不停爐條件下除塵器電場檢修策略研究

李東欽，魯改鳳，劉秀明，李文波，馮 超

（1.大唐三門峽發電有限責任公司，河南 三門峽 472143；2.華北水利水電大學，鄭州 450045）

不停爐條件下除塵器電場檢修策略研究

李東欽1，魯改鳳2，劉秀明1，李文波1，馮 超1

（1.大唐三門峽發電有限責任公司，河南 三門峽 472143；2.華北水利水電大學，鄭州 450045）

隨著國家對燃煤發電機組煙塵排放標準的日趨嚴格，電除塵器各電場的出力情況已成為制約機組實現煙塵達標排放的關鍵因素之一。文章介紹了某電廠在#2機組運行中處理電除塵器內部電場陰極絕緣擊穿的過程，分析了引起電場運行中絕緣擊穿的主要原因，結合頂部振打除塵器的結構，論證了在不停爐條件下處理電除塵陰極振打錐形絕緣軸擊穿的可行性，根據除塵器頂部保溫箱的特點制定了具體可行的實施方案，通過在線處理電除塵器故障電場絕緣，取得了良好效果，并提出了在陰極振打絕緣軸上方加裝防水傘裙等防范電場陰極絕緣擊穿再次發生的預防措施和優化方案。

靜電除塵器；電場；絕緣擊穿；頂部振打絕緣軸；傘裙

依據河南省相關文件精神，燃煤火電機組實現超低排放后，煙塵排放濃度不得高于5mg/Nm3，才能通過環保部門專項驗收，每年增加年度基礎電量發電利用時間200小時，上網電價每千瓦時提高1分錢，達到超低排放標準后，可以取得較大的經濟效益。除塵器出口煙塵排放濃度小于20mg/Nm3是保證煙囪出口小于5mg/Nm3的重要條件。某電廠#2機組（320MW）配套的雙室四電場臥式布置靜電除塵器，于2016年7月完成了對除塵器電控系統的升級改造，實現了除塵器出口煙塵排放濃度小于20mg/Nm3。

1 故障特征

某電廠#2機組2016年7月22日并網后，電除塵器運行各項參數正常，煙囪粉塵排放濃度合格。7月30日，三門峽地區出現極端強對流天氣，#2爐電除塵器一右四二、一左二、二右四一、二右四二四個電場陸續出現閃絡報警并退出運行，測量電場絕緣為零，初步判斷是電場短路。為確保煙塵達標排放，機組被迫限負荷運行在250MW以下，改造后環保驗收和迎峰度夏搶發電量工作受到嚴重影響，機組運行的經濟性和安全性大大降低。

2 故障原因分析

（1）電除塵器保溫箱內振打桿套筒處的保溫層缺失，致使該處與外界直接接觸。除塵器正常運行時，在電場內部高達140℃的煙溫和保溫箱電加熱的共同作用下，保溫箱的整體溫度基本控制在100℃～130℃范圍內，這樣即使在引風機負壓作用下，有少量水分或含水量較高的空氣從除塵器頂部人孔門、花紋板焊縫、陰陽極振打傳力棒密封間隙等部位進來，在高溫的作用下，水可以被快速汽化，從而保障了保溫箱內絕緣軸周圍在相對較低的濕度范圍內。

（2）如遇強降雨、暴風雪等惡劣天氣造成環境溫度驟降，空氣濕度大幅抬高，將造成除塵器頂部保溫箱內潮濕熱空氣在保溫缺失部位凝露形成水珠，水珠累積到一定量后，將匯聚在一起沿陰極振打上下砧頭、振打絕緣棒等部位形成水流流下。除塵器內部環境中形成的水滴含有大量酸性物質，如果此時進行電除塵升壓試驗或電場運行，將造成電場陰極對電除塵上砧頭等接地部位放電，嚴重灼傷陰極振打絕緣棒，導致絕緣棒絕緣材料炭化直至貫穿性擊穿。如圖1。

圖1 陰極絕緣軸過水痕跡及絕緣灼傷

（3）查閱#2爐電除塵器最近一年的檢修臺賬及檢修記錄，電除塵器檢修結束，押票送電做#2爐電除塵器升壓試驗期間，先后發現14處電場二次電壓升不起來，電場絕緣為零的現象，經對電除塵器保溫箱內部檢查，發現10根陰極錐形絕緣軸存在貫穿性擊穿的問題。之后在同類型的#1爐電除塵器保溫箱內排查，也發現4根陰極絕緣軸有貫穿性擊穿。

通過對已停運的#1爐電除塵器二右四一電場短路現象進行比較，而且#2爐電除塵故障電場退出時間恰逢強降雨后，基本可以斷定#2爐四個電場退出運行是由于電除塵器頂部保溫箱內陰極絕緣軸貫穿性擊穿所致。

3 故障處理策略與實施

3.1 電廠絕緣處理的風險及防范措施

停運單側除塵器（以#2爐#1除塵器為例）進行處理可行性分析。停運#1除塵器進行電場絕緣處理的風險主要集中在鍋爐滅火、環保排放指數超標、高溫燙傷、人員觸電等，可采取以下措施進行防范。

（1）停運單側除塵器必須同時停運單側引風機、送風機，降低一次風機出力。因此單側引風機停運前試投油槍、B磨小油槍正常負荷維持160MW左右，退出“風量小于30%”“RB”保護；提前調整#2爐煤質，確保燃煤收到基揮發分不小于22%，硫分不大于1%；單側引風機停運、啟動時，做好運行分工調整，保證爐壓、燃燒穩定；單側引風機停運后降低同側一次風機出力，維持磨煤機出口溫度正常；做好空預器跳閘、風機全停鍋爐MFT事故預想；在單側引風機、送風機停運后，每小時運行人員、點檢人員對運行風機進行一次特巡，并加強運行風機參數及空預器電流、排煙溫度的監視工作，出現異常及時采取措施，通知檢修人員停止工作，啟動停運側引、送風機。

（2）打開#1除塵器頂部保溫箱四個人孔門，并架設通風機向內強制通風，加速保溫箱內部空氣流動，通風期間將兩臺軸流風機對角放置，提高通風效率。用測溫儀測量保溫箱內初始溫度，檢修人員待保溫箱內部降至80℃以下方可進入作業，處理過程中檢修人員必須穿戴防護用品；查找故障點時要注意腳下，防止被角鐵、測溫線、電場電源引線等障礙物絆倒；查找時間應不超過10min，避免檢修人員出現中暑甚至窒息等情況。

（3）停運#1除塵器全部電場，斷開電源開關，合上電場接地刀閘和脈沖變接地刀閘；停運#1除塵器振打，斷開振打電源開關；停運#1除塵器保溫箱電加熱，斷開電加熱電源開關；設置隔離區，將運行除塵器與檢修除塵器進行物理隔離，防止檢修人員走錯間隔。

（4）保溫箱內環境溫度降至80℃以下后，進行除塵器保溫箱內部氣體濃度測試，確認氧氣、一氧化碳、二氧化硫、硫化氫等氣體含量在合格范圍內；擬進入除塵器本體的檢修人員要補充水分，正確穿戴隔熱服，系好安全繩，并約定進入除塵器后前進、后退、報警等互唱信號（如圖2）。進入除塵器作業的人員應為兩人，一人作業，一人監護，不宜超過兩人。檢修過程中加強監護，出現人員中暑等不適狀況后應及時撤離檢修作業區域。

圖2 落實防護措施

3.2 故障位置的查找與確認

（1）根據除塵器電場絕緣電阻測試情況，預判可能擊穿的區域，檢修人員緩慢進入除塵器內部，在人孔門處稍作停留，待適應除塵器內部環境，確認無不適反應后，持防爆手電進入故障區域進行故障點查找與確認。

（2）用手電查看故障電場各陰極振打裝置是否存在水流痕跡，對存在水流痕跡的絕緣軸進一步確認有無貫穿型絕緣擊穿、炭化，并對發現的故障絕緣軸進行逐一標記。

（3）用三棱刮刀將故障絕緣軸炭化層全部刮掉，保溫箱內部人員撤出后，進行故障電場絕緣測試，電場絕緣應有明顯增長，且不小于歷史值的1/3，否則應繼續排查其他絕緣棒的絕緣情況。

3.3 故障絕緣軸絕緣處理

（1）將環氧樹脂與固化劑按比例進行混合，黏度以用毛刷蘸起后不滴流為宜。如果環氧樹脂過于黏稠，用丙酮進行稀釋，反之，則適當靜置幾分鐘后再使用，確保環氧樹脂刷上后能粘黏在絕緣軸上。

（2）確認電場絕緣恢復正常后，作業人員攜帶抹布、毛刷、環氧樹脂、丙酮進入除塵器保溫箱，先用抹布蘸丙酮對絕緣棒炭化擊穿后處理區域進行清洗，保證絕緣棒受損區域的炭化物質全部清理干凈。

（3）用干凈毛刷蘸環氧樹脂膠刷絕緣棒受損區域，從上到下輕輕刷涂，采用少量多層反復涂刷的原則，保證環氧樹脂層的厚度在3mm以上，盡量將絕緣軸受損區域全部用環氧樹脂填平。

（4）將附著在絕緣棒、懸吊瓷瓶等區域的雜物清理干凈，防止異物造成電場二次接地，將所有工器具、材料清點完畢，作業人員撤出除塵器保溫箱。撤走除塵器保溫箱人孔門冷卻風機，封閉保溫箱人孔門蓋板。聯系運行人員將除塵器、風機、空預器等運行方式倒正。

3.4 絕緣處理效果確認

（1）保溫箱內環境溫度在100℃～130℃之間，環氧樹脂固化時間約需2小時，因此，待環氧樹脂固化4小時后，投運原故障電場較為適宜。

（2）投運修復電場前對電場絕緣再次測量，絕緣值應不小于環氧樹脂刷涂前絕緣，投運時應緩慢升壓，觀察電場是否存在閃絡、擊穿等。

4 防止類似問題重復發生的措施

4.1 在振打絕緣軸上方加裝防水防塵罩

絕緣軸擊穿的主要原因是水流沿絕緣棒流下，沿面放電將絕緣棒灼傷，進而形成貫穿性擊穿。在絕緣軸上側砧頭部位加裝防水罩，直接將水流引走，可以有效解決絕緣軸擊穿損壞問題。

4.2 堅持電除塵內部漏雨情況雨停后必查

雨后及雪后重點檢查電除塵保溫箱頂部滲水情況，對出現滲水的焊縫、銹蝕或存在砂眼的振打套筒及時進行修補或更換。

4.3 補齊電除塵保溫箱內缺失的保溫層

電除塵器保溫箱內振打桿套筒處，保溫層缺失，致使該處與外界接觸面積太大，潮濕熱空氣遇冷后極易凝露，水珠匯聚后落下影響電場絕緣。

4.4 調整或更換振打裝置穿越保溫箱殼體處密封墊

如果該處密封墊老化或安裝工藝不對，會導致密封不嚴，雨水和潮濕空氣將經過密封熱間隙進入電除塵器保溫箱，升高保溫箱內空氣濕度。

5 結語

2016年8 月，三門峽電廠#2爐電除塵故障電場絕緣擊穿在線處理后，電場出力迅速恢復到了設計水平，250MW負荷下除塵器出口煙塵排放濃度由故障前的32mg/Nm3降至16mg/Nm3，經受了#2爐超低排放改造后環保驗收和迎峰度夏帶320MW滿負荷的考驗，達到了預期效果。靜電除塵器陰極振打絕緣軸擊穿在線處理技術，安全可控，檢修成本低，處理后運行安全可靠，可廣泛應用于火力發電廠高壓靜電除塵器陰極頂部電磁振打方式的絕緣擊穿在線處理，具有良好的經濟、環保和社會效益，值得推廣。

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