電除塵器陰極小框架掉落問題的處理與分析

陳　軍

[摘要]2008年3月，我公司承擔河南商丘裕東發電廠#2爐電除塵器的小修工作，針對其#2機組運行中出現的電場內部短路現象，在小修時通過檢查，發現有兩排陰極小框架發生掉落；許多陰極小框架的連接套管開裂的情況，經過仔細檢查和認真分析后，得出正確的結論，并加以解決，保證#2爐電除塵器的安全、穩定運行！

[關鍵詞]電磁振打 陰極小框架 連接套管

中圖分類號：TP2 文獻標識碼：A 文章編號：1671-7597（2009）0110103-01

一、總綱

河南商丘裕東發電廠共有2臺30MW機組，每臺機組配置2臺電除塵器，其中#2爐為浙江菲達公司生產的2F270-4雙室四電場型電除塵器。電場內部的陰極線、陽極板的振打方式采用的是頂部電磁振打。

二、問題介紹

去年下半年以來，裕東發電廠#2爐電除塵器多次出現灰斗支撐拉裂，灰斗變形的問題，先后有三個供電分區因電場內部短路而被迫退出運行，無法投運。針對此現象，在小修剛開始，我們就對電場內部進行了仔細的檢查，發現只有一個供電分區是由于極板之間積灰結焦造成短路導致電場投不上；其余兩個分區投不上的原因都是由于陰極小框架掉落而致使極板和極線間短路，隨即從頂部保溫箱進入電場內部檢查發現，在出現陰極小框架掉落的電場上部的懸吊梁下部有為數不少的小框架出現了相同的連接套管斷裂的現象。

針對這種現象，我們將左右兩臺電除塵器所有24個供電分區的共計504排陰極小框架全部進行了徹底檢查，發現共有127排陰極小框架，161個連接套管出現了裂紋和斷裂的現象（每個陰極小框架由前后兩個連接套管懸吊在陰極振打小吊梁上）。

三、原因分析

經過我公司技術人員的分析，造成這種問題的根本原因有3種：

（一）設計原因

1．原理：每個振打器通過陰極大吊梁及振打小吊梁傳遞到每個陰極小框即上，陰極小吊梁由連接套管與陰極小吊梁連接并傳遞振打力。

2．陰極小框架上端固定，下端為自由延伸狀態，下部由槽鋼架來保持整個陰極大框架在煙氣沖刷下的穩定，下圖為振打力傳遞過程中出現的陰極框架和陰極線的狀態和受力情況顯示。

3．由于陰極小框架要承受長期連續的振打（振打力為580-658g）連接套管的焊接部位和固定銷軸處就要長期承受陰極小框架的重力與振打力相互之間的剪切力，力的中心就集中在固定銷軸處，所以容易在此處發生剪切裂紋。

4．由于銷軸的直徑只有10mm，就在振打力的作用下于銷軸與連接套管穿管處形成了了很大的沖擊載荷，同時因為套管與陰極小框架采取立焊焊接方式連接，所以在銷軸上方處的套管處所承受的沖擊載荷最大，在長期連續振打的作用力下，套管沿著銷軸上方順著連接套管的圓周部位出現裂紋，并逐漸延伸，最終造成整體的斷裂。（如圖一所示）

（二）材質原因

經過測量，連接套管的管壁厚度只有3mm，管壁厚度的設計裕量和管子設計使用的強度不足，材質為普通碳鋼管，在長期承受振打力的沖擊和陰極小框架自身重量載荷下，必然會產生疲勞，形成脆性斷裂。（如圖二所示）

（三）安裝質量問題

在安裝時，焊道不夠飽滿或未熔透，使得焊接強度不足，在長期連續振打所產生的剪切力的作用下逐漸形成裂紋并最終完全裂開。（如圖一所示）

四、確定解決方案

為了在#2爐小修的十多天里盡快解決陰極小框架掉落的問題，防止在小修后的運行中再次出現因同類問題造成電場退出運行的情況發生并保證小修工期，我們制定了以下兩種簡單處理方法并盡快實施。

（一）根據檢查統計表，將出現裂紋的連接套管進行補焊加強處理，并嚴格要求，保證焊接質量。

（二）用Ф14mm的圓鋼緊急加工成吊鉤，并將兩個吊鉤對稱并在一起，上部采用搭接式焊接，懸吊在陰極振打小吊梁上，下部分別固定在陰極小框架的吊桿兩側，采用四道立焊口將圓鋼和吊桿焊接在一起，保證每條焊道都在60-80mm的長度，并嚴格要求焊接工藝。

采用以上兩種方法處理后，一方面對連接套管進行了補焊加強，延長了其使用壽命，另一方面防止了因再次斷裂而造成的電場內部短路，因為兩個倒J形吊鉤對小框架起到了后續保護作用，使得電場在運行中不會受到任何的影響，而且可以防止連接套管斷裂后掉落到電場內部造成陰、陽極之間短路，同時不會影響振打力的傳遞。

五、處理后的運行情況

經過共計18天的緊張作業，全部檢修和焊接補強工作全部結束并檢驗合格，#2機組于2008年5月4日并網發電，在運行6個月內，未再出現電場內部短路缺陷，電除塵器的電場投入率為100%。

六、總結

河南商丘裕東發電廠自2005年2月投入商業運行至今僅3年多的時間內就有近1/3的陰極小框架的連接套管出現斷裂的現象，我們從中可以分析出一些規律性的缺陷發生軌跡。

因為畢竟頂部電磁振打方式在我國還是一個新興的技術，雖然在設計原理和理論論證上已經通過了國家檢驗，但由于近幾年市場上需求量非常大，造成了該產品在設計、安裝及檢修隊伍等方面的不足，也在一定程度上影響了其產品的質量和信譽，由于產品銷售和安裝輻射的區域太大，所以在后續服務上也受到了一定的影響。

通過這次的發現，對我們在今后針對頂部電磁振打式電除塵器在安裝、使用、改造和檢修等方面都要加強檢查和監督的力度，逐步完善頂部電磁振打電除塵器的不足，保證除塵效率和降低排放濃度，為保護環境貢獻自己的一份力量！

參考文獻：

[1]徐經華、何玉書等編，《300MW機組運行、檢修崗位技術培訓教材》.

[2]胡蔭平主編《電站鍋爐手冊》，北京：中國電力出版社，2005.