Selection of design features and configurations of the corona electrodes of industrial electrostatic precipitators used in power industry

• Autorzy: Karwat B. , Machnik R. , Niedźwiedzki J. , Nocuń M.

Warianty tytułu

PL

Wybór cech konstrukcyjnych i konfiguracji elektrod ulotowych w elektrofiltrach przemysłowych wykorzystywanych w energetyce

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The article presents the studies results of corona electrodes used in industrial electrostatic precipitators (ESP). For selected types of mast electrodes, measurements of their electrical parameters have been performed. Based on the analysis of measurement data, the effect of the geometry (shape and position emission elements) on the emissivity of the discharge electrode was established. The influences of the geometry and configuration of the electrodes on the current density distribution at the surface of the collecting electrodes of an ESP have also been investigated. The results were based on the determined change of the power spectral density magnitude PSD (Power Spectrum Density) as a function of the distance between the emission electrodes and the distance between the electrodes. This allows the selection of the corona electrodes geometry and their configurations to ensure high efficiency electrostatic precipitator. ESP efficiency and migration velocity of fly ashes from industrial combustion of fuels were studied, including lignite, coal, mixed coal with biomass, and biomass. The data obtained allowed the determination of indicators for the selection of the geometry of the discharge electrode, depending on the physicochemical properties and concentrations of separated fly ashes.

PL

Artykuł przedstawia wyniki badań elektrod ulotowych wykorzystywanych w przemysłowych elektrofiltrach (ESP). Pomiary parametrów elektrycznych przeprowadzono dla wybranych typów elektrod masztowych. Na podstawie analizy danych pomiarowych ustalono wpływ geometrii (kształt i położenie elementów emisyjnych) na emisyjność elektrod emisyjnych. Zbadano także wpływ geometrii i rozmieszczenia elektrod na rozkład gęstości prądu na powierzchni jego elektrod zbiorczych w ESP. Wyniki bazowały na ustalonej zmianie magnitudy gęstości widmowej mocy (PSD) jako funkcji odległości pomiędzy elektrodami emisyjnymi raz odległości pomiędzy tymi elektrodami. Umożliwiło to wybór korzystnych parametrów geometrycznych i konfiguracji elektrod ulotowych w celu zapewnienia wysokiej efektywności elektrofiltru. Przeanalizowano efektywność ESP i prędkość migracji popiołów lotnych powstałych w wyniku spalania paliw: węgla brunatnego, węgla, mieszanki węgla i biomasy oraz biomasy. Uzyskane wyniki umożliwiły wyznaczenie warunków selekcji parametrów geometrycznych elektrody emisyjnej, w zależności od właściwości fizykochemicznych i koncentracji rozdzielonych popiołów lotnych.

Słowa kluczowe

EN

electrostatic precipitator; discharge electrode; emissivity; migration velocity

PL

elektrofiltr; elektroda ulotowa; emisyjność; prędkości migracji

• Wydawca: Wydawnictwo Naukowe Instytutu Technologii Eksploatacji - Państwowego Instytutu Badawczego
• Czasopismo: Journal of Machine Construction and Maintenance - Problemy Eksploatacji
• Rocznik: 2017
• Tom: no. 1
• Strony: 65--71
• Opis fizyczny: Bibliogr. 15 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Karwat B.

• AGH University of Science and Technology, Cracow, Poland, Faculty of Mechanical Engineering and Robotics

autor

Machnik R.

• AGH University of Science and Technology, Cracow, Poland, Faculty of Mechanical Engineering and Robotics

autor

Niedźwiedzki J.

• AGH University of Science and Technology, Cracow, Poland, Faculty of Mechanical Engineering and Robotics

autor

Nocuń M.

• AGH University of Science and Technology, Cracow, Poland, Department of Materials Science and Ceramics

Bibliografia

• 1. Cai M., Liu L. B., Cheng J. F.: Retrofit schemes of the electrostatic precipitators in coal fired power plants. Journal Electric Power, vol. 7, 2005, 17.
• 2. Kumar Verma A., Singh S. N., Seshadri V.: Effect of particle size distribution on rheological properties of fly ash slurries at high concentrations. International Journal of Fluid Mechanics Research, vol. 33, no. 5, 2006, 445-457.
• 3. Grieco G. J.: Electrostatic precipitators upgrading - twelve years of progress. Proceedings of American Power Conference, vol. 5-I, 1997.
• 4. Chambers M., Grieco G. J.: Customized Rigid Discharge Electrodes Show Superior Performance on Utility Fly Ash Applications. Combined Power Plant Control Mega Symposium, 2003.
• 5. Chung L., Chang C.-L., Bai H.: Effects of Some Geometric Parameters on the Electrostatic Precipitator Efficiency at Different Operation Indexes. Aerosol Science and Technology, vol. 33, no. 3, 2000, 228-238.
• 6. De Ferron A. S., Reess T., Pecastaing L., Pignolet P., Lemont F.: Optimizing the operation of an electrostatic precipitator by developing a multipoint electrode supplied by a hybrid generator. Journal of Physics D: Applied Physics, vol. 42, 2009, doi:10.1088/0022-3727/42/10/105504.
• 7. Karwat B., Nocuń M., Machnik R., Niedźwiedzki J.: Modelling and study the effect of selected design features for the operating parameters of industrial electrostatic precipitators. Maintenance and Reliability – Eksploatacja i Niezawodność, vol. 18 no. 3, 2016, 325-332.
• 8. Jędrusik M., Świerczok A., Teisseyre R.: Experimental study of fly ash precipitation in a model electrostatic precipitator with discharge electrodes of different design. Powder Technology, vol. 135-136, 2003, 295-301.
• 9. Suleman M., Saleem M., Siebenhofer M.: Characterization of brush type discharge electrodes and impact of enhanced corona discharge on operation of electrostatic precipitators. Journal of Electrostatics, vol. 70, 2012, 144-148.
• 10. Altman R. F., Landham E. C.: Resistivity conditioning of AFBC Generated Ash, Proceedings 10th Particulate Control Symposium and 5th ICESP, vol. 2, 1993, 15-1-15-16.
• 11. Prenzel H., Dux A.: Dust resistivity - a characteristic parameter for coal ashes and the behavior of electrostatic precipitator efficiency. VGB Powertech, vol. 87, no. 7, 2007, 73-77.
• 12. Hewitt G. W.: The charging of small particles for electrostatic precipitation. AIEE Transactions, vol. 76, no. 3, 1957, 57-90.
• 13. Jędrusik M., Świerczok A.: The influence of fly ash physical and chemical properties on electrostatic precipitation process. Journal of Electrostatics, vol. 67, 2009, 105-109.
• 14. United States Patent Application Publication: Discharge Electrode and Method for Enhancement of an Electrostatic Precipitator. US 2009/0139406 A1.
• 15. National Instruments: LabView Advanced Signal Processing, Time Series Analysis Tools User Manual. 2005.

Uwagi

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę (zadania 2017).