電除塵產(chǎn)生火花放電的原因分析及解決方法
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。
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的除塵裝置,直流負(fù)高壓通過高壓隔離開關(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)于陰陽極接通,造成陽極板燒穿。從電除塵上位機(jī)控制畫面可以看到,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。
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,變得越來越不易振打清理掉,使積灰越來越厚,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。
(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)陽極板膨脹受阻,極板局部彎曲,異極距變?。划?dāng)陽極板振打桿受阻時(shí),在振打的過程中,陽極板下夾板發(fā)生彎曲導(dǎo)致陽極板排整體彎曲,異極距變小;陽極板排的連接卡槽損壞,相鄰的陽極板彼此不成整體,由于陽極板較長(zhǎng)較薄,剛性不足,容易發(fā)生彎曲,異極距變??;陰極線膨脹距離受阻,極線變形,異極距變??;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,陽極板與陰極框架間距變??;陰極小框架連接桿局部開焊或斷裂,造成框架與極板間距變?。簜€(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) 陽極板限位損壞或太低,極板排出槽,在運(yùn)行中陽極板振打桿長(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。
(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。
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。
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壞的無法修復(fù)的必須進(jìn)行更換,對(duì)陰、陽極間距進(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,更換盤根;對(duì)電除塵陽極振打穿墻軸密封盤根全部進(jìn)行更換,盤根更換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。
通過對(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。