皂化廢堿焚燒靜電除塵器運行中常見問題探討

李 懿

（武漢龍凈環保科技有限公司，武漢 430079）

1 項目應用靜電除塵器概況

山東某化工有限公司新上己二酸生產線，生產中間環節產生大量皂化廢堿液，采取焚燒法處理皂化廢堿液，焚燒產生的煙氣具有高溫、高黏、高腐蝕等特點[1]，尾氣處理配套采用靜電除塵器。除塵設備最終采用的是靜電除塵設備，其技術參數見表1、表2、表3。

表1 皂化焚燒鍋爐技術參數

表2 皂化液元素分析

表3 皂化廢堿焚燒靜電除塵器技術參數

投產初期，除塵器運行良好，二次電流和二次電壓都能在規定的范圍內穩定運行，各項工藝指標均優于設計值。但隨著時間的推移，除塵器出現了灰斗積灰、一電場運行不穩定、絕緣子失效等問題，影響了除塵器的高效穩定使用。通過檢查、測試、實驗，進行分析和判斷，提出相應的處理辦法，有效地解決了皂化廢堿焚燒靜電除塵器運行中的常見問題。

2 運行中存在的主要問題

2.1 灰斗積灰

皂化液是一種棕黑色黏稠液體，有強烈的刺激性臭味[2]。焚燒后產生的灰分密度約600kg/m3，安息角約55°，具有高黏度、易回潮、比重小等特點。灰斗設計采用雙列的船型灰斗，溜灰角采取比常規煤粉除塵更大的角度，并在灰斗四周內襯圓弧過渡板，保證堿灰順利落入灰斗中；中間設置阻流板，防止煙氣產生渦流；出灰口采用長條形，保證順暢排灰；出灰口與刮板機進料口采用法蘭連接，雙層密封，防止漏風，造成堿灰回潮搭橋。

由于采用的是雙列船型灰斗，沿煙氣方向周邊通過槽鋼焊接連接，中間通過槽鋼進行定位焊接，將灰斗固定在殼體上。中間槽鋼跨接在殼體上，置于電場中，槽鋼與灰斗連接處設置加強掛板，保證強度。由于槽鋼有一定寬度，加上加強掛板和陽極板排定位槽鋼的間距較小，堿灰容易堆積在槽鋼上，形成搭橋積灰（見圖1、圖2）；出灰口采用長條形，增大了漏風幾率，加之刮板機自身漏風，密封連接處的老化，造成冷風進入灰斗中，使堿灰回潮結塊，從而造成灰斗積灰。特別表現在除塵器第一電場，第一電場進口粉塵濃度最高，灰量最大，積灰情況最嚴重。灰斗積灰具有嚴重危害性，積灰至除塵器極板、極線位置時，造成電場短路，影響電氣設備的安全運行，同時損壞電除塵器的內部構件，造成電除塵器極板、極線的變形，嚴重時將會造成不可修復的損壞。

圖1 搭橋積灰（1）

圖2 搭橋積灰（2）

2.2 一電場運行不穩定

一電場進口粉塵濃度高，灰量大。針對一電場煙氣特點，配置1套GGYAJ高頻電源。GGYAJ系列高頻高壓整流設備采用三相電源，三相均衡，對電網影響小。相較于常規工頻硅整流電源，高頻電源具有轉換效率高；功率因素大；重量輕；集成性好；二次電壓紋波系數小等優點，可有效抑制反電暈，提高除塵效率。

由于皂化液熱值較低，需要進行濃縮并投油輔助燃燒，因而皂化液的煙氣含水量大。當粉塵進入電場后，在高頻電源作用下，電流迅速升高，輸出電流增大，造成電場擊穿，從而會引起電場開路，運行不穩定。

2.3 絕緣子失效

保溫部分采用大保溫箱，設置承壓絕緣子，配以電加熱器。皂化液熱值較低，投用時需投重油輔助燃燒，并且利用醋酸尾氣摻雜燃燒。鍋爐配備堿槍、油槍和醋酸尾氣槍。在系統投用、聯動試車、鍋爐低負荷運行及出現故障時，特別是在系統投用時，為了保護后段引風機而不開啟引風機，造成除塵器正壓運行，因而需要頻繁噴油。但因為爐膛溫度低，重油不能完全充分燃燒，少部分油滴會隨著煙氣進入除塵器中。在煙氣及壓力的作用下，部分油滴會通過頂板進入到保溫箱絕緣子內，并黏附在承壓絕緣子上，在其表面形成油污。其中未充分燃燒的炭黑也會進入承壓絕緣子內部。兩者混合，牢固地黏在絕緣子內表面，而炭黑是導電物質，會破壞絕緣子的絕緣性能[3]。當電場升壓時，絕緣子表面開始導電，并產生電流做功，造成爬電，或形成電弧燒傷擊穿絕緣子表面，使局部溫度驟升，產生裂紋或炸裂（見圖3、圖4），造成絕緣子失效。特別是前面的一、二電場，此現象更為嚴重。

圖3 絕緣子表面炸裂

圖4 絕緣子表面裂紋

除塵器后面的三、四電場，由于皂化液煙氣流速比較低，水分含量較大。前面電場已經收集大量的粉塵，進入后面電場的幾乎是水汽。電場投用時溫度比較低，需提前開啟絕緣子加熱，利用電加熱器對絕緣子室進行加熱，保證足夠的時間，將水分烘干。防止因溫度低結露，水分附著在絕緣子上，電場升壓時爬電造成絕緣子擊穿，從而造成絕緣子失效。

2.4 絕緣軸損壞

除塵器配置剛玉絕緣軸，采用特殊的錐形頭結構，用于絕緣和傳遞振打力，兩端采用錐度連接。使用中越打越緊，不會松動，沒有應力集中，大大提高了傳力效率和使用壽命。絕緣軸對于安裝的精度要求比較高，要保證安裝的垂直度。如果安裝出現偏差，沒有達到精度控制范圍，特別是在清灰頻率最高、振打次數最多的一電場，隨著振打力從上向下的傳遞，在長期振打力的作用下就會出現絕緣軸損壞、斷裂，造成絕緣失效，電場開路。

3 改進措施

3.1 增設溜灰裝置

在雙列連接槽鋼易搭橋處，巧妙設計溜灰組件。增設夾角60°溜灰板，方便堿灰順利進入灰斗中。槽鋼內設置振動基座，安裝小型振動電機，通過圓鋼傳遞震動力。圓鋼上部連接角鋼，角鋼兩端搭接在溜灰板上。采取定時控制小電機的開啟，通過震動防止堿灰搭橋積灰。出灰口與刮板機連接處，更換老化的密封墊片，配以更可靠地雙層密封，并保證一定程度的灰封，防止冷風竄入灰斗，使堿灰回潮結塊造成灰斗積灰。

3.2 限制電流電壓

一電場高頻對控制系統進行設定，對電壓電流進行雙重限制。當電場啟停或出現故障時，煙氣溫度過低，對電壓進行限制，控制電壓的輸出，降低電壓，防止開路。并針對一電場高頻電源進行現場試驗，調換一、二電場電源裝置，即一電場采取工頻電源，二電場采用高頻。并觀察電流、電壓數據，查看除塵效果。

3.3 嚴格控制啟停，規范操作

前段鍋爐工藝對皂化液除塵器的使用有較大影響，在系統投用或鍋爐出現故障時，嚴格控制啟停，并規范除塵器操作規程，確保規范操作。鍋爐投油時禁止開啟各電場高壓，煙氣低于露點溫度時嚴禁100%升壓投入；熱態投運前，提前6小時以上投入保溫箱及灰斗加熱，避免絕緣件及灰斗結露受潮；短時間停爐可不停低壓加熱和振打系統。當出現輸灰系統堵灰、卸灰不暢或高壓系統升壓異常、頻繁出現大電流跳閘等狀況時，須立即停運電場進行檢查。

3.4 設置堵灰板、更換絕緣軸

在承壓絕緣子底座設置堵灰板，用聚四氟乙烯板進行密封堵灰，防止油污等進入絕緣子內壁造成絕緣子因污染炸裂。對剛玉絕緣軸進行更換，統一更換為高分子絕緣軸，保證絕緣的長期有效。運用特有的吊打分離技術，布設陰極振打吊梁和振打砧梁，懸吊點與振打點分開，并有效調整安裝精度，保證絕緣軸長期使用。

4 結論

皂化廢堿液是一種難處理的高污染有機廢水，采用焚燒法處理皂化液，用靜電除塵器凈化煙氣。由于煙氣高黏、高濕，工況波動等原因，皂化廢堿焚燒靜電除塵器在運行過程中易出現灰斗積灰、運行不穩定、絕緣子失效、除塵效率下降等問題。經過上述改進，成功解決了皂化廢堿焚燒靜電除塵器運行中出現的問題，除塵器各項指標趨于正常，除塵效率達到設計指標，保證了除塵器的高效穩定運行，有效解決了皂化廢堿液處理的難題。

[1]李懿.皂化廢堿焚燒靜電除塵器的應用[J].中國環保產業，2012（12）.

[2]李方文，馬凇江.焚燒法處理環己酮生產中的皂化液[J].環境污染治理技術與 設備，2005（1）

[3]田狀鋒，趙留成，解廣文.靜電除塵器用瓷絕緣子的常見故障及使用與維護[C]. 第14屆中國電除塵學術會議論文集，2011.