電捕焦油器常見故障分析及應(yīng)對措施

張瑞 周紅 劉建玲

摘 要：電捕焦油器用于石油、化工等行業(yè)的煤氣、焦?fàn)t氣凈化，除去氣體中的粉塵等雜質(zhì)，回收氣體中的焦油等化學(xué)產(chǎn)品。其使用中會遇到的故障可以分為電氣和捕焦本體兩方面，文章針對這兩方面進(jìn)行分析并提出可靠的應(yīng)對措施。

關(guān)鍵詞：電捕焦油器；焦油；電氣；捕焦本體；故障；應(yīng)對措施

1 概述

電捕焦油器廣泛用于石油加工、煉焦、化工、肥料制造、燃?xì)馍a(chǎn)等行業(yè)，其主要作用是凈化煤氣、焦?fàn)t氣，除去或回收其中的煤塵、焦粉、焦油霧、部分水霧及其他化學(xué)物質(zhì)，保證后續(xù)工序設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行，為工業(yè)尾氣凈化奠定基礎(chǔ)，同時，回收的焦油和其他化學(xué)產(chǎn)品，變廢為寶，帶來直接經(jīng)濟(jì)效益。

2 工作原理

電捕焦油器的工作原理簡單來說就是在電極絲和沉淀極之間施加高壓直流電源，電極絲為陰極，沉淀極為陽極，并與大地相連，電極絲和沉淀級之間產(chǎn)生負(fù)高壓電場。當(dāng)氣體流過時，氣體分子在電場作用下發(fā)生電離，產(chǎn)生大量離子和電子，氣體中的絕大部分粉塵、焦油等與電子作用而荷電，并向陽極移動、吸附、沉積、流下，從電捕焦油器底部流出[1][2]。

3 設(shè)備結(jié)構(gòu)

電捕焦油器主要分為電氣和捕焦本體兩部分，電氣部分包括恒流電源（配電柜）、高壓硅整流器（變壓器）、引電部件（瓷瓶）和測溫控溫部件，本體部分包括筒體、沉淀極、電極絲及其支撐結(jié)構(gòu)。

4 故障分析及應(yīng)對措施

4.1 故障分類

文章分別從電氣和捕焦本體兩方面對電捕焦油器使用過程中常見的故障進(jìn)行分析，并推薦相應(yīng)的處理措施。電氣部分故障主要有回路中短路或開路、電器元件觸點(diǎn)松動或損壞、電氣操作錯誤和地電位干擾等四類，捕焦本體部分故障主要有筒體和沉淀極垂直度超出、電極絲及其支撐結(jié)構(gòu)偏離中心、嚴(yán)密性不夠、金屬部件銹蝕、沉淀極焊點(diǎn)脫焊等。

4.2 故障分析說明

（1）回路中有短路或者開路分四種情況。第一種情況是回路中存在開路。其現(xiàn)象是二次電壓異常高，發(fā)生過壓跳閘。其原因是開路時回路中電阻非常大，根據(jù)恒流源原理[3]，其二次電壓也非常大。針對這種情況可以直接檢查或分段進(jìn)行短路試驗(yàn)檢查開路點(diǎn)，修復(fù)開路。第二種情況是本體電纜存在短路。其現(xiàn)象是二次電流表（mA表）正常，其他表很小或無顯示。短路可能是高壓電纜破損或燒壞，可能是瓷瓶上搭有或附有導(dǎo)電異物，也可能是瓷瓶破裂[4]，也可能電極絲斷裂后觸到沉淀極，還可能是其支撐結(jié)構(gòu)與筒體或沉淀極有短路，逐項(xiàng)排除即可解決故障。第三種情況是高壓發(fā)生器內(nèi)部短路。現(xiàn)象是mA表明顯低于正常值，其他表很小或無顯示。究其原因是短路后變壓器的初級線圈變成回路的負(fù)載，交流電通過線圈發(fā)生電磁感應(yīng)產(chǎn)生逆向電流，致使表顯電流明顯變低。對此，需要拆開變壓器更換繞組或硅堆。第四種情況是控制柜輸出短路。現(xiàn)象是各表均無顯示。原因是低壓電纜短路，需要檢查低壓電纜，修復(fù)短路點(diǎn)或更換電纜。

（2）常發(fā)生的損壞或觸點(diǎn)松動的電器元件有溫控儀、熱電阻、加熱管、瓷瓶、繼電器、整流硅堆、電壓電流表、電容電抗[5]、控制器、PLC等，針對這些情況，根據(jù)功能檢測判定就不難發(fā)現(xiàn)，將其更換或緊固即可解決。

（3）電氣操作錯誤一種情況是未按照操作要求，另一種情況是發(fā)生異常后胡亂嘗試修復(fù)或強(qiáng)制運(yùn)行。第一種情況如瓷瓶箱沒有加熱到要求溫度就送電運(yùn)行，會導(dǎo)致瓷瓶破裂，再如未進(jìn)行含氧量測試就送電運(yùn)行，可能會導(dǎo)致爆炸。只要嚴(yán)格按照使用說明書規(guī)范操作，這類故障基本上是可以避免的。第二種情況如發(fā)生運(yùn)行異常，自行進(jìn)行短路開路實(shí)驗(yàn)，自行調(diào)動或拆除功能部件，又如發(fā)生表顯異常、嚴(yán)重火花放電、過氧過壓報警后不進(jìn)行正確處理，強(qiáng)制運(yùn)行。應(yīng)避免這類情況發(fā)生。

（4）地電位干擾主要在配電柜、變壓器和捕焦本體三處。地電位干擾會影響一些部件的功能，導(dǎo)致電壓電流異常。要求配電柜、變壓器和捕焦本體必須可靠接地，尤其是捕焦本體必須對地電阻≤2Ω，嚴(yán)禁使用管道和其他鋼結(jié)構(gòu)作為地線。

（5）筒體和沉淀極垂直度超出。安裝或改造時，筒體垂直度應(yīng)符合《NB/T 47003.1-2009鋼制焊接常壓容器》中關(guān)于常壓容器外殼垂直度的要求，即垂直度±h/1000[6]，否則會影響筒體穩(wěn)固性，同時也能更好保證沉淀極垂直度，實(shí)際安裝控制在±5mm為宜。按照標(biāo)準(zhǔn)《JB/T 8704-2012 蜂窩式電除焦油器》中規(guī)定，沉淀極垂直度應(yīng)±5mm[7]，這樣才能保證電極絲中心度達(dá)標(biāo)，實(shí)際安裝控制在±3mm為宜。

（6）電極絲及其支撐結(jié)構(gòu)偏離中心。電極絲作為陰極，必須和作為陽極的沉淀極保持足夠間距，才能防止較低電壓時放電，影響設(shè)備正常工作，所以電極絲必須盡量位于沉淀極的中心。按照J(rèn)B/T 8704-2012中規(guī)定，電極絲和沉淀極同心度±8mm，實(shí)際以±4mm為宜，同時要避免電極絲彎曲。同理，支撐結(jié)構(gòu)四周也應(yīng)位于筒體或沉淀極中心，避免放電，以±5mm為宜。

（7）嚴(yán)密性不夠。設(shè)備安裝或改造時，應(yīng)按照GB6222進(jìn)行嚴(yán)密性試驗(yàn)，確保泄漏率≤1%[8]。使用過程中發(fā)生焊縫腐蝕或開裂、法蘭密封失效和管道泄漏等漏氣現(xiàn)象，會導(dǎo)致設(shè)備進(jìn)入空氣，當(dāng)空氣和煤氣達(dá)到一定比例，可能會發(fā)生爆炸[9]。嚴(yán)密性的檢測可以借助含氧分析儀來完成，通過儀器實(shí)時抽樣檢測設(shè)備內(nèi)煤氣含氧量，當(dāng)含氧量超出設(shè)定值時發(fā)出警報或者自動停止。

（8）金屬部件銹蝕腐蝕。大多數(shù)電捕焦油器使用碳鋼材質(zhì)，預(yù)處理的氣體中水分會導(dǎo)致其生銹。有些廠家，尤其是化工、化肥廠使用的煤磷、硫等雜質(zhì)含量高，產(chǎn)生的煤氣中富含酸性氣體，導(dǎo)致金屬部件腐蝕。這樣不但減弱了沉淀極的導(dǎo)電性，降低捕焦效率，而且銹蝕腐蝕的部件具有極大的安全隱患。對此，可以將易蝕件改為不銹鋼材質(zhì)，也可以對設(shè)備內(nèi)部進(jìn)行防腐處理。

（9）沉淀極焊點(diǎn)脫焊。現(xiàn)在沉淀極使用最多的六邊形蜂窩狀結(jié)構(gòu)，其各部分是通過焊接連接的，焊點(diǎn)處的電化學(xué)特性決定了其易腐蝕的特點(diǎn)，加之焊點(diǎn)處的應(yīng)力集中，所以焊點(diǎn)容易脫焊。對這種情況，可以選用材料更厚或不銹鋼材質(zhì)的沉淀極，從焊接工藝上考慮，應(yīng)增加焊點(diǎn)大小和密度，并對薄弱環(huán)節(jié)加焊。

5 結(jié)束語

以上是文章所分析的故障，當(dāng)然，作為一臺結(jié)構(gòu)復(fù)雜的大型設(shè)備，其內(nèi)涵相當(dāng)豐富，實(shí)際中可能遇到的故障也多種多樣，即使同樣的故障，也可能有多種不同原因。但是，若嚴(yán)格按照相關(guān)的機(jī)械、電氣等行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求安裝，嚴(yán)格按照使用說明書操作，做好設(shè)備維護(hù)保養(yǎng)工作，認(rèn)真做好運(yùn)行監(jiān)測記錄，一定會避免很多故障。

參考文獻(xiàn)

[1]盧春雪.電捕焦油器安全運(yùn)行條件[J].中國安全生產(chǎn)科學(xué)技術(shù)，2011，7（10）：195-197.

[2]張建剛，王留栓.電捕焦油器捕油效率淺析[J].新疆鋼鐵，2000（4）：27-28.

[3]崔遠(yuǎn)海，李剛.高壓恒流源技術(shù)在電捕焦油器上的運(yùn)用[J].燃料與化工，2007，38（3）：31-33.

[4]胡水軍.電捕焦油器的電氣故障分析及應(yīng)對[J].考試周刊，2011（69）：238-240.

[5]夏旭，徐風(fēng)雷，曹永中，等.蜂窩式電捕焦油器的操作經(jīng)驗(yàn)[J].燃料與化工，2005，36（3）：46-47.

[6]NB/T 47003.1-2009.鋼制焊接常壓容器[S].

[7]JB/T 8704-2012.蜂窩式電除焦油器[S].

[8]GB 6222-2005.工業(yè)企業(yè)煤氣安全規(guī)程[S].

[9]李文安.電捕焦油器運(yùn)行時煤氣中含氧量探討[J].煤氣與熱力，2000，20（1）：63-64.