火電廠運行中電除塵器陰極螺旋線斷線故障檢修處理工藝的應用

摘 要：電除塵器三、四電場的螺旋線，在運行中易發生線體斷裂導致電場短路被迫退出運行。由于電除塵在生產流程中的特殊性，使其無法單獨退出運行進行檢修，只能待停爐處理，導致故障電場不能及時投運，降低電除塵投入率及除塵效率，特別是隨著電廠脫硫項目的投運，對煙氣煙塵濃度有了明確的嚴格要求，當煙塵濃度嚴重超標時，脫硫系統將會保護動作，退出運行。確保電除塵的健康運行將成為決定脫硫正常運行的首要因素。本文針對我公司電除塵器三、四電場螺旋線運行情況，并結合現場實際提出了在運行中不停爐處理螺旋線斷線故障的方法，并得到較好的應用效果。

關鍵詞：電除塵 螺旋線 斷線故障 處理工藝 應用

中圖分類號：TM62 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2013）06（a）-0093-02

電除塵器陰極螺旋線斷線，特別是在運行中的斷線，以及斷線的及時消缺是困擾火力發電正常運行的一個老大難問題。眾所周知，電除塵本體內部短路勢必造成故障電場停運，除塵效率下降的后果，電除塵螺旋線的數量較大，發生斷線的概率較高。而且一根螺旋線斷線，即造成一個電場停運，該機組的電除塵投運率就要降低。

新疆華電昌吉熱電二期有限責任公司#3、4鍋爐電除塵采用的是浙江天潔集團生產的YSC302-4型雙室四電場電除塵，陽極板型式為480C型，陰極線型式為：第一、二電場為BS型管狀芒刺線，第三、四電場為螺旋線。三、四電場的螺旋線采用的時彈簧結構，隨著運行時間的增加，在長時間熱煙氣作用下，金屬易產生疲勞，剛性降低，在運行中都多次發生線體斷裂導致電場被迫退出運行。由于電除塵在生產流程中的特殊性，使其無法單獨退出運行進行檢修，只能待停爐處理，導致故障電場不能及時投運，降低電除塵投入率及除塵效率，特別是隨著電廠脫硫項目的投運，對煙氣煙塵濃度有了明確的嚴格要求，當煙塵濃度嚴重超標時，脫硫系統將會保護動作，退出運行。確保電除塵的健康運行將成為決定脫硫正常運行的首要因素。

我們目前面臨的難題是如何使電除塵器在運行過程中避免短路并保持高效的運轉。

為了避免電除塵器在實際工作的短路問題，可以采用以下兩種做法。

（1）當機組進行計劃性檢修或者進行臨時檢修而停止運行時，工作人員可以進入到本體內部進行消缺。該方法的優點在于消缺徹底，但也存在著一定的缺點，就是必須在機組停運以后才能實施，這會影響機組的正常運營。

（2）在機組運行的過程中降低負荷，停止運行那些有故障的送風機和引風機，并將相應的擋板關閉掉，同時使故障通道的電除塵器電場停止運行，這時工作人員在采取必要的保護措施并穿著高溫防護服情況下進入本體中進行消缺。該方法的優點在于不影響機組的運營，可以在任何時間進行，且針對性強，消缺也較為徹底。但缺點也不可避免，即實施的過程比較復雜，如要想降負荷首先得得到省里的批準，此外安全性較低，如高溫及粉塵等，而且檢查不夠徹底，因而目前運用這種方法的廠家很少。

鑒于上述方法均無較強的實際應用性，因而仍無法滿足生產現場需要，通過論證，我們認為：既然電場是因斷線導致電場短路退出運行，那么我們只要設法消除短路點即可，據此我們想到了利用電焊機作為外部電源，輸送電流至電場斷線短路處，在短路電流的作用下將斷線部分或全部燒斷，從而消除電場內部短路現象進而達到回復絕緣的目的。

1 可行性分析

（1）斷線情況分析：極線斷線發生的部位主要集中于頂部和底部，也就是中上部和中下部，發生在正中部的可能性很小。（1）如果發生在頂部，極線因自重的原因會主動倒向陽極板這時電廠內部就會出現完全短路的現象。（2）若發生在底部，則電廠內部的短路是不完全的。這里不分析中部斷線的情況。

如圖1所示：對斷線情況加以分析可以得知，只要從極板上取出或者移開斷開的極線，電壓就可以實現完全或者降壓投運，據此可以設想，通過利用外部電源輸送到斷線的部位，使其部分或者全部燒斷就可以將電廠內部的短路現象消除掉。

（2）分析電廠結構可知，其陽極可以作為外部電源的一極，因為它是通過本體直接接地的，且接地電阻小于2Ω。其陰極可以作為外部電源的另一極，因為它從高壓進入小室并依次經過接線排、大框架、小框架并到達極線。據此可知，斷線初輸送入外部電源是具有可行性的。

（3）輸送回路的阻抗。

接地、接觸及極線電阻的串聯同回路的阻抗是等效的。其中的極線電阻在燒蝕的過程中溫度的變化范圍比較大，其電阻也會相應的發生改變。

彈簧螺旋線選用的是φ2.7 mm的不銹鋼絲：

①導線截面積

S=3.14×d2/4=5.73 mm2

②20℃時 極線的電阻

R=ρ×L/S=1.13×3/5.73=0.59 Ω

極線的電阻

R=ρ×L/S=1.13×4/5.73=0.79 Ω

電阻受到溫度的影響，表現在，隨著溫度的升高，金屬的電阻會越來越大，除了接近于熔點的極高溫度和接近于0K的極低溫度外，電阻同溫度所具有的線性關系表示如下，這同樣適用于極線：

R=Ro[l十α（T一To）]

ρ=ρo[l十α（T—To）]

當溫度上升到130 ℃時的溫度修正系數是：Ci=1.01。

當溫度上升到1100 ℃時的溫度修正系數是：Ci =1.06。

由此可見，輸送回路阻抗受溫度的影響很小。

（4）外部電源的選用。

綜上可知在選擇外部電源時應考慮到以下幾點：安全、方便，并便于調整。通常使用450A的可調整交流電焊機即可滿足要求，因而，在外部電源的選擇上是方便可行的。

2 可行性數據論證

在機組運行的過程中處理電場短路問題（由電除塵器陰極螺旋線斷線所造成的）采用“電流燒蝕法”在理論上是實用、可行、安全、有效的。還需通過現場試驗來進一步驗證實際使用效果。

首先要通過試驗來取得螺旋線在不同電流下的熔斷時間，具體試驗方案如下。

（1）450 A可調電流交流焊機1臺；500 A鉗型電流表1臺；萬用表1臺，試驗極線截斷成300 mm若干根。

試驗電路如圖2。

（2）逐步調整電焊機輸出電流，測試在不同電流作用下，螺旋線的熔斷時間。以此作為實際操作的依據。

通過多次試驗，螺旋線在通入100 A的電流時，10 min即可熔斷，在通入150 A電流時，5 min即可熔斷。

3 應用實例

2009年11月至12月，先后發生三次三、四電場因內部短路導致電場跳閘故障，立即組織檢修人員按照上述方法進行了處理，具體實施過程如下。

準備450 A可調電流交流焊機1臺、500 A鉗型電流表1只、萬用表1只、對講機一對，工作成員四人。

作業過程如下。

（1）辦理工作票，為了防止感應電應停止運行那些同故障電場相鄰的電場，并將故障電場的高壓隔離刀放置于接地的位置。

（2）應該在進線小室的阻尼電阻后面掛接接地線，并分斷阻尼電阻后部的供電電源和電場。

（3）電場進線排是夾電焊把手的場所，在夾電焊把手時應保證其牢固性，要將電焊機和電場的接地線連接在一起。

（4）使鉗流表的位置更易于觀察，如圖3所示。

（5）恢復電場投運。在通知相關人員給交流電焊機送電時應將接地線取下；同時對鉗流表的讀書加以仔細觀察，如果讀數為零則說明極線已經燒斷了，可以恢復電場投運。

（6）電場投運后，觀察2個小時確認故障排除。

通過上述處理，先后處理了三次電場停運故障，取得了較好的應用效果，確保了電除塵投入率及除塵效果。

4 結論

該方案能有效解決斷線問題，減少三、四電場因斷線造成的停運機率，提高電除塵投入率。在脫硫項目投運后，可確保能及時恢復斷線電場的運行，從而提高電除塵的設備可靠性，保證脫硫系統的正常運行，滿足環保監督要求，值得在各電廠中進行推廣應用。

參考文獻

[1]李勁松.關于在運行中處理電除塵器陰極螺旋線斷線方法的探討和運用實踐聶道明[J].安徽電力，2004（2）.

[2]黃國義.提高電除塵器效率保護環境的有效策略[J].科技傳播，2011（18）.