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2022 | Book

Handbuch Elektrofilter

Physik, Hochspannungsversorgung, Erdung und Auslegung

Authors: Dr. Manfred Schmoch, Dr. Dominik Steiner

Publisher: Springer Fachmedien Wiesbaden

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About this book

Der Leser erhält Informationen zu Anlagen der elektrischen Gasreinigung, wie sie in Kraftwerken, Stahlwerken, Zementwerken, Chemieanlagen, KWK-Anlagen und Biomassekraftwerken betrieben werden.

Elektrostatische Abgasfilter stellen hohe Anforderungen an eine sorgfältige und vollständige Erdung. Dabei prallen die teilweise gegensätzlichen Anforderungen der Schutzerde, der Funktionserde und der EMV-Erde aufeinander, die nicht zuletzt durch Normen und Vorschriften festgelegt sind. Das Buch bietet Hintergrundinformationen zu den verschiedenen Erdungsarten sowohl auf technischer als auch auf rechtlicher Ebene. Aus den Anforderungen und Hintergrundinformationen werden die Lösungen für hochwertige Erdungen im Elektrostatischen Abgasfilter abgeleitet, die insgesamt dazu führen, dass das Elektrofilter effizienter arbeitet.

Table of Contents

Frontmatter
1. Übersicht zu Aufbau und Funktion von Elektrofiltern
Zusammenfassung
Ein Elektrofilter besteht in seinem aktiven Teil aus mehreren Kanälen, die aus geerdeten Platten gebildet werden, den Niederschlagselektroden. Die Platten können gerade sein oder auch Rohre formen, z. B. Zylinder oder Prismen. Durch die freien Gassen dazwischen oder durch die Rohre strömt das partikelbeladene Gas (siehe Abb. 1.1 und 1.2). Plattenfilter werden in der Regel horizontal durchströmt und scheiden trockene Stäube ab. In Röhrenelektrofiltern strömt das partikelhaltige Gas vertikal, meist von unten nach oben; hier werden überwiegend feuchte Partikel oder Tröpfchen abgeschieden.
Manfred Schmoch, Dominik Steiner
2. Das elektrische Feld im Elektrofilter
Zusammenfassung
Das Elektrofilter nutzt den Effekt, dass sich positive und negative Ladungen anziehen und gleichpolige Ladungen abstoßen. Zwischen ungeladenen Gegenständen werden diese elektrostatischen Kräfte (Coulombkräfte) zu Null. Bei vielen unterschiedlichen Ladungen im Raum überlagern sich diese Kräfte.
Manfred Schmoch, Dominik Steiner
3. Zur Physik der Korona
Zusammenfassung
Die Korona setzt die elektrischen Ladungen frei, die die Partikel im Gasstrom elektrisch aufladen. Dadurch können sie, bewirkt durch das elektrische Feld, zur Niederschlagselektrode bewegt, dort gesammelt und aus dem Prozess ausgeschleust werden. Die Existenz der Korona bildet die Voraussetzung für die Funktion des Elektrofilters; die Grenzen ihrer Eigenschaften begrenzen damit auch den Funktionsbereich des Elektrofilters.
Manfred Schmoch, Dominik Steiner
4. Elektrische Ladung der Partikel
Zusammenfassung
Zwischen zwei elektrischen Ladungen Q und Q′ im Abstand r wirkt die Coulomb-Kraft \( \overrightarrow{F} \).
Manfred Schmoch, Dominik Steiner
5. Spannungsversorgung eines Elektrofilters
Zusammenfassung
Ein Elektrofilter benötigt zu seiner Funktion zwischen der Sprüh- und Niederschlagselektrode eine hohe Gleichspannung in der Größenordnung von 80 kV – je nach Elektrodenabständen.
Manfred Schmoch, Dominik Steiner
6. Steuerung der Spannungsversorgung
Zusammenfassung
Die im Folgenden beschriebenen Funktionen und Algorithmen von Reglern für Hochspannungsaggregate von Elektrofiltern sind in den gängigsten Produkten der in diesem Bereich tätigen Hersteller zu finden. Bezeichnungen oder genaue Regelalgorithmen können herstellerspezifisch abweichen. Für Spezialanwendungen oder spezifische Aufgaben muss der Funktonalitätsumfang des eingesetzten Reglers genauer hinterfragt werden.
Manfred Schmoch, Dominik Steiner
7. Erdung des Elektrofilters
Zusammenfassung
Elektrofilter treffen hinsichtlich ihrer Einspeisebedingungen auf recht unterschiedliche Situationen. Sie können im einfachsten Fall aus nur einem Feld bestehen, dessen Hochspannungsversorgung an ein allgemeines Versorgungsnetz angeschlossen ist. Ein Elektrofilter kann aber auch viele Felder enthalten, deren Hochspannungsversorgungen ihre Energie aus einem eigenen Einspeisetransformator beziehen. Die in einer großen Elektrofilteranlage umgesetzte Gesamtleistung macht eine derartige Installation sinnvoll. So vielfältig wie die Anwendungen sind daher auch die Versorgungsnetzarten, an die die Elektrofilter angebunden werden müssen.
Manfred Schmoch, Dominik Steiner
8. Strömungsführung im Elektrofilter
Zusammenfassung
Die Aufgabe eines Elektrofilters ist erst erledigt, wenn der aus dem Gas abgeschiedene Staub über den Staubtrichter unten aus dem Filter abgezogen wird. Die Gasströmung im Filter muss diesen Vorgang unterstützen. Im Staubtrichter darf zum Beispiel der angesammelte Staub nicht durch überhöhte Gasgeschwindigkeiten wieder aufgewirbelt werden.
Manfred Schmoch, Dominik Steiner
9. Aspekte zu Gestaltung und Betrieb eines Elektrofilters
Zusammenfassung
Elektrofilter finden ihren Einsatz in einer Vielzahl von Anwendungen: in Kraftwerken, Stahlwerken, Zementanlagen, Chemiebetrieben. Überall haben sich Elektrofilter als betrieblich robuste und effektive – oft die einzige – Lösung zur Staub- und Aerosolabscheidung erwiesen. Aus der großen Zahl der Einsatzfälle haben sich auch angepasste Bauweisen ergeben, die zum speziellen Wissen der einzelnen Hersteller gehören. Eine allgemein verbindliche Festlegung der Konstruktion eines Elektrofilters ist deshalb nicht möglich.
Manfred Schmoch, Dominik Steiner
10. Auslegung eines Elektrofilters
Zusammenfassung
Eine ordentliche Auslegung sollte folgenden Kriterien genügen:
Manfred Schmoch, Dominik Steiner
11. Schlussbemerkungen
Zusammenfassung
Über eine Betriebszeit von mehr als 30 Jahren reinigen heute eine ganze Reihe von Elektrofiltern Abgase von festen und flüssigen Partikeln und das praktisch mit derselben Ausstattung, die auch bei der Inbetriebnahme eingebaut war. Natürlich wurden einige Verschleißteile ausgebessert oder ersetzt, wie Ambosse, Hämmer oder Lager der Klopferwellen. Diese Elektrofilter stehen in fossil gefeuerten Kraftwerken, Stahlwerken, Zementanlagen, Müllverbrennungsanlagen und vielen weiteren Anlagentypen. Nicht zu vergessen, die vielen kleineren und kleinen Elektrofilter in holzverarbeitenden Betrieben und in Werkstätten, wo sie die Luft gemäß Arbeitsstättenverordnung sauber halten.
Manfred Schmoch, Dominik Steiner
Backmatter
Metadata
Title
Handbuch Elektrofilter
Authors
Dr. Manfred Schmoch
Dr. Dominik Steiner
Copyright Year
2022
Electronic ISBN
978-3-658-36207-2
Print ISBN
978-3-658-36206-5
DOI
https://doi.org/10.1007/978-3-658-36207-2