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(huán)?？萍加邢薰?，武漢 430079）

1 項目應(yīng)用靜電除塵器概況

山東某化工有限公司新上己二酸生產(chǎn)線，生產(chǎn)中間環(huán)節(jié)產(chǎn)生大量皂化廢堿液，采取焚燒法處理皂化廢堿液，焚燒產(chǎn)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(shè)備最終采用的是靜電除塵設(shè)備，其技術(shù)參數(shù)見表1、表2、表3。

表1 皂化焚燒鍋爐技術(shù)參數(shù)

表2 皂化液元素分析

表3 皂化廢堿焚燒靜電除塵器技術(shù)參數(shù)

投產(chǎn)初期，除塵器運行良好，二次電流和二次電壓都能在規(guī)定的范圍內(nèi)穩(wěn)定運行，各項工藝指標(biāo)均優(yōu)于設(shè)計值。但隨著時間的推移，除塵器出現(xiàn)了灰斗積灰、一電場運行不穩(wěn)定、絕緣子失效等問題，影響了除塵器的高效穩(wěn)定使用。通過檢查、測試、實驗，進(jìn)行分析和判斷，提出相應(yīng)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(chǎn)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?；叶吩O(shè)計采用雙列的船型灰斗，溜灰角采取比常規(guī)煤粉除塵更大的角度，并在灰斗四周內(nèi)襯圓弧過渡板，保證堿灰順利落入灰斗中；中間設(shè)置阻流板，防止煙氣產(chǎn)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(jìn)料口采用法蘭連接，雙層密封，防止漏風(fēng)，造成堿灰回潮搭橋。

由于采用的是雙列船型灰斗，沿?zé)煔夥较蛑苓呁ㄟ^槽鋼焊接連接，中間通過槽鋼進(jìn)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(shè)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(fēng)幾率，加之刮板機自身漏風(fēng)，密封連接處的老化，造成冷風(fēng)進(jìn)入灰斗中，使堿灰回潮結(jié)塊，從而造成灰斗積灰。特別表現(xiàn)在除塵器第一電場，第一電場進(jìn)口粉塵濃度最高，灰量最大，積灰情況最嚴(yán)重。灰斗積灰具有嚴(yán)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(shè)備的安全運行，同時損壞電除塵器的內(nèi)部構(gòu)件，造成電除塵器極板、極線的變形，嚴(yán)重時將會造成不可修復(fù)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(wěn)定

一電場進(jìn)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(shè)備采用三相電源，三相均衡，對電網(wǎng)影響小。相較于常規(guī)工頻硅整流電源，高頻電源具有轉(zhuǎn)換效率高；功率因素大；重量輕；集成性好；二次電壓紋波系數(shù)小等優(yōu)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(jìn)行濃縮并投油輔助燃燒，因而皂化液的煙氣含水量大。當(dāng)粉塵進(jìn)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(wěn)定。

2.3 絕緣子失效

保溫部分采用大保溫箱，設(shè)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(tǒng)投用、聯(lián)動試車、鍋爐低負(fù)荷運行及出現(xiàn)故障時，特別是在系統(tǒng)投用時，為了保護(hù)后段引風(fēng)機而不開啟引風(fēng)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(jìn)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(jìn)入到保溫箱絕緣子內(nèi)，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(jìn)入承壓絕緣子內(nèi)部。兩者混合，牢固地黏在絕緣子內(nèi)表面，而炭黑是導(dǎo)電物質(zhì)，會破壞絕緣子的絕緣性能[3]。當(dāng)電場升壓時，絕緣子表面開始導(dǎo)電，并產(chǎn)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(chǎn)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(xiàn)象更為嚴(yán)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(jīng)收集大量的粉塵，進(jìn)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(jìn)行加熱，保證足夠的時間，將水分烘干。防止因溫度低結(jié)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(jié)構(gòu)，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(yīng)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(xiàn)偏差，沒有達(dá)到精度控制范圍，特別是在清灰頻率最高、振打次數(shù)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(xiàn)絕緣軸損壞、斷裂，造成絕緣失效，電場開路。

3 改進(jìn)措施

3.1 增設(shè)溜灰裝置

在雙列連接槽鋼易搭橋處，巧妙設(shè)計溜灰組件。增設(shè)夾角60°溜灰板，方便堿灰順利進(jìn)入灰斗中。槽鋼內(nèi)設(shè)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(fēng)竄入灰斗，使堿灰回潮結(jié)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(tǒng)進(jìn)行設(shè)定，對電壓電流進(jìn)行雙重限制。當(dāng)電場啟停或出現(xiàn)故障時，煙氣溫度過低，對電壓進(jìn)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(jìn)行現(xiàn)場試驗，調(diào)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(shù)據(jù)，查看除塵效果。

3.3 嚴(yán)格控制啟停，規(guī)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(tǒng)投用或鍋爐出現(xiàn)故障時，嚴(yán)格控制啟停，并規(guī)范除塵器操作規(guī)程，確保規(guī)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(yán)禁100%升壓投入；熱態(tài)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(jié)露受潮；短時間停爐可不停低壓加熱和振打系統(tǒng)。當(dāng)出現(xiàn)輸灰系統(tǒng)堵灰、卸灰不暢或高壓系統(tǒng)升壓異常、頻繁出現(xiàn)大電流跳閘等狀況時，須立即停運電場進(jìn)行檢查。

3.4 設(shè)置堵灰板、更換絕緣軸

在承壓絕緣子底座設(shè)置堵灰板，用聚四氟乙烯板進(jìn)行密封堵灰，防止油污等進(jìn)入絕緣子內(nèi)壁造成絕緣子因污染炸裂。對剛玉絕緣軸進(jìn)行更換，統(tǒng)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(shù)，布設(shè)陰極振打吊梁和振打砧梁，懸吊點與振打點分開，并有效調(diào)整安裝精度，保證絕緣軸長期使用。

4 結(jié)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(xiàn)灰斗積灰、運行不穩(wěn)定、絕緣子失效、除塵效率下降等問題。經(jīng)過上述改進(jìn)，成功解決了皂化廢堿焚燒靜電除塵器運行中出現(xiàn)的問題，除塵器各項指標(biāo)趨于正常，除塵效率達(dá)到設(shè)計指標(biāo)，保證了除塵器的高效穩(wěn)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(yīng)用[J].中國環(huán)保產(chǎn)業(yè)，2012（12）.

[2]李方文，馬凇江.焚燒法處理環(huán)己酮生產(chǎn)中的皂化液[J].環(huán)境污染治理技術(shù)與 設(shè)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(hù)[C]. 第14屆中國電除塵學(xué)術(shù)會議論文集，2011.