電除塵高壓電源控制系統(tǒng)應(yīng)用實(shí)踐

趙 軍，許繼鋒，臧照華

（克拉瑪依石化有限責(zé)任公司，新疆克拉瑪依 834003）

0 引言

靜電除塵器工作原理是煙氣經(jīng)過(guò)電除塵器主體結(jié)構(gòu)前的煙道時(shí)，煙塵使其帶正電荷，隨后煙氣流進(jìn)設(shè)置陽(yáng)極板與陰極線的電除塵器通道內(nèi)。帶負(fù)電荷的煙塵經(jīng)過(guò)和陽(yáng)極電板的互相吸附，將其中的煙塵顆粒吸附到陽(yáng)極板上，通過(guò)智能控制器定時(shí)打擊陽(yáng)極板，使煙塵在振動(dòng)與自重的雙重作用下進(jìn)入電除塵器下側(cè)的灰斗中，進(jìn)而將煙氣中的煙塵排除。

1 電除塵器應(yīng)用中的問(wèn)題

電除塵器控制系統(tǒng)是一個(gè)繁雜的多變量過(guò)程掌控體系，應(yīng)用中存在的主要問(wèn)題：①如何有效提升電除塵器對(duì)高溫、高比電阻以及高濃度煙塵的除塵效果；②由于振打系統(tǒng)引起的二次揚(yáng)塵問(wèn)題；③優(yōu)化計(jì)算機(jī)電源控制技術(shù)，研發(fā)間歇供電、計(jì)算機(jī)控制、脈沖供電、可變電壓供電裝備等；④適用于特殊環(huán)境下的電除塵研發(fā)工作；⑤開發(fā)配套的監(jiān)測(cè)儀器和檢測(cè)裝置，以及電除塵器故障自檢系統(tǒng)；⑥降低主體重量。

隨著電除塵器領(lǐng)域向著專業(yè)化、綜合化、系統(tǒng)化、智能化的方向發(fā)展，對(duì)電除塵相應(yīng)課題的探究提出了更高的要求。長(zhǎng)期的實(shí)驗(yàn)及現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用表明，其他除塵技術(shù)相比于電除塵技術(shù)是落后的。電除塵技術(shù)具有操作方便、堅(jiān)固耐用、能耗低、處理煙氣量大、阻力損失少、處理氣體溫度高，除塵效率高、運(yùn)行維護(hù)簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。目前，對(duì)環(huán)保事業(yè)的要求日漸嚴(yán)格，穩(wěn)定、安全的除塵技術(shù)顯示出更強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力，并且伴隨科技創(chuàng)新成果與科技水平的逐漸提升，電除塵技術(shù)的應(yīng)用空間仍很廣闊。

2 閃絡(luò)頻率對(duì)除塵效率的影響

最高除塵效率是在運(yùn)行電壓接近臨近火花放電閃絡(luò)時(shí)得到，但發(fā)生閃絡(luò)會(huì)導(dǎo)致電廠內(nèi)部出現(xiàn)擾動(dòng)現(xiàn)象，提高粉塵的穿透率，降低除塵效率?？刂坪秒妷旱南禄?、升高率以及火花敏感度能保證電廠保持穩(wěn)定的閃絡(luò)頻率。一旦電廠出現(xiàn)閃絡(luò)，平均電壓一般情況下不會(huì)改變，但二次電流的平均值會(huì)隨之降低，太高或者太低的閃絡(luò)頻率都會(huì)對(duì)除塵效率造成影響。因此，要讓電廠始終保持良好的火花率，保證輸出的是較高的平均電暈功率，提高除塵效率。大部分電廠使用的煤種并不固定，鍋爐運(yùn)行工況各異，含硫量以及排煙溫度的改變都會(huì)造成電廠反電暈出現(xiàn)差異，會(huì)給電氣特性的轉(zhuǎn)變帶來(lái)一定影響。通常情況下，最好的火花閃絡(luò)頻率可在經(jīng)過(guò)數(shù)次除塵效率的實(shí)驗(yàn)對(duì)比后得到。

3 設(shè)備故障對(duì)除塵效率的影響

電除塵設(shè)備的工作環(huán)境復(fù)雜，本體設(shè)備在高溫環(huán)境中工作，一但出現(xiàn)故障，恢復(fù)設(shè)備運(yùn)行十分困難。通過(guò)對(duì)電除塵設(shè)備投用后的長(zhǎng)期觀察及分析，總結(jié)出電除塵器常見故障的原因及處理方法。針對(duì)常見故障，控制器采用不同的控制方式，可以達(dá)到更高的除塵效率。

（1）—次電壓低、一次電流大，二次電壓將近為零、二次電流較大。主要原因：①高壓隔離刀閘；②終端接頭絕緣被破壞或是接地高壓電纜擊穿導(dǎo)致的對(duì)地短路；③電廠灰斗積累大量灰塵導(dǎo)致集塵極和電暈極之間發(fā)生短路；④電暈極線斷線導(dǎo)致的短路；⑤電暈極振打裝備運(yùn)轉(zhuǎn)瓷軸受損或者瓷軸箱里灰塵堆積過(guò)多導(dǎo)致對(duì)地短路；⑥電廠上方阻尼電阻掉落而接地；⑦異極間存在金屬雜物導(dǎo)致短路問(wèn)題；⑧高壓絕緣子受損或者石英套管內(nèi)壁積灰引發(fā)的對(duì)地短路；⑨卸灰機(jī)出現(xiàn)故障，灰斗積灰導(dǎo)致兩極間出現(xiàn)短路。

解決方法：①置于電廠位置；②完善終端接頭；③清理灰斗灰塵；④停止鍋爐運(yùn)行解決斷線問(wèn)題；⑤更換轉(zhuǎn)動(dòng)瓷軸或清除積灰；⑥復(fù)原或者替換阻尼電阻；⑦終止鍋爐運(yùn)作清理垃圾雜物；⑧更換受損的絕緣子，處理結(jié)灰，安裝加熱裝備或升高溫度；⑨定期修理卸灰機(jī)，把灰斗積灰徹底處理干凈。

（2）一次電壓很低、—次電流將近為零，二次電壓較高、二次電流歸零。主要原因：①高壓隔離刀閘未發(fā)揮出作用；②電廠上方阻尼電阻被燒斷；③高壓硅整流變壓器出口位置的限流電阻被燒斷。

解決方法：①把隔離刀閘放在電廠合理位置；②替換阻尼電阻；③替換限流電阻。

（3）—次電壓合理、一次電流很低，二次電壓較低、二次電流顯著降低。主要原因：①電暈極振打時(shí)間長(zhǎng)導(dǎo)致極線積累大量灰塵，導(dǎo)致電暈封閉；②缺少電暈極振打力度；③電暈極振打裝備出現(xiàn)故障；④，電廠進(jìn)口煙塵濃度偏高；⑤粉塵比電阻超過(guò)合理范圍，出現(xiàn)反電暈。

解決方法：①科學(xué)安排振打時(shí)間；②完善并優(yōu)化振打體系；③解決故障問(wèn)題或者終止鍋爐運(yùn)作修理卡錘頭等；④加強(qiáng)和鍋爐的聯(lián)系，及時(shí)協(xié)調(diào)制粉和燃燒；⑤更換煤種。

（4）—次電壓過(guò)低、一次電流過(guò)低，二次電壓過(guò)低、二次電流過(guò)低都有振動(dòng)，高壓硅整流變壓器存在異響且電流也隨之增加，吭聲嚴(yán)重，油溫驟升。主要原因：①可控硅觸發(fā)脈回路存在問(wèn)題；②可控硅出現(xiàn)斷路，導(dǎo)致偏勵(lì)磁運(yùn)轉(zhuǎn)。

解決方法：①完善觸發(fā)脈沖回路漏洞；②替換受損的可控硅。

（5）一次電流合理、一次電壓合理，二次電流過(guò)大而且不規(guī)律振動(dòng)，二次電壓很低而且電廠出現(xiàn)閃絡(luò)。主要原因：①電暈極斷線，但還沒出現(xiàn)短路問(wèn)題；②極間距過(guò)?。虎垭姀S內(nèi)極板極線之間存在雜物；④高壓隔離刀閘的絕緣子有爬電現(xiàn)象；⑤電暈極上方絕緣子室加熱裝備出現(xiàn)故障導(dǎo)致受潮；⑥電暈極振打瓷軸箱加熱裝備出現(xiàn)故障導(dǎo)致受潮；⑦高壓電纜絕緣效果差，有漏電情況。

解決辦法：①停爐解決斷線；②停爐協(xié)調(diào)極間距；③停爐徹底清除雜物；④對(duì)絕緣子進(jìn)行清試；⑤完善加熱裝備；⑥修復(fù)加熱裝備；⑦替換電纜或者提高高壓電纜絕緣性。

（6）一次電壓較低、一次電流過(guò)大，二次電壓很低、二次電流過(guò)小，高壓硅整流變壓器油驟升。主要原因：①高壓硅整流變壓器內(nèi)高壓硅堆受損；②部分高壓線圈出現(xiàn)短路。

解決措施：把高壓硅整流變壓器進(jìn)行解體，檢查修復(fù)吊芯。

（7）一次電壓合理、一次電流合理，二次電壓合理、二次電流歸零。主要原因：①二次電流取樣屏蔽線是短路狀態(tài)；②二次電流表測(cè)定回路被短路；③電流表指針未正常擺動(dòng)；④高壓硅整流變壓器連接到二次電流表的導(dǎo)線是接地狀態(tài)。

解決方法：①檢測(cè)并處置好屏蔽線；②檢測(cè)并處置好測(cè)定回路；③修理電流表；④處理連接導(dǎo)線。

（8）控制柜內(nèi)開關(guān)合閘或者跳閘后再次跳閘。主要原因：①電廠內(nèi)存在異物，導(dǎo)致兩極短路；②部件掉落或者電暈極線斷線，引發(fā)兩極短路；③料位計(jì)無(wú)法正常工作，卸灰機(jī)故障灰斗塵埃滿積，導(dǎo)致電暈極發(fā)生對(duì)地短路；④電暈極上方絕緣子灰塵較多，導(dǎo)致沿面放電；⑤電暈極上方絕緣子室加熱裝備出現(xiàn)故障或者保溫效果不佳導(dǎo)致絕緣子外表結(jié)露，絕緣性削弱而閃絡(luò)；⑥過(guò)壓、欠壓或是過(guò)流保護(hù)出現(xiàn)誤動(dòng)。

解決方式：①停爐處理雜物；②停爐解決部件或者斷線問(wèn)題；③修理料位計(jì)，處理卸灰機(jī)灰斗中的灰塵；④對(duì)絕緣子進(jìn)行清試；⑤改進(jìn)加熱或者保溫裝備；⑥分析誤動(dòng)主因，調(diào)整相關(guān)電位器，失靈時(shí)解決誤動(dòng)部分。

（9）運(yùn)作電壓較低，電流過(guò)小或者電壓驟升隨即出現(xiàn)重大閃絡(luò)，高壓硅整流機(jī)組跳閘。主要原因：①煙溫未滿足露點(diǎn)要求，導(dǎo)致高壓部件絕緣性越來(lái)越低，低電壓情況下出現(xiàn)重大閃絡(luò)；②振打失效，極線極板灰塵滿布，擊穿電壓降低；③電暈極振打瓷軸箱聚四氟乙烯絕緣板嚴(yán)密性不高或者保溫效果不好積灰結(jié)露嚴(yán)重；④部分電廠異極間距縮短。

解決辦法：①調(diào)節(jié)鍋爐燃燒或者終止電廠運(yùn)作；③修理有問(wèn)題的振打裝備；③修理箱體保溫或是絕緣密封板；④檢查部分間距小的問(wèn)題點(diǎn)。

此外，由于電除塵在高溫、高粉塵環(huán)境下工作，對(duì)電除塵的可靠性提出了更高的要求。無(wú)論對(duì)電除塵本體還是電源控制部分都要求較高，因此要求電源控制部分具備以下功能：①反應(yīng)快，能迅速判斷出故障；②能快速切除故障；③運(yùn)行可靠；④能根據(jù)內(nèi)部環(huán)境進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整，以達(dá)到最好的除塵效果。這就要求控制部分要有相應(yīng)的保護(hù)。隨著電子技術(shù)與數(shù)字技術(shù)的飛速發(fā)展，尤其是計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷創(chuàng)新，電除塵器供電電源的功能也在逐步完善。