電除塵器側部陰極振打瓷軸斷裂原因分析與對策

劉朝云

(云南云銅鋅業股份有限公司 650102)

1、概述

贊比亞謙比希銅冶煉公司是由中國有色礦業集團公司與云南銅業集團公司共同投資，在贊比亞基特韋市謙比希鎮新建的我國海外第一家大型銅冶煉廠。一期工程年產15萬噸粗銅、28萬噸硫酸，于2009年2月份投產。熔煉采用富氧頂吹艾薩熔化爐，熔煉煙氣經余熱鍋爐粗除塵、降溫后進入艾薩電除塵器，煙氣經艾薩電除塵器除塵后與轉爐凈化后煙氣合并進入制酸系統。

2、設備運行情況統計

投產初期，艾薩電除塵器陰極振打瓷軸頻繁斷裂，特別是左右兩個室的第一電場的陰極振打瓷軸，只有十多天就需要更換瓷軸。不僅增加了維修的工作量，而且嚴重影響著收塵效率，給后面制酸工序也帶來較大影響。

3.斷裂原因分析

針對瓷柱頻繁斷裂，公司成立專門的專業小組，對頻繁斷裂原因進行分析。經分析，認為原因主要有以下三點：

3.1 進口煙氣含塵偏高，且塵的金屬性、導電性較強。

艾薩電除塵設計進口塵是18.11g/Nm3，而在生產初期，由于艾薩爐進料系統沒有設置制粒系統，散料進入爐子，同時進料水份控制較低，在8%左右。致艾薩爐煙塵率較高，大于設計時的2.5%，達到3.5%左右。同時由于贊比亞地區銅精礦品位達到38%，致煙塵金屬性較強，金屬元素含量達到60%左右。

3.2 振打瓷柱表面拋光上袖增大損壞機率。

陰極振打瓷柱采用95瓷，這種瓷軸的主要成份是優質氧化鋁，按組分嚴格配方后，用特殊方法成型，用特殊方法成型，在1750℃下燒制而成。瓷軸耐溫450-500℃，額定電壓72-120KV，傳遞扭矩最大可達6000N·m。

瓷柱表面拋光上袖可增加瓷件強度30%左右。但對于長期裸露在高溫煙氣中的絕緣子，隨著煙氣溫度升高，作用于袖面上的拉應力隨之增大。袖是玻璃體，屬于脆性材料。其彈性變形區較窄，沒有塑性變形區。當袖面拉應力超過一定范圍，就會龜裂。煙氣中的粉塵容易進入裂縫。造成絕緣子表面電阻下降，從而在表面出現閃絡，進一步加劇裂紋擴張，最終導致絕緣子炸裂損壞。

4、對策

4.1 調整入爐料水份，降低入口塵。

根據入爐料成份及硫酸凈化系統稀酸體積量，在上料系統上增設噴水系統，將入爐料水份由8%提高到11%。增加水份，雖然增加了煙氣量，但爐子的煙塵率降低了不少，由原來的3.5%下降到了2.8%左右，細顆粒塵下降的比例更大，電除塵器進出塵由原來的平均54g/Nm3降到了平均23 g/Nm3左右，極大的改善了電除塵器的運行條件。

4.2 與生產廠家對接，取消振打瓷柱表面拋光上袖。

通過與瓷軸生產廠家對接，根據瓷柱表面拋光上袖對高溫煙氣中的扭轉瓷軸會增加損壞機率，在保證表面光潔度的前提下，取消振打瓷軸表面上袖工序，使振打瓷軸內外材質一致，杜絕表面龜裂現象發生，從而減少振打瓷軸損壞機率。

4.3 改造振打瓷軸箱體結構

針對振打瓷軸箱體結構容易積塵的現象。對振打瓷軸箱體做了兩點改造，以最大限度的減少振打瓷軸表面上的積塵。

改造一是在振打瓷軸上加裝減少煙塵進入箱體的絕緣石英套管與石英板。通過加裝絕緣石英套管與石英板，最大限度的減少了煙氣中煙塵進入陰極振打箱內部，為陰極振打瓷軸提供了相對干凈的工作環境。

改造二是為艾薩電除塵器所有陰極振打箱加裝一套熱風吹掃裝置。從空壓機儲罐過來的6公斤壓力的壓縮風，通過自制的48KW電加熱爐，將壓縮空氣加熱至200℃，再由熱風輸送管將加熱后的壓縮風送到各陰極振打箱，在振打箱進口改由內徑￠8的細鋼管將加熱后的壓縮風對著陰極振打瓷軸噴吹。通過噴吹，少量集于振打瓷軸上的煙塵噴落、落入陰極振打箱下部斜灰斗，通過斜灰斗再落入電除塵器箱體內部。為確保安全，瓷軸離陰極瓷軸距離大于異極距200mm。

5、采取對策后的效果

通過生產工藝上的調整、瓷軸加工工序的調整、振打瓷軸箱體結構的改變及增設熱風吹掃裝置，陰極振打瓷軸斷裂現象有了徹底的改變。通過以上系統的調整與改造，基本上解決了陰極振打瓷軸易斷裂的問題。通過調整與改造，電除塵器的收塵效率超過了設計值，月平均收塵效率達到：99.3%。不僅降低了運行成本、減少了更換瓷軸的勞動強度、而且保證了電除塵器的正常、高效運行，為后續的制酸系統提供了合格的煙氣。

6、結束語

高溫電除塵器陰極振打瓷軸是電除塵器高效運行的至關重要零部件。由于長期受直高壓、大扭矩作用，同時又處在高溫、高金屬塵環境下，因此容易發生故障。但只要我們選型得當、結構合理、維護到位，就一定能解決容易損壞的情況發生，保證電除塵器高效、穩定運行。

1、龍濤 周寶山 電除塵器絕緣子設計與選擇 硫酸工業2002年第5期

2、紀鹿鳴 電除塵器陰極側向振打機構中的旋轉瓷軸 硫酸工業 1997年第2期