335兆瓦電除塵器陰極系統(tǒng)故障原因分析及處理

摘要：某燃煤電廠335兆瓦機(jī)組電除塵器陰極振打方式為頂部電磁錘振打，內(nèi)部懸吊桿作為振打桿，運(yùn)行中陰極系統(tǒng)配件受來自上方振打器的作用力，極易出現(xiàn)瓷套管破損、高壓引線斷裂及電場(chǎng)短路等問題。為較好地解決以上問題，本文主要從陰極振打方式入手，進(jìn)行缺陷分析并提出相應(yīng)處理措施。

關(guān)鍵詞：電除塵器；振打；陰極懸吊；改造

引言

根據(jù)資料顯示，華電國(guó)際電力股份有限公司鄒縣發(fā)電廠（以下簡(jiǎn)稱“鄒縣電廠”）擁有4臺(tái)335兆瓦、2臺(tái)635兆瓦及2臺(tái)1000兆瓦燃煤發(fā)電機(jī)組，總裝機(jī)容量為4610兆瓦。依據(jù)335兆瓦機(jī)組電除塵器多年的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，電除塵系統(tǒng)90%的故障是由于短路故障，而短路故障絕大部分原因是陰極系統(tǒng)配件損壞，所以如何減少電除塵陰極系統(tǒng)配件損壞率是降低電除塵器缺陷發(fā)生率的關(guān)鍵。鄒縣電廠利用機(jī)組檢修期間，對(duì)電除塵器陰極系統(tǒng)故障問題進(jìn)行了專項(xiàng)攻關(guān)改造。

電除塵器簡(jiǎn)介

濕式電除塵器在陽極板（筒）和陰極線之間施加數(shù)萬伏直流高壓電，在強(qiáng)電場(chǎng)的作用下，陰陽兩極間的氣體發(fā)生充分電離，使得除塵器空間充滿帶電荷的離子；隨氣流進(jìn)入除塵器內(nèi)的塵（霧）粒子與帶電離子相碰撞而荷電，帶電塵（霧）粒子由于受到高壓靜電場(chǎng)庫侖力的作用，向陽極運(yùn)動(dòng)；塵（霧）粒本身則由于其固有的黏性而附著在陰極板上，然后通過陰極振打方法清除。陰極振打方式為頂部電磁錘振打，內(nèi)部懸吊桿作為振打桿。陰極系統(tǒng)配件受來自上方振打器的作用力，極易出現(xiàn)瓷套管破損、高壓引線斷裂及電場(chǎng)短路等問題。

問題描述及原因分析

瓷套管裂紋、破損

通過現(xiàn)場(chǎng)檢查及分析，陰極懸吊瓷套管的裂紋、破損問題主要分為兩步造成。首先是由于在機(jī)組低負(fù)荷及啟動(dòng)期間特殊工況下其表面電荷的積聚、帶電微粒的運(yùn)動(dòng)以及表面覆蓋物（酸露和水膜等介質(zhì)）的影響而形成爬電造成擊穿，引發(fā)裂紋缺陷。再次是由于陰極系統(tǒng)懸吊瓷套管所在的懸吊桿作為振打桿，瓷套管因被電擊穿后，再經(jīng)過后期陰極振打錘的振打而造成進(jìn)一步的破損。

高壓引線斷裂

高壓引線是連接變壓器與陰極系統(tǒng)的一根導(dǎo)線，起到電傳導(dǎo)的作用，它一端連接變壓器，另一端固定在瓷套管上壓蓋上，引線的斷裂主要有以下幾種原因：（1）原高壓引線材質(zhì)不合格；（2）原高壓引線壓線板為銅鼻子，銅鼻子在鑄造成型過程中存在易損點(diǎn)，固定在瓷套管壓蓋上的一端長(zhǎng)周期受到振打軸傳來的振打力，易損點(diǎn)長(zhǎng)期共振引發(fā)斷裂。（3）高壓引線在瓷套管壓蓋上固定方式不牢固，原固定方式為通過一鐵板栽絲固定在壓蓋上，受到振打后會(huì)引起固定螺栓松脫。

陰極線積灰肥大

陰極系統(tǒng)振打裝置為吊打一體，振打軸上的作用力被瓷套管吸收，因而到陰極大梁上的振打力減弱，影響陰極線的清灰效果，長(zhǎng)期運(yùn)行造成陰極線積灰肥大。引發(fā)電流、電壓參數(shù)低，影響電除塵器的除塵效率。

瓷套管壓蓋及密封墊破損

陰極系統(tǒng)振打軸通過瓷套管壓蓋安裝在瓷套管上，瓷套管壓蓋及密封墊破損承受整個(gè)陰極框架重量，在運(yùn)行期間，又承受振打軸傳來的振打力，長(zhǎng)期運(yùn)行造成破損。

陰極接地線斷裂

原電除塵陰極接地線不是軟連接，接地線受到長(zhǎng)期振打，造成斷裂。

防治措施

通過對(duì)以上5項(xiàng)故障原因的分析，各配件的故障都存在因承受振打力造成損壞的原因，所以，需要對(duì)電除塵陰極懸吊裝置進(jìn)行改進(jìn)，具體實(shí)施如下：

（1）對(duì)電除塵器內(nèi)陰極系統(tǒng)懸吊結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，拆除原來電除塵器陰極懸吊瓷套管及振打裝置，將加工好的φ76×8毫米的懸吊套管順著原振打桿安裝在陰極大梁上，調(diào)整套管與振打桿間隙，焊接懸吊套管，并使用墊板與筋板進(jìn)行加固，吊打分體減少振打力對(duì)瓷套管的沖擊力。

（2）拆除原高壓引線銅鼻子壓線板，將電除塵內(nèi)部高壓引線壓線形式更換為鋁板壓接，固定螺栓由普通螺栓改為不銹鋼螺栓，不易斷裂，可以使高壓引線長(zhǎng)周期使用，確保電除塵的正常運(yùn)行。

（3）改進(jìn)高壓引線固定方式，使用60毫米長(zhǎng)的#8槽鋼，并在平面上鉆10毫米孔，焊接到瓷套管壓蓋上，用螺栓連接高壓引線。

（4）對(duì)陰極接地線進(jìn)行改進(jìn)，將接地線改為軟連接，使用10平方毫米鍍錫銅編織線作為接地線，緩沖振打力，避免出現(xiàn)陰極接地線斷裂的現(xiàn)象。

應(yīng)用效果

通過對(duì)335兆瓦電除塵器保溫箱內(nèi)陰極懸吊裝置進(jìn)行改造，將陰極懸吊裝置實(shí)現(xiàn)吊打分離，減小瓷套管及壓蓋上的振打應(yīng)力，防止出現(xiàn)保溫箱內(nèi)瓷瓶、壓蓋破損，以及高壓引線斷裂的設(shè)備隱患；解決由于電除塵本體極線清灰效果差造成的電場(chǎng)二次電流、二次電壓參數(shù)低的問題，電除塵器電場(chǎng)動(dòng)態(tài)升壓試驗(yàn)參數(shù)記錄如表1所示，運(yùn)行數(shù)據(jù)穩(wěn)定可控。

效益分析

經(jīng)濟(jì)效益

（1）改造成本支出：

電除塵器陰極懸吊改造需要承壓瓷套管蓋板、瓷套管、異形螺母、支撐板、加強(qiáng)板等備品材料。

電除塵器承壓瓷套管蓋板TB52405：96套×0.056萬元/套=5.376萬元；

瓷套管A-50：40套×0.2萬元/套=8萬元；

振打軸加工件：96 件×0.04萬元/件=3.84萬元；

異形螺母加工件：96 件×0.01萬元/件=0.96萬元；

支撐板加工件：96 件×0.003萬元/件=0.288萬元；

加強(qiáng)板加工件：192件×0.003萬元/件=0.576萬元；

改造工程費(fèi)：5萬元；

總費(fèi)用合計(jì)：24.04萬元。

（2）改造前一旦電除塵器出現(xiàn)重大短路缺陷且無法及時(shí)恢復(fù)，需要電除塵系統(tǒng)單側(cè)退出運(yùn)行進(jìn)行單風(fēng)機(jī)搶修，將會(huì)直接影響50%的機(jī)組負(fù)荷，一次搶修周期按3小時(shí)計(jì)算，每次搶修將因此而損失發(fā)電量150萬千瓦時(shí)×3小時(shí)=450萬千瓦時(shí)；

每次損失經(jīng)濟(jì)效益約450萬千瓦時(shí)×0.1元/千瓦時(shí)=45萬元；

每次搶修需要材料+人工費(fèi)用約1萬元；

合計(jì)每次搶修造成的經(jīng)濟(jì)損失：46萬元；

每年1臺(tái)電除塵器若搶修2次，每年的經(jīng)濟(jì)損失約92萬元。

社會(huì)效益

除了直接可計(jì)算的經(jīng)濟(jì)效益，我們還取得了較好的環(huán)保和安全效益：

（1）電除塵陰極懸吊裝置改造后，陰極瓷套管因振打破損、高壓引線斷裂造成電場(chǎng)短路的缺陷不再出現(xiàn)，電除塵系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行，確保機(jī)組實(shí)現(xiàn)煙塵超低排放，凈化了環(huán)境。

（2）電除塵陰極懸吊裝置改造后，降低了電場(chǎng)短路的缺陷，減少了進(jìn)入電除塵保溫箱進(jìn)行單側(cè)風(fēng)機(jī)運(yùn)行搶修的次數(shù)，消除了安全隱患，降低了企業(yè)的安全成本，提高了企業(yè)的安全效益。

結(jié)語

本文以335兆瓦電除塵器陰極振打方式改造著手，進(jìn)行缺陷分析并提出相應(yīng)處理措施，達(dá)到了項(xiàng)目設(shè)定的預(yù)期目標(biāo)，提高了除塵系統(tǒng)的可靠性，降低了維護(hù)成本及工作量，使除塵系統(tǒng)設(shè)備的健康運(yùn)行水平得到了顯著提高，保證了機(jī)組的安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。