導電玻璃鋼電除霧器下氣室脫落事故分析與改進

陳洪春，張均杰

（煙臺國潤銅業有限公司，山東煙臺264002）

電除霧器是煙氣濕法處理常用的一種設備，廣泛用于煙氣凈化、脫硫、脫硝、脫白等。電除霧器按材質主要分為鉛制、塑料制、玻璃鋼制三種，按沉淀極形狀分為管式、板式和蜂窩式三種。電除霧器一般為立式結構，主要由陰極線（電暈極）、陽極管（或板）、上下氣室和供電系統組成[1]。導電型玻璃鋼電除霧器的六角形管呈蜂窩狀排列，結構緊湊，大部分管壁都是相鄰兩管共用的，具有占地面積小、制作安裝便利、二次電流和二次電壓高、耐腐蝕性能好及除霧效率高等優點，對冶煉和脫硫廢液制酸的煙氣流量、SO2濃度波動的適應性較強，具有廣闊的應用市場[2]。為了解決電除霧器陰極線及陽極管顆粒物附著影響工作效率的問題，電除霧器設置了沖洗水管線，對陽極管及陰極線定期沖洗。環集煙氣處理系統最后一級采用導電玻璃鋼電除霧器，可在濕式脫硫基礎上實現酸霧、粉塵的穩定達標，伴隨顆粒物的減少，尾氣中重金屬排放量也大幅消減，具有很好的環境效益。尾氣外觀得到極大改觀，正常天氣下，可視化煙氣極淡，也產生較好的社會效益[3]。

筆者對某銅冶煉企業環集煙氣處理系統的導電玻璃鋼電除霧器下氣室脫落事故進行了分析，并從電除霧器的施工質量、工藝操作條件及運行管理等方面提出了改進措施，對相關企業具有較好的借鑒意義。

1 環集煙氣處理工藝流程

在某銅冶煉企業的冶煉生產過程中，熔煉爐、吹煉爐、陽極爐銅口、渣口、加料口、溜槽、渣包等部位產生的環集煙氣，經除塵、洗滌、脫硫、電除霧器深度凈化等一系列處理后，達標排放。環集煙氣處理工藝流程見圖1[4]。

圖1 環集煙氣處理工藝流程

2 導電玻璃鋼電除霧器的技術參數

該企業導電玻璃鋼電除霧器的設計參數見表1。

表1 導電玻璃鋼電除霧器設計參數

3 下氣室脫落事故概況

環集煙氣處理系統的導電玻璃鋼電除霧器于2019年9月投入運行，2020年8月23日至9月23日大修期間對電除霧器進行了沖洗清灰、噴嘴更換清理、石英管檢查等操作。9月23日系統開車，接入2臺陽極爐工藝煙氣，9月25日接入側吹爐、頂吹爐和陽極爐的環集煙氣。9月26日20:30操作人員對電除霧器例行沖洗，20:40電霧現場出現明顯異響，當班人員（值班室在電除霧器北側約20 m）立即趕往現場查看，發現電除霧器下氣室及與下氣室煙氣入口連接的玻璃鋼管整體脫落，遂關閉電除霧器沖洗泵，通知調度中心停止生產，安排相關人員到現場處置。電除霧器事故前后狀態對比見圖2～5。

圖2 電除霧器原始狀態

經現場檢查，電除霧器進口煙氣管道和下氣室脫落，墜落到地面，管道摔成3塊，下氣室玻璃鋼 殼體及加強金屬方管變型，上部斜口處四個面開裂，

圖3 電除霧器下氣室脫落狀態

圖4 電除霧器下氣室與中氣室過渡段事故后狀態

圖5 事故后地面積水

下氣室氣體導流板及中氣室內氣體分布板變形局部損壞?，F場附近的地面有明顯積水和泥漿。

4 事故分析

電除霧器常見的故障有：①爆炸；②電壓、電流偏低提不高；③電壓較高、電流較??；④電壓較低、電流較大；⑤電壓、電流正常，但出口硫酸霧含量不達標；⑥火花放電次數多，波動大，響聲大[4]。該公司對電除霧器有多年的使用經驗，但出現此類事故還是第一次。針對此次事故，公司高度重視，在組織搶修的同時，請導電玻璃鋼電除霧器廠家的專業技術人員參與事故原因分析。

4.1 施工質量

電除霧器殼體厚度為12 mm，符合圖紙要求；方管型號為100 mm×100 mm×5 mm，符合設計要求?，F場玻璃鋼接口不低于12 mm、鋼結構連接部位為滿焊，未發現施工質量問題。

4.2 工藝操作條件

4.2.1 煙氣壓力

電除霧器壓力為正壓，氣體操作壓力設計值為不高于2 000 Pa，實際運行壓力為1 500 Pa，壓力正常。因電除霧器在風機出口，且電除霧器后無風機，不會出現負壓，因而不存在負壓過高造成抽裂而脫落的問題。

4.2.2 煙氣溫度

電除霧器入口的煙氣溫度設計值為不高于45 ℃，實際溫度為42 ℃，不存在煙氣溫度過高造成下氣室玻璃鋼變形而脫落的問題。

4.3 運行管理

查看事故現場發現，電除霧器下氣室內有厚度約100 mm的顆粒狀泥垢，地面上的積水較多。從中氣室南側人孔進入電除霧器內部檢查發現，中氣室的人孔中間位置有水的痕跡，下氣室底部掉落的排污管被污泥堵塞。根據上述現象分析推斷，造成下氣室脫落的直接原因是在沖洗過程中排污管路被污泥堵塞，大量沖洗水在氣室內積存，超過下氣室所能承受的重量，導致下氣室和下氣室入口的玻璃鋼管道脫落。

造成電除霧器下氣室內大量積水的原因主要有以下幾方面：

1）排水設計存在缺陷。排污管只有1條，坡度較小，且管道過細，出液口為DN150，而入洗滌塔的變徑為DN100，增加了排水難度。

2）缺少觀察排水管運行情況的設施。下氣室沒有設置觀察口，不能及時了解下氣室內的積水情況。

3）下氣室缺少支撐。下氣室底部無鋼結構支撐，無法承受較大的重量。

4）操作規程不完善，操作人員經驗不足。電除霧器操作規程中沒有規定沖洗電除霧器時需對排污管道進行檢查，不能及時發現下氣室排水管堵塞等異常情況。

5）前級凈化設備效率低，煙氣中塵含量高，加大了電除霧器的負荷。

5 改進措施

導電玻璃鋼電除霧器下氣室脫落事故在行業內非常少見，通過上述分析可知，其主要原因是設計存在缺陷，沒有考慮到下氣室充滿水可能會脫落；次要原因是操作人員經驗不足，未通過觀察一洗塔（電除霧器沖洗液的收集設備）的液位情況判斷下氣室排水管的運行情況。為此，該公司采取了以下改進措施：

1）在下氣室上部增加一條DN125的溢流管線。在電除霧器進行沖洗操作時，一旦排污管線堵塞，沖洗液可從溢流管線溢流，防止下氣室暫存水位過高。新增的溢流管線見圖6。

圖6 新增的溢流管線

2）增加觀察孔和人孔。下氣室新增1個DN150的觀察孔和DN800的人孔，可及時了解下氣室的液位及堵塞情況，發現堵塞及時清理。新增的觀察孔和人孔見圖7。

圖7 新增的觀察孔和人孔

3）下氣室底部安裝鋼結構支撐。下氣室底部安裝1個方型鋼結構支架，使下氣室可以承受滿水時的重量。新增的方型鋼結構支架見圖8。

圖8 新增的方型鋼結構支架

4）增加沖洗循環槽。在下氣室下部增加1個單獨的沖洗循環槽，能直觀地觀察到沖洗電除霧器時的回液情況，沖洗完后的污水由下氣室下部送至沉降槽中進行固液分離。新增的沖洗循環槽見圖9。

圖9 新增的沖洗循環槽

5）完善操作規程，加強人員培訓。對操作規程進行補充、完善，使之更加科學合理、針對性強；對操作人員進行了相應的培訓，明確了電除霧器日常維護、保養、沖洗、清理的方法。

6）保證前級設備凈化效率。酸洗塔和堿洗塔保持合適的排污量，定期檢查噴頭及沖洗塔頭，保證噴淋液量，確保凈化指標正常，以減輕電除霧器的負荷。

2020年9月27日開始進行電除霧器改造，10月2日完成搶修任務。在采取一系列改進措施后，電除霧器投入運行至今，各項指標正常。

6 結語

該案例的導電玻璃鋼電除霧器下氣室脫落事故造成一次非計劃性停車，給企業造成了經濟損失。環保設備的選型應考慮能應對各種突發事件的綜合性能，降低環保裝置的后續運營成本。針對電除霧器下氣室脫落事故舉一反三，在搶修的同時對設備進行多項改進，從硬件和軟件上消除或是規避此類事故再次發生的可能性。此次導電玻璃鋼電除霧器下氣室脫落事故問題的圓滿解決，對同行業具有較好的借鑒意義。另外，筆者建議相關單位對DL/T 1997—2019《蜂窩結構濕式電除塵（霧）器》等相關標準進行完善，增加電除霧器下氣室滿水可能造成脫落的應對措施，以減少此類事故的發生。