320MW火電機組BE型電除塵器陰極絕緣棒貫穿性擊穿預防探索

劉武魁

摘 要：文章針對三門峽華陽發(fā)電有限責任公司2×320MW機組BE型電除塵器保溫箱內(nèi)陰極振打絕緣棒經(jīng)常出現(xiàn)貫穿性擊穿，造成電場退出運行、煙塵排放濃度超標，機組出力受限等情況。近兩年來通過從設計、結構、運行、檢修、維護等方面的分析論證，提出解決方案，從而絕緣棒出現(xiàn)貫穿性擊穿次數(shù)明顯減少，消除了機組環(huán)保超標隱患，保證了機組安全經(jīng)濟運行。

關鍵詞：電除塵器；絕緣棒；電場短路；探索

引言

電除塵器的工作原理是：在兩個曲率半徑相差較大的金屬陽極和陰極上通過高壓直流電，維持一個足以使氣體電離的靜電場。氣體電離后所產(chǎn)生的電子，陰離子和陽離子，吸附在通過電場的粉塵上，而使粉塵獲得電荷。荷電粉塵在電場力的作用下，便向極性相反的電極運行而沉積在電極上，可達到粉塵和氣體分離的目的，當沉積的粉塵達到一定厚度時，借助于振打機構使粉塵落入下部灰斗，凈化后的氣體便從圓筒上部排出。

龍凈環(huán)保科技有限公司的BE型電除塵器本體分為兩部分，上部保溫箱放置承壓絕緣子及錐形絕緣軸，下部通煙及懸吊陰陽極。錐形絕緣軸為電除塵頂部陰極電磁錘振打清灰系統(tǒng)的高壓絕緣部份組件，位于陰極振打的上、下振打桿之間，上端通過聯(lián)軸套與振打桿、電磁振打錘撞擊，下部與振打桿、陰極砧梁連接。主要起隔離高壓電流作用，避免振打桿和電磁錘振打器帶電，提供電除塵的安全運行環(huán)境。如果錐形絕緣軸運行中因為受潮、滲水等原因擊穿，將使陰極接地短路，電場被迫故障退出，影響除塵器除塵效率和煙塵排放，嚴重時甚至會造成煙塵入口排放超標。

1 系統(tǒng)概述

公司一期2×320MW火電機組電除塵器采用的是龍凈環(huán)保科技有限公司1986年引進美國通用電氣公司（GE）電除塵器技術基礎上，通過消化、吸收，在國產(chǎn)化過程中不斷完善起來的一種新型BE型電除塵器。陰、陽極系統(tǒng)及氣流分布裝置均采用頂部電磁錘振打清灰；陰極采用GE的頂部電磁錘振打技術，陽極采用西德魯奇的ZT24板技術。

1.1 公司一期BE型電除塵器主要參數(shù)

1.2 BE型電除塵器的主要特點

（1）采用頂部電磁振打，結構新穎、合理，運行安全、可靠。

a.振打機構設置于除塵器頂部，一則提高內(nèi)部空間的利用率；二則隔離于煙氣之外，便于實現(xiàn)不停爐的情況下，對振打機構進行檢修，提高設備的常運率。b.采用頂部振打，振打力的傳遞是自上而下，符合除塵器清灰對振打力的要求，同時在振打時，極板面產(chǎn)生擅抖，使極板的積灰脫落，達到良好的清灰效果。c.陰極部分除采用小框架，同時也采用頂部振打，減少了陰極線的剪切力，避免了斷線的現(xiàn)象。d.陰、陽系統(tǒng)均采用上吊下垂，有效抑制由熱產(chǎn)生的熱延伸變形。e.采用頂部振打，實現(xiàn)化小振打單元，合理對每一單元的控制不僅達到有效清灰同時也有抑制二次飛揚的產(chǎn)生。

（2）采用小分區(qū)供電，對改善電氣性能，提高除塵器的運行電壓，以及提高除塵效率均十分有利。

2 運行中存在的問題及原因分析

2.1 存在問題

通過查閱2014年-2016年電除塵器檢修臺賬發(fā)現(xiàn)：一期2×320MW機組總共發(fā)生電除塵器保溫箱內(nèi)部陰極絕緣棒貫穿性擊穿的現(xiàn)象15根（其中#1爐7根；#2爐8根）。每次打開保溫箱人孔門進入后發(fā)現(xiàn)，保溫箱內(nèi)電場引接線護罩邊緣、振打套筒內(nèi)壁、保溫箱頂壁保溫缺失部位都懸掛大量水珠；振打絕緣棒表面包裹一層薄薄浮塵且有水流跡痕，尤其是靠近#1、2電除塵器中間通道部位的振打絕緣棒上爬電后擊穿溝槽廣度和深度更加嚴重；陽極振打套筒靠近保溫箱頂壁下方250-300mm位置，有硫腐蝕孔洞出現(xiàn)；保溫箱內(nèi)地面及墻壁有進水痕跡。

2.2 原因分析

（1）除塵器正常投行時，在爐側高達120-140℃煙溫和保溫箱電加熱的共同作用下，保溫箱溫度基本控制在105-130℃范圍內(nèi)。這樣即使外界溫度降低，天花板上凝聚的水蒸汽也能被汽化掉，從而保障了保溫箱內(nèi)絕緣棒在干燥范圍內(nèi)。

（2）電除塵器停運后，電場、陰陽極振打和保溫箱電加熱全部停運。需要開人孔門通風冷卻。保溫箱內(nèi)的熱空氣在上下冷空氣的夾擊下，加速冷卻積聚成水珠，沿振打桿經(jīng)絕緣棒流至懸吊瓷瓶上。如果這時無法保證絕緣棒干燥的情況下，冒然做電場升壓試驗，極易造成絕緣棒爬電擊穿。

（3）保溫箱人孔門分布在電除塵器頂部保溫箱兩側，其中#1、2電除塵器中間夾道處有4個人孔門。冬天當?shù)囟辔鞅憋L，中間通道就形成了通風口，冷卻效果更明顯。這就是#2爐#1電除塵器靠近通道并排4根絕緣棒出現(xiàn)爬電嚴重的主因。

（4）保溫箱頂部鋼板多年沒有經(jīng)過防腐處理，焊口和坑洼部位銹蝕嚴重，雨雪季，積水會通過銹蝕的焊口滲入或流入保溫箱內(nèi)，經(jīng)保溫箱內(nèi)電加熱后霧化成水蒸汽，吸附在陰極振打絕緣棒上，造成陰極絕緣棒貫穿性擊穿的誘因之一。

（5）陽極振打套在保溫箱內(nèi)筒銹蝕嚴重，電除塵微正壓時，煙氣進入保溫箱后，粉塵包裹在絕緣棒四周，當遇到濕蒸汽后，NOX、SO2等遇H2O瞬間就變成導電性極強的電解質(zhì)，是造成絕緣棒貫穿性擊穿的又一誘因。

（6）陽極振打套筒在保溫箱外筒銹蝕見洞，雨雪季，濕空氣通過銹蝕的空洞進入除塵器保溫箱，易造成保溫箱內(nèi)濕度增大。

（7）絕緣棒本身存在缺陷。通過檢查極個別陰極絕緣棒上有結節(jié)或者局部變色現(xiàn)象。

3 實施措施及方案

為了保證不因保溫箱內(nèi)絕緣棒被擊穿造成機組限負荷、環(huán)保不合格、甚至停機事故，在積極與福建龍凈環(huán)保科技有限公司溝通的基礎上，開拓思維、打破常規(guī)，借鑒兄弟電廠經(jīng)驗，采取如下措施。

3.1 管理方面

（1）堅持電除塵逢停必查。停機期間重點排查電除塵頂棚漏雨、振打桿套筒處保溫層、密封振打錘下部松懈的卡環(huán)、絕緣軸等部位，發(fā)現(xiàn)有缺陷的及時處理。

（2）檢修結束后，及時封閉人孔門。一則杜絕季節(jié)雨水淋進造成短路；二則防止冬季寒冷、濕度較大的冷空氣進入，造成絕緣不合格。

（3）認真執(zhí)行電除塵器升壓試驗“三步法則”（測絕緣、投電加熱、升壓試驗）。

3.2 技術方面

（1）有計劃性的更換銹蝕的陽極振打套筒。

方案簡述：

選用材質(zhì)：將有銹蝕現(xiàn)象的陽極振打套筒的材質(zhì)由Φ108*4 YB242-63普通碳鋼焊接鋼管更換為Φ108*6 GB/T8162-1999的無縫鋼管。

施工方案：沿保溫箱頂部振打套筒四周垂直切割，將保溫箱內(nèi)部沿地面齊平把銹蝕管子割除、打磨后，重新回裝。

（2）在絕緣軸上部加裝傘裙，防止雨水直接落在絕緣軸上造成擊穿。

方案簡述：

制作導流傘裙，加裝到絕緣軸上方套筒上，將從絕緣軸上方流下的水滴、水流有效的引流至絕緣軸較遠位置，防止其流經(jīng)絕緣軸。

傘裙材質(zhì)：不銹鋼

安裝方式：焊接（滿焊，有效引流，防止縫隙漏水；固定牢固，防止其因振打力脫落）

傘裙簡圖：

創(chuàng)新點：研究圖紙、測算各參數(shù)、結合現(xiàn)場實際，在絕緣軸上部加裝傘裙，防止雨水直接落在絕緣軸上造成擊穿。

4 結束語

公司一期2臺機組BE型電除塵器保溫箱，自從陽極振打套筒更換、絕緣棒上部加裝傘裙和嚴格管理以后，一年內(nèi)沒有發(fā)生過絕緣軸擊穿的故障，提高了除塵器運行的可靠性，對其他相同隱患機組改造具有較高的借鑒意義。

參考文獻

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