电除尘火花放电现象的成因及处理方法

  电除尘电场中通常会出现放电火花和时常闪络现象,这些现象通常出现在冷态带电场电压升高以及正常运行过程中。探究了时常闪络和火花放电的产生原因,以此逐步排除火花产生的大概位置。此外,为保证电除尘电场中尽可 能少地发生火花放电现象,避免电除尘在长时间运转范围内出现经常波动现象,通过电场运行参变量以及电除尘实质运 转状况的变动来判别产生火花放电和频繁闪络的原因,有针对性地提出定期检查、装备改良、关键留意事项等防备举措 以及处理方法。

  0引言

  电除尘设备作为一种环保装置,其运转平稳性对于降低粉 尘排放量十分关键,这是因为火电厂对烟气排放时间指标的均 值数据提出了更为严格的要求,使得火电厂烟气超低排放改造 得到逐步深入开展。而电除尘电场一旦有火花放电现象出现, 则会影响电场的稳定运转,无法保障电除尘的除尘效率。

  1火花放电原理及现象

  电除尘器作为除尘装置,能够在电场力较强的情境下,分隔开空气中的灰尘,这一过程通过负高压直流将电体分隔开来,进行电晕放电,使得粉尘荷电分离出来。依靠挂吊设备,阴极系统被悬置在阳极板的居中位置,并将绝缘板塞入钢梁与挂吊设备中,陶瓷也可以作为一种有效的绝缘设备。阴极上方固定阴极振打,依靠绝缘板、瓷轴和外界传动设备绝缘,同时阴极振打自身具有高压直流负电。

  沉淀梁上悬吊阳极,其与除尘器木体直接连接,阳极可联 接除尘器壳体共同接地。电厂运营过程中如若引入的高压直 流电超过某一临界值,便会出现超大的放电声音和阳极板烧毁 等现象,这是因为电压值过高,电除尘将会在刹那间产生火花, 可以击中并穿过阴阳极的间隔,如果击穿严重则会将阴极与阳 极联通,严重的话甚至导致阳极板烧毁的现象,这是火花放电 与电晕放电的不同之处。基于电除尘监控画面,我们可以发 现,地表计来回不停地摆动,火化率以数字形式呈现,二次电流 和电压骤然降低,火花放电中的电流电压参数会有上下临界值 的范围,如果超出范围将会导致电场退备。

  2火花产生的原因

  2. 1 烟气和粉尘特性方面的因素

  电除尘将灰尘性质、成分及含量、烟雾量、湿度以及电除尘 适用的煤种等标准均予以明确,其中煤种又包含灰分、含水量、硫的成分等指标。如若正在运转的电除尘,其内置煤种出现改 变,电除尘运转将会出现不匹配现象; 同时锅炉运行具有一定的标准,如果实际运行工况与标准之间的差距较大时,会经常发生电场放电火花。煤炭成分直接决定了烟雾气体的性质,此外锅炉的运转环境、燃烧形式和粉尘制作方式也会影响烟雾气体的性质。而粉尘性质的影响因素则较多,比如粉尘自身的性质( 比电阻、大小、形状、物理结构、化学成分、密度) 、粉尘的环境特质( 浓度、粘附力、粒径分布) 。

  除尘器运转离不开烟雾气体,这是因为烟雾中含有部分水分,除尘效率通常跟烟雾中气体含量成正比,但并非水分越多就越有利于除尘效率的提升,如若烟雾中水分多,大量水雾会结合粉尘荷电共同积聚到收尘极板上,那么带有水雾的粉尘颗粒则会在极板上越积越厚,这使得清理工作变得十分困难,最后导致异极距越来越小,造成灰层的部分电离现象,火花放电则会使得电场工作无法有序进行。

  2.2 电除尘本体方面的因素

  1)极板、极线变形间距变小,发生放电。在运行中,当灰斗 满灰不能及时排掉,出现极板部分弯曲、阳极板膨胀受阻等现 象,极板部分弯曲,缩小了异极距; 还有几种减小异极距的方式,比如在振打过程中,振打杆受阻时,阳极板的某一个夹板出 现弯曲,则会导致阳极板全部弯曲,造成异极距减小; 阳极板比较长,且薄度不足,如若发生阳极板连接卡槽损毁现象,则会使 得阳极板之间断裂,无法互为整体,出现弯曲状况,导致异极距 变小; 阴极线由于膨胀导致距离受阻而出现极线变形的状况, 造成异极距变小; 阴极线线体由于缺乏刚性,薄度有限,容易出现局部变形和弯曲问题,导致异极距变小; 阴极芒刺线刺尖大量弯折也是使得放电间距变小的关键成因; 阴极螺旋线由于紧力不足,出现松弛摆动的状况,使得局部间隙变小。

  2)阴极小框架局部变形或移位,发生放电。在运行中,由于阴极小框架需要承受阴极振打的振打力,而阴极振打时间持续过长运行,便会发生小框架部分变形或弯曲的情况,造成阳极板与阴极框架间距变小; 个别阴极吊挂杆下沉,导致阴极框架整体向某一个方向偏移,整体异极距变小。此外,阴极小框架连接杆部分断裂或开焊也是造成框架与极板间距变小的关键因素。

  1)阳极板限位较低或损坏,极板排出槽。在运行过程中, 由于受到振打系统的振打力,阳极板循环往复地做活塞运动, 且振打杆时间过长,两侧的限位板持续接触磨损掉或开焊掉 落,极板排下部向两侧摆动,经常与阴极系统接触进而发生直 接短路; 如若灰斗沾满灰尘时,积灰一旦接触到极板排,便会使得极板排受阻膨胀。随着粘附的积灰越来越多,极板排会被积 灰顶出槽,出现火花放电或直接短路。

  2.3 供电及控制部分方面的因素

  1)放电的原因之一是绝缘子上的粉尘积累过于严重或者 存在损毁现象。放电系统被瓷轴和绝缘瓷套绝缘和支撑,在放 电系统的运转过程中,污垢以及粉尘通常会沉积在瓷套上面, 降低了瓷套的绝缘性能。“爬电”现象容易出现在高压情况 下,并会持续造成放电现象。但是持续放电又会使防尘板面的 牢固性变差,造成电场电压的不稳定,无法在高电压情况下运 转; 同时瓷轴和瓷套的绝缘性能会由于长时间的运行而降低, 且因为承压件在运转过程中裂纹以及断裂现象的出现,再度降 低瓷套的绝缘效果,电场放电严重。

  2)放电诱导因素包括绝缘子加热器的漏风导致水汽过多 以及加热功能损坏。由于电场修理后,通常气温不稳定,低温 现象常常出现,绝缘子加热器便停止加热,致使绝缘子温度达 不到绝缘性能最佳的标准值,且气温过低往往会导致绝缘体周 围有大量的水气附着在表面,形成凝珠,这都会造成绝缘性能 降低,产生放电现象; 容易出现漏风之处是人孔门、温度测量等位置,此外电加热器也是常常出现漏风的位置,漏风会导致雨 水进入绝缘子室,受到雨水的侵蚀,高压绝缘子会出现“爬电” 现象。“爬电”现象的影响因素较多,比如阴极振打瓷轴也是 造成“爬电”现象的因素之一。持续保持以及升高温度主要取 决于绝缘子室的空间,在烟雾气体的温度较低时,依赖热风加 热是保持及提升温度的重要途径,一旦烟雾气体的温度逐渐上 升,则后续主要依赖自身携带的能量来维持运转。

  3)阻尼电阻故障。故障原因如下: ①由于阻尼电阻丝存在裂纹,使得电阻失效,导致投运电场放电。②由于阻尼电阻丝断裂导致的投入电场出现剧烈放电现象。

  0电场发生火花的解决方法

  3.1 严格控制烟气和粉尘特性

  为了保证煤种改变不会制约除尘效率,确保电除尘器具有 最适宜的运转形式,在保证除尘装置系统正常运转的前提下, 须针对电除尘器开展特性试验,该试验专门针对特色煤种,进 而将影响电除尘器运转效率的因素识别出来,这些影响因素包 括煤种改变、振打等。尤其二电场应根据一电场的退备情况及 时调整振打时间和周期,这是因为二电场的收尘压力会随着一电场的退备而显著提升,如若振打周期不发生改变,则无法按 时清扫阳极板上的积灰,导致收尘效果较差,二电场在一电场 退备后可将超过 85% 的灰量予以搜集,还会在接下来的时间里再次出现扬尘,甚至会导致火花放电,故应在保证安全的前 提下,减短二电场的振打时间和周期。煤种含水量受多种因素 的影响,通常不大,如若存在误差一般也能够保障电场的正常 运转。烟雾气体中含水量的骤然增多是以 20 t / h 的速度将水分高温汽化为水蒸气导致的,这些原始水分经过空预器水的在 线冲洗,导致水蒸气含量超出正常含量的很多倍。烟雾中的水 蒸气混杂着粉尘共同粘附在阳极板上,使得粉尘的清理工作变 得十分困难,因此电除尘的正常工作受到水冲洗的威胁较大。可行的解决方法就是空预器在高压水冲洗过程中,为保证极板 极线上不出现沾灰现象,需要及时对电场振打周期进行改动校 正,调整电场参数来运转电流电压,避免出现粉尘较多导致的 火花放电现象。此外,应尽可能地将排烟温度提升至较高的水 平,防止产生凝结水。

  3.2 提高电除尘本体检修质量及运行可靠性

  1)增加电除尘检修质量的频次,运用芒刺线来检修芒刺、开焊、弯曲等状况,同时配以螺旋线共同检修,对发现的故障问 题及安全隐患挨个检修,更换检修中低强度和损毁的部件,调 整阴极与阳极之间的间距,同时记下调整前与调整后的检测结 果; 修正弯曲的极板,逐一排查阳极板以防出现问题,运用强有力的方法避免振打杆振打变形受阻。

  2)漏风会造成温度下降,气体液化为水珠,造成绝缘套管“爬电”现象,产生电晕线结灰过大,进而出现火花放电,且漏电还会造成电除尘器的烟雾处理量过多。检查电除尘的人孔 门,并更替电除尘阳极振打穿墙轴封闭的全部盘根,更换 3 圈盘根,每圈盘根之间以 45° 相隔; 先对电除尘绝缘子加热磁套进行检修,然后分别检修阴极振打瓷轴处漏风处、大梁加热处 以解决漏风点处的问题。

  1结语

  通过分析电除尘电场中出现的时常闪络以及火花放电等现象背后的原因,将所有产生火花放电的因素以及设备部位悉数识别。同时为降低电除尘电场中火花放电的发生概率,本文通过电场运行参变量以及电除尘实质运转状况的变动来判别产生火花放电和频繁闪络的原因,针对性地提出定期检查、装备改良、关键留意事项等防备举措以及处理方法,保证电除尘在长时间运行范围内的稳定性和可靠性。

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