電捕焦油器絕緣箱密封材料的改進

宋道兵

（中鹽青海昆侖堿業有限公司，青海 海西 200002）

一、電捕焦油器的工藝要求

在煉焦生產中，電捕焦油器是去除焦爐煤氣中焦油霧滴的專業設備。如果煤氣中含有大量焦油霧，就會嚴重影響化產回收操作，甚至造成嚴重的安全及工藝事故。電捕焦油器的電暈極正常工作時電壓在直流30千伏以上，如果低于30千伏電極就難以產生電暈現象，焦油粒子帶電的可能性就會降低，電捕焦油器除焦油的效率就會急劇下降。

青海慶華煤化的電捕由襄樊凈天環保設備有限公司生產，型號JT-JDB248，電暈極額定電壓60KV、電流1100mA、工作溫度20-130℃。恒流高壓直流電源由穿墻套管引入饋電絕緣箱內支撐絕緣子的引線上，有四只支撐絕緣子以吊桿的形式吊住電暈極的上框架，以起到支撐和引入高壓直流電源的目的。四只支撐絕緣子分別安裝在一個饋電絕緣箱和三個無饋電絕緣箱內。支撐絕緣子的上半部分浸泡在45#變壓器油內，下半部分延伸到電捕內，支撐絕緣子和電捕之間依靠丁晴橡膠密封墊密封。正常工作時通入電捕的煤氣溫度為85-95℃，為了防止煤氣中的凝結水附在絕緣子的內壁上，從而降低絕緣子的耐壓水平，產生擊穿現象，要求電捕內絕緣子的外壁溫度要大于煤氣溫度15℃左右，為了達到工藝要求絕緣箱依靠蒸汽伴熱管加熱，使其變壓器油的溫度維持在120℃左右。

二、故障現象

青海慶華煤化的電捕焦油器，電暈極的直流電壓從剛開始投用時的50千伏逐步下降，投用10個月后（2008年10月份）電壓只能升到25千伏左右。我們知道從電捕焦油器出來的煤氣經管道直接連接到煤氣冷鼓風機上，通過煤氣冷鼓風機將煤氣輸送到后續化產各工序。電捕焦油器這么低的電壓已不能將煤氣中的焦油清除干凈，這時輸送的煤氣中含有大量的焦油粒子，煤氣中的焦油粒子在通過煤氣冷鼓風機時，部分依附在風機的進出口風道及風機葉片上，不僅降低煤氣風機的效率，還造成風機震動，在惡化生產工藝條件的同時危害了設備的安全運行。因通過煤氣冷鼓風機輸送到化產的煤氣中因含有了焦油，這些焦油隨著煤氣輸送距離的長短逐步冷卻，緊緊依附在煤氣輸送管道及相關設備內，造成煤氣管線及設備的堵塞，而要清除這些焦油，需要長時間的蒸汽吹掃，即影響生產又費時費力。

因公司的生產任務很緊張，領導要求我們必須在竟可能短的時間內將故障排除，開始我們懷疑是不是高壓電纜終端頭有問題，但給電纜做耐壓試驗后證明電纜是合格的。于是我們又開始懷疑高壓恒流源，但經過認真仔細的檢查高壓恒流源也排除了。隨后我們又對電捕殼體、沉淀極、上下吊架、氣體分布板、蒸汽吹洗管等部件進行了認真細致的檢查，都沒有發現問題。經過連續多天的認真觀察，我們注意到電捕絕緣箱運行時可以聽到有間斷的放電聲音，所以最終認定問題可能出在絕緣箱內。

三、故障分析

打開絕緣箱，取出絕緣箱內變壓器油，耐壓試驗只能達到15千伏，拿紙蘸油點燃后，有輕微的噼啪聲，證明變壓器油內有水，證實我們的判斷。打開絕緣箱取出支撐絕緣子后，發現各個絕緣箱的密封墊都存在不同程度的損傷，個別絕緣墊甚至已經開始溶解變質的像鼻涕一樣。看來問題最終出在密封墊上。因生產任務緊，時間緊迫我們只能緊緊張張的將備用的密封墊換上，在更換絕緣箱內變壓器油后將設備投用。但設備投用后不久，上述的問題又開始出現，絕緣箱使用的密封墊和變壓器箱沿密封墊材質一樣為耐油丁晴橡膠。

丁晴橡膠是由丁二烯與丙烯腈共聚而制得的一種合成橡膠。丁晴橡膠具有良好的耐油性、耐熱性、耐寒性、耐壓性和耐水性，氣密性及優良的粘結性能，丁腈橡膠中丙烯腈含量 (%)有42～46、36～41、31～35、25～30、18～24 等幾種。丙烯腈含量越多，耐油性越好,但耐寒性則相應下降。丁晴橡膠通常的使用溫度大致為－40℃～＋120℃，可在120℃的空氣中或在150℃的油中長期使用，這個溫度無論對于變壓器還是電捕絕緣箱來講，是應該能夠滿足的。但為什么在實際使用中會這么快就老化了呢，我們根據現場情況并查閱相關資料分析如下：首先，理論上講變壓器的丁晴橡膠密封墊使用壽命50年沒有問題，但變壓器工作時極限油溫也就在80℃左右，而電捕絕緣箱平常工作溫度在120℃上下，也就是講密封墊工作在這個溫度會縮短其使用壽命。其次，其缺點是耐臭氧性差，不耐臭氧及芳香族、鹵代烴、酮及酯類溶劑，電性能低劣，彈性稍低，不宜做絕緣材料。丁腈橡膠能耐大多數油，尤其耐烷烴油。我們知道油類分為兩種，烷烴油和芳烴油，烷烴油是指分子結構為鏈狀的，芳烴油是指分子鏈中含有苯環等環狀結構的油。常見的汽油、機油、柴油、變壓器油等都屬于烷烴油；而煤氣中含有的焦油霧則屬于芳烴油。且煤氣中除焦油外還含有氨水、粗苯、氫氣、甲烷、一氧化碳、、C2以上不飽和烴、氮氣等等物質。這些物質對丁腈橡膠或多或少會起到一些破壞作用。

煤氣最好因含芳香族的酚和萘較多,最好使用氟橡膠,負責很容易老化。

加上電捕焦油器內煤氣中含有大量的腐蝕性氣體，這就要求絕緣箱的密封墊既要耐油，又要耐高溫同時還要耐腐蝕，而丁晴橡膠根本就不具備這些條件，所以在投用后不久就開始迅速老化，引起電捕絕緣箱漏油，含有大量水分的煤氣開始接觸變壓器油，絕緣箱內泄漏電流過大，電捕電壓升不上去。

四、故障處理

根據多年在化工廠工作的經驗，我們將絕緣箱密封材料換成聚四氟乙烯，聚四氟乙烯電絕緣性能好、耐油、耐高溫（能長期工作在-180-250℃）、耐腐蝕，號稱塑料之王，基本能夠滿足現場工況條件。將密封件和變壓器油更換后，電捕電暈極電壓剛投用時升到50千伏、電流450毫安，經過一年多的運行電捕電壓一直穩定在45-50千伏之間，期間多次取絕緣箱變壓器油做絕緣耐壓試驗都合格，證明絕緣箱內變壓器油的泄露問題已經解決，至此，困擾公司多時的生產和安全瓶頸得到消除。

[1]王麗華.《燃料與化工》.2002年6期.