電除塵陰極振打絕緣棒改進探討

摘要：本文通過國能神皖馬鞍山發電有限責任公司電除塵陰極振打絕緣棒改進，分析了絕緣棒擊穿故障特點，以需求為導向、以創新為引領，提出絕緣棒加裝防污傘裙、抑制絕緣棒表面污閃通道形成、提高絕緣棒防污閃能力等解決絕緣棒擊穿問題的方法，以供參考。

關鍵詞：電除塵絕緣棒；防污閃

DOI：10.12433/zgkjtz.20233145

電除塵陰極電磁振打技術，由于其先進的技術性能，得到廣泛應用。絕緣棒是電除塵陰極振打主要部分，具有隔離高壓電和傳遞振打力作用，電除塵運行中絕緣棒擊穿時有發生，導致電除塵電場被迫停運。本文結合國能神皖馬鞍山發電有限責任公司#3爐電除塵陰極振打絕緣棒改進，以問題為導向，針對電除塵陰極振打絕緣棒擊穿的故障特點，采取預防措施，防止絕緣棒表面污閃擊穿，通過借鑒創新、自主研制加裝防污傘裙，可以有效抑制絕緣棒表面污閃通道形成，提高絕緣棒防污閃能力，解決電除塵陰極振打絕緣棒擊穿問題。

一、設備概述

電除塵頂部電磁振打技術，由于先進的技術性能和易維護性，開創了電除塵器領域令人耳目一新的技術，特別是電除塵頂部電磁振打錐形剛玉絕緣等技術，使頂部電磁振打電除塵技術更加成熟，實現振打力的傳遞是自上而下，符合除塵器清灰對振打力的需求，可以實現每個振打的振打強度、振打頻率和振打順序在一定范圍內隨意調節，還可實現斷電振打，更適應工況需求。

電除塵陰極電磁振打裝置有振打桿（上、下）、絕緣棒和電磁振打器構成。當電磁振打器線圈通電時，線圈周圍產生磁場，振打棒在磁場力作用下被提升，達到一定高度時因電磁振打器線圈斷電、磁場消失，振打棒在重力作用下自由下落，撞擊振打桿，由振打桿將振打力傳遞到內部陰極系統上，實現振打清灰的目的。

電除塵陰極振打絕緣棒位于上、下振打桿之間，具有隔離直流高壓電作用，避免上振打桿和振打器帶電，提供安全運行環境，還具有傳遞振打力作用。因此，絕緣棒的質量至關重要。

二、故障調查

國能神皖馬鞍山發電有限責任公司共有4臺330MW發電機組，#3機組于2007年投產運行，配套安裝2臺BEL287/2－4型電除塵器，陰極采用頂部電磁振打清灰方式，電磁振打裝置（共96套）設置在電除塵頂部。由#3爐電除塵電氣故障次數現狀調查（如表1、圖1所示）可以看出：2021年下半年，#3爐電除塵電氣故障次數為12次，陰極振搗絕緣棒擊穿故障次數達6次，占電除塵電氣故障次數的50%，是電除塵電氣故障頻發的主要原因。

針對電除塵陰極振打絕緣棒擊穿的故障特點（如圖2所示）可以看出：由于電除塵頂部保溫箱內溫度接近于鍋爐排煙溫度（120℃），同時，相鄰電場存在高壓感應靜電，導致電除塵運行中無法處理更換，造成電場長期短路，降低了電除塵設備可靠性，不能滿足環保設備正常投運需求。例如，夏季大雨導致#3爐B電除塵右室三、四電場同時短路跳閘，造成電場長期故障停運，機組調停后檢查發現陰極振打絕緣棒擊穿。

圖2 ? 2021年下半年#3爐電除塵電氣故障氣泡

三、需求分析

通過電除塵陰極振打絕緣棒擊穿故障分析（如圖3所示），絕緣棒為高分子絕緣材料，表面不光滑，存在縫隙和凹槽、吸水性大，水汽易吸附滲入，同時保溫箱與外部溫差大，內部存在結露現象，導致絕緣棒表面水氣（積水）和灰塵容易附著，降低了絕緣棒表面絕緣水平。絕緣棒安裝于電除塵頂部保溫箱內，由于電除塵頂部存在人孔門密封不嚴、鋼板腐蝕、焊縫裂紋、振打裝置密封皮鼓老化開裂等缺陷，導致臺風暴雨天氣雨水滲漏，形成連續性閃烙通道。

電除塵陰極振打絕緣棒擊穿故障的癥結是絕緣棒表面灰水附著，形成污閃通道，導致絕緣水平大大降低，造成絕緣棒表面絕緣擊穿。所以，提高絕緣棒表面防污閃能力尤為必要。

圖3 ? 電除塵陰極振打絕緣棒擊穿故障分析

四、方案策劃

從安全角度出發，采取防范措施，減少灰水在絕緣棒表面灰水附著，抑制絕緣棒表面污閃通道形成，提高絕緣棒表面防污閃能力是解決電除塵陰極振打絕緣棒擊穿問題的關鍵。

高壓輸電線路防污絕緣子為電瓷材料，吸水性小，采用雙裙結構，增加了絕緣子沿面放電距離，表面RTV防污閃涂料處理，提高了防污閃能力，適應于污染區域，撐開的雨傘可以將雨水沿坡面疏導流向周邊。通過上述兩個案例的借鑒，絕緣棒防污閃改進方法包括選用電瓷材料、表面RTV防污閃涂料處理、加裝污傘裙。

針對電除塵陰極振打絕緣棒防污閃改進需求，結合陰極振打絕緣棒在絕緣性能、傳遞振打力、耐高溫等方面的特點和要求，進行了絕緣棒防污閃改進方案分析（如圖4所示），高分子絕緣材料，表面不光滑，存在縫隙和凹槽、吸水性大，水汽易吸附滲入，在絕緣棒表面形成污閃通道，降低了絕緣棒表面絕緣水平，導致絕緣棒污閃擊穿。選用電瓷材料，表面光滑，吸水性小，水汽不易吸附滲入，表面連續性積水和灰塵污垢形成困難，提高陰極振打絕緣棒抗污閃擊穿能力，但絕緣棒需要傳遞很大的振打力，電瓷材料會因振打棒撞擊導致破損，不適合電除塵陰極振打絕緣棒。

圖4 ? 電除塵陰極振打絕緣棒防污閃改進方案分析

通過電除塵陰極振打絕緣棒防污閃改進方案分析和策劃，確定最佳方案為絕緣棒加裝防污傘裙（如圖5所示），防污傘裙（20）選用聚四氟乙烯材料，具有優良的電絕緣性、耐高溫特點，能滿足電除塵保溫箱內高溫要求，增加絕緣棒（30）沿面放電距離。防污傘裙形如雨傘，上面設有15度斜坡面（21），下面外圈設置防水沿（22），安裝在絕緣棒上部，結合面密封處理，能有效疏導絕緣棒表面積水和灰塵。防污傘裙過盈裝配，設置定位臺階，結合面粘合處理，能滿足傳遞振打力需求。

圖5 ? 電除塵陰極振打絕緣棒改進

五、改進實施

在電除塵陰極電磁振打錐形剛玉絕緣技術基礎上，以抑制絕緣棒表面污閃發生，根本解決電除塵陰極振打絕緣棒擊穿問題為目標，按照電除塵陰極振打絕緣棒防污閃改進最佳方案的技術路線，結合5W1H分析法，制定電除塵陰極振打絕緣棒防污閃改進對策表，從材料選擇、傘裙制作、定位組裝等方面，確定電除塵陰極振打絕緣棒防污閃改進具體方法，并自主研制防污傘裙，進行加裝改進。

步驟一：材料選擇。采用φ150聚四氟乙烯圓柱材料加工制作。

步驟二：制作傘裙。研發制作防污傘裙，傘裙上面設置15°斜坡，下面外邊設有防水沿。

步驟三：定位組裝。將絕緣棒上端車削形成2mm定位臺階，再將防污傘裙壓入絕緣棒上端錐柱底部，采取過盈裝配，結合面加涂環氧樹脂粘合。

步驟四：安裝調試。模擬現場連續性積水直流耐壓試驗，有效疏導上方灰塵、流水在絕緣棒表面附著，絕緣棒沒有發生表面絕緣閃烙擊穿。

通過電除塵陰極振打絕緣棒防污閃改進，實現了絕緣棒上部積水和灰塵的有效疏導，避免污水附著形成連續性閃烙通道，增加絕緣棒沿面放電距離，可以提高絕緣棒防污閃能力。經過長周期的運行證明，滿足了電除塵保溫箱內高溫和傳遞振打力需求，解決電除塵陰極振打絕緣棒擊穿問題。

六、改進成效

電除塵陰極振打絕緣棒改進后，通過2022年下半年#3爐電除塵電氣故障次數調查分析（如表2、圖6所示），#3爐電除塵電氣故障次數為5次，同比下降了7次，其中電除塵陰極振打絕緣棒擊穿故障次數已降到0次，徹底解決了電除塵陰極振打絕緣棒擊穿的技術瓶頸難題，實現電除塵運行中陰極振打絕緣棒“零”擊穿，達到了改進目標。

電除塵陰極振打絕緣棒改進實施，從根本上消除了陰極振打絕緣棒擊穿頻發故障，避免陰極振打絕緣棒擊穿導致電除塵電場長期停運，提高環保設備可靠性，確保燃煤電廠煙塵濃度超低排放，降低了電除塵設備故障修理費用，為能源保供和生態環境保護作出了貢獻。

電除塵陰極振打絕緣棒改進實施提升了團隊學習和創新能力，具有領銜攻關、傳承匠心、人才培養的作用。提煉萃取改進經驗形成標準，取得了國家實用新型專利證書（第16031335號），2022年榮獲安徽省電力職工創新一等獎，進一步激發了職工創新熱情，加快推進青年人才培養。

七、結語

綜上所述，本文探討了電除塵陰極振打絕緣棒改進，通過絕緣棒擊穿故障調查和需求分析，找到絕緣棒擊穿故障的原因，提出電除塵陰極振打絕緣棒加裝防污傘裙的改進方法，抑制絕緣棒表面污閃通道形成，提升絕緣棒防污閃能力，從根本上解決了絕緣棒擊穿問題。該改進方法具備新穎性和創造性，值得參考和借鑒，同時希望加強技術交流，進一步解決電除塵設備技術難題。

參考文獻

[1]陳琛.電除塵凝聚預處理技術對提釩轉爐煙氣除塵超低排放的影響[J].中國有色冶金，2022，51（06）：91-96.

作者簡介：李斌（1971），男，安徽省馬鞍山市人，大專，工程師，高級技師。