濕電除塵器故障分析與處理方法探析

代小兵

(中鹽內(nèi)蒙古化工股份有限公司,內(nèi)蒙古 阿拉善 750336)

在各類環(huán)保設(shè)備中,電除塵器能將作用力施至塵粒上,使塵粒與煙氣流進(jìn)行分離脫離,凈化效率高,濕電除塵器利用此特點(diǎn),在超低排放的要求下,濕電除塵器得到廣泛的應(yīng)用。

1 電除塵器的組成及除塵原理

電除塵器由控制系統(tǒng)與本體除塵系統(tǒng)組成,控制系統(tǒng)主要是高壓直流電源。目前用于靜電沉積的高壓直流電源主要有2種:一種是可控硅移相控制的高壓直流電源,簡稱可控硅電源,屬于電壓源;另一種是恒流高壓直流電源,簡稱恒流源,輸入三相交流電,經(jīng)過整流變?yōu)楣ゎl恒壓電源,再經(jīng)過逆變器逆變成為高頻交流電源,通過恒流組件進(jìn)行V/I轉(zhuǎn)換報高頻電壓源轉(zhuǎn)換成近似正弦的高頻交流電源,在經(jīng)升壓變壓器將高頻交流電源轉(zhuǎn)化為高頻高壓交流電源,最后整流輸出高頻恒流高壓直流電向沉積電場供電。

電除塵器內(nèi)部等效于一個密閉容器,由于向沉積電場供電的是高壓直流電源,所以電除塵器本體內(nèi)部分為陰、陽極(亦可稱作正、負(fù)極)。以除塵器沉塵電極板與本體外殼部分作為陽極(實(shí)際上極板不帶電,因?yàn)殡娏魈貏e小,通過接地釋放出去,只是對外顯示正極性),陽極部分與大地相連接:以除塵器放電電極(極絲)為陰極,通過高壓發(fā)生器對陰極加載高等級電壓,由于正、負(fù)極兩者面積極不平衡,且間距不會產(chǎn)生火花放電,負(fù)極電暈放電導(dǎo)致極絲周圍空氣電離成負(fù)離子,粉塵沖擊過來之后被離子捕捉(靜電除塵原理:灰塵是物質(zhì),遇到帶電離子被靜電吸附)顯示帶電性,稱為粉塵荷電,再根據(jù)異性相吸的原理,使粉塵荷電往極板上吸附,此時正、負(fù)離子中和,粉塵不顯示帶電性,用沖洗水沖洗即可。

2 濕電除塵器介紹

熱電廠二車間采取濕式電除塵器,濕式電除塵器由本體、沖洗水系統(tǒng)、熱風(fēng)吹掃系統(tǒng)及電氣系統(tǒng)等組成。本體部分從結(jié)構(gòu)上可劃分為陰陽極系統(tǒng)、外殼、噴淋系統(tǒng)和接地等。陽極系統(tǒng)采用立式、管式正六邊形結(jié)構(gòu),六邊形內(nèi)切圓直徑要求為330 mm/360 mm,有效長度為≤6 m,蜂窩式布置,模塊化設(shè)計,陽極需采用導(dǎo)電性好、阻燃性好、耐腐蝕、耐磨FRP材質(zhì)。所有陽極板和陰極線框架均沿垂直安裝,具有防止擺動的措施,陰極線采用2205魚骨針刺線材質(zhì)。陰極在直流高壓的作用下,將放電針周圍的煙氣進(jìn)行電離,使煙氣中粉塵、霧滴及SO3等氣溶膠微粒表面荷電,荷電的顆粒在電場力的作用下向收塵極運(yùn)動,并附著在收塵極上,通過沖洗水從積塵板頂端流下,在積塵板表面形成一層均勻的水膜,將板上的顆粒和酸性液體帶走,使出口的要求顆粒物小于10 mg/m3。

3 濕電除塵器故障及處理方法

現(xiàn)針對濕電除塵器在運(yùn)行過程中出現(xiàn)的一些故障及處理方法進(jìn)行闡述。

3.1 閃絡(luò)放電

電除塵器是靠高壓電暈放電達(dá)到電離吸附的目的,禁止火花放電,火花放電次數(shù)少對生產(chǎn)并沒有較大影響,但凡頻繁閃絡(luò)放電就會直接影響除塵效果,所以判斷頻繁閃爍放電的原因至關(guān)重要。閃絡(luò)放電的原因大致有以下幾種:

本體瓷瓶原因。瓷瓶分為隔離開關(guān)柜內(nèi)瓷瓶、支撐瓷瓶。支撐瓷瓶是電源與本體陰極線連接的通道,若保溫桶內(nèi)部加熱效果不明顯,除塵器長時間運(yùn)行瓷瓶內(nèi)壁因受潮就會吸附較多顆粒物,隨著顆粒物越積越厚,相應(yīng)陽極與下部瓷瓶陰極之間的間隙就會縮小,由于附著在瓷瓶內(nèi)壁顆粒物呈不規(guī)則的尖端狀,若此尖端狀與陰極之間的間隙縮小到放電間距時,在高壓狀態(tài)下將會發(fā)生火花放電。二次電壓瞬間下降,待閃絡(luò)放電結(jié)束后又恢復(fù)正常電壓設(shè)定值,電壓越高閃絡(luò)放電將較明顯,周而復(fù)始,影響脫硫除塵效果,致使煙塵不能按環(huán)保要求達(dá)標(biāo)排放。

極線與陽極筒內(nèi)積塵過多。干式電除塵器與濕式電除塵器的區(qū)別:干式電除塵器通過陰陽極振打使灰塵降落到灰斗中,濕式電除塵器是通過沖洗水噴灑將煙氣中顆粒物沖刷至塔內(nèi)。隨著濕式電除塵器運(yùn)行時間過長,附著在陰陽極筒內(nèi)顆粒物不易被沖刷,日積月累造成極間距縮小,最終導(dǎo)致火花放電。

陽極筒與陰極線間距短。陰極線呈U字型懸掛至陰極橫梁上,長時間受氣流流動發(fā)生輕微的位移,使陰極線與陽極之間的間距不足,從而導(dǎo)致閃絡(luò)放電,閃絡(luò)放電頻次高應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注,必要時停止運(yùn)行,防止放電頻繁引發(fā)內(nèi)部玻璃鋼易燃隱患。

3.2 濕電除塵器二次電壓為零

(1)濕電除塵器運(yùn)行至2018-11,陰極線與陽極筒間斷出現(xiàn)搭接短路現(xiàn)象,造成二次電壓為零。由于陰極線是呈U型懸掛在陰極橫梁處,接觸面積為1/3,使接觸電阻增大,長時間在煙氣中與橫梁的接觸面發(fā)熱而產(chǎn)生電暈腐蝕,導(dǎo)致陰極線與橫梁接觸部位發(fā)生銹蝕斷裂現(xiàn)象,給安全環(huán)保、連續(xù)穩(wěn)定生產(chǎn)帶來諸多安全隱患。

(2)濕電除塵器內(nèi)部陰極線下部采用重錘進(jìn)行吊掛,重錘的帽蓋螺栓在2017年安裝初期采用M6*10普通碳鋼螺栓,濕電運(yùn)行至2018-11由于重錘螺栓腐蝕重錘跌落,導(dǎo)致陰極線與陽極筒搭接短路,二次電壓為零,濕電除塵器退出運(yùn)行,鍋爐降負(fù)荷運(yùn)行。利用檢修期間對304根陰極重錘帽蓋螺栓,全部更換為316不銹鋼M6*10螺栓,從而延長了陰極線重錘的使用周期。

(3)濕電除塵器檢修過程中運(yùn)行崗位人員對內(nèi)部陰陽極筒進(jìn)行沖洗作業(yè),熱吹風(fēng)中加熱器管路部分損壞,濕煙氣竄入絕緣子室并在絕緣子表面結(jié)露,導(dǎo)致瓷瓶的絕緣性能降低,遙測濕電除塵內(nèi)部電場絕緣強(qiáng)度不夠,導(dǎo)致開啟過程中二次電壓未能正常進(jìn)行升壓。

3.3 IGBT告警保護(hù)停運(yùn)

(1)濕電除塵運(yùn)行至2020-08高頻恒流柜送風(fēng)風(fēng)扇故障突然停止運(yùn)轉(zhuǎn),柜內(nèi)元器件無法進(jìn)行換熱,導(dǎo)致IGBT驅(qū)動板板溫度超過100 ℃,此時驅(qū)動隔離板輸出故障信號,高頻恒流柜告警動作于保護(hù)跳閘,濕電除塵煙塵超瞬時值10 mg/m3,鍋爐緊急采取降負(fù)荷措施,電氣專業(yè)利用濕電沖洗的時間將高頻恒流源停電進(jìn)行進(jìn)行更換,更換風(fēng)扇重啟后恢復(fù)正常。

4 濕式電除塵器故障處理方法

(1)濕電除塵在運(yùn)行期間出現(xiàn)閃絡(luò)放電,首先要求運(yùn)行崗位人員對濕電電流給定值及時做出相應(yīng)的調(diào)整,確保煙塵數(shù)據(jù)不超標(biāo)的前提下,將濕電給定電流逐次緩慢下調(diào),下調(diào)的同時觀察二次輸出電壓穩(wěn)定無閃絡(luò)下降,證明極線陰極線、陽極筒內(nèi)積灰過多,導(dǎo)致陰陽極筒內(nèi)壁附著顆粒物相互之間作用放電閃絡(luò),運(yùn)行人員采取延長濕電沖洗時間,將附著在陽極筒內(nèi)壁的顆粒物沖洗干凈,沖洗完畢后投運(yùn)濕電,將濕電給定電流逐步上調(diào)規(guī)定值,二次電壓輸出正常無閃絡(luò)。

(2)濕電除塵采取沖洗方法電壓仍然出線閃絡(luò)時,此時通知檢修人員通過外部觀察孔查看濕電內(nèi)部陰極線重錘是否跌落,確定了重錘連同陰極線跌落部位后,證明橫梁吊掛處的陰極線銹蝕導(dǎo)致。檢修人員及時申請生產(chǎn)運(yùn)行采取鍋爐降負(fù)荷,檢修人員待濕電除塵停電安全措施落實(shí)執(zhí)行完后,打開觀察孔采用鋼筋棍呈彎曲狀態(tài)將跌落的重錘陰極線勾出,此方法處理過程雖然困難重重,但維修人員通過此方法處理過6次以上,確保了濕電除塵器正常運(yùn)行。

(3)兩臺機(jī)組運(yùn)行期間1#、2#鍋爐因共用一臺濕電除塵器,濕電除塵器一旦內(nèi)部出現(xiàn)故障無法完全隔離,檢修檢修人員更無法進(jìn)入濕電內(nèi)部進(jìn)行檢查與處理,因此每年全廠停車檢修對濕電除塵器檢查與維護(hù)極為重要。維修人員每年利用公共停車檢修期間對304根陰極線全面檢查,對銹蝕的陰極線逐一更換,對銹蝕不嚴(yán)重的陰極線采用皮錘敲打至圓形的方法,使其與橫梁貼緊增大整體陰極線與橫梁的接觸面積,減緩陰極線電化學(xué)銹蝕速度。通過此舉措從起初銹蝕的103根陰極線減少為14根,延長了濕電陰極線使用周期。

(4)利用機(jī)組公共停車期間調(diào)整陽極筒與陰極線的極間距為300 mm,吊掛陰極線重錘下部分布板螺栓也進(jìn)行更換,固定陽極線下面防擺玻璃鋼連接牢靠、保持整體呈水平位置,擺動不超±3 mm,減少電暈極在氣流作用下的飄動程度,維護(hù)濕電正常運(yùn)行。

(5)利用機(jī)組公共停車期間對沖洗水閥的噴頭嘴進(jìn)行檢查與更換、對陽極筒內(nèi)壁碳纖維層脫落、起皮、毛刺、進(jìn)行打磨,涂抹導(dǎo)電玻璃鋼,保證導(dǎo)電玻璃鋼內(nèi)表面的導(dǎo)電性符合濕式電除塵器的運(yùn)行要求。

(6)每周定期對濕電除塵高頻濾網(wǎng)進(jìn)行吹掃與更換,使其恒流屏柜換熱暢通,同時對運(yùn)行3 000 h的散熱風(fēng)扇進(jìn)行更換,確保高頻柜內(nèi)的元器件維持在正常范圍內(nèi)。

(7)要求運(yùn)行嚴(yán)控工藝參數(shù),將加熱爐箱內(nèi)部溫度控制在90～150 ℃,嚴(yán)格執(zhí)行濕電間斷沖洗操作,確保濕電加熱系統(tǒng)、沖洗系統(tǒng)運(yùn)行正常。

5 濕式電除塵器故障經(jīng)驗(yàn)總結(jié)

熱電廠二車間濕電除塵器為兩臺鍋爐的公用設(shè)備,濕電內(nèi)部一旦出現(xiàn)故障后檢修人員是無法進(jìn)入內(nèi)部檢查與處理,1#、2#鍋爐無法停止運(yùn)行。因此濕電除塵器安全穩(wěn)定運(yùn)行關(guān)乎著整體生產(chǎn)運(yùn)行的動脈。這要從日常的中小修、大修中提高檢修質(zhì)量,加強(qiáng)日常的電氣保養(yǎng)。其次從生產(chǎn)工藝上嚴(yán)格執(zhí)行,將漿液中氯離子濃度控制在≤15 000 mg/L,減緩陰極線的電化學(xué)腐蝕速度,和陰極線斷裂影響生產(chǎn)正常穩(wěn)定運(yùn)行。下一步計劃將陰極線的吊掛方式技改為抱箍形式,陰極線呈圓狀完全抱在陰極橫梁,減少銹蝕速度,延長濕電整體運(yùn)行周期。