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電除塵產(chǎn)生火花放電的原因分析及解決方法

前言

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







1 火花放電的原理及現(xiàn)象

     電除塵器是利用直流負高壓使氣體電離、產(chǎn)生電暈放電,進而使粉塵荷電,并在強電場力的作用下,將粉塵從氣體中分離出來的除塵裝置,直流負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、絕緣板進行絕緣。陰極振打固定在陰極框架上,也帶有高壓直流負電,與外部傳動裝置依靠、瓷軸、絕緣板進行絕緣。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,在電場投運的過程中,當(dāng)高壓引入投入高壓直流電達到某一個電壓分界點,電除塵陰極就會瞬間發(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,就地表計頻繁擺動,火化率顯示數(shù)字,一般的火花放電會將電壓電流參數(shù)限制在一定的范圍內(nèi),如果嚴重的話直接引起電場退備。







2 火花產(chǎn)生的原因分析

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2.1 煙氣和粉塵特性方面的因數(shù)
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     電除塵是根據(jù)燃燒煤種及鍋爐運行工況進行設(shè)計安裝的,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)生變化及鍋爐實際運行工況偏離設(shè)計參數(shù)較大時,將會出現(xiàn)電除塵運行的不適應(yīng),容易出現(xiàn)電場火花放電的情況。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,這對電除塵器的運行是有利的。一般煙氣中水分多,除塵效率就高。如果煙氣中水分過大,雖然對電除塵器的性能不會有不利影響,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,嚴重影響電場正常運行。

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2.2 電除塵本體方面的因數(shù)
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(1) 極板、極線變形間距變小,發(fā)生放電:在運行中,當(dāng)灰斗滿灰不能及時排掉,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,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??;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?。魂帢O螺旋線緊力下降,發(fā)生松弛擺動,局部間隙變小。

(2) 陰極小框架局部變形或移位,發(fā)生放電:在運行中,由于陰極小框架承受陰極振打的振打力,陰極振打長時間運行,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小:個別陰極吊掛桿下沉,導(dǎo)致陰極框架整體向某一個方向偏移,整體異極距變小。

(3) 陽極板限位損壞或太低,極板排出槽,在運行中陽極板振打桿長時間受振打系統(tǒng)的振打力,且往復(fù)的做活塞運動,兩側(cè)的限位板長時間接觸磨損掉或開焊掉落,極板排下部向兩側(cè)擺動,有時會與陰極系統(tǒng)接觸發(fā)生直接短路;當(dāng)灰斗發(fā)生滿灰時,積灰到達極板排,極板排膨脹受阻,隨著積灰越來越多,極板排會被積灰頂出槽,出現(xiàn)火花放電或直接短路。

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2.3 供電及控制部分方面的因數(shù)
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(1) 絕緣子損壞或積灰嚴重,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),運行中,瓷套表面往往會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。長期的放電又造成防塵板面碳化,以致電場電壓頻繁閃絡(luò),不能在高電壓運行;絕緣瓷套和絕緣瓷軸長時間運行,同時由于是承壓件會出現(xiàn)裂紋或是截止斷裂,絕緣性能降到最低,電場放電嚴重。

(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),絕緣嚴重下降,發(fā)生放電;當(dāng)人孔門、電加熱器及溫度測量裝置等安裝處漏風(fēng)嚴重,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,投入電場會發(fā)生劇烈放電;阻尼電阻失效或緊力下降發(fā)生松弛,投運電場會發(fā)生放電。







3 電場發(fā)生火花的解決方法

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3.1 嚴格控制煙氣和粉塵特性
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     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)運行正常的情況下,每套電除塵器至少應(yīng)進行一次針對典型煤種的特性試驗,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行方式。同時根據(jù)實際燃燒煤種的灰分含量大小,制定合適的振打周期,分負荷段設(shè)定振打周期及振打時間。尤其是當(dāng)一電場發(fā)生電場退備時,二電場的振打周期要及時進行調(diào)整,因為一電場退備,二電場的收塵壓力增加,相當(dāng)于二電場收集85%以上的灰量,如果振打周期還是原有周期的話,陽極板積灰嚴重得不到及時清理,會出現(xiàn)嚴重的火花放電,不僅收塵效果不好,還容易發(fā)生二次揚塵,所以,二電場振打周期要及時縮短。正常燃燒煤種含水量不會很大,偏差的大小也不會影響電場運行。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,粘附性強不易振打清理掉,所以高壓在線水沖洗已嚴重威脅到電除塵的正常運行??尚械慕鉀Q方法就是,盡量高的增加排煙溫度,煙氣進入電除塵后盡可能的高于露點溫度,避免凝結(jié)水的產(chǎn)生,同時當(dāng)空預(yù)器在線高壓水沖洗時,及時調(diào)整電場振打周期,電場參數(shù)將電壓電流運行,避免極板極線粘灰太多,引起火花放電。

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3.2 提高電除塵本體檢修質(zhì)量及運行可靠性
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     在電除塵檢修中加強檢修質(zhì)量的管理,陰極芒刺線和螺旋線重點檢查開焊、彎曲、芒刺彎曲的情況,逐個進行檢查校正加固,對檢查中發(fā)現(xiàn)強度降低的,嚴重損壞的無法修復(fù)的必須進行更換,對陰、陽極間距進行調(diào)整,并記錄調(diào)整前后的測量結(jié)果;陽極板要逐排進行檢查,極板彎曲的進行校正,振打桿振打受阻變形的采取有效措施消除避免。漏風(fēng)不僅會增加電除塵器的煙氣處理量,而且會由于溫度下降出現(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。主要對電除塵本體全部人孔門進行漏風(fēng)檢查,更換盤根;對電除塵陽極振打穿墻軸密封盤根全部進行更換,盤根更換3圈,每一圈相差45°角;對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)進行詳細排查,漏風(fēng)點進行處理。







4 結(jié)束語

     通過對電場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,同時根據(jù)電除塵實際運行工況及電場運行參數(shù)變化判斷出可能產(chǎn)生的原因,提出電除塵電場產(chǎn)生火花放電的設(shè)備優(yōu)化、改進、定期檢查等的解決辦法和預(yù)防措施,降低電除塵電場出現(xiàn)火花放電的概率,確保電除塵長時間可靠、穩(wěn)定、高效的運行。