楊昱

摘 要：通過(guò)對(duì)電除塵電場(chǎng)在冷態(tài)帶電場(chǎng)升壓和正常運(yùn)行中出現(xiàn)的火花放電或頻繁閃絡(luò)進(jìn)行原因分析，逐項(xiàng)排除產(chǎn)生火花的可能部位，同時(shí)根據(jù)電除塵實(shí)際運(yùn)行工況及電場(chǎng)運(yùn)行參數(shù)變化判斷出可能產(chǎn)生的原因，提出電除塵電場(chǎng)產(chǎn)生火花放電的設(shè)備優(yōu)化、改進(jìn)、定期檢查及重點(diǎn)注意事項(xiàng)等解決辦法和預(yù)防措施，降低電除塵電場(chǎng)出現(xiàn)火花放電的概率，確保電除塵長(zhǎng)時(shí)間可靠、穩(wěn)定、高效的運(yùn)行。

關(guān)鍵詞：電除塵；火花；絕緣子；陽(yáng)極板；芒刺線；阻尼電阻

中圖分類號(hào)：X701.2 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2095-2945（2018）23-0128-02

Abstract： By analyzing the causes of spark discharge or frequent flashover of electrostatic precipitator electric field in cold zone electric field boost and normal operation， the possible parts of sparks are eliminated one by one. At the same time， according to the actual operation condition of the electrostatic precipitator and the variation of the electric field operation parameters， the possible causes are judged， and the solutions and preventive measures such as the equipment optimization， improvement， periodic inspection and key points for attention of the electric field produced by the electrostatic precipitator are put forward， to reduce the probability of spark discharge in the electric field of electrostatic precipitator （ESP）， and ensure the long time， reliable， stable and efficient operation of ESP.

Keywords： electrostatic precipitator； spark； insulator； anode plate； burr wire； damping resistance

前言

隨著火電廠煙氣超低排放改造的不斷深入，煙氣排放小時(shí)均值在線數(shù)據(jù)要求越來(lái)越嚴(yán)格，這就要求環(huán)保設(shè)施必須處于百分百可靠運(yùn)行狀態(tài)，所以電除塵電場(chǎng)的運(yùn)行穩(wěn)定性對(duì)于粉塵超低排放至關(guān)重要。而電除塵電場(chǎng)產(chǎn)生火花放電時(shí)嚴(yán)重困擾了電場(chǎng)穩(wěn)定的運(yùn)行，甚至出現(xiàn)電場(chǎng)退備，導(dǎo)致電除塵除塵效率降低。因此，必須對(duì)電除塵電場(chǎng)在冷態(tài)帶電場(chǎng)升壓和正常運(yùn)行中出現(xiàn)的火花放電或頻繁閃絡(luò)進(jìn)行原因分析，逐項(xiàng)排除產(chǎn)生火花的可能部位，同時(shí)根據(jù)電除塵實(shí)際運(yùn)行工況及電場(chǎng)運(yùn)行參數(shù)變化判斷出可能產(chǎn)生的原因，提出電除塵電場(chǎng)產(chǎn)生火花放電的設(shè)備優(yōu)化、改進(jìn)、定期檢查及重點(diǎn)注意事項(xiàng)等解決辦法，降低電除塵電場(chǎng)出現(xiàn)火花放電的概率，確保電除塵長(zhǎng)時(shí)間可靠、穩(wěn)定、高效的運(yùn)行。

1 火花放電的原理及現(xiàn)象

電除塵器是利用直流負(fù)高壓使氣體電離、產(chǎn)生電暈放電，進(jìn)而使粉塵荷電，并在強(qiáng)電場(chǎng)力的作用下，將粉塵從氣體中分離出來(lái)的除塵裝置，直流負(fù)高壓通過(guò)高壓隔離開(kāi)關(guān)柜接入陰極系統(tǒng)，陰極系統(tǒng)依靠吊掛裝置懸掛在陽(yáng)極板中間，吊掛裝置與支撐鋼梁間采用瓷瓶、絕緣板進(jìn)行絕緣。陰極振打固定在陰極框架上，也帶有高壓直流負(fù)電，與外部傳動(dòng)裝置依靠、瓷軸、絕緣板進(jìn)行絕緣。陽(yáng)極直接懸掛在與除塵器本體相連的沉淀梁上，與除塵器殼體一起可靠接地。而火花放電不同于電暈放電，在電場(chǎng)投運(yùn)的過(guò)程中，當(dāng)高壓引入投入高壓直流電達(dá)到某一個(gè)電壓分界點(diǎn)，電除塵陰極就會(huì)瞬間發(fā)生火花，陰陽(yáng)極間距擊穿，并伴有巨響的放電聲音及火花四濺，嚴(yán)重的話相當(dāng)于陰陽(yáng)極接通，造成陽(yáng)極板燒穿。從電除塵上位機(jī)控制畫(huà)面可以看到，二次電壓和二次電流瞬間下降，就地表計(jì)頻繁擺動(dòng)，火化率顯示數(shù)字，一般的火花放電會(huì)將電壓電流參數(shù)限制在一定的范圍內(nèi)，如果嚴(yán)重的話直接引起電場(chǎng)退備。

2 火花產(chǎn)生的原因分析

2.1 煙氣和粉塵特性方面的因數(shù)

電除塵是根據(jù)燃燒煤種及鍋爐運(yùn)行工況進(jìn)行設(shè)計(jì)安裝的，規(guī)定了其適用的煤種（包括含硫量、水分、灰分等）、鍋爐排煙溫度、煙氣量、濕度、粉塵含量及粉塵特性等，當(dāng)鍋爐燃燒煤種發(fā)生變化及鍋爐實(shí)際運(yùn)行工況偏離設(shè)計(jì)參數(shù)較大時(shí)，將會(huì)出現(xiàn)電除塵運(yùn)行的不適應(yīng)，容易出現(xiàn)電場(chǎng)火花放電的情況。煙氣性質(zhì)主要取決于燃煤的成分，也和鍋爐燃燒方式、制粉系統(tǒng)型式及其運(yùn)行操作條件有關(guān)。粉塵的性質(zhì)主要取決于粉塵的化學(xué)成分、物相結(jié)構(gòu)、理化特性和粉塵濃度、比電阻、粒徑分布及形狀、大小、密度、粘附力等。燃燒后排出的煙氣中都含有一定的水分，這對(duì)電除塵器的運(yùn)行是有利的。一般煙氣中水分多，除塵效率就高。如果煙氣中水分過(guò)大，雖然對(duì)電除塵器的性能不會(huì)有不利影響，大量水蒸氣隨著粉塵的荷電沉積在收塵極板上，由于含水量大粉塵粘附性發(fā)生變化，變得越來(lái)越不易振打清理掉，使積灰越來(lái)越厚，異極距變小，產(chǎn)生火花放電，灰層發(fā)生局部電離，嚴(yán)重影響電場(chǎng)正常運(yùn)行。

2.2 電除塵本體方面的因數(shù)

（1）極板、極線變形間距變小，發(fā)生放電：在運(yùn)行中，當(dāng)灰斗滿灰不能及時(shí)排掉，出現(xiàn)陽(yáng)極板膨脹受阻，極板局部彎曲，異極距變??；當(dāng)陽(yáng)極板振打桿受阻時(shí)，在振打的過(guò)程中，陽(yáng)極板下夾板發(fā)生彎曲導(dǎo)致陽(yáng)極板排整體彎曲，異極距變小；陽(yáng)極板排的連接卡槽損壞，相鄰的陽(yáng)極板彼此不成整體，由于陽(yáng)極板較長(zhǎng)較薄，剛性不足，容易發(fā)生彎曲，異極距變小；陰極線膨脹距離受阻，極線變形，異極距變小；陰極線線體剛性不足發(fā)生局部彎曲變形，異極距變??；陰極芒刺線刺尖大量彎折，放電間距變??；陰極螺旋線緊力下降，發(fā)生松弛擺動(dòng)，局部間隙變小。（2）陰極小框架局部變形或移位，發(fā)生放電：在運(yùn)行中，由于陰極小框架承受陰極振打的振打力，陰極振打長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行，出現(xiàn)小框架局部變形，陽(yáng)極板與陰極框架間距變?。魂帢O小框架連接桿局部開(kāi)焊或斷裂，造成框架與極板間距變小：個(gè)別陰極吊掛桿下沉，導(dǎo)致陰極框架整體向某一個(gè)方向偏移，整體異極距變小。（3）陽(yáng)極板限位損壞或太低，極板排出槽，在運(yùn)行中陽(yáng)極板振打桿長(zhǎng)時(shí)間受振打系統(tǒng)的振打力，且往復(fù)的做活塞運(yùn)動(dòng)，兩側(cè)的限位板長(zhǎng)時(shí)間接觸磨損掉或開(kāi)焊掉落，極板排下部向兩側(cè)擺動(dòng)，有時(shí)會(huì)與陰極系統(tǒng)接觸發(fā)生直接短路；當(dāng)灰斗發(fā)生滿灰時(shí)，積灰到達(dá)極板排，極板排膨脹受阻，隨著積灰越來(lái)越多，極板排會(huì)被積灰頂出槽，出現(xiàn)火花放電或直接短路。

2.3 供電及控制部分方面的因數(shù)

（1）絕緣子損壞或積灰嚴(yán)重，發(fā)生爬電放電：絕緣瓷套和瓷軸用來(lái)支承和絕緣放電系統(tǒng)，運(yùn)行中，瓷套表面往往會(huì)沉積一層灰塵和污物，絕緣水平降低，在高電壓作用下，發(fā)生“爬電”現(xiàn)象，并擊穿放電。長(zhǎng)期的放電又造成防塵板面碳化，以致電場(chǎng)電壓頻繁閃絡(luò)，不能在高電壓運(yùn)行；絕緣瓷套和絕緣瓷軸長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行，同時(shí)由于是承壓件會(huì)出現(xiàn)裂紋或是截止斷裂，絕緣性能降到最低，電場(chǎng)放電嚴(yán)重。（2）絕緣子加熱器不加熱及漏風(fēng)結(jié)露，導(dǎo)致放電：這種情況一般發(fā)生在電場(chǎng)檢修后，天氣溫度較低，絕緣子加熱器損壞不加熱或不加熱，絕緣子溫度低，絕緣部件表面水氣凝結(jié)，絕緣嚴(yán)重下降，發(fā)生放電；當(dāng)人孔門、電加熱器及溫度測(cè)量裝置等安裝處漏風(fēng)嚴(yán)重，可造成雨水直接侵入絕緣子室，高壓絕緣子及陰極振打瓷軸表面受水汽污染發(fā)生爬電；絕緣子室溫度在煙氣溫度低時(shí)主要靠電加熱、熱風(fēng)加熱保持，在煙氣溫度上來(lái)后則主要靠煙氣所攜熱量保持。絕緣子室的大小對(duì)溫度的升高及保持影響很大。（3）阻尼電阻故障；當(dāng)阻尼電阻絲發(fā)生局部斷裂或有裂紋時(shí)，投入電場(chǎng)會(huì)發(fā)生劇烈放電；阻尼電阻失效或緊力下降發(fā)生松弛，投運(yùn)電場(chǎng)會(huì)發(fā)生放電。

3 電場(chǎng)發(fā)生火花的解決方法

3.1 嚴(yán)格控制煙氣和粉塵特性

為了消除因煤種發(fā)生變化而影響電除塵器的除塵效率，在除塵設(shè)備系統(tǒng)運(yùn)行正常的情況下，每套電除塵器至少應(yīng)進(jìn)行一次針對(duì)典型煤種的特性試驗(yàn)，以確定煤種、供電、振打?qū)﹄姵龎m器效率的綜合影響，找出電除塵器的最佳運(yùn)行方式。同時(shí)根據(jù)實(shí)際燃燒煤種的灰分含量大小，制定合適的振打周期，分負(fù)荷段設(shè)定振打周期及振打時(shí)間。尤其是當(dāng)一電場(chǎng)發(fā)生電場(chǎng)退備時(shí)，二電場(chǎng)的振打周期要及時(shí)進(jìn)行調(diào)整，因?yàn)橐浑妶?chǎng)退備，二電場(chǎng)的收塵壓力增加，相當(dāng)于二電場(chǎng)收集85%以上的灰量，如果振打周期還是原有周期的話，陽(yáng)極板積灰嚴(yán)重得不到及時(shí)清理，會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的火花放電，不僅收塵效果不好，還容易發(fā)生二次揚(yáng)塵，所以，二電場(chǎng)振打周期要及時(shí)縮短。正常燃燒煤種含水量不會(huì)很大，偏差的大小也不會(huì)影響電場(chǎng)運(yùn)行。目前煙氣中含水量明顯增大的主要是空預(yù)器在線水沖洗，空預(yù)器水沖洗每小時(shí)20多噸的水量，通過(guò)煙氣高溫蒸發(fā)，煙氣中水蒸汽較正常運(yùn)行高出很多倍。煙氣中的水蒸氣與粉塵混合收集到陽(yáng)極板上，粘附性強(qiáng)不易振打清理掉，所以高壓在線水沖洗已嚴(yán)重威脅到電除塵的正常運(yùn)行?？尚械慕鉀Q方法就是，盡量高的增加排煙溫度，煙氣進(jìn)入電除塵后盡可能的高于露點(diǎn)溫度，避免凝結(jié)水的產(chǎn)生，同時(shí)當(dāng)空預(yù)器在線高壓水沖洗時(shí)，及時(shí)調(diào)整電場(chǎng)振打周期，電場(chǎng)參數(shù)將電壓電流運(yùn)行，避免極板極線粘灰太多，引起火花放電。

3.2 提高電除塵本體檢修質(zhì)量及運(yùn)行可靠性

在電除塵檢修中加強(qiáng)檢修質(zhì)量的管理，陰極芒刺線和螺旋線重點(diǎn)檢查開(kāi)焊、彎曲、芒刺彎曲的情況，逐個(gè)進(jìn)行檢查校正加固，對(duì)檢查中發(fā)現(xiàn)強(qiáng)度降低的，嚴(yán)重?fù)p壞的無(wú)法修復(fù)的必須進(jìn)行更換，對(duì)陰、陽(yáng)極間距進(jìn)行調(diào)整，并記錄調(diào)整前后的測(cè)量結(jié)果；陽(yáng)極板要逐排進(jìn)行檢查，極板彎曲的進(jìn)行校正，振打桿振打受阻變形的采取有效措施消除避免。漏風(fēng)不僅會(huì)增加電除塵器的煙氣處理量，而且會(huì)由于溫度下降出現(xiàn)冷凝水，引起電暈線結(jié)灰肥大，絕緣套管爬電，出現(xiàn)火花放電。主要對(duì)電除塵本體全部人孔門進(jìn)行漏風(fēng)檢查，更換盤(pán)根；對(duì)電除塵陽(yáng)極振打穿墻軸密封盤(pán)根全部進(jìn)行更換，盤(pán)根更換3圈，每一圈相差45°角；對(duì)電除塵絕緣子加熱磁套、大梁加熱和陰極振打瓷軸處漏風(fēng)進(jìn)行詳細(xì)排查，漏風(fēng)點(diǎn)進(jìn)行處理。

4 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)對(duì)電場(chǎng)火花放電或頻繁閃絡(luò)的原因分析，找出所有可能產(chǎn)生火花放電的因數(shù)和設(shè)備部位，同時(shí)根據(jù)電除塵實(shí)際運(yùn)行工況及電場(chǎng)運(yùn)行參數(shù)變化判斷出可能產(chǎn)生的原因，提出電除塵電場(chǎng)產(chǎn)生火花放電的設(shè)備優(yōu)化、改進(jìn)、定期檢查等的解決辦法和預(yù)防措施，降低電除塵電場(chǎng)出現(xiàn)火花放電的概率，確保電除塵長(zhǎng)時(shí)間可靠、穩(wěn)定、高效的運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)：

[1]郭健，章汝平，李磊，等.SO3煙氣調(diào)質(zhì)技術(shù)在電除塵器上的應(yīng)用[J].龍巖學(xué)院學(xué)報(bào)，2006，24（3）：58-60.

[2]王祝華.電除塵器振打清灰控制技術(shù)的研究與應(yīng)用[D].保定：華北電力大學(xué)，2010.

[3]GB13223-2003.火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)[S].中國(guó)環(huán)境科學(xué)研究院、國(guó)電環(huán)境保護(hù)研究所等單位起草，中國(guó)環(huán)境科學(xué)出版社.

[4]祁君田.現(xiàn)代煙氣除塵技術(shù)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2008.

[5]孫玉華.影響電除塵器運(yùn)行的主要原因及對(duì)策[J].雞西大學(xué)學(xué)報(bào)：綜合版，2009，5.

[6]原永濤.火力發(fā)電廠電除塵技術(shù)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2004.

[7]全國(guó)環(huán)保產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)環(huán)境保護(hù)機(jī)械分技術(shù)委員會(huì).

電除塵器[M].中國(guó)電力出版社，2007.