進(jìn)口濕式電除塵電氣系統(tǒng)的故障處理與改進(jìn)

譚立偉　馮磊

摘 要：本文介紹了高爐煤氣濕式電除塵，在運行中出現(xiàn)的兩起電氣故障，自動接地刀閘無法可靠動作和電場絕緣低無法升壓。闡述了故障現(xiàn)象、分析判斷和處理方法，改進(jìn)了接地刀閘的操控機(jī)構(gòu)和極板懸掛絕緣子的運行環(huán)境，提高了設(shè)備運行的穩(wěn)定性、可靠性。供同類型機(jī)組，故障處理借鑒參考。

關(guān)鍵詞：濕式電除塵;電場絕緣;接地刀;絕緣子

中圖分類號：TK223.2 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-2064（2020）06-0166-02

0 引言

在日益嚴(yán)峻的環(huán)境形式下，電除塵已被廣泛應(yīng)用在電力、冶金、化工等行業(yè)。在冶金行業(yè)中，燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組，以高爐煤氣、焦?fàn)t煤氣為燃料發(fā)電。所以，裝設(shè)電除塵裝置在燃機(jī)的前端，降低煤氣中的含塵量，滿足煤壓機(jī)入口含塵濃度的要求。

邯鋼9E燃?xì)庹羝?lián)合發(fā)電機(jī)組，煤氣電除塵采用jord公司產(chǎn)品。配套的高頻整流單元，使用美國NWL公司產(chǎn)品。除塵箱體分入口電場和出口電場，設(shè)有兩個極板。兩套高頻整流單元，安裝在除塵箱體頂部。為保障除塵箱體和人員的安全，每套高頻整流單元，配置兩個接地刀閘。一個手動接地刀閘、一個自動接地刀閘。手動接地刀閘，在機(jī)組正常運行期間保持打開狀態(tài)。在機(jī)組轉(zhuǎn)檢修，煤氣箱體打開人孔時，將手動接地刀閘合上，并加裝安全鎖，確保人員安全。自動接地刀閘，包括電動操作機(jī)構(gòu)和控制系統(tǒng)。每次開機(jī)前，遠(yuǎn)程打開。停機(jī)后，遠(yuǎn)程閉合。自動刀閘控制回路，串聯(lián)除塵箱體的報警聯(lián)鎖。一旦箱體有故障，如氧含量高等。接地刀閘自動閉合，迅速泄除電場負(fù)荷，確保箱體的安全。

在機(jī)組運行過程中，多次出現(xiàn)接地刀無法自動打開、關(guān)閉現(xiàn)象。高頻開關(guān)電源多次出現(xiàn)無法升壓，電場絕緣低等故障。嚴(yán)重影響了煤氣除塵效果和機(jī)組的能效，存在較大的安全隱患。通過對多次故障的分析判斷，制定改進(jìn)方案，提高了電除塵的運行可靠性。

1 自動接地刀無法操作的分析與處理

自動接地刀在電除塵中，起到關(guān)鍵的安全保障作用。當(dāng)控制系統(tǒng)檢測到箱體內(nèi)氧含量高等其他威脅箱體安全的危險時。迅速驅(qū)動接地刀閉合，使電場極板可靠接地，泄除電場電壓。確保人員和設(shè)備的安全，避免發(fā)生箱體爆炸等重大事故。

該除塵箱體接地刀合、分執(zhí)行機(jī)構(gòu)，采用直流電磁鐵來實現(xiàn)。見圖1所示，當(dāng)電磁鐵得電時動作、吸合，驅(qū)動連桿壓迫彈簧，同時驅(qū)動接地刀打開，以及同軸凸輪轉(zhuǎn)動，使分位限位開關(guān)動作。當(dāng)電磁鐵失電時，靠彈簧回彈力復(fù)位。驅(qū)動接地刀閉合，以及同軸凸輪轉(zhuǎn)動，使合位限位開關(guān)動作。直流電磁鐵操作機(jī)構(gòu)的優(yōu)點是動作迅速，一旦失電或得電，均能馬上動作到位。機(jī)構(gòu)動作時間短，能夠更好的確保電場安全。缺點是該電磁鐵為進(jìn)口裝置，國內(nèi)采購周期長，出現(xiàn)問題后，修復(fù)比較困難。

機(jī)組運行3年后，兩套電場高頻電源，多次出現(xiàn)接地刀不能自動合、分的現(xiàn)象。檢查發(fā)現(xiàn)電磁鐵得電后，不吸合?；蛘呤щ姾螅荒軓?fù)位。脫開接地刀操作機(jī)構(gòu)，單獨檢測電磁鐵。得電、失電動作均正常?？紤]可能接地刀操作機(jī)構(gòu)卡澀，操作力矩增大引起。但兩套自動接地刀均出現(xiàn)，不能正常操作的現(xiàn)象。且接地刀閘處于封閉空間內(nèi)，沒有腐蝕、銹蝕現(xiàn)象，手動操作力矩正常。對操作機(jī)構(gòu)檢查、維護(hù)、潤滑，以及微調(diào)驅(qū)動連桿的長度，均未能解決故障。判斷為電磁鐵機(jī)械性能下降，造成電磁鐵執(zhí)行結(jié)構(gòu)驅(qū)動力矩不足，不能驅(qū)動地刀正確的動作。

該進(jìn)口電磁鐵采購比較困難，采購時間較長。即使更換電磁鐵執(zhí)行機(jī)構(gòu)，也不能完全解決問題，無法保證接地刀不再出現(xiàn)故障。所以，為了徹底解決該問題。對地刀操控機(jī)構(gòu)改造，將電磁鐵控制機(jī)構(gòu)，改造為電機(jī)驅(qū)動機(jī)構(gòu)。根據(jù)地刀操作力矩，選擇合適型號的電機(jī)。在原控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，進(jìn)行修改完善。電機(jī)操作機(jī)構(gòu)的優(yōu)點是操作力矩大，改造后接地刀的自動合、分，均能正常動作。

2 電場絕緣低的分析與處理

該電除塵箱體布置為，高頻整流單元、極板懸掛絕緣子箱在煤氣箱體頂部，下方整個箱體及極板。高頻整流單元輸出電壓經(jīng)過母排，連接至極板絕緣子箱內(nèi)，再經(jīng)極板拉桿輸出到箱體內(nèi)的極板上。極板懸掛絕緣子箱結(jié)構(gòu)見圖2所示。極板兩側(cè)各有兩個絕緣子，作為極板的懸掛支撐。同時，箱體內(nèi)有其他的支撐，使極板固定。絕緣子箱外部纏有伴熱帶，機(jī)組投運時，提前開啟加熱器，降低絕緣子箱內(nèi)濕度，提高電場絕緣。

電除塵系統(tǒng)在運行3年后，經(jīng)常出現(xiàn)無法升壓的故障。檢查箱體內(nèi)絕緣較低，脫開箱體極板。單獨檢測高頻整流單元，系統(tǒng)升壓正常。通過對箱體檢查，發(fā)現(xiàn)極板絕緣子運行環(huán)境較差，表面腐蝕、濕度大等問題，是造成電場絕緣下降的原因。

（1）極板懸掛絕緣子箱和煤氣箱體是連通的，煤氣可以進(jìn)入到絕緣子箱內(nèi)，造成絕緣子表面腐蝕、臟污嚴(yán)重。同時，煤氣箱體內(nèi)的水蒸汽，也會進(jìn)入到絕緣子箱內(nèi)。雖然電伴熱投入運行，但絕緣子箱內(nèi)濕度仍然很大，絕緣子表面水凝現(xiàn)象嚴(yán)重。

（2）極板絕緣子作為極板的懸掛支撐，可以承受豎向的作用力。但是，在電除塵運行中，由于煤氣壓力波動較大。運行兩年后，極板在箱體內(nèi)的固定支撐點松動，極板收煤氣壓力影響，晃動比較嚴(yán)重。極板出現(xiàn)晃動，絕緣子就會受到橫向作用力，超出絕緣子的承受能力。檢查發(fā)現(xiàn)絕緣子表面出現(xiàn)裂紋，甚至出現(xiàn)整個斷裂的情況。受損的絕緣子圖3所示。

通過對箱體結(jié)構(gòu)的檢查、分析，判斷高壓整流單元系統(tǒng)正常，由于煤氣箱體結(jié)構(gòu)設(shè)計不合理。懸掛絕緣子運行環(huán)境較差，引起的電場絕緣較低，無法升壓的故障。所以，在原有箱體的結(jié)構(gòu)上，提出了改造方案：

（1）在煤氣箱體和懸掛絕緣子箱之間加裝絕緣隔板，隔絕兩個箱體，減少煤氣、水蒸氣進(jìn)去絕緣子箱內(nèi)。同時，根據(jù)機(jī)組運行情況，平均每6個月對絕緣子進(jìn)行檢查、擦拭，提高其絕緣性能。（2）改造箱體內(nèi)極板的支撐方式，加大箱體內(nèi)部的固定支撐點。根據(jù)機(jī)組運行情況，平均每6個月，對箱體內(nèi)極板進(jìn)行檢查，減少絕緣子的受力，避免絕緣子受損。（3）在絕緣子箱內(nèi)，增加兩組加熱器。由于原箱體結(jié)構(gòu)，造成煤氣箱體和懸掛絕緣子箱體，無法完全隔離，只能采取絕緣板隔離。但仍會有煤氣和水蒸氣進(jìn)入絕緣子箱體內(nèi)。原絕緣子箱采用外部纏繞伴熱帶的方式。內(nèi)部濕度依然很大，通過在箱體內(nèi)部，加裝兩組加熱棒。降低箱體內(nèi)部濕度，提高絕緣性能。

通過以上改造和維護(hù)措施，改善絕緣子的運行環(huán)境，減少絕緣子的受力。增加了絕緣子的使用壽命，提高了電場的絕緣，使電場運行良好，不再發(fā)生電場無法升壓的故障。

3 結(jié)語

本文介紹了我廠濕式除塵系統(tǒng)，兩起電氣故障的現(xiàn)象、分析、判斷、處理方法。高頻整流單元，在運行中較穩(wěn)定，故障率低。兩起故障均為，除塵箱體配套電氣元件和結(jié)構(gòu)不合理造成。所以，在設(shè)備日常維護(hù)中，應(yīng)注意箱體附屬電氣元件、絕緣件的檢查和維護(hù)。平均每6個月，對極板懸掛絕緣子進(jìn)行清洗、擦拭，檢查箱體內(nèi)極板緊固件，測試自動接地刀閘，動作是否正常。從而，提高設(shè)備運行的穩(wěn)定性、可靠性。