關(guān)于電除塵陰極螺旋線斷線后在線處理的探討

馮多斌

(青海橋頭鋁電股份有限公司發(fā)電分公司除灰部,青海西寧 810100)

關(guān)于電除塵陰極螺旋線斷線后在線處理的探討

馮多斌

(青海橋頭鋁電股份有限公司發(fā)電分公司除灰部,青海西寧 810100)

電除塵陰極螺旋線斷線,特別是在運(yùn)行中的斷線引起的電場(chǎng)接地是困擾電除塵器正常運(yùn)行的難點(diǎn)問(wèn)題,根據(jù)電除塵器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),總結(jié)出在運(yùn)行工況下通過(guò)外部電源,利用大電流燒斷極間“短接”螺旋線的方法,消除電除塵金屬短路,提高電除塵的投入率。

電除塵 螺旋線 短路 故障排除

1 簡(jiǎn)介

某廠5×125MW機(jī)組煙氣除塵采用靜電除塵器，每臺(tái)機(jī)組配置兩臺(tái)單室四電場(chǎng)電除塵器。眾所周知，電除塵器是一種煙氣凈化設(shè)備，它的工作原理是：煙氣中灰塵塵粒通過(guò)高壓靜電場(chǎng)時(shí)，與電極間的正負(fù)離子和電子發(fā)生碰撞而荷電(或在離子擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)中荷電)，帶上電子和離子的塵粒在電場(chǎng)力的作用下向異性電極運(yùn)動(dòng)并積附在異性電極上，通過(guò)振打等方式使電極上的灰塵落入收集灰斗中，使通過(guò)電除塵器的煙氣得到凈化，達(dá)到保護(hù)大氣，保護(hù)環(huán)境的目的。因每個(gè)電場(chǎng)針對(duì)的粉塵特性不同，故電除塵器每個(gè)電場(chǎng)的陰極線也采用不同的形式，某廠Ⅰ電場(chǎng)陰極線采用鋸齒線、ⅡⅢ電場(chǎng)陰極線采用魚(yú)骨針、Ⅳ電場(chǎng)陰極線采用螺旋線。

2 現(xiàn)狀分析

螺旋線是一種用φ2.0mm～φ3.0mm的鎳合金金屬絲繞制成的彈簧狀極線，繞制的圈數(shù)與使用時(shí)需要的實(shí)際長(zhǎng)度相對(duì)應(yīng)，使用時(shí)將極線拉伸成螺旋狀。根據(jù)其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，經(jīng)過(guò)煙氣長(zhǎng)時(shí)間沖刷、磨損后螺旋線圓周切線方向極容易斷裂，斷裂后的螺旋線極易造成極間距變化或電場(chǎng)短路，使得電除塵器內(nèi)部高壓靜電場(chǎng)減弱或消失，使粉塵不能正常荷電，造成電除塵器效率下降或“跳停”。

據(jù)統(tǒng)計(jì)，某廠5臺(tái)機(jī)組電除塵器因螺旋線發(fā)生斷線，每年造成的電除塵電場(chǎng)停運(yùn)累加時(shí)間大約在8500小時(shí)左右，嚴(yán)重的影響了電除塵器的正常出力，導(dǎo)致煙氣中粉塵含量超標(biāo)，同時(shí)也對(duì)下游設(shè)備造成了嚴(yán)重的磨損。而在實(shí)際工作中解決螺旋線斷裂造成的短路故障，一般采用兩種方法：第一種，機(jī)組計(jì)劃性檢修停運(yùn)或臨檢停運(yùn)時(shí)工作人員進(jìn)入電場(chǎng)內(nèi)部消缺，其缺點(diǎn)是電場(chǎng)短路故障無(wú)法得到及時(shí)的解決;第二種，機(jī)組采用降負(fù)荷單側(cè)運(yùn)行方式，停運(yùn)故障側(cè)的引風(fēng)機(jī)，工作人員著高溫防護(hù)服進(jìn)入電場(chǎng)內(nèi)消缺，缺點(diǎn)是實(shí)施過(guò)程復(fù)雜，安全系數(shù)較低。

3 制定對(duì)策

針對(duì)上述情況，我們急需一種能實(shí)現(xiàn)在線處理螺旋線斷線故障的方法，以此來(lái)減少設(shè)備停運(yùn)時(shí)間，提高電除塵的投入率。

3.1 可行性分析

螺旋線斷裂部位一般在上部和下部，正中部位斷線極少。當(dāng)斷線發(fā)生在上部時(shí)，由于極線自重，會(huì)自然倒向陽(yáng)極板，形成電場(chǎng)內(nèi)部完全短路;當(dāng)斷線發(fā)生在下部時(shí)，極線會(huì)受煙氣氣流影響擺動(dòng)使電場(chǎng)內(nèi)部形成不完全短路或異極間距變小，造成電除塵二次電壓下降，但不至于退出電場(chǎng)。因此我們主要解決極線上部斷線形成的電場(chǎng)內(nèi)部完全短路造成的故障。

從斷線情況分析來(lái)看，只要將斷開(kāi)的極線從極板上移開(kāi)或取出，電場(chǎng)就可以降壓投運(yùn)或完全投運(yùn)，我們根據(jù)螺旋線極易被大電流灼燒斷裂的特性，設(shè)想在電除塵外部施加一個(gè)大電流電源，能否將斷裂螺旋線部分或全部燒斷，從而消除電場(chǎng)內(nèi)部短路現(xiàn)象。

從電場(chǎng)的結(jié)構(gòu)來(lái)看，電場(chǎng)的陽(yáng)極板通過(guò)本體直接接地，并且，其接地電阻不大于2Ω，該處做為外部電源的一極;陰極系統(tǒng)，從高壓進(jìn)線小室通過(guò)接線排、大框架、小框架到極線，可做為外部電源的另一極，所以外部電源的連接不存在問(wèn)題。在這個(gè)輸送回路中的阻抗可等效的由接地電阻、接觸電阻和極線電阻串聯(lián)。其中，極線電阻在燒蝕中由于溫度的變化范圍大，電阻亦會(huì)變化。當(dāng)溫度上升到130℃時(shí)的溫度修正系數(shù)是Ci=1.01，當(dāng)溫度上升到1100℃時(shí)的溫度修正系數(shù)是Ci =1.06，由此可見(jiàn)：溫度的變化，對(duì)輸送回路的阻抗影響并不大。在忽略接觸電阻與接地電阻時(shí)，假設(shè)燒斷一根300mm長(zhǎng)的極線所需的溫度我們可以用以下方式簡(jiǎn)單推導(dǎo)：

(1)極線電阻：R=ρL/S，ρ為電導(dǎo)率=0.012Ωmm2/mm，可計(jì)算出300mm。直徑為3mm的極線阻值

R=0.012×300÷7.065=0.5Ω。

(2)極線重量：ρ極線密度=7.93g/cm3，極線體積：30cm×0.0225cm2×7.93g/cm3=5.35g。

(3)螺旋線比熱容：1.46J/g℃，那么此段極線升高一度所需熱量是：Q=1.46J/g℃×5.35g=9.2J。

(4)螺旋線熔點(diǎn)以1440℃計(jì)算，所需熱量為：13320J。

(5)電流熱效應(yīng)計(jì)算公式：Q=U2/R×T，選用外部電源電壓在65V左右時(shí)，則螺旋線熔斷所需時(shí)間大概為1.5S。

3.2 外部電源的選用

通過(guò)上述分析計(jì)算，我們認(rèn)為外部電源選用要安全、方便，并便于調(diào)整。此處我們選用了450A的可調(diào)整交流電焊機(jī)。

3.3 試驗(yàn)

在進(jìn)行了理論分析后，在正式實(shí)施前我們還進(jìn)行了模擬試驗(yàn)。采用450A可調(diào)整交流電焊機(jī)對(duì)螺旋線兩端施加不同的電流，找出了電流大小與熔斷時(shí)間的關(guān)系：當(dāng)電壓為65V時(shí)，電流125A時(shí)，10秒燒斷;當(dāng)電壓為65V時(shí)，電流250A時(shí)，瞬間燒斷。

由此我們得出結(jié)論：利用外部電源，燒斷造成電場(chǎng)內(nèi)部短路的螺旋線是可行，我們暫稱(chēng)其為“電流灼燒法”。

4 實(shí)踐

經(jīng)過(guò)理論和試驗(yàn)的驗(yàn)證，我們挑選了其中一個(gè)電場(chǎng)(從故障現(xiàn)象判斷為極線斷線)，實(shí)施“電流灼燒法”進(jìn)行消缺。

作業(yè)過(guò)程：(1)辦理工作票，停運(yùn)故障電場(chǎng)及相鄰電場(chǎng)，將故障電場(chǎng)兩點(diǎn)式隔離刀閘置接地位置。(2)從進(jìn)線小室內(nèi)的阻尼電阻后部掛接接地線，從阻尼電阻后部將電場(chǎng)和供電電源分?jǐn)唷?3)將電焊手把夾到電場(chǎng)進(jìn)線排上，保證牢固;電焊機(jī)接地線和電場(chǎng)接地直接相連。(4)將鉗流表放至于可觀察位置。(5)通知給交流電焊機(jī)送電的同時(shí)，取下接地線;觀察鉗流表的讀數(shù)，到讀數(shù)為零時(shí)，可以判斷極線已燒斷，恢復(fù)電場(chǎng)投運(yùn)。(6)電場(chǎng)投運(yùn)后，我們觀察了2個(gè)小時(shí)，電場(chǎng)運(yùn)行一切正常。

5 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)此次成功的實(shí)施，我們找到了一種在線處理斷裂螺旋線的

方法，有效的改善了電除塵器的投入率低下的問(wèn)題，通過(guò)一年的實(shí)

施，某廠電除塵由于螺旋線斷裂造成的故障停運(yùn)時(shí)間由8500小時(shí)下降至2200小時(shí)左右，大大提高了電除塵器運(yùn)行狀況，證明了“電流灼

燒法”在線處理電除塵器螺旋線斷線造成的電場(chǎng)短路問(wèn)題，是實(shí)用、可行、安全、有效的。

[1]王俊民.電除塵工程手冊(cè)[M].北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社,2008.

[2]王純,張殿印.除塵設(shè)備手冊(cè)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社,2009.09.

馮多斌(1982—),男,甘肅武威人,助理工程師,長(zhǎng)期從事火電廠熱能及動(dòng)力設(shè)備檢修專(zhuān)業(yè)。