影響收塵的因素以及常見故障診斷

沈小剛

（湖南衡南南方水泥有限公司 湖南衡陽 421000）

影響收塵的因素以及常見故障診斷

沈小剛

（湖南衡南南方水泥有限公司 湖南衡陽 421000）

本文對影響窯頭電收塵性能的主要因素以及常見故障的診斷和解決措施。

節(jié)能減排；比電阻；粉塵濃度；溫度；系統(tǒng)漏風(fēng)；除塵效果；負(fù)壓；操作

我公司干法窯分廠造成的污染主要就是粉塵污染，搞好收塵工作對于保護(hù)環(huán)境、保障身體健康、更好地發(fā)展水泥生產(chǎn)，節(jié)能增效，樹立南方品牌形象具有十分重要的意義。

我分廠窯頭采用的是浙江金華除塵設(shè)備有限公司電收塵器進(jìn)行粉塵處理，除塵效果可以達(dá)到98%以上，但是其收塵效果在很大程度上受粉塵性能和操作條件的影響，其主要影響因素有：

1 粉塵的比電阻是影響電收塵效率的一個重要因素

當(dāng)比電阻在104～1011Ω·cm時，收塵效果最好。而分廠窯頭電收塵處理的粉塵主要是石灰石粉塵，在105℃時達(dá)1014Ω·cm，屬高比電阻粉塵，很容易形成反電暈，致使粉塵層局部擊穿，并產(chǎn)生火花放電。由于粉塵比電阻隨溫度增大而增大，隨濕度增大而減小，合理的控制增濕塔的噴水量，來減低溫度（一般是進(jìn)口溫度在100～120℃內(nèi)效果最好）對比電阻的影響以及增加濕度來控制比電阻在合適的范圍內(nèi)。

2 窯頭電收塵進(jìn)口的粉塵濃度過高的影響

氣體含塵濃度的增加過快，使粉塵離子也迅速增多，嚴(yán)重地抑制電暈電流的產(chǎn)生，使塵粒不能獲得足夠的電荷，而形成電暈封閉，致使收塵效率迅速降低，其表象為二次電壓很高，二次電流偏低。

3 窯頭電收塵收塵系統(tǒng)漏風(fēng)的影響

我分廠窯頭電收塵是負(fù)壓操作，當(dāng)密封不嚴(yán)，外部氣體從漏風(fēng)點(diǎn)進(jìn)入時會造成收塵器局部風(fēng)速增大，使粉塵再次被吹入氣流中，形成二次飛揚(yáng)。從檢查門、煙道、伸縮節(jié)、風(fēng)道閘門、絕緣套等處漏入空氣，不僅會增加電收塵的煙氣處理負(fù)荷，而且會由于溫度下降出現(xiàn)水氣冷凝結(jié)露現(xiàn)象，引起電暈極的結(jié)灰、電擊穿、硫腐蝕等后果。

4 窯的開停對電收塵的影響

當(dāng)窯重新點(diǎn)火運(yùn)轉(zhuǎn)時都有一個升溫、保溫的過程。電收塵器自身內(nèi)部基本都是由鋼結(jié)構(gòu)件構(gòu)成的，外部鋪蓋保溫層，在電收塵器內(nèi)結(jié)露點(diǎn)一般在55℃左右，如果溫度過低，收塵器內(nèi)部絕緣瓷瓶上就形成了結(jié)露，電壓普遍只有10～20kV左右，甚至更低，電流遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過正常的電壓與電流之比，呈現(xiàn)短路狀態(tài)，電收塵器失去了收塵功能，從而影響了電收塵器的正常工作。當(dāng)立磨開啟時，風(fēng)門的切換，窯頭拉風(fēng)的變化，致使風(fēng)速、溫度、電收塵粉塵處理量的波動比較大，電收塵反映滯后，收塵效果很難保證。

5 電收塵內(nèi)電暈線結(jié)灰肥大，陽極板上粉塵厚度過大的影響

電暈線結(jié)灰肥大時，將比較明顯的降低電暈效果，使收塵器工作狀態(tài)惡化。陽極板上粉塵厚度過大時，會使極板與電暈線之間的電離電阻增大，不能很好的形成電暈，從而使得收塵效果低下。這兩種影響一方面可以通過改進(jìn)電收塵器的設(shè)計，合理控制系統(tǒng)的振打力和振打周期，另一方面可以加強(qiáng)定期清掃，保持清潔來處理。

其實影響電收塵器收塵效率的因素較多，只要我們肯想肯做，充分了解和掌握設(shè)計要求和收塵器技術(shù)性能，科學(xué)的管理和維護(hù)，就能最大限度地提高收塵效率，并發(fā)揮收塵器應(yīng)有的作用。以下就是通過對窯頭電收塵控制柜上監(jiān)測表上電壓電流的觀察，來對電收塵的故障進(jìn)行診斷和處理（u1、i1表示收塵器高壓硅整流器一次側(cè)的電壓和電流，u2、i2表示收塵器高壓硅整流器二次側(cè)的直流高壓和電流）。

5.1 u1、i1、u2、i2 均為零

主電源空氣開關(guān)未合閘或前端電源未送電；控制電源保險燒毀，控制電路板損壞，主接觸器線圈燒毀造成主接觸器無動作或儀表損壞等，以上故障按常規(guī)檢修方法即可解決，但是保險燒毀的話，要注意檢查控制板上的其他電子元件有沒有發(fā)黑、短路等現(xiàn)象，避免二次傷害，擴(kuò)大故障范圍。

5.2 u1變化正常，i1、i2隨煙氣溫度上升而上升，電場閃絡(luò)頻繁

陽極板各連接部位松動或斷裂導(dǎo)致陽極板受熱不均，膨脹系數(shù)不一樣，變形嚴(yán)重，引起其與電暈線距離超過極限值，使得此處電場放電嚴(yán)重，電場閃絡(luò)頻率加劇。若靜態(tài)時u1、i1、u2、i2均正常，啟動窯頭排風(fēng)機(jī)后，電場閃絡(luò)頻繁，甚至引起高壓硅整流器短路跳閘，則是因電暈線底部緊固件斷裂或者電暈線本體受溫度影響發(fā)熱變形，在風(fēng)機(jī)拉動煙氣使其擺動到陽極板或其他接地鋼體相近處引起的。對于此故障，要求每次停窯時對電場內(nèi)部進(jìn)行檢查，及時進(jìn)行焊接加固或矯正處理，對于無法恢復(fù)的，可以暫時取下，待配件到貨后進(jìn)行更換。

5.3 i2偏高，u2無法調(diào)至正常值且電場隨u2的調(diào)整閃絡(luò)頻繁

此故障一般發(fā)生在剛開窯時或者長期未開窯重新開窯時，此時煙氣濕度較大，比電阻變化大，電場內(nèi)部由于潮氣過大，使得濕度過大，電場呈現(xiàn)低阻性，電暈線與陽極板之間出現(xiàn)低阻態(tài)的電暈短路現(xiàn)象，剛開始還能保持一定的平衡，一旦加大u2的電壓，電場擊穿，閃絡(luò)頻繁，最終導(dǎo)致電收塵器短路保護(hù)跳閘。這種故障可以通過優(yōu)化工藝操作，提高電收塵器進(jìn)口溫度和降低物料的濕度，以及先行開啟電場內(nèi)部加熱器等等方法加以解決。

5.4 u1正常，u2低，i1、i2均高于正常范圍

此故障現(xiàn)象一般是由于各級高壓絕緣瓷瓶或絕緣套管等絕緣部分積灰較多，而開機(jī)前未及時清理或電加熱器未提前開啟，造成絕緣部分絕緣性能下降，放電擊穿漏電，所以我們在開機(jī)過程中要注意定期對絕緣部分進(jìn)行清理，并在開機(jī)前對電場內(nèi)部電加熱器進(jìn)行檢查和開啟，保證絕緣部分干燥，避免電場擊穿事故對絕緣的破壞。

5.5 u1、i1、u2、i2 變化頻繁，電場內(nèi)部閃絡(luò)頻繁

煙氣中粉塵的比電阻較高，電場電離后的粉塵沉積在陽極板上，其極性及電暈極相同，便排斥后來的荷電粉塵，由于粉塵層的電荷釋放緩慢，粉塵間形成較大的電位梯度，當(dāng)粉塵層中的電場強(qiáng)度大于其臨界值時，就會在粉塵層的空隙間產(chǎn)生局部擊穿，產(chǎn)生與電暈極極性相反的正離子，并向電暈極運(yùn)動，中和電暈極帶負(fù)電的粒子，最終出現(xiàn)反電暈現(xiàn)象，此時粉塵二次飛揚(yáng)嚴(yán)重，使得收塵性能顯著惡化。此故障可以通過增加煙氣中的含水量來降低粉塵的比電阻進(jìn)行處理。

此外陰極框架變形，陽極板與電暈線距離超過極限值，或陰極和陽極振打過于強(qiáng)烈等現(xiàn)象，造成陰極和陽極時遠(yuǎn)時近，周期變化也是出現(xiàn)此故障的原因之一。

以上幾點(diǎn)只是列出了部分，還有很多，電收塵器機(jī)理復(fù)雜，忽視任何一個細(xì)節(jié)都有可能導(dǎo)致電除塵器不能正常運(yùn)行。

所以我們因地制宜，根據(jù)以上情況，提出以下解決措施：

5.5.1 努力改善窯頭電收塵器的運(yùn)行現(xiàn)狀

在窯頭電收塵器運(yùn)行過程中，記錄各電場高壓硅整流變壓器高低壓側(cè)電流、電壓值，收塵器進(jìn)出口的溫度值和故障情況，并根據(jù)所表象的情況，合理進(jìn)行參數(shù)的調(diào)整，保障窯頭電收塵器的安全運(yùn)行。

及時對設(shè)備運(yùn)行中存在的故障和缺陷進(jìn)行處理，不能處理的，要記錄備案并做好配件和檢修計劃，等停窯時或者大修時進(jìn)行處理。

5.5.2 加強(qiáng)設(shè)備定期檢查維護(hù)

（1）每次計劃停窯檢修時，必須對8個電場的高壓硅整流變壓器進(jìn)行檢查，并檢查各電纜接頭是否可靠連接，外部是否破皮，阻尼電阻、隔離開關(guān)高壓絕緣瓷瓶和硅整流變壓器輸出端的高壓瓷瓶、保溫室內(nèi)的電加熱器及高壓絕緣瓷座是否積灰、破損，對損壞或積灰部分進(jìn)行及時更換或清理并做好記錄。

（2）每次計劃停窯檢修時，必須對8個電場內(nèi)部進(jìn)行檢查，對掉落變形的陽極振打錘柄、斷裂的電暈線、脫焊的陽極板等等進(jìn)行更換或恢復(fù)，檢查清理陽極板、電暈線上的積灰，積灰較多并結(jié)塊時，要注意檢查附近是否有漏風(fēng)點(diǎn)，及時進(jìn)行處理或焊補(bǔ)。

進(jìn)入每個電場注意觀察各陽極板和陰極框架是否變形，電暈線是否松弛彎曲，陽極板和陰極線之間極距偏差是否在規(guī)定范圍內(nèi)（保持中間位置，距離控制在100～120mm之間）。陰極、陽極振打及振打機(jī)軸是否移位或松脫，收塵器前部氣體分布板、耐磨陶瓷是否脫落，煙道及積灰斗是否堵塞等。

（3）每次計劃停窯檢修時，檢查窯頭電收塵器各連接處、法蘭和入孔門、煙道風(fēng)門焊接點(diǎn)等處的密封情況，對漏風(fēng)部位進(jìn)行焊補(bǔ)或堵漏。要注意對陰、陽極振打以及底部拉鏈機(jī)、鎖風(fēng)閥的運(yùn)轉(zhuǎn)部位潤滑和磨損情況進(jìn)行檢查，有問題的要及時進(jìn)行處理。并對電控柜內(nèi)各電氣元件、線路進(jìn)行檢查，排除過熱變色情況出現(xiàn)。

（4）春節(jié)大修期間，必須對硅整流變壓器進(jìn)行維護(hù)。變壓器內(nèi)油質(zhì)進(jìn)行抽樣化驗并進(jìn)行耐壓試驗，現(xiàn)場檢查其油位、干燥劑顏色、絕緣電阻以及高低壓繞組對地絕緣電阻，并確保接地電阻應(yīng)小于4Ω，保證設(shè)備安全可靠運(yùn)行。

5.5.3 提高中控操作水平

（1）窯點(diǎn)火升溫時的操作

①高壓部分不能啟動操作，窯系統(tǒng)升溫期間，由于系統(tǒng)溫度較低，導(dǎo)致煤粉燃燒不完全，這樣入窯頭電收塵廢氣中CO含量偏高。同時由于電收塵陰極極線采用芒刺性，而該極線起暈電壓低，放電強(qiáng)度高，在這兩因素的影響下升溫期間采取高壓操作，導(dǎo)致電場內(nèi)的CO發(fā)生爆炸，造成大的安全和設(shè)備事故。

②升溫時開啟低壓振打裝置，由于升溫前電收塵內(nèi)部各物體的溫度較低，當(dāng)廢氣進(jìn)入電收塵內(nèi)部后，廢氣中的煤灰和水蒸氣遇到溫度較低的極板等物件，在風(fēng)速較低的情況下，水蒸氣立刻冷凝，這樣煤灰會粘到極板上，隨著系統(tǒng)溫度的升高極板（線）上會裹上一層煤灰，不容易被振打抖落掉。從而導(dǎo)致電場臨界電壓的的增高，放電強(qiáng)度的減弱，最終影響了電收塵的凈化操作，收塵效果大大下降。

③升溫時開啟低壓恒溫控制器，為了防止保溫箱內(nèi)瓷套管表面冷凝結(jié)露在而引起電擊穿，在套管下部的支座內(nèi)設(shè)有電加熱器，并通過設(shè)在頂梁內(nèi)的恒溫控制器加以控制。當(dāng)溫度低于80℃時，加熱器工作，當(dāng)溫度大于100℃時，加熱器應(yīng)斷電。

（2）窯系統(tǒng)正常運(yùn)轉(zhuǎn)時的操作

①合理控制電收塵入口廢氣的溫度

溫度是電收塵操作的主要控制參數(shù)之一，溫度的高低，直接影響到電收塵的收塵效率，而影響電收塵入口的溫度主要取決于C1出口溫度和增濕塔回水閥門的開度及立磨的開停，其相互影響，控制電收塵進(jìn)口廢氣溫度在110～120℃時，電收塵的運(yùn)行參數(shù)最為理想，在正常運(yùn)轉(zhuǎn)和C1出口溫度穩(wěn)定的情況下，調(diào)整好增濕塔回水閥門的開度成了操作的關(guān)鍵參數(shù)。

②合理控制電收塵入口的負(fù)壓

電收塵電場內(nèi)氣體的流速的控制，既要保證氣體在通過電收塵的時間內(nèi)的塵粒來得及沉降，也就是說位于集塵極最遠(yuǎn)處的塵粒移動到集塵極所需的時間必須小于或等于含塵氣體通過收塵器的時間，又要保證極板上經(jīng)振打而抖落下的粉塵不會被再次卷起，造成二次飛揚(yáng)。

6 結(jié)語

總之，窯頭電收塵作為新型干法生產(chǎn)線的一臺重要除塵設(shè)備，只要在設(shè)備上精心維護(hù)，工藝上合理控制操作參數(shù)，就能保證良好的收塵效率和較高的運(yùn)轉(zhuǎn)率，滿足生產(chǎn)環(huán)保的需要，努力做到“創(chuàng)新績效型、資源節(jié)約型、環(huán)境友好型、社會責(zé)任型”的四型企業(yè)。

X701

A

1004-7344（2016）18-0225-02

2016-3-16

沈小剛（1976-），男，助理工程師，主要從事電氣工程及自動化方面的工作。