电捕焦油器绝缘箱密封材料的改进

宋道兵

（中盐青海昆仑碱业有限公司，青海 海西 200002）

一、电捕焦油器的工艺要求

在炼焦生产中，电捕焦油器是去除焦炉煤气中焦油雾滴的专业设备。如果煤气中含有大量焦油雾，就会严重影响化产回收操作，甚至造成严重的安全及工艺事故。电捕焦油器的电晕极正常工作时电压在直流30千伏以上，如果低于30千伏电极就难以产生电晕现象，焦油粒子带电的可能性就会降低，电捕焦油器除焦油的效率就会急剧下降。

青海庆华煤化的电捕由襄樊净天环保设备有限公司生产，型号JT-JDB248，电晕极额定电压60KV、电流1100mA、工作温度20-130℃。恒流高压直流电源由穿墙套管引入馈电绝缘箱内支撑绝缘子的引线上，有四只支撑绝缘子以吊杆的形式吊住电晕极的上框架，以起到支撑和引入高压直流电源的目的。四只支撑绝缘子分别安装在一个馈电绝缘箱和三个无馈电绝缘箱内。支撑绝缘子的上半部分浸泡在45#变压器油内，下半部分延伸到电捕内，支撑绝缘子和电捕之间依靠丁晴橡胶密封垫密封。正常工作时通入电捕的煤气温度为85-95℃，为了防止煤气中的凝结水附在绝缘子的内壁上，从而降低绝缘子的耐压水平，产生击穿现象，要求电捕内绝缘子的外壁温度要大于煤气温度15℃左右，为了达到工艺要求绝缘箱依靠蒸汽伴热管加热，使其变压器油的温度维持在120℃左右。

二、故障现象

青海庆华煤化的电捕焦油器，电晕极的直流电压从刚开始投用时的50千伏逐步下降，投用10个月后（2008年10月份）电压只能升到25千伏左右。我们知道从电捕焦油器出来的煤气经管道直接连接到煤气冷鼓风机上，通过煤气冷鼓风机将煤气输送到后续化产各工序。电捕焦油器这么低的电压已不能将煤气中的焦油清除干净，这时输送的煤气中含有大量的焦油粒子，煤气中的焦油粒子在通过煤气冷鼓风机时，部分依附在风机的进出口风道及风机叶片上，不仅降低煤气风机的效率，还造成风机震动，在恶化生产工艺条件的同时危害了设备的安全运行。因通过煤气冷鼓风机输送到化产的煤气中因含有了焦油，这些焦油随着煤气输送距离的长短逐步冷却，紧紧依附在煤气输送管道及相关设备内，造成煤气管线及设备的堵塞，而要清除这些焦油，需要长时间的蒸汽吹扫，即影响生产又费时费力。

因公司的生产任务很紧张，领导要求我们必须在竟可能短的时间内将故障排除，开始我们怀疑是不是高压电缆终端头有问题，但给电缆做耐压试验后证明电缆是合格的。于是我们又开始怀疑高压恒流源，但经过认真仔细的检查高压恒流源也排除了。随后我们又对电捕壳体、沉淀极、上下吊架、气体分布板、蒸汽吹洗管等部件进行了认真细致的检查，都没有发现问题。经过连续多天的认真观察，我们注意到电捕绝缘箱运行时可以听到有间断的放电声音，所以最终认定问题可能出在绝缘箱内。

三、故障分析

打开绝缘箱，取出绝缘箱内变压器油，耐压试验只能达到15千伏，拿纸蘸油点燃后，有轻微的噼啪声，证明变压器油内有水，证实我们的判断。打开绝缘箱取出支撑绝缘子后，发现各个绝缘箱的密封垫都存在不同程度的损伤，个别绝缘垫甚至已经开始溶解变质的像鼻涕一样。看来问题最终出在密封垫上。因生产任务紧，时间紧迫我们只能紧紧张张的将备用的密封垫换上，在更换绝缘箱内变压器油后将设备投用。但设备投用后不久，上述的问题又开始出现，绝缘箱使用的密封垫和变压器箱沿密封垫材质一样为耐油丁晴橡胶。

丁晴橡胶是由丁二烯与丙烯腈共聚而制得的一种合成橡胶。丁晴橡胶具有良好的耐油性、耐热性、耐寒性、耐压性和耐水性，气密性及优良的粘结性能，丁腈橡胶中丙烯腈含量 (%)有42～46、36～41、31～35、25～30、18～24 等几种。丙烯腈含量越多，耐油性越好,但耐寒性则相应下降。丁晴橡胶通常的使用温度大致为－40℃～＋120℃，可在120℃的空气中或在150℃的油中长期使用，这个温度无论对于变压器还是电捕绝缘箱来讲，是应该能够满足的。但为什么在实际使用中会这么快就老化了呢，我们根据现场情况并查阅相关资料分析如下：首先，理论上讲变压器的丁晴橡胶密封垫使用寿命50年没有问题，但变压器工作时极限油温也就在80℃左右，而电捕绝缘箱平常工作温度在120℃上下，也就是讲密封垫工作在这个温度会缩短其使用寿命。其次，其缺点是耐臭氧性差，不耐臭氧及芳香族、卤代烃、酮及酯类溶剂，电性能低劣，弹性稍低，不宜做绝缘材料。丁腈橡胶能耐大多数油，尤其耐烷烃油。我们知道油类分为两种，烷烃油和芳烃油，烷烃油是指分子结构为链状的，芳烃油是指分子链中含有苯环等环状结构的油。常见的汽油、机油、柴油、变压器油等都属于烷烃油；而煤气中含有的焦油雾则属于芳烃油。且煤气中除焦油外还含有氨水、粗苯、氢气、甲烷、一氧化碳、、C2以上不饱和烃、氮气等等物质。这些物质对丁腈橡胶或多或少会起到一些破坏作用。

煤气最好因含芳香族的酚和萘较多,最好使用氟橡胶,负责很容易老化。

加上电捕焦油器内煤气中含有大量的腐蚀性气体，这就要求绝缘箱的密封垫既要耐油，又要耐高温同时还要耐腐蚀，而丁晴橡胶根本就不具备这些条件，所以在投用后不久就开始迅速老化，引起电捕绝缘箱漏油，含有大量水分的煤气开始接触变压器油，绝缘箱内泄漏电流过大，电捕电压升不上去。

四、故障处理

根据多年在化工厂工作的经验，我们将绝缘箱密封材料换成聚四氟乙烯，聚四氟乙烯电绝缘性能好、耐油、耐高温（能长期工作在-180-250℃）、耐腐蚀，号称塑料之王，基本能够满足现场工况条件。将密封件和变压器油更换后，电捕电晕极电压刚投用时升到50千伏、电流450毫安，经过一年多的运行电捕电压一直稳定在45-50千伏之间，期间多次取绝缘箱变压器油做绝缘耐压试验都合格，证明绝缘箱内变压器油的泄露问题已经解决，至此，困扰公司多时的生产和安全瓶颈得到消除。

[1]王丽华.《燃料与化工》.2002年6期.