电除尘器采用的阴极线型式包括RS芒刺线、鱼骨线、锯齿线等，大量文献研究表明这些阴极线的起晕电压及放电能力均有所不同；阴极线的优化研究主要是基于以上固有形式、在局部上(例如：尖端尺寸、同极间距、芒刺几何尺寸等)进行优化。这些优化结果仅在一定程度上降低阴极线的起晕电压、提高放电能力，并未从根本上解决或优化电荷在除尘空间中分布均匀性的难题，因而降本增效不明显。

基于上述背景，山东神华山大能源环境有限公司专利201810675098.9提出了一种基于仿生学的阴极线结构、放电系统及方法，其形成的电场强度使得烟尘荷电后的电场驱动力强，芒刺放电尖端增加电荷在空间分布的均匀性，使得空间中烟尘能更好的荷电，单位长度除尘效率大幅提高，通过降低阴极线长度进而达到除尘器本体“瘦身”的效果，降低了电除尘器制造成本。上述基于仿生学的阴极线结构的芒刺其基座呈圆筒状，其放电尖端沿基座圆周向四周发散，每个尖端呈现不角的角度，表现为其空间位置的不同，其整体外形结构类似花瓣或者蕨类植物。

在其具体工程应用中，以2*660MW机组为例，阴极线数量达4000余支，芒刺数量近40万个。传统的金属卷制工艺无法完成这种特殊工件的加工，回弹和变形量无法精准控制，较难实现高精度大批量生产。

具体实施方式如下：

芒刺片在激光下料时设置工艺锁紧扣和锁孔，意义在于在卷制时能自动锁紧芒刺基座，起固定防止回弹作用。

冲压预成形，将切割好的芒刺片放入模具中，通过冲床将芒刺片冲压预成形，目的在于通过冲压将芒刺片的不同高度的尖端弯折到各自所需的角度，使其尖端的空间位置符合放电系统的要求。

卷制成型，将上述冲压预成形的折弯芒刺片通过卷制设备将芒刺片基座卷成圆筒状，使得各尖端沿径向呈辐射状向外展开，使成型后的芒刺表现为莲花状形式。工艺锁紧扣起圆周闭合固定，防止回弹的作用。具体为在大转盘上固定有压紧轮，所述压紧轮外边缘沿圆周方向均匀镶嵌有一个或两个硬质合金刀头，压紧轮可以绕定位销自由转动，定位销中间开槽用于定位芒刺，直径为19.2mm，并留有脱模退料口。压紧轮下部有大齿轮连接固定，并和上述定位销上的小齿轮相啮合，两齿轮分度圆直径之比为1：4。

将上述冲压成形好的芒刺片插入定位销槽内，转动大转盘时，带动压紧轮围绕定位销转动，将工件卷制成圆筒状，在转过一周后，合金刀头将工件上预留的工艺锁扣结构压入到锁孔中，锁扣上的凸形端部卡在锁孔的凹槽内，达到锁紧的目的，防止卷好的基座回弹。继续转动大转盘，通过脱模机构将上述工件与定位销脱离，完成卷制成型。

将成型好的芒刺摆放到焊接工装定位卡具中，通过焊接机器人循环焊接。工装分为三部分组成，分别为底座、转胎、支架。所述底座由型钢焊接而成，底部安装有V形槽轮，底座可以由小车带动在轨道上移动。转胎与底座之间通过铰链连接，转胎可以在水平和垂直90度范围内自由转动，在水平和垂直位置设有限位装置，用于固定转胎的两个焊接方位。支架焊接固定于转胎上，支架本身宽度和支架间的间距相同，均等于阴极线相邻同方向芒刺的间距。工作时，先焊同一平面内的所有芒刺，焊接完成后，将管子旋转90度，摆放好芒刺后，重复上一步的焊接过程，完成两个方向的莲花芒刺焊接。

该

加工成型方法适用于基于仿生学的阴极线芒刺的大批量加工，设备简单，操作方便，易于实现自动化生产。

通过该加工方法，解决了莲花状芒刺的卷制成型、焊接问题，适用于芒刺的大批量加工，设备简单，操作方便，焊接后的阴极线质量可靠，无弯曲变形，避免了原来的校正工序。

开发专用工装设备，整合原有焊接机器人优化组合而成，其中关键工装设备、成品转运、包装专用工器具均由为自主设计，并申报专利两项，使新型莲花芒刺从外形设计到阴极线的加工制造过程形成了完整的知识产权保护体系，完成了研发成果的转化落地。

该项技术已应用于4台600MW级湿式静电除尘器项目，缩短了阴极线长度进而达到除尘器本体“瘦身”的效果，降低电除尘器制造成本，本体重量减少30%，节约建设投资20%，以单台600MW火电机组为例，EPC价格由4000-5000万元降低至2000万元以下。该技术的有效实施进一步提高了公司的市场竞争力，对于解决湿法脱硫后烟气烟尘实现超低排放问题具有重要的经济和社会效益。