静电除尘器常见故障原因分析及对策
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摘要:简单介绍了静电除尘器工作原理及基本结构。对静电除尘器的常见故障 ,即负载短路、保温箱电加热器损坏、除尘效率降低及二次电压高、二次电流低进行原因分析 ,提出了处理对策及预防措施。
关键词:静电除尘器, 故障原因, 对策, 预防措施
中原大化集团公司于2002年筹建了2台自备75t/h循环流化床锅炉, 2004年增设了1台150 t/h循环流化床锅炉, 3台锅炉的配套环保设施烟气除尘器选用的均是BE型静电除尘器。静电除尘器投入使用以来 ,运行基本平稳。为了进一步发挥静电除尘器的环保作用,创造良好的经济和社会效益 ,现将曾出现的故障、原因及对策分析总结如下。
1　静电除尘器的工作原理
静电除尘器是在2个曲率半径相差较大的金属阳极和阴极上 ,通以高压直流电 (高压硅整流变压器将 380V交流电整流成为 20～80 kV高压直流电) ,维持一个足以使气体电离的静电场。气体电离后生成阴离子和阳离子,这些离子吸附在通过电场的粉尘上 ,使粉尘获得电荷。荷电的粉尘在电场力的作用下 ,向电场极性相反的电极运行 ,放出所带电荷并沉积在电极上 ,使粉尘与气体分离 ,并通过振打清灰使灰落入静电除尘器下部灰斗 ,从而达到除尘的目的。
2　静电除尘器的基本结构
BE型静电除尘器由阳极系统、阴极系统、阴阳极振打装置、保温箱、气体均布装置、壳体、灰斗及排输灰装置等组成。阳极系统由极板排、振打砧及防摆装置构成。阴极系统由阴极框架、阴极砧梁、阴极悬挂系统、防摆装置等组成。阴阳极的振打清灰均采用顶部电磁锤振打器。变压器设置在除尘器顶部 ,高压电直接通过高压隔离开关、阻尼电阻后送入阴极系统。高压进线设有保护套管。为防止阴极系统支承绝缘子周围的温度过低而结露漏电 ,在其旁安装电加热器 ,外加保温箱。
3　常见故障
3 . 1　 负载短路
二次工作电流大,二次电压升不高,甚至接近于零,报警器鸣笛,并在显示屏上出现&LOAD SHORT&(负载短路)报警信号。此时应迅速按复位键,使电压、 电流回零,再按停运键,而后切断电源。
①除尘器下部灰斗存灰太多 ,煤灰堆积至阴极框架甚至极板 ,导致阴阳两极连通而短路。这种情况主要是输灰系统出现故障,影响了煤灰的输出 ,导致大量堆积。
②阴极线断线 ,线头搭在阳极板上 ,导致短路。电晕极振打装置的绝缘轴结露被击穿 ,或支承绝缘子受潮积灰引起短路。绝缘轴与支承绝缘子结构布置见图 1。
③高压穿墙瓷瓶、 高压套管罩内壁受潮结露 ,造成短路。
(3) 处理对策及预防措施
①加强灰斗内煤灰的输出,准备好输灰系统设备的备品备件,一旦有设备故障,及时消除,保证输灰的正常进行,确保灰斗内不大量积灰。而且灰斗内积灰太多,会使阳极板和阴极框架无法自由伸缩膨胀而受阻弯曲变形,影响电场的正常工作。
②电晕极振打装置的绝缘轴和支承绝缘子要用抹布擦拭干净 ,无积灰与露水痕迹 ,保持洁净光滑。上部挡风板要密封良好 ,有裂缝等应及时处理 ,防止雨水或潮气进入保温箱。
③设备投运前约 4 h,启动电加热器进行加热驱潮 ,使保温箱内温度达到烟气露点温度以上 ,防止因积灰受潮引起短路。不要在烟气露点温度以下时就启动电场 ,避免击穿短路。
④高压隔离开关柜的柜门应关闭锁好 ,防止雨水或潮气进入。检修时把高压穿墙瓷瓶和高压套管擦拭干净 ,防止击穿或对地短路。
3 . 2　 保温箱电加热器损坏
在控制柜的各保温箱温度显示屏上 ,电加热器工作状态显示&OFF& ,但温度指示低于所设定的温度范围 ,电加热吸合开关为断开状态 ,电加热器电源自动切断 ,重新投运后又跳闸 ,无法投用。
①保温箱内电加热器的电源接线烧断或短路 ,致使加热器无法工作。
②电加热器因本身质量问题或积灰过多 ,并持续在高温环境中工作而发生断裂、损坏。
③线路存在短路、断路、接触不良等问题。
(3) 处理对策及预防措施
利用停运检查机会查看电加热器是否完好;电加热器的接线是否牢固;电源控制柜内的电源开关、 加热器吸合开关及电气接线完好 ,无短路、断路和接触不良等现象。
3 . 3　 二次电压高 ,二次电流低且波动
在电场控制柜的电压电流指示仪上 ,一次电压电流基本正常或稍低 ,二次电压较正常值高 ,二次电流明显偏低;数值显示屏上显示的二次电流不仅偏低而且波动。
①除尘器的振打装置未投用或振打设置不当。振打器振打强度或频率过高 ,会导致极板极线上的灰难以脱落或粉尘二次飞扬。这是因为电极上的粉尘没有形成易脱落的较大片状或块状 ,而是成为分散的单个粒子或较小的颗粒聚合体 ,不容易靠重力作用下落至下部灰斗 ,而是被气流重新夹带至后部电场 ,即成为粉尘的二次飞扬 ,相当于增大了粉尘浓度 ,而且会导致阴极线放电效果不理想。
②振打器参数设置存在问题 ,导致只有部分振打器工作 ,致使没有振打的阳极板与阴极线上积灰过多 ,阴极线粗大 ,放电不良。阴极线粗大的原因有:由于分子力、 静电力及粉尘的性质而粘附在阴极线上 ,使阴极线积灰多;投运初期除尘器的温度低于烟气露点温度 ,水或酸性物质粘附在电极上 ,与尘粒粘结在一起 ,产生大的附着力 ,导致极线积灰较多;烟气中水蒸气含量太多 ,使通过除尘器时温度下降较明显 ,粉尘之间、 粉尘与电极之间有水凝结而粘附 (粉尘粒径在 3～4&m时最大附着力为 1 N /m2, 3&m以下附着力剧增 , 0 . 5&m约为 10 N /m2)。
③烟气中的粉尘浓度过大。
(3) 处理对策及预防措施
①及时投用振打装置并定期检查;正确设置运行参数 ,保证振打器全部投用且振打高度合适。
②烟气温度低于露点温度时不要投用电场。
③加强除尘器进出口烟气温度和上游各换热器处烟气温度的监视 ,一旦发现水汽、设备漏水等异常情况 ,要高度重视 ,分析原因 ,采取措施 ,必要时停炉检修。
3 . 4　 除尘效率降低
除尘器下游烟气浊度仪显示烟气中的粉尘含量升高 ,高压控制柜显示的电场参数波动大 ,严重时烟囱冒黑烟。
①静电除尘器入口气流分布板孔眼被堵塞 ,气流分布不均匀 ,导致部分电场超负荷运行 ,致使除尘效率降低。
②电场下部灰斗的排灰装置严重漏风;防止煤灰结块而设置的流化空气阀门内漏或未及时关闭 ,导致进风量超标 ,除尘效率下降。
③发生电场以外放电 ,如隔离开关、 高压电缆及阻尼电阻等放电。
④振打装置的振打时间与振打周期不合适 ,导致极板极线积灰严重 ,电晕线粗大 ,影响放电效果;粉尘产生二次飞扬 ,导致除尘效率下降。
(3) 处理对策及预防措施
检查气流分布板的振打装置是否失灵或未投用 ,保证振打效果;利用检修机会检查气流分布板 ,防止分布板有脱落或孔眼被堵塞;针对排灰装置的漏风部位与原因进行处理 ,流化空气阀门使用后要及时关闭 ,同时利用停炉检修机会确认并避免阀门内漏;调整振打强度、 时间间隔和周期 ,保证振打效果 ,同时避免粉尘的二次飞扬与电晕线粗大。
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脱硫中烟气的浊度和经济性
混浊度是光线通过从烟囱排出的烟雾时所受阻碍程度的一个测量值。烟雾的浊度是由于光与烟气中的固体颗粒、某些液体以及气体相互作用产生的，包括飞灰、硫酸雾和氮氧化物。当热饱和气体离开烟囱时，烟气温度降低并形成水汽雾滴。这些水汽雾滴降低了烟雾的透光性，当测量烟气的混浊度仅用于调试目的时，可以不考虑水汽雾滴对烟雾混浊度的影响。但是，一个电厂必须考虑到烟雾中水汽的存在，因为它加剧了由烟气其他成分产生的混浊度，并影响就地浊度监测仪器的测量值。一般人很难区分由烟气中水气凝结引起的浊度与由烟气中颗粒物质引起的混浊度的差别。居住在采用湿烟囱的电厂附近的居民可能认为从烟囱中排出的烟雾具有较高的浊度的原因是烟雾中存在固体颗粒物质，其实它是由水雾形成的。当试图采用湿烟囱时，脱硫应该考虑这一问题，应当注意，当采用烟气再热时，可以延迟或减少水雾的形成，但大多数此类系统并没有设计成在任何大气条件下烟雾中都不会有水气凝结的效果。因为天气寒冷，即使采用烟气再热，也会形成可见的水气雾滴。如果电厂对烟雾扩散和混浊度的评估表明，基于技术、环境要求和公众可接受的条件下采用湿烟囱是可行的，则应该进行一个经济性评估来选择烟囱最经济的运行方式。这个评估应包括非再热系统和再热系统之间的差异。在大多数情况下，与采用烟气再热的FGD系统相比，带有―个设计良好的湿烟囱的FGD系统在总投资和运行费用方面要低得多。非再热系统和再热系统的总投资必须包括出口烟道、烟囱和烟气再热系统的总投资和年运行费用。在这个评估中，再热系统的运行费用特别重要。采用汽轮机排气作为烟气再热热源机组的热耗率（每单位输出所需的输入热量）增大5%以上（一般情况下）。采用气-气热交换器将入口烟气热量输入到FGD出口烟气的方案对机组热耗影响很小，但带来较大的投资，并增大了FGD烟气侧的压降。
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