蜂窩式電捕焦油器常見故障分析及解決措施

周慶鑫，呂明，王曉楠，姜宇

（鞍鋼化學(xué)科技有限公司，遼寧 鞍山 114021）

鞍鋼化學(xué)科技有限公司一回收作業(yè)區(qū)現(xiàn)采用蜂窩式電捕焦油器處理煤氣中夾帶的焦油。正常生產(chǎn)狀態(tài)下，3臺(tái)電捕焦油器同時(shí)在線運(yùn)行，煤氣處理量為10萬m/h。焦?fàn)t中的荒煤氣經(jīng)過橫管初冷器降溫后，進(jìn)入電捕焦油器，煤氣中夾帶的焦油霧被除去后，再經(jīng)由鼓風(fēng)機(jī)加壓送往脫硫工序。一旦電捕焦油器出現(xiàn)故障，則會(huì)造成煤氣中摻雜的焦油過多，進(jìn)入脫硫塔導(dǎo)致催化劑中毒，影響脫硫煤氣指標(biāo)；進(jìn)入飽和器造成酸焦油增多，影響硫銨顏色；進(jìn)入洗苯塔內(nèi)，使洗油質(zhì)量變壞，影響粗苯的回收。因此，電捕焦油器的高效運(yùn)行對(duì)保障生產(chǎn)穩(wěn)定具有重要意義。本文對(duì)蜂窩式電捕焦油器常見故障進(jìn)行了分析，并提出了故障解決和日常維護(hù)措施，實(shí)施后效果良好。

1 結(jié)構(gòu)和運(yùn)行原理

1.1 結(jié)構(gòu)

電捕焦油器結(jié)構(gòu)如圖1所示，它主要由筒體、沉淀極、電暈極和電氣絕緣箱四大部分組成：

圖1 電捕焦油器結(jié)構(gòu)圖Fig.1 Structure Diagram of Electric Tar Precipitator

（1）筒體。筒體作為電捕焦油器的主體框架，呈圓筒形，帶有頂部、中部和下部3個(gè)人孔，側(cè)壁上部設(shè)有煤氣出口管，下部設(shè)有煤氣入口管，并配套放散管、排液管、清掃管等附屬管道。

（2）沉淀極。沉淀極采用厚度為3 mm的不銹鋼板制作而成，在筒體內(nèi)部呈蜂窩狀的正六邊形排列，即中間的正六邊形的六條邊分別被包圍它的六個(gè)正六邊形所共用。

（3）電暈極。電暈極位于沉淀極中心，偏心度為±5 mm，直徑為 2.5 mm，材質(zhì)為不銹鋼絲。 電暈極一端安裝固定于上吊架，另一端穿過下吊架的導(dǎo)向環(huán)與吊錘相連，其依靠吊錘的重力保持垂直，并通過導(dǎo)向環(huán)確保不會(huì)在煤氣氣流的作用下發(fā)生擺動(dòng)。上吊架由4根拉桿通過掛鉤懸掛在電氣絕緣箱內(nèi)的絕緣瓷瓶拉桿上，下吊架由4根拉桿與上吊架固定，上下吊架平衡度均可調(diào)節(jié)。

（4）電氣絕緣箱。電氣絕緣箱共計(jì)4個(gè)，設(shè)置在筒體頂部，具體可分為3個(gè)絕緣箱和1個(gè)饋電箱。它們是用于懸吊電暈極吊架的圓形箱體，每個(gè)電氣絕緣箱均由高壓絕緣瓷瓶、箱體、蒸汽夾汽套組成，其中高壓絕緣瓷瓶和箱體之間注滿25 kV變壓器油。

1.2 運(yùn)行原理

在金屬導(dǎo)線與金屬蜂窩之間施加40～60 kV的高壓直流電，產(chǎn)生足以維持氣體產(chǎn)生電離的電場，使陰陽極之間形成電暈區(qū)。當(dāng)含焦油霧滴等雜質(zhì)的煤氣從電捕焦油器的下部進(jìn)入并通過電暈區(qū)時(shí)，吸附了負(fù)離子和電子的雜質(zhì)會(huì)在電場庫侖力的作用下，移動(dòng)到沉淀極后釋放出所帶電荷，并吸附于沉淀極上，從而達(dá)到凈化氣體的目的。當(dāng)吸附于沉淀極上的雜質(zhì)量增加到大于其附著力時(shí)，在重力的作用下會(huì)自動(dòng)向下流淌，從電捕焦油器底部的排液管排出，凈化后的氣體則從電捕焦油器的上部離開并經(jīng)由鼓風(fēng)機(jī)送往脫硫工序。

2 常見故障分析及解決措施

2.1 電捕焦油器過流保護(hù)動(dòng)作

發(fā)生電捕焦油器過流保護(hù)動(dòng)作時(shí)，首先要對(duì)電捕焦油器的供電電纜進(jìn)行絕緣測試，如果電纜絕緣低，則存在兩種情況：一是電纜表皮被外力破壞造成接地，需找到電纜破損位置，并制作電纜接頭以修復(fù)破損；二是電纜老化，需整體更換電纜。若排除了上述原因，則電捕焦油器過流保護(hù)動(dòng)作只能是電暈極與筒體、沉淀極或者絕緣箱箱體之中的某個(gè)或多個(gè)放電而造成的，具體原因分析及解決措施如下：

（1）電氣絕緣箱的蒸汽夾汽套內(nèi)漏。一旦電氣絕緣箱的蒸汽夾汽套內(nèi)漏，蒸汽就會(huì)泄漏至電捕焦油器內(nèi)部，導(dǎo)致高壓瓷瓶對(duì)筒體放電，發(fā)生電捕焦油器過流保護(hù)動(dòng)作，同時(shí)造成瓷瓶炸裂。因此，如果發(fā)生電捕焦油器過流保護(hù)動(dòng)作，首先就要判斷是否是由于此原因造成的。解決措施為，打開四個(gè)電氣絕緣箱的手孔，夾汽套內(nèi)通入蒸汽，如果從手孔內(nèi)有蒸汽冒出，則證明該電氣絕緣箱內(nèi)漏，更換相應(yīng)的電氣絕緣箱即可。

（2）高壓絕緣瓷瓶下半部分掛焦油。高壓絕緣瓷瓶下半部分是伸入筒體內(nèi)部直接與煤氣接觸的，雖然有氮?dú)獗Ｗo(hù)，但是電捕焦油器長期運(yùn)行之后，瓷瓶表面依然會(huì)吸附少量焦油，當(dāng)累積到一定程度后，絕緣瓷瓶就會(huì)通過瓷瓶表面的焦油與筒體之間放電，發(fā)生電捕焦油器過流保護(hù)動(dòng)作。解決措施為，打開電氣絕緣箱的手孔，用浸了脫脂劑（如四氯化碳）的紗布將絕緣瓷瓶下部表面清理干凈并恢復(fù)手孔。

（3）高壓絕緣瓷瓶下半部分炸裂。隨著瓷瓶上吸附焦油量的不斷增加，絕緣性能會(huì)出現(xiàn)一定程度的下降，進(jìn)而出現(xiàn)“爬電”現(xiàn)象，當(dāng)放電周期達(dá)到3.5 h以上，則會(huì)造成瓷瓶炸裂。另外，電捕采用蒸汽清掃后未吹掃干凈，瓷瓶表面帶水，送電之后放電擊穿絕緣，也會(huì)造成瓷瓶炸裂。瓷瓶炸裂后會(huì)失去絕緣作用，發(fā)生電捕焦油器過流保護(hù)動(dòng)作。解決措施為更換炸裂的高壓絕緣瓷瓶。

（4）電氣絕緣箱內(nèi)的絕緣油流失。高壓絕緣瓷瓶上半部分是浸泡在絕緣油內(nèi)的。絕緣瓷瓶與絕緣箱箱體之間的密封墊老化會(huì)導(dǎo)致絕緣油漏光、煤氣進(jìn)入絕緣箱的上腔體內(nèi)，進(jìn)而造成瓷瓶與絕緣箱箱體之間放電，發(fā)生電捕焦油器過流保護(hù)動(dòng)作。解決措施為，打開電氣絕緣箱上蓋，檢查各絕緣箱內(nèi)的絕緣油，如果油位降低、顏色混濁，則證明該絕緣瓷瓶墊片老化；然后檢查絕緣瓷瓶有無炸裂現(xiàn)象，有則更換絕緣瓷瓶，無則將該瓷瓶表面清理干凈并更換耐油膠墊，重新填裝絕緣油，封好上蓋。

（5）電暈極下端的吊錘脫落。由于失去吊錘作用，電暈極與沉淀極無法保持平行狀態(tài)，電暈極與沉淀極在電場作用下會(huì)發(fā)生碰觸，發(fā)生電捕焦油器過流保護(hù)動(dòng)作。解決措施為，按流程辦理受限空間作業(yè)手續(xù)后，從中部人孔進(jìn)入電捕焦油器內(nèi)部，確認(rèn)脫落吊錘的數(shù)量與位置，然后按照檢修流程更換電暈極，并重新綁好吊錘。

（6）兩個(gè)相鄰的絕緣箱與上吊架之間的拉桿脫落。由于長時(shí)間重力作用，絕緣瓷瓶的吊鉤或者上吊架的拉桿掛鉤被抻直，造成上吊架直接搭在蜂窩狀的沉淀極上，電暈極與沉淀極之間放電，發(fā)生電捕焦油器過流保護(hù)動(dòng)作。解決措施為，在絕緣箱瓷瓶的吊鉤或者上吊架的拉桿掛鉤背部焊接加強(qiáng)筋，并重新將二者掛回原來位置。

（7）吊錘與下吊架的導(dǎo)向環(huán)被焦油渣卡滯在一起，吊錘的重力無法作用在電暈極上。在日常生產(chǎn)過程中，還可能遇到空載的狀態(tài)下電捕焦油器絕緣良好，通煤氣后發(fā)生電捕焦油器過流保護(hù)動(dòng)作的情況。這是由于當(dāng)?shù)蹂N與下吊架導(dǎo)向環(huán)之間的空隙被焦油渣黏住后，空載時(shí)電暈極鋼絲兩端被固定，不與沉淀極接觸，一切狀態(tài)均顯示正常；通煤氣后，由于失去吊錘作用，在煤氣氣流的作用下，電極線在蜂窩內(nèi)擺動(dòng)，導(dǎo)致電暈極與沉淀極發(fā)生碰觸，發(fā)生電捕焦油器過流保護(hù)動(dòng)作。解決措施為按流程辦理受限空間手續(xù)后，從頂部人孔進(jìn)入電捕焦油器內(nèi)部，站在電暈極的上吊架上，用手逐個(gè)拉動(dòng)電暈極的鋼絲，如果發(fā)現(xiàn)哪個(gè)蜂窩內(nèi)的鋼絲可以被輕易拉動(dòng)，則從中部人孔進(jìn)入電捕焦油器的內(nèi)部，將該鋼絲下端的吊錘與下吊架導(dǎo)向環(huán)之間的焦油渣等雜質(zhì)清理干凈，確保吊錘連帶鋼絲可以在導(dǎo)向環(huán)內(nèi)自由活動(dòng)。

2.2 電捕焦油器過壓保護(hù)動(dòng)作

電捕焦油器過壓保護(hù)動(dòng)作必然是變壓器二次回路開路造成的，具體情況可以分為以下兩種：

（1）饋電箱絕緣瓷瓶與上吊架之間的拉桿脫落。饋電箱絕緣瓷瓶掛鉤與電捕焦油器筒體之間的電阻趨近于無窮大，饋電箱絕緣瓷瓶與上吊架之間的拉桿脫落后，相當(dāng)于變壓器二次回路形成開路，必然會(huì)發(fā)生電捕焦油器過壓保護(hù)動(dòng)作。解決措施為，在饋電箱瓷瓶的吊鉤或者上吊架的拉桿掛鉤背部焊接加強(qiáng)筋并重新將二者掛回原來位置。

（2）電捕焦油器供電電纜斷裂且未造成接地。電捕焦油器供電電纜斷裂相當(dāng)于變壓器二次回路形成開路，必然會(huì)造成電捕焦油器過壓保護(hù)動(dòng)作。解決措施為，如果電纜被外力砸斷，則制作電纜接頭以修復(fù)電纜；否則，更換電纜。

3 日常維護(hù)措施

3.1 定期清掃

電捕焦油器應(yīng)每運(yùn)行3個(gè)月停機(jī)清掃一次。打開電氣絕緣箱的手孔，用紗布浸脫脂劑將絕緣瓷瓶下部表面清理干凈并恢復(fù)手孔，然后用蒸汽清掃電捕焦油器本體，待工藝水封內(nèi)排出的水變得清澈后，停止蒸汽清掃。為了有效避免絕緣瓷瓶下半部分炸裂，清掃后不要立即送電，先讓電捕焦油器空走煤氣2 h，以確保其筒體內(nèi)部的水汽被全部趕凈。

3.2 定期檢查

電捕焦油器應(yīng)每運(yùn)行兩個(gè)月停機(jī)檢查一次。打開電氣絕緣箱的上蓋，檢查電氣絕緣箱內(nèi)的絕緣油，如果顏色混濁或油位降幅大于20 cm，則應(yīng)立即更換該絕緣箱內(nèi)絕緣瓷瓶的墊片；如果油位稍微降低，則將絕緣油補(bǔ)滿后可以繼續(xù)運(yùn)行，并根據(jù)油位降低的幅度，每增加5 cm相應(yīng)的縮短檢查周期半個(gè)月，直至更換該絕緣箱內(nèi)絕緣瓷瓶的墊片為止。

4 運(yùn)行效果

采取上述措施前后電捕焦油器生產(chǎn)運(yùn)行指標(biāo)如表1所示。由表1可以看出，電捕焦油器檢修周期延長了15個(gè)月，檢修效率提高了40%，脫硫煤氣硫化氫含量降低了5～7 mg/m，硫銨顏色有所改善。

表1 電捕焦油器生產(chǎn)運(yùn)行指標(biāo)Table 1 Operation Indexes of Electric Tar Precipitator in Production

5 結(jié)語

蜂窩式電捕焦油器對(duì)于焦化回收系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行有至關(guān)重要的作用。通過分析電捕焦油器過流保護(hù)動(dòng)作和過壓保護(hù)動(dòng)作產(chǎn)生的原因，得出了相應(yīng)解決措施；同時(shí)提出采取定期清掃和定期檢查的日常維護(hù)措施。鞍鋼化學(xué)科技有限公司在加強(qiáng)電捕焦油器日常維護(hù)的基礎(chǔ)上，準(zhǔn)確判斷故障原因并解決，將檢修周期由原來的3個(gè)月延長為18個(gè)月，提高了檢修效率，降低了脫硫煤氣硫化氫含量，改善了硫銨顏色，對(duì)于提高類似電捕焦油器的運(yùn)行穩(wěn)定性具有借鑒意義，值得推廣和應(yīng)用。