進口濕式電除塵電氣系統的故障處理與改進

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。闡述了故障現象、分析判斷和處理方法，改進了接地刀閘的操控機構和極板懸掛絕緣子的運行環境，提高了設備運行的穩定性、可靠性。供同類型機組，故障處理借鑒參考。

關鍵詞：濕式電除塵;電場絕緣;接地刀;絕緣子

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

0 引言

在日益嚴峻的環境形式下，電除塵已被廣泛應用在電力、冶金、化工等行業。在冶金行業中，燃氣發電機組，以高爐煤氣、焦爐煤氣為燃料發電。所以，裝設電除塵裝置在燃機的前端，降低煤氣中的含塵量，滿足煤壓機入口含塵濃度的要求。

邯鋼9E燃氣蒸汽聯合發電機組，煤氣電除塵采用jord公司產品。配套的高頻整流單元，使用美國NWL公司產品。除塵箱體分入口電場和出口電場，設有兩個極板。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，在機組正常運行期間保持打開狀態。在機組轉檢修，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，包括電動操作機構和控制系統。每次開機前，遠程打開。停機后，遠程閉合。自動刀閘控制回路，串聯除塵箱體的報警聯鎖。一旦箱體有故障，如氧含量高等。接地刀閘自動閉合，迅速泄除電場負荷，確保箱體的安全。

在機組運行過程中，多次出現接地刀無法自動打開、關閉現象。高頻開關電源多次出現無法升壓，電場絕緣低等故障。嚴重影響了煤氣除塵效果和機組的能效，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，起到關鍵的安全保障作用。當控制系統檢測到箱體內氧含量高等其他威脅箱體安全的危險時。迅速驅動接地刀閉合，使電場極板可靠接地，泄除電場電壓。確保人員和設備的安全，避免發生箱體爆炸等重大事故。

該除塵箱體接地刀合、分執行機構，采用直流電磁鐵來實現。見圖1所示，當電磁鐵得電時動作、吸合，驅動連桿壓迫彈簧，同時驅動接地刀打開，以及同軸凸輪轉動，使分位限位開關動作。當電磁鐵失電時，靠彈簧回彈力復位。驅動接地刀閉合，以及同軸凸輪轉動，使合位限位開關動作。直流電磁鐵操作機構的優點是動作迅速，一旦失電或得電，均能馬上動作到位。機構動作時間短，能夠更好的確保電場安全。缺點是該電磁鐵為進口裝置，國內采購周期長，出現問題后，修復比較困難。

機組運行3年后，兩套電場高頻電源，多次出現接地刀不能自動合、分的現象。檢查發現電磁鐵得電后，不吸合。或者失電后，不能復位。脫開接地刀操作機構，單獨檢測電磁鐵。得電、失電動作均正常。考慮可能接地刀操作機構卡澀，操作力矩增大引起。但兩套自動接地刀均出現，不能正常操作的現象。且接地刀閘處于封閉空間內，沒有腐蝕、銹蝕現象，手動操作力矩正常。對操作機構檢查、維護、潤滑，以及微調驅動連桿的長度，均未能解決故障。判斷為電磁鐵機械性能下降，造成電磁鐵執行結構驅動力矩不足，不能驅動地刀正確的動作。

該進口電磁鐵采購比較困難，采購時間較長。即使更換電磁鐵執行機構，也不能完全解決問題，無法保證接地刀不再出現故障。所以，為了徹底解決該問題。對地刀操控機構改造，將電磁鐵控制機構，改造為電機驅動機構。根據地刀操作力矩，選擇合適型號的電機。在原控制系統的基礎上，進行修改完善。電機操作機構的優點是操作力矩大，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過母排，連接至極板絕緣子箱內，再經極板拉桿輸出到箱體內的極板上。極板懸掛絕緣子箱結構見圖2所示。極板兩側各有兩個絕緣子，作為極板的懸掛支撐。同時，箱體內有其他的支撐，使極板固定。絕緣子箱外部纏有伴熱帶，機組投運時，提前開啟加熱器，降低絕緣子箱內濕度，提高電場絕緣。

電除塵系統在運行3年后，經常出現無法升壓的故障。檢查箱體內絕緣較低，脫開箱體極板。單獨檢測高頻整流單元，系統升壓正常。通過對箱體檢查，發現極板絕緣子運行環境較差，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，煤氣可以進入到絕緣子箱內，造成絕緣子表面腐蝕、臟污嚴重。同時，煤氣箱體內的水蒸汽，也會進入到絕緣子箱內。雖然電伴熱投入運行，但絕緣子箱內濕度仍然很大，絕緣子表面水凝現象嚴重。

（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，極板在箱體內的固定支撐點松動，極板收煤氣壓力影響，晃動比較嚴重。極板出現晃動，絕緣子就會受到橫向作用力，超出絕緣子的承受能力。檢查發現絕緣子表面出現裂紋，甚至出現整個斷裂的情況。受損的絕緣子圖3所示。

通過對箱體結構的檢查、分析，判斷高壓整流單元系統正常，由于煤氣箱體結構設計不合理。懸掛絕緣子運行環境較差，引起的電場絕緣較低，無法升壓的故障。所以，在原有箱體的結構上，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、水蒸氣進去絕緣子箱內。同時，根據機組運行情況，平均每6個月對絕緣子進行檢查、擦拭，提高其絕緣性能。（2）改造箱體內極板的支撐方式，加大箱體內部的固定支撐點。根據機組運行情況，平均每6個月，對箱體內極板進行檢查，減少絕緣子的受力，避免絕緣子受損。（3）在絕緣子箱內，增加兩組加熱器。由于原箱體結構，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入絕緣子箱體內。原絕緣子箱采用外部纏繞伴熱帶的方式。內部濕度依然很大，通過在箱體內部，加裝兩組加熱棒。降低箱體內部濕度，提高絕緣性能。

通過以上改造和維護措施，改善絕緣子的運行環境，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，不再發生電場無法升壓的故障。

3 結語

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