電除塵陰極振打絕緣棒改進(jìn)探討

摘要：本文通過國(guó)能神皖馬鞍山發(fā)電有限責(zé)任公司電除塵陰極振打絕緣棒改進(jìn)，分析了絕緣棒擊穿故障特點(diǎn)，以需求為導(dǎo)向、以創(chuàng)新為引領(lǐng)，提出絕緣棒加裝防污傘裙、抑制絕緣棒表面污閃通道形成、提高絕緣棒防污閃能力等解決絕緣棒擊穿問題的方法，以供參考。

關(guān)鍵詞：電除塵絕緣棒；防污閃

DOI：10.12433/zgkjtz.20233145

電除塵陰極電磁振打技術(shù)，由于其先進(jìn)的技術(shù)性能，得到廣泛應(yīng)用。絕緣棒是電除塵陰極振打主要部分，具有隔離高壓電和傳遞振打力作用，電除塵運(yùn)行中絕緣棒擊穿時(shí)有發(fā)生，導(dǎo)致電除塵電場(chǎng)被迫停運(yùn)。本文結(jié)合國(guó)能神皖馬鞍山發(fā)電有限責(zé)任公司#3爐電除塵陰極振打絕緣棒改進(jìn)，以問題為導(dǎo)向，針對(duì)電除塵陰極振打絕緣棒擊穿的故障特點(diǎn)，采取預(yù)防措施，防止絕緣棒表面污閃擊穿，通過借鑒創(chuàng)新、自主研制加裝防污傘裙，可以有效抑制絕緣棒表面污閃通道形成，提高絕緣棒防污閃能力，解決電除塵陰極振打絕緣棒擊穿問題。

一、設(shè)備概述

電除塵頂部電磁振打技術(shù)，由于先進(jìn)的技術(shù)性能和易維護(hù)性，開創(chuàng)了電除塵器領(lǐng)域令人耳目一新的技術(shù)，特別是電除塵頂部電磁振打錐形剛玉絕緣等技術(shù)，使頂部電磁振打電除塵技術(shù)更加成熟，實(shí)現(xiàn)振打力的傳遞是自上而下，符合除塵器清灰對(duì)振打力的需求，可以實(shí)現(xiàn)每個(gè)振打的振打強(qiáng)度、振打頻率和振打順序在一定范圍內(nèi)隨意調(diào)節(jié)，還可實(shí)現(xiàn)斷電振打，更適應(yīng)工況需求。

電除塵陰極電磁振打裝置有振打桿（上、下）、絕緣棒和電磁振打器構(gòu)成。當(dāng)電磁振打器線圈通電時(shí)，線圈周圍產(chǎn)生磁場(chǎng)，振打棒在磁場(chǎng)力作用下被提升，達(dá)到一定高度時(shí)因電磁振打器線圈斷電、磁場(chǎng)消失，振打棒在重力作用下自由下落，撞擊振打桿，由振打桿將振打力傳遞到內(nèi)部陰極系統(tǒng)上，實(shí)現(xiàn)振打清灰的目的。

電除塵陰極振打絕緣棒位于上、下振打桿之間，具有隔離直流高壓電作用，避免上振打桿和振打器帶電，提供安全運(yùn)行環(huán)境，還具有傳遞振打力作用。因此，絕緣棒的質(zhì)量至關(guān)重要。

二、故障調(diào)查

國(guó)能神皖馬鞍山發(fā)電有限責(zé)任公司共有4臺(tái)330MW發(fā)電機(jī)組，#3機(jī)組于2007年投產(chǎn)運(yùn)行，配套安裝2臺(tái)BEL287/2－4型電除塵器，陰極采用頂部電磁振打清灰方式，電磁振打裝置（共96套）設(shè)置在電除塵頂部。由#3爐電除塵電氣故障次數(shù)現(xiàn)狀調(diào)查（如表1、圖1所示）可以看出：2021年下半年，#3爐電除塵電氣故障次數(shù)為12次，陰極振搗絕緣棒擊穿故障次數(shù)達(dá)6次，占電除塵電氣故障次數(shù)的50%，是電除塵電氣故障頻發(fā)的主要原因。

針對(duì)電除塵陰極振打絕緣棒擊穿的故障特點(diǎn)（如圖2所示）可以看出：由于電除塵頂部保溫箱內(nèi)溫度接近于鍋爐排煙溫度（120℃），同時(shí)，相鄰電場(chǎng)存在高壓感應(yīng)靜電，導(dǎo)致電除塵運(yùn)行中無法處理更換，造成電場(chǎng)長(zhǎng)期短路，降低了電除塵設(shè)備可靠性，不能滿足環(huán)保設(shè)備正常投運(yùn)需求。例如，夏季大雨導(dǎo)致#3爐B電除塵右室三、四電場(chǎng)同時(shí)短路跳閘，造成電場(chǎng)長(zhǎng)期故障停運(yùn)，機(jī)組調(diào)停后檢查發(fā)現(xiàn)陰極振打絕緣棒擊穿。

圖2 ? 2021年下半年#3爐電除塵電氣故障氣泡

三、需求分析

通過電除塵陰極振打絕緣棒擊穿故障分析（如圖3所示），絕緣棒為高分子絕緣材料，表面不光滑，存在縫隙和凹槽、吸水性大，水汽易吸附滲入，同時(shí)保溫箱與外部溫差大，內(nèi)部存在結(jié)露現(xiàn)象，導(dǎo)致絕緣棒表面水氣（積水）和灰塵容易附著，降低了絕緣棒表面絕緣水平。絕緣棒安裝于電除塵頂部保溫箱內(nèi)，由于電除塵頂部存在人孔門密封不嚴(yán)、鋼板腐蝕、焊縫裂紋、振打裝置密封皮鼓老化開裂等缺陷，導(dǎo)致臺(tái)風(fēng)暴雨天氣雨水滲漏，形成連續(xù)性閃烙通道。

電除塵陰極振打絕緣棒擊穿故障的癥結(jié)是絕緣棒表面灰水附著，形成污閃通道，導(dǎo)致絕緣水平大大降低，造成絕緣棒表面絕緣擊穿。所以，提高絕緣棒表面防污閃能力尤為必要。

圖3 ? 電除塵陰極振打絕緣棒擊穿故障分析

四、方案策劃

從安全角度出發(fā)，采取防范措施，減少灰水在絕緣棒表面灰水附著，抑制絕緣棒表面污閃通道形成，提高絕緣棒表面防污閃能力是解決電除塵陰極振打絕緣棒擊穿問題的關(guān)鍵。

高壓輸電線路防污絕緣子為電瓷材料，吸水性小，采用雙裙結(jié)構(gòu)，增加了絕緣子沿面放電距離，表面RTV防污閃涂料處理，提高了防污閃能力，適應(yīng)于污染區(qū)域，撐開的雨傘可以將雨水沿坡面疏導(dǎo)流向周邊。通過上述兩個(gè)案例的借鑒，絕緣棒防污閃改進(jìn)方法包括選用電瓷材料、表面RTV防污閃涂料處理、加裝污傘裙。

針對(duì)電除塵陰極振打絕緣棒防污閃改進(jìn)需求，結(jié)合陰極振打絕緣棒在絕緣性能、傳遞振打力、耐高溫等方面的特點(diǎn)和要求，進(jìn)行了絕緣棒防污閃改進(jìn)方案分析（如圖4所示），高分子絕緣材料，表面不光滑，存在縫隙和凹槽、吸水性大，水汽易吸附滲入，在絕緣棒表面形成污閃通道，降低了絕緣棒表面絕緣水平，導(dǎo)致絕緣棒污閃擊穿。選用電瓷材料，表面光滑，吸水性小，水汽不易吸附滲入，表面連續(xù)性積水和灰塵污垢形成困難，提高陰極振打絕緣棒抗污閃擊穿能力，但絕緣棒需要傳遞很大的振打力，電瓷材料會(huì)因振打棒撞擊導(dǎo)致破損，不適合電除塵陰極振打絕緣棒。

圖4 ? 電除塵陰極振打絕緣棒防污閃改進(jìn)方案分析

通過電除塵陰極振打絕緣棒防污閃改進(jìn)方案分析和策劃，確定最佳方案為絕緣棒加裝防污傘裙（如圖5所示），防污傘裙（20）選用聚四氟乙烯材料，具有優(yōu)良的電絕緣性、耐高溫特點(diǎn)，能滿足電除塵保溫箱內(nèi)高溫要求，增加絕緣棒（30）沿面放電距離。防污傘裙形如雨傘，上面設(shè)有15度斜坡面（21），下面外圈設(shè)置防水沿（22），安裝在絕緣棒上部，結(jié)合面密封處理，能有效疏導(dǎo)絕緣棒表面積水和灰塵。防污傘裙過盈裝配，設(shè)置定位臺(tái)階，結(jié)合面粘合處理，能滿足傳遞振打力需求。

圖5 ? 電除塵陰極振打絕緣棒改進(jìn)

五、改進(jìn)實(shí)施

在電除塵陰極電磁振打錐形剛玉絕緣技術(shù)基礎(chǔ)上，以抑制絕緣棒表面污閃發(fā)生，根本解決電除塵陰極振打絕緣棒擊穿問題為目標(biāo)，按照電除塵陰極振打絕緣棒防污閃改進(jìn)最佳方案的技術(shù)路線，結(jié)合5W1H分析法，制定電除塵陰極振打絕緣棒防污閃改進(jìn)對(duì)策表，從材料選擇、傘裙制作、定位組裝等方面，確定電除塵陰極振打絕緣棒防污閃改進(jìn)具體方法，并自主研制防污傘裙，進(jìn)行加裝改進(jìn)。

步驟一：材料選擇。采用φ150聚四氟乙烯圓柱材料加工制作。

步驟二：制作傘裙。研發(fā)制作防污傘裙，傘裙上面設(shè)置15°斜坡，下面外邊設(shè)有防水沿。

步驟三：定位組裝。將絕緣棒上端車削形成2mm定位臺(tái)階，再將防污傘裙壓入絕緣棒上端錐柱底部，采取過盈裝配，結(jié)合面加涂環(huán)氧樹脂粘合。

步驟四：安裝調(diào)試。模擬現(xiàn)場(chǎng)連續(xù)性積水直流耐壓試驗(yàn)，有效疏導(dǎo)上方灰塵、流水在絕緣棒表面附著，絕緣棒沒有發(fā)生表面絕緣閃烙擊穿。

通過電除塵陰極振打絕緣棒防污閃改進(jìn)，實(shí)現(xiàn)了絕緣棒上部積水和灰塵的有效疏導(dǎo)，避免污水附著形成連續(xù)性閃烙通道，增加絕緣棒沿面放電距離，可以提高絕緣棒防污閃能力。經(jīng)過長(zhǎng)周期的運(yùn)行證明，滿足了電除塵保溫箱內(nèi)高溫和傳遞振打力需求，解決電除塵陰極振打絕緣棒擊穿問題。

六、改進(jìn)成效

電除塵陰極振打絕緣棒改進(jìn)后，通過2022年下半年#3爐電除塵電氣故障次數(shù)調(diào)查分析（如表2、圖6所示），#3爐電除塵電氣故障次數(shù)為5次，同比下降了7次，其中電除塵陰極振打絕緣棒擊穿故障次數(shù)已降到0次，徹底解決了電除塵陰極振打絕緣棒擊穿的技術(shù)瓶頸難題，實(shí)現(xiàn)電除塵運(yùn)行中陰極振打絕緣棒“零”擊穿，達(dá)到了改進(jìn)目標(biāo)。

電除塵陰極振打絕緣棒改進(jìn)實(shí)施，從根本上消除了陰極振打絕緣棒擊穿頻發(fā)故障，避免陰極振打絕緣棒擊穿導(dǎo)致電除塵電場(chǎng)長(zhǎng)期停運(yùn)，提高環(huán)保設(shè)備可靠性，確保燃煤電廠煙塵濃度超低排放，降低了電除塵設(shè)備故障修理費(fèi)用，為能源保供和生態(tài)環(huán)境保護(hù)作出了貢獻(xiàn)。

電除塵陰極振打絕緣棒改進(jìn)實(shí)施提升了團(tuán)隊(duì)學(xué)習(xí)和創(chuàng)新能力，具有領(lǐng)銜攻關(guān)、傳承匠心、人才培養(yǎng)的作用。提煉萃取改進(jìn)經(jīng)驗(yàn)形成標(biāo)準(zhǔn)，取得了國(guó)家實(shí)用新型專利證書（第16031335號(hào)），2022年榮獲安徽省電力職工創(chuàng)新一等獎(jiǎng)，進(jìn)一步激發(fā)了職工創(chuàng)新熱情，加快推進(jìn)青年人才培養(yǎng)。

七、結(jié)語

綜上所述，本文探討了電除塵陰極振打絕緣棒改進(jìn)，通過絕緣棒擊穿故障調(diào)查和需求分析，找到絕緣棒擊穿故障的原因，提出電除塵陰極振打絕緣棒加裝防污傘裙的改進(jìn)方法，抑制絕緣棒表面污閃通道形成，提升絕緣棒防污閃能力，從根本上解決了絕緣棒擊穿問題。該改進(jìn)方法具備新穎性和創(chuàng)造性，值得參考和借鑒，同時(shí)希望加強(qiáng)技術(shù)交流，進(jìn)一步解決電除塵設(shè)備技術(shù)難題。

參考文獻(xiàn)

[1]陳琛.電除塵凝聚預(yù)處理技術(shù)對(duì)提釩轉(zhuǎn)爐煙氣除塵超低排放的影響[J].中國(guó)有色冶金，2022，51（06）：91-96.

作者簡(jiǎn)介：李斌（1971），男，安徽省馬鞍山市人，大專，工程師，高級(jí)技師。