不停爐條件下除塵器電場檢修策略研究

李東欽，魯改鳳，劉秀明，李文波，馮 超

（1.大唐三門峽發(fā)電有限責(zé)任公司，河南 三門峽 472143；2.華北水利水電大學(xué)，鄭州 450045）

不停爐條件下除塵器電場檢修策略研究

李東欽1，魯改鳳2，劉秀明1，李文波1，馮 超1

（1.大唐三門峽發(fā)電有限責(zé)任公司，河南 三門峽 472143；2.華北水利水電大學(xué)，鄭州 450045）

隨著國家對燃煤發(fā)電機(jī)組煙塵排放標(biāo)準(zhǔn)的日趨嚴(yán)格，電除塵器各電場的出力情況已成為制約機(jī)組實現(xiàn)煙塵達(dá)標(biāo)排放的關(guān)鍵因素之一。文章介紹了某電廠在#2機(jī)組運(yùn)行中處理電除塵器內(nèi)部電場陰極絕緣擊穿的過程，分析了引起電場運(yùn)行中絕緣擊穿的主要原因，結(jié)合頂部振打除塵器的結(jié)構(gòu)，論證了在不停爐條件下處理電除塵陰極振打錐形絕緣軸擊穿的可行性，根據(jù)除塵器頂部保溫箱的特點制定了具體可行的實施方案，通過在線處理電除塵器故障電場絕緣，取得了良好效果，并提出了在陰極振打絕緣軸上方加裝防水傘裙等防范電場陰極絕緣擊穿再次發(fā)生的預(yù)防措施和優(yōu)化方案。

靜電除塵器；電場；絕緣擊穿；頂部振打絕緣軸；傘裙

依據(jù)河南省相關(guān)文件精神，燃煤火電機(jī)組實現(xiàn)超低排放后，煙塵排放濃度不得高于5mg/Nm3，才能通過環(huán)保部門專項驗收，每年增加年度基礎(chǔ)電量發(fā)電利用時間200小時，上網(wǎng)電價每千瓦時提高1分錢，達(dá)到超低排放標(biāo)準(zhǔn)后，可以取得較大的經(jīng)濟(jì)效益。除塵器出口煙塵排放濃度小于20mg/Nm3是保證煙囪出口小于5mg/Nm3的重要條件。某電廠#2機(jī)組（320MW）配套的雙室四電場臥式布置靜電除塵器，于2016年7月完成了對除塵器電控系統(tǒng)的升級改造，實現(xiàn)了除塵器出口煙塵排放濃度小于20mg/Nm3。

1 故障特征

某電廠#2機(jī)組2016年7月22日并網(wǎng)后，電除塵器運(yùn)行各項參數(shù)正常，煙囪粉塵排放濃度合格。7月30日，三門峽地區(qū)出現(xiàn)極端強(qiáng)對流天氣，#2爐電除塵器一右四二、一左二、二右四一、二右四二四個電場陸續(xù)出現(xiàn)閃絡(luò)報警并退出運(yùn)行，測量電場絕緣為零，初步判斷是電場短路。為確保煙塵達(dá)標(biāo)排放，機(jī)組被迫限負(fù)荷運(yùn)行在250MW以下，改造后環(huán)保驗收和迎峰度夏搶發(fā)電量工作受到嚴(yán)重影響，機(jī)組運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性和安全性大大降低。

2 故障原因分析

（1）電除塵器保溫箱內(nèi)振打桿套筒處的保溫層缺失，致使該處與外界直接接觸。除塵器正常運(yùn)行時，在電場內(nèi)部高達(dá)140℃的煙溫和保溫箱電加熱的共同作用下，保溫箱的整體溫度基本控制在100℃～130℃范圍內(nèi)，這樣即使在引風(fēng)機(jī)負(fù)壓作用下，有少量水分或含水量較高的空氣從除塵器頂部人孔門、花紋板焊縫、陰陽極振打傳力棒密封間隙等部位進(jìn)來，在高溫的作用下，水可以被快速汽化，從而保障了保溫箱內(nèi)絕緣軸周圍在相對較低的濕度范圍內(nèi)。

（2）如遇強(qiáng)降雨、暴風(fēng)雪等惡劣天氣造成環(huán)境溫度驟降，空氣濕度大幅抬高，將造成除塵器頂部保溫箱內(nèi)潮濕熱空氣在保溫缺失部位凝露形成水珠，水珠累積到一定量后，將匯聚在一起沿陰極振打上下砧頭、振打絕緣棒等部位形成水流流下。除塵器內(nèi)部環(huán)境中形成的水滴含有大量酸性物質(zhì)，如果此時進(jìn)行電除塵升壓試驗或電場運(yùn)行，將造成電場陰極對電除塵上砧頭等接地部位放電，嚴(yán)重灼傷陰極振打絕緣棒，導(dǎo)致絕緣棒絕緣材料炭化直至貫穿性擊穿。如圖1。

圖1 陰極絕緣軸過水痕跡及絕緣灼傷

（3）查閱#2爐電除塵器最近一年的檢修臺賬及檢修記錄，電除塵器檢修結(jié)束，押票送電做#2爐電除塵器升壓試驗期間，先后發(fā)現(xiàn)14處電場二次電壓升不起來，電場絕緣為零的現(xiàn)象，經(jīng)對電除塵器保溫箱內(nèi)部檢查，發(fā)現(xiàn)10根陰極錐形絕緣軸存在貫穿性擊穿的問題。之后在同類型的#1爐電除塵器保溫箱內(nèi)排查，也發(fā)現(xiàn)4根陰極絕緣軸有貫穿性擊穿。

通過對已停運(yùn)的#1爐電除塵器二右四一電場短路現(xiàn)象進(jìn)行比較，而且#2爐電除塵故障電場退出時間恰逢強(qiáng)降雨后，基本可以斷定#2爐四個電場退出運(yùn)行是由于電除塵器頂部保溫箱內(nèi)陰極絕緣軸貫穿性擊穿所致。

3 故障處理策略與實施

3.1 電廠絕緣處理的風(fēng)險及防范措施

停運(yùn)單側(cè)除塵器（以#2爐#1除塵器為例）進(jìn)行處理可行性分析。停運(yùn)#1除塵器進(jìn)行電場絕緣處理的風(fēng)險主要集中在鍋爐滅火、環(huán)保排放指數(shù)超標(biāo)、高溫燙傷、人員觸電等，可采取以下措施進(jìn)行防范。

（1）停運(yùn)單側(cè)除塵器必須同時停運(yùn)單側(cè)引風(fēng)機(jī)、送風(fēng)機(jī)，降低一次風(fēng)機(jī)出力。因此單側(cè)引風(fēng)機(jī)停運(yùn)前試投油槍、B磨小油槍正常負(fù)荷維持160MW左右，退出“風(fēng)量小于30%”“RB”保護(hù)；提前調(diào)整#2爐煤質(zhì)，確保燃煤收到基揮發(fā)分不小于22%，硫分不大于1%；單側(cè)引風(fēng)機(jī)停運(yùn)、啟動時，做好運(yùn)行分工調(diào)整，保證爐壓、燃燒穩(wěn)定；單側(cè)引風(fēng)機(jī)停運(yùn)后降低同側(cè)一次風(fēng)機(jī)出力，維持磨煤機(jī)出口溫度正常；做好空預(yù)器跳閘、風(fēng)機(jī)全停鍋爐MFT事故預(yù)想；在單側(cè)引風(fēng)機(jī)、送風(fēng)機(jī)停運(yùn)后，每小時運(yùn)行人員、點檢人員對運(yùn)行風(fēng)機(jī)進(jìn)行一次特巡，并加強(qiáng)運(yùn)行風(fēng)機(jī)參數(shù)及空預(yù)器電流、排煙溫度的監(jiān)視工作，出現(xiàn)異常及時采取措施，通知檢修人員停止工作，啟動停運(yùn)側(cè)引、送風(fēng)機(jī)。

（2）打開#1除塵器頂部保溫箱四個人孔門，并架設(shè)通風(fēng)機(jī)向內(nèi)強(qiáng)制通風(fēng)，加速保溫箱內(nèi)部空氣流動，通風(fēng)期間將兩臺軸流風(fēng)機(jī)對角放置，提高通風(fēng)效率。用測溫儀測量保溫箱內(nèi)初始溫度，檢修人員待保溫箱內(nèi)部降至80℃以下方可進(jìn)入作業(yè)，處理過程中檢修人員必須穿戴防護(hù)用品；查找故障點時要注意腳下，防止被角鐵、測溫線、電場電源引線等障礙物絆倒；查找時間應(yīng)不超過10min，避免檢修人員出現(xiàn)中暑甚至窒息等情況。

（3）停運(yùn)#1除塵器全部電場，斷開電源開關(guān)，合上電場接地刀閘和脈沖變接地刀閘；停運(yùn)#1除塵器振打，斷開振打電源開關(guān)；停運(yùn)#1除塵器保溫箱電加熱，斷開電加熱電源開關(guān)；設(shè)置隔離區(qū)，將運(yùn)行除塵器與檢修除塵器進(jìn)行物理隔離，防止檢修人員走錯間隔。

（4）保溫箱內(nèi)環(huán)境溫度降至80℃以下后，進(jìn)行除塵器保溫箱內(nèi)部氣體濃度測試，確認(rèn)氧氣、一氧化碳、二氧化硫、硫化氫等氣體含量在合格范圍內(nèi)；擬進(jìn)入除塵器本體的檢修人員要補(bǔ)充水分，正確穿戴隔熱服，系好安全繩，并約定進(jìn)入除塵器后前進(jìn)、后退、報警等互唱信號（如圖2）。進(jìn)入除塵器作業(yè)的人員應(yīng)為兩人，一人作業(yè)，一人監(jiān)護(hù)，不宜超過兩人。檢修過程中加強(qiáng)監(jiān)護(hù)，出現(xiàn)人員中暑等不適狀況后應(yīng)及時撤離檢修作業(yè)區(qū)域。

圖2 落實防護(hù)措施

3.2 故障位置的查找與確認(rèn)

（1）根據(jù)除塵器電場絕緣電阻測試情況，預(yù)判可能擊穿的區(qū)域，檢修人員緩慢進(jìn)入除塵器內(nèi)部，在人孔門處稍作停留，待適應(yīng)除塵器內(nèi)部環(huán)境，確認(rèn)無不適反應(yīng)后，持防爆手電進(jìn)入故障區(qū)域進(jìn)行故障點查找與確認(rèn)。

（2）用手電查看故障電場各陰極振打裝置是否存在水流痕跡，對存在水流痕跡的絕緣軸進(jìn)一步確認(rèn)有無貫穿型絕緣擊穿、炭化，并對發(fā)現(xiàn)的故障絕緣軸進(jìn)行逐一標(biāo)記。

（3）用三棱刮刀將故障絕緣軸炭化層全部刮掉，保溫箱內(nèi)部人員撤出后，進(jìn)行故障電場絕緣測試，電場絕緣應(yīng)有明顯增長，且不小于歷史值的1/3，否則應(yīng)繼續(xù)排查其他絕緣棒的絕緣情況。

3.3 故障絕緣軸絕緣處理

（1）將環(huán)氧樹脂與固化劑按比例進(jìn)行混合，黏度以用毛刷蘸起后不滴流為宜。如果環(huán)氧樹脂過于黏稠，用丙酮進(jìn)行稀釋，反之，則適當(dāng)靜置幾分鐘后再使用，確保環(huán)氧樹脂刷上后能粘黏在絕緣軸上。

（2）確認(rèn)電場絕緣恢復(fù)正常后，作業(yè)人員攜帶抹布、毛刷、環(huán)氧樹脂、丙酮進(jìn)入除塵器保溫箱，先用抹布蘸丙酮對絕緣棒炭化擊穿后處理區(qū)域進(jìn)行清洗，保證絕緣棒受損區(qū)域的炭化物質(zhì)全部清理干凈。

（3）用干凈毛刷蘸環(huán)氧樹脂膠刷絕緣棒受損區(qū)域，從上到下輕輕刷涂，采用少量多層反復(fù)涂刷的原則，保證環(huán)氧樹脂層的厚度在3mm以上，盡量將絕緣軸受損區(qū)域全部用環(huán)氧樹脂填平。

（4）將附著在絕緣棒、懸吊瓷瓶等區(qū)域的雜物清理干凈，防止異物造成電場二次接地，將所有工器具、材料清點完畢，作業(yè)人員撤出除塵器保溫箱。撤走除塵器保溫箱人孔門冷卻風(fēng)機(jī)，封閉保溫箱人孔門蓋板。聯(lián)系運(yùn)行人員將除塵器、風(fēng)機(jī)、空預(yù)器等運(yùn)行方式倒正。

3.4 絕緣處理效果確認(rèn)

（1）保溫箱內(nèi)環(huán)境溫度在100℃～130℃之間，環(huán)氧樹脂固化時間約需2小時，因此，待環(huán)氧樹脂固化4小時后，投運(yùn)原故障電場較為適宜。

（2）投運(yùn)修復(fù)電場前對電場絕緣再次測量，絕緣值應(yīng)不小于環(huán)氧樹脂刷涂前絕緣，投運(yùn)時應(yīng)緩慢升壓，觀察電場是否存在閃絡(luò)、擊穿等。

4 防止類似問題重復(fù)發(fā)生的措施

4.1 在振打絕緣軸上方加裝防水防塵罩

絕緣軸擊穿的主要原因是水流沿絕緣棒流下，沿面放電將絕緣棒灼傷，進(jìn)而形成貫穿性擊穿。在絕緣軸上側(cè)砧頭部位加裝防水罩，直接將水流引走，可以有效解決絕緣軸擊穿損壞問題。

4.2 堅持電除塵內(nèi)部漏雨情況雨停后必查

雨后及雪后重點檢查電除塵保溫箱頂部滲水情況，對出現(xiàn)滲水的焊縫、銹蝕或存在砂眼的振打套筒及時進(jìn)行修補(bǔ)或更換。

4.3 補(bǔ)齊電除塵保溫箱內(nèi)缺失的保溫層

電除塵器保溫箱內(nèi)振打桿套筒處，保溫層缺失，致使該處與外界接觸面積太大，潮濕熱空氣遇冷后極易凝露，水珠匯聚后落下影響電場絕緣。

4.4 調(diào)整或更換振打裝置穿越保溫箱殼體處密封墊

如果該處密封墊老化或安裝工藝不對，會導(dǎo)致密封不嚴(yán)，雨水和潮濕空氣將經(jīng)過密封熱間隙進(jìn)入電除塵器保溫箱，升高保溫箱內(nèi)空氣濕度。

5 結(jié)語

2016年8 月，三門峽電廠#2爐電除塵故障電場絕緣擊穿在線處理后，電場出力迅速恢復(fù)到了設(shè)計水平，250MW負(fù)荷下除塵器出口煙塵排放濃度由故障前的32mg/Nm3降至16mg/Nm3，經(jīng)受了#2爐超低排放改造后環(huán)保驗收和迎峰度夏帶320MW滿負(fù)荷的考驗，達(dá)到了預(yù)期效果。靜電除塵器陰極振打絕緣軸擊穿在線處理技術(shù)，安全可控，檢修成本低，處理后運(yùn)行安全可靠，可廣泛應(yīng)用于火力發(fā)電廠高壓靜電除塵器陰極頂部電磁振打方式的絕緣擊穿在線處理，具有良好的經(jīng)濟(jì)、環(huán)保和社會效益，值得推廣。

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Study on Maintenance Strategy of Electrostatic Precipitator Electric Field Based on Boiler in Operation

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X701

A

1006-5377（2017）03-0044-03