力时变形为s形状态。
36.主桅杆2的上、下两端分别与上阴极梁1的下表面、下阴极梁4的上表面连接固定，主桅杆2上开设有用于穿过弹性针刺线5的针孔，弹性针刺线5穿过主桅杆2的针孔裸露于烟气中。
37.请一并参考图3、图4，图3为主桅杆上开设针孔的局部示意图；图4为上阴极梁开设调节孔并设置密封套的局部示意图。
38.主桅杆2在安装孔内设有耐高温橡胶环21，通过加装耐高温橡胶环21，可以避免弹性针刺线5在伸出或缩回时，与主桅杆2的安装孔内壁直接接触产生摩擦，也起到密封作用。
39.上阴极梁1在其调节孔处设有密封套22，密封套22与上阴极梁通过密封胶或其它方式固定连接，密封套22设置与阴极线3直径相配套的开孔，阴极线3穿过密封套22与提升调节装置7连接。
40.在提升调节装置7与下部弹簧6共同的拉力作用下，阴极线3处于张紧状态，且阴极线3始终处于由上阴极梁1、主桅杆2、下阴极梁4、密封套22所围成的密闭空间中，不与烟气直接接触，可避免阴极线3积灰，且可以避免粉尘冲刷导致阴极线3断线，较常规阴极系统的阴极线，具有更高的结构强度。
41.而且，清灰振打机构在工作时，主要作用于上阴极梁1和下阴极梁4进行振打清灰，弹性针刺线5与下阴极梁通过弹簧6进行连接，可抵消振打力对阴极线3的作用，有效避免阴极线3因振打导致断线。
42.如图5、图6所示，电场正常运行情况下，阴极线3在提升调节装置7与弹簧6的共同作用下处于张紧状态，由于阴极线3始终处于上阴极梁1、主桅杆2、下阴极梁4、密封套22所围成的密闭空间中，不与烟气直接接触，因此，可避免阴极线3积灰。
43.弹性针刺线5处于直线状态时，弹性针刺线5未积灰，且与左右两侧阳极板间距相等，电场区放电效果好，除尘效率高；当运行固定段时间后控制程序启动提升调节装置7开始作用于阴极线3，提升阴极线3往上提升固定行程高度，弹性针刺线5受拉力作用向上运动，在主桅杆2上耐高温橡胶环21的约束作用下，弹性针刺线5产生弹性变形，使弹性针刺线5向主桅杆2内部弹性缩回，在此过程中，可通过耐高温橡胶环21清除附着在弹性针刺线5上的积灰，达到单独清除积灰的效果。
44.一个提升程序完成后，提升调节装置7关闭，阴极线3通过底部弹簧6的弹力作用自动回复到原始位置，弹性针刺线5受向下作用力往下运动，在主桅杆2上的耐高温橡胶环21的作用下，弹性针刺线5产生的弹性变形慢慢恢复，直至恢复直线状态。
45.当通过清灰振打机构作用于上阴极梁1和/或下阴极梁4上进行振打清灰时，由于弹性针刺线5与下阴极梁4是通过弹簧6进行柔性连接，可抵消振打力对阴极线3的作用，使振打清灰与阴极线放电互相不干涉，从而避免在振打力长期作用下，阴极线3在焊接位置断裂而造成断线。
46.为了提高除尘效率，越来越多的除尘器在加大阴极线与阳极板的间距，以提高工作电压，增加电场强度，而且，尽可能的减少阴极线与阳极板的数量，以减轻设备质量。但是，电压和绝缘等级的提高，又会增加相应的成本，极间距的选择与粉尘性质有关，经过选型确定最佳放电极间距后，通过提升调节装置7可调节阴极线3与阳极板放电距离，能够使两者始终保持在最佳放电间距，保证电场放电效果最佳。
47.弹性针刺线5具有很好的变形能力及恢复形变能力，可以在线对阴极针刺线5进行单独清灰，较常规只能靠振打清灰效果更好，防止弹性针刺线5因积灰导致放电针肥大而降低放电效果。
48.此外，主桅杆2与阴极线3、弹性针刺线5、弹簧6可在车间组装好之后，再转运至现场，有助于减少现场安装的工作量。
49.除了上述可调节阴极系统，本发明还提供一种除尘器，该除尘器具有阴极系统和阳极系统，其中，阴极系统为上文所描述的可调节阴极系统，关于除尘器的其余结构，请参考现有技术，本文不再赘述。
50.以上对本发明所提供的可调节阴极系统及除尘器进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。