蜂窩式電捕焦油器常見故障分析及解決措施

周慶鑫，呂明，王曉楠，姜宇

（鞍鋼化學科技有限公司，遼寧 鞍山 114021）

鞍鋼化學科技有限公司一回收作業區現采用蜂窩式電捕焦油器處理煤氣中夾帶的焦油。正常生產狀態下，3臺電捕焦油器同時在線運行，煤氣處理量為10萬m/h。焦爐中的荒煤氣經過橫管初冷器降溫后，進入電捕焦油器，煤氣中夾帶的焦油霧被除去后，再經由鼓風機加壓送往脫硫工序。一旦電捕焦油器出現故障，則會造成煤氣中摻雜的焦油過多，進入脫硫塔導致催化劑中毒，影響脫硫煤氣指標；進入飽和器造成酸焦油增多，影響硫銨顏色；進入洗苯塔內，使洗油質量變壞，影響粗苯的回收。因此，電捕焦油器的高效運行對保障生產穩定具有重要意義。本文對蜂窩式電捕焦油器常見故障進行了分析，并提出了故障解決和日常維護措施，實施后效果良好。

1 結構和運行原理

1.1 結構

電捕焦油器結構如圖1所示，它主要由筒體、沉淀極、電暈極和電氣絕緣箱四大部分組成：

圖1 電捕焦油器結構圖Fig.1 Structure Diagram of Electric Tar Precipitator

（1）筒體。筒體作為電捕焦油器的主體框架，呈圓筒形，帶有頂部、中部和下部3個人孔，側壁上部設有煤氣出口管，下部設有煤氣入口管，并配套放散管、排液管、清掃管等附屬管道。

（2）沉淀極。沉淀極采用厚度為3 mm的不銹鋼板制作而成，在筒體內部呈蜂窩狀的正六邊形排列，即中間的正六邊形的六條邊分別被包圍它的六個正六邊形所共用。

（3）電暈極。電暈極位于沉淀極中心，偏心度為±5 mm，直徑為 2.5 mm，材質為不銹鋼絲。 電暈極一端安裝固定于上吊架，另一端穿過下吊架的導向環與吊錘相連，其依靠吊錘的重力保持垂直，并通過導向環確保不會在煤氣氣流的作用下發生擺動。上吊架由4根拉桿通過掛鉤懸掛在電氣絕緣箱內的絕緣瓷瓶拉桿上，下吊架由4根拉桿與上吊架固定，上下吊架平衡度均可調節。

（4）電氣絕緣箱。電氣絕緣箱共計4個，設置在筒體頂部，具體可分為3個絕緣箱和1個饋電箱。它們是用于懸吊電暈極吊架的圓形箱體，每個電氣絕緣箱均由高壓絕緣瓷瓶、箱體、蒸汽夾汽套組成，其中高壓絕緣瓷瓶和箱體之間注滿25 kV變壓器油。

1.2 運行原理

在金屬導線與金屬蜂窩之間施加40～60 kV的高壓直流電，產生足以維持氣體產生電離的電場，使陰陽極之間形成電暈區。當含焦油霧滴等雜質的煤氣從電捕焦油器的下部進入并通過電暈區時，吸附了負離子和電子的雜質會在電場庫侖力的作用下，移動到沉淀極后釋放出所帶電荷，并吸附于沉淀極上，從而達到凈化氣體的目的。當吸附于沉淀極上的雜質量增加到大于其附著力時，在重力的作用下會自動向下流淌，從電捕焦油器底部的排液管排出，凈化后的氣體則從電捕焦油器的上部離開并經由鼓風機送往脫硫工序。

2 常見故障分析及解決措施

2.1 電捕焦油器過流保護動作

發生電捕焦油器過流保護動作時，首先要對電捕焦油器的供電電纜進行絕緣測試，如果電纜絕緣低，則存在兩種情況：一是電纜表皮被外力破壞造成接地，需找到電纜破損位置，并制作電纜接頭以修復破損；二是電纜老化，需整體更換電纜。若排除了上述原因，則電捕焦油器過流保護動作只能是電暈極與筒體、沉淀極或者絕緣箱箱體之中的某個或多個放電而造成的，具體原因分析及解決措施如下：

（1）電氣絕緣箱的蒸汽夾汽套內漏。一旦電氣絕緣箱的蒸汽夾汽套內漏，蒸汽就會泄漏至電捕焦油器內部，導致高壓瓷瓶對筒體放電，發生電捕焦油器過流保護動作，同時造成瓷瓶炸裂。因此，如果發生電捕焦油器過流保護動作，首先就要判斷是否是由于此原因造成的。解決措施為，打開四個電氣絕緣箱的手孔，夾汽套內通入蒸汽，如果從手孔內有蒸汽冒出，則證明該電氣絕緣箱內漏，更換相應的電氣絕緣箱即可。

（2）高壓絕緣瓷瓶下半部分掛焦油。高壓絕緣瓷瓶下半部分是伸入筒體內部直接與煤氣接觸的，雖然有氮氣保護，但是電捕焦油器長期運行之后，瓷瓶表面依然會吸附少量焦油，當累積到一定程度后，絕緣瓷瓶就會通過瓷瓶表面的焦油與筒體之間放電，發生電捕焦油器過流保護動作。解決措施為，打開電氣絕緣箱的手孔，用浸了脫脂劑（如四氯化碳）的紗布將絕緣瓷瓶下部表面清理干凈并恢復手孔。

（3）高壓絕緣瓷瓶下半部分炸裂。隨著瓷瓶上吸附焦油量的不斷增加，絕緣性能會出現一定程度的下降，進而出現“爬電”現象，當放電周期達到3.5 h以上，則會造成瓷瓶炸裂。另外，電捕采用蒸汽清掃后未吹掃干凈，瓷瓶表面帶水，送電之后放電擊穿絕緣，也會造成瓷瓶炸裂。瓷瓶炸裂后會失去絕緣作用，發生電捕焦油器過流保護動作。解決措施為更換炸裂的高壓絕緣瓷瓶。

（4）電氣絕緣箱內的絕緣油流失。高壓絕緣瓷瓶上半部分是浸泡在絕緣油內的。絕緣瓷瓶與絕緣箱箱體之間的密封墊老化會導致絕緣油漏光、煤氣進入絕緣箱的上腔體內，進而造成瓷瓶與絕緣箱箱體之間放電，發生電捕焦油器過流保護動作。解決措施為，打開電氣絕緣箱上蓋，檢查各絕緣箱內的絕緣油，如果油位降低、顏色混濁，則證明該絕緣瓷瓶墊片老化；然后檢查絕緣瓷瓶有無炸裂現象，有則更換絕緣瓷瓶，無則將該瓷瓶表面清理干凈并更換耐油膠墊，重新填裝絕緣油，封好上蓋。

（5）電暈極下端的吊錘脫落。由于失去吊錘作用，電暈極與沉淀極無法保持平行狀態，電暈極與沉淀極在電場作用下會發生碰觸，發生電捕焦油器過流保護動作。解決措施為，按流程辦理受限空間作業手續后，從中部人孔進入電捕焦油器內部，確認脫落吊錘的數量與位置，然后按照檢修流程更換電暈極，并重新綁好吊錘。

（6）兩個相鄰的絕緣箱與上吊架之間的拉桿脫落。由于長時間重力作用，絕緣瓷瓶的吊鉤或者上吊架的拉桿掛鉤被抻直，造成上吊架直接搭在蜂窩狀的沉淀極上，電暈極與沉淀極之間放電，發生電捕焦油器過流保護動作。解決措施為，在絕緣箱瓷瓶的吊鉤或者上吊架的拉桿掛鉤背部焊接加強筋，并重新將二者掛回原來位置。

（7）吊錘與下吊架的導向環被焦油渣卡滯在一起，吊錘的重力無法作用在電暈極上。在日常生產過程中，還可能遇到空載的狀態下電捕焦油器絕緣良好，通煤氣后發生電捕焦油器過流保護動作的情況。這是由于當吊錘與下吊架導向環之間的空隙被焦油渣黏住后，空載時電暈極鋼絲兩端被固定，不與沉淀極接觸，一切狀態均顯示正常；通煤氣后，由于失去吊錘作用，在煤氣氣流的作用下，電極線在蜂窩內擺動，導致電暈極與沉淀極發生碰觸，發生電捕焦油器過流保護動作。解決措施為按流程辦理受限空間手續后，從頂部人孔進入電捕焦油器內部，站在電暈極的上吊架上，用手逐個拉動電暈極的鋼絲，如果發現哪個蜂窩內的鋼絲可以被輕易拉動，則從中部人孔進入電捕焦油器的內部，將該鋼絲下端的吊錘與下吊架導向環之間的焦油渣等雜質清理干凈，確保吊錘連帶鋼絲可以在導向環內自由活動。

2.2 電捕焦油器過壓保護動作

電捕焦油器過壓保護動作必然是變壓器二次回路開路造成的，具體情況可以分為以下兩種：

（1）饋電箱絕緣瓷瓶與上吊架之間的拉桿脫落。饋電箱絕緣瓷瓶掛鉤與電捕焦油器筒體之間的電阻趨近于無窮大，饋電箱絕緣瓷瓶與上吊架之間的拉桿脫落后，相當于變壓器二次回路形成開路，必然會發生電捕焦油器過壓保護動作。解決措施為，在饋電箱瓷瓶的吊鉤或者上吊架的拉桿掛鉤背部焊接加強筋并重新將二者掛回原來位置。

（2）電捕焦油器供電電纜斷裂且未造成接地。電捕焦油器供電電纜斷裂相當于變壓器二次回路形成開路，必然會造成電捕焦油器過壓保護動作。解決措施為，如果電纜被外力砸斷，則制作電纜接頭以修復電纜；否則，更換電纜。

3 日常維護措施

3.1 定期清掃

電捕焦油器應每運行3個月停機清掃一次。打開電氣絕緣箱的手孔，用紗布浸脫脂劑將絕緣瓷瓶下部表面清理干凈并恢復手孔，然后用蒸汽清掃電捕焦油器本體，待工藝水封內排出的水變得清澈后，停止蒸汽清掃。為了有效避免絕緣瓷瓶下半部分炸裂，清掃后不要立即送電，先讓電捕焦油器空走煤氣2 h，以確保其筒體內部的水汽被全部趕凈。

3.2 定期檢查

電捕焦油器應每運行兩個月停機檢查一次。打開電氣絕緣箱的上蓋，檢查電氣絕緣箱內的絕緣油，如果顏色混濁或油位降幅大于20 cm，則應立即更換該絕緣箱內絕緣瓷瓶的墊片；如果油位稍微降低，則將絕緣油補滿后可以繼續運行，并根據油位降低的幅度，每增加5 cm相應的縮短檢查周期半個月，直至更換該絕緣箱內絕緣瓷瓶的墊片為止。

4 運行效果

采取上述措施前后電捕焦油器生產運行指標如表1所示。由表1可以看出，電捕焦油器檢修周期延長了15個月，檢修效率提高了40%，脫硫煤氣硫化氫含量降低了5～7 mg/m，硫銨顏色有所改善。

表1 電捕焦油器生產運行指標Table 1 Operation Indexes of Electric Tar Precipitator in Production

5 結語

蜂窩式電捕焦油器對于焦化回收系統的穩定運行有至關重要的作用。通過分析電捕焦油器過流保護動作和過壓保護動作產生的原因，得出了相應解決措施；同時提出采取定期清掃和定期檢查的日常維護措施。鞍鋼化學科技有限公司在加強電捕焦油器日常維護的基礎上，準確判斷故障原因并解決，將檢修周期由原來的3個月延長為18個月，提高了檢修效率，降低了脫硫煤氣硫化氫含量，改善了硫銨顏色，對于提高類似電捕焦油器的運行穩定性具有借鑒意義，值得推廣和應用。