關(guān)于電除塵陰極螺旋線斷線后在線處理的探討

馮多斌

(青海橋頭鋁電股份有限公司發(fā)電分公司除灰部,青海西寧 810100)

關(guān)于電除塵陰極螺旋線斷線后在線處理的探討

馮多斌

(青海橋頭鋁電股份有限公司發(fā)電分公司除灰部,青海西寧 810100)

電除塵陰極螺旋線斷線,特別是在運行中的斷線引起的電場接地是困擾電除塵器正常運行的難點問題,根據(jù)電除塵器的結(jié)構(gòu)特點,總結(jié)出在運行工況下通過外部電源,利用大電流燒斷極間“短接”螺旋線的方法,消除電除塵金屬短路,提高電除塵的投入率。

電除塵 螺旋線 短路 故障排除

1 簡介

某廠5×125MW機(jī)組煙氣除塵采用靜電除塵器，每臺機(jī)組配置兩臺單室四電場電除塵器。眾所周知，電除塵器是一種煙氣凈化設(shè)備，它的工作原理是：煙氣中灰塵塵粒通過高壓靜電場時，與電極間的正負(fù)離子和電子發(fā)生碰撞而荷電(或在離子擴(kuò)散運動中荷電)，帶上電子和離子的塵粒在電場力的作用下向異性電極運動并積附在異性電極上，通過振打等方式使電極上的灰塵落入收集灰斗中，使通過電除塵器的煙氣得到凈化，達(dá)到保護(hù)大氣，保護(hù)環(huán)境的目的。因每個電場針對的粉塵特性不同，故電除塵器每個電場的陰極線也采用不同的形式，某廠Ⅰ電場陰極線采用鋸齒線、ⅡⅢ電場陰極線采用魚骨針、Ⅳ電場陰極線采用螺旋線。

2 現(xiàn)狀分析

螺旋線是一種用φ2.0mm～φ3.0mm的鎳合金金屬絲繞制成的彈簧狀極線，繞制的圈數(shù)與使用時需要的實際長度相對應(yīng)，使用時將極線拉伸成螺旋狀。根據(jù)其結(jié)構(gòu)特點，經(jīng)過煙氣長時間沖刷、磨損后螺旋線圓周切線方向極容易斷裂，斷裂后的螺旋線極易造成極間距變化或電場短路，使得電除塵器內(nèi)部高壓靜電場減弱或消失，使粉塵不能正常荷電，造成電除塵器效率下降或“跳停”。

據(jù)統(tǒng)計，某廠5臺機(jī)組電除塵器因螺旋線發(fā)生斷線，每年造成的電除塵電場停運累加時間大約在8500小時左右，嚴(yán)重的影響了電除塵器的正常出力，導(dǎo)致煙氣中粉塵含量超標(biāo)，同時也對下游設(shè)備造成了嚴(yán)重的磨損。而在實際工作中解決螺旋線斷裂造成的短路故障，一般采用兩種方法：第一種，機(jī)組計劃性檢修停運或臨檢停運時工作人員進(jìn)入電場內(nèi)部消缺，其缺點是電場短路故障無法得到及時的解決;第二種，機(jī)組采用降負(fù)荷單側(cè)運行方式，停運故障側(cè)的引風(fēng)機(jī)，工作人員著高溫防護(hù)服進(jìn)入電場內(nèi)消缺，缺點是實施過程復(fù)雜，安全系數(shù)較低。

3 制定對策

針對上述情況，我們急需一種能實現(xiàn)在線處理螺旋線斷線故障的方法，以此來減少設(shè)備停運時間，提高電除塵的投入率。

3.1 可行性分析

螺旋線斷裂部位一般在上部和下部，正中部位斷線極少。當(dāng)斷線發(fā)生在上部時，由于極線自重，會自然倒向陽極板，形成電場內(nèi)部完全短路;當(dāng)斷線發(fā)生在下部時，極線會受煙氣氣流影響擺動使電場內(nèi)部形成不完全短路或異極間距變小，造成電除塵二次電壓下降，但不至于退出電場。因此我們主要解決極線上部斷線形成的電場內(nèi)部完全短路造成的故障。

從斷線情況分析來看，只要將斷開的極線從極板上移開或取出，電場就可以降壓投運或完全投運，我們根據(jù)螺旋線極易被大電流灼燒斷裂的特性，設(shè)想在電除塵外部施加一個大電流電源，能否將斷裂螺旋線部分或全部燒斷，從而消除電場內(nèi)部短路現(xiàn)象。

從電場的結(jié)構(gòu)來看，電場的陽極板通過本體直接接地，并且，其接地電阻不大于2Ω，該處做為外部電源的一極;陰極系統(tǒng)，從高壓進(jìn)線小室通過接線排、大框架、小框架到極線，可做為外部電源的另一極，所以外部電源的連接不存在問題。在這個輸送回路中的阻抗可等效的由接地電阻、接觸電阻和極線電阻串聯(lián)。其中，極線電阻在燒蝕中由于溫度的變化范圍大，電阻亦會變化。當(dāng)溫度上升到130℃時的溫度修正系數(shù)是Ci=1.01，當(dāng)溫度上升到1100℃時的溫度修正系數(shù)是Ci =1.06，由此可見：溫度的變化，對輸送回路的阻抗影響并不大。在忽略接觸電阻與接地電阻時，假設(shè)燒斷一根300mm長的極線所需的溫度我們可以用以下方式簡單推導(dǎo)：

(1)極線電阻：R=ρL/S，ρ為電導(dǎo)率=0.012Ωmm2/mm，可計算出300mm。直徑為3mm的極線阻值

R=0.012×300÷7.065=0.5Ω。

(2)極線重量：ρ極線密度=7.93g/cm3，極線體積：30cm×0.0225cm2×7.93g/cm3=5.35g。

(3)螺旋線比熱容：1.46J/g℃，那么此段極線升高一度所需熱量是：Q=1.46J/g℃×5.35g=9.2J。

(4)螺旋線熔點以1440℃計算，所需熱量為：13320J。

(5)電流熱效應(yīng)計算公式：Q=U2/R×T，選用外部電源電壓在65V左右時，則螺旋線熔斷所需時間大概為1.5S。

3.2 外部電源的選用

通過上述分析計算，我們認(rèn)為外部電源選用要安全、方便，并便于調(diào)整。此處我們選用了450A的可調(diào)整交流電焊機(jī)。

3.3 試驗

在進(jìn)行了理論分析后，在正式實施前我們還進(jìn)行了模擬試驗。采用450A可調(diào)整交流電焊機(jī)對螺旋線兩端施加不同的電流，找出了電流大小與熔斷時間的關(guān)系：當(dāng)電壓為65V時，電流125A時，10秒燒斷;當(dāng)電壓為65V時，電流250A時，瞬間燒斷。

由此我們得出結(jié)論：利用外部電源，燒斷造成電場內(nèi)部短路的螺旋線是可行，我們暫稱其為“電流灼燒法”。

4 實踐

經(jīng)過理論和試驗的驗證，我們挑選了其中一個電場(從故障現(xiàn)象判斷為極線斷線)，實施“電流灼燒法”進(jìn)行消缺。

作業(yè)過程：(1)辦理工作票，停運故障電場及相鄰電場，將故障電場兩點式隔離刀閘置接地位置。(2)從進(jìn)線小室內(nèi)的阻尼電阻后部掛接接地線，從阻尼電阻后部將電場和供電電源分?jǐn)唷?3)將電焊手把夾到電場進(jìn)線排上，保證牢固;電焊機(jī)接地線和電場接地直接相連。(4)將鉗流表放至于可觀察位置。(5)通知給交流電焊機(jī)送電的同時，取下接地線;觀察鉗流表的讀數(shù)，到讀數(shù)為零時，可以判斷極線已燒斷，恢復(fù)電場投運。(6)電場投運后，我們觀察了2個小時，電場運行一切正常。

5 結(jié)語

通過此次成功的實施，我們找到了一種在線處理斷裂螺旋線的

方法，有效的改善了電除塵器的投入率低下的問題，通過一年的實

施，某廠電除塵由于螺旋線斷裂造成的故障停運時間由8500小時下降至2200小時左右，大大提高了電除塵器運行狀況，證明了“電流灼

燒法”在線處理電除塵器螺旋線斷線造成的電場短路問題，是實用、可行、安全、有效的。

[1]王俊民.電除塵工程手冊[M].北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社,2008.

[2]王純,張殿印.除塵設(shè)備手冊[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社,2009.09.

馮多斌(1982—),男,甘肅武威人,助理工程師,長期從事火電廠熱能及動力設(shè)備檢修專業(yè)。