电捕焦油器常见故障分析及应对措施

张瑞 周红 刘建玲

摘 要：电捕焦油器用于石油、化工等行业的煤气、焦炉气净化，除去气体中的粉尘等杂质，回收气体中的焦油等化学产品。其使用中会遇到的故障可以分为电气和捕焦本体两方面，文章针对这两方面进行分析并提出可靠的应对措施。

关键词：电捕焦油器；焦油；电气；捕焦本体；故障；应对措施

1 概述

电捕焦油器广泛用于石油加工、炼焦、化工、肥料制造、燃气生产等行业，其主要作用是净化煤气、焦炉气，除去或回收其中的煤尘、焦粉、焦油雾、部分水雾及其他化学物质，保证后续工序设备的稳定运行，为工业尾气净化奠定基础，同时，回收的焦油和其他化学产品，变废为宝，带来直接经济效益。

2 工作原理

电捕焦油器的工作原理简单来说就是在电极丝和沉淀极之间施加高压直流电源，电极丝为阴极，沉淀极为阳极，并与大地相连，电极丝和沉淀级之间产生负高压电场。当气体流过时，气体分子在电场作用下发生电离，产生大量离子和电子，气体中的绝大部分粉尘、焦油等与电子作用而荷电，并向阳极移动、吸附、沉积、流下，从电捕焦油器底部流出[1][2]。

3 设备结构

电捕焦油器主要分为电气和捕焦本体两部分，电气部分包括恒流电源（配电柜）、高压硅整流器（变压器）、引电部件（瓷瓶）和测温控温部件，本体部分包括筒体、沉淀极、电极丝及其支撑结构。

4 故障分析及应对措施

4.1 故障分类

文章分别从电气和捕焦本体两方面对电捕焦油器使用过程中常见的故障进行分析，并推荐相应的处理措施。电气部分故障主要有回路中短路或开路、电器元件触点松动或损坏、电气操作错误和地电位干扰等四类，捕焦本体部分故障主要有筒体和沉淀极垂直度超出、电极丝及其支撑结构偏离中心、严密性不够、金属部件锈蚀、沉淀极焊点脱焊等。

4.2 故障分析说明

（1）回路中有短路或者开路分四种情况。第一种情况是回路中存在开路。其现象是二次电压异常高，发生过压跳闸。其原因是开路时回路中电阻非常大，根据恒流源原理[3]，其二次电压也非常大。针对这种情况可以直接检查或分段进行短路试验检查开路点，修复开路。第二种情况是本体电缆存在短路。其现象是二次电流表（mA表）正常，其他表很小或无显示。短路可能是高压电缆破损或烧坏，可能是瓷瓶上搭有或附有导电异物，也可能是瓷瓶破裂[4]，也可能电极丝断裂后触到沉淀极，还可能是其支撑结构与筒体或沉淀极有短路，逐项排除即可解决故障。第三种情况是高压发生器内部短路。现象是mA表明显低于正常值，其他表很小或无显示。究其原因是短路后变压器的初级线圈变成回路的负载，交流电通过线圈发生电磁感应产生逆向电流，致使表显电流明显变低。对此，需要拆开变压器更换绕组或硅堆。第四种情况是控制柜输出短路。现象是各表均无显示。原因是低压电缆短路，需要检查低压电缆，修复短路点或更换电缆。

（2）常发生的损坏或触点松动的电器元件有温控仪、热电阻、加热管、瓷瓶、继电器、整流硅堆、电压电流表、电容电抗[5]、控制器、PLC等，针对这些情况，根据功能检测判定就不难发现，将其更换或紧固即可解决。

（3）电气操作错误一种情况是未按照操作要求，另一种情况是发生异常后胡乱尝试修复或强制运行。第一种情况如瓷瓶箱没有加热到要求温度就送电运行，会导致瓷瓶破裂，再如未进行含氧量测试就送电运行，可能会导致爆炸。只要严格按照使用说明书规范操作，这类故障基本上是可以避免的。第二种情况如发生运行异常，自行进行短路开路实验，自行调动或拆除功能部件，又如发生表显异常、严重火花放电、过氧过压报警后不进行正确处理，强制运行。应避免这类情况发生。

（4）地电位干扰主要在配电柜、变压器和捕焦本体三处。地电位干扰会影响一些部件的功能，导致电压电流异常。要求配电柜、变压器和捕焦本体必须可靠接地，尤其是捕焦本体必须对地电阻≤2Ω，严禁使用管道和其他钢结构作为地线。

（5）筒体和沉淀极垂直度超出。安装或改造时，筒体垂直度应符合《NB/T 47003.1-2009钢制焊接常压容器》中关于常压容器外壳垂直度的要求，即垂直度±h/1000[6]，否则会影响筒体稳固性，同时也能更好保证沉淀极垂直度，实际安装控制在±5mm为宜。按照标准《JB/T 8704-2012 蜂窝式电除焦油器》中规定，沉淀极垂直度应±5mm[7]，这样才能保证电极丝中心度达标，实际安装控制在±3mm为宜。

（6）电极丝及其支撑结构偏离中心。电极丝作为阴极，必须和作为阳极的沉淀极保持足够间距，才能防止较低电压时放电，影响设备正常工作，所以电极丝必须尽量位于沉淀极的中心。按照JB/T 8704-2012中规定，电极丝和沉淀极同心度±8mm，实际以±4mm为宜，同时要避免电极丝弯曲。同理，支撑结构四周也应位于筒体或沉淀极中心，避免放电，以±5mm为宜。

（7）严密性不够。设备安装或改造时，应按照GB6222进行严密性试验，确保泄漏率≤1%[8]。使用过程中发生焊缝腐蚀或开裂、法兰密封失效和管道泄漏等漏气现象，会导致设备进入空气，当空气和煤气达到一定比例，可能会发生爆炸[9]。严密性的检测可以借助含氧分析仪来完成，通过仪器实时抽样检测设备内煤气含氧量，当含氧量超出设定值时发出警报或者自动停止。

（8）金属部件锈蚀腐蚀。大多数电捕焦油器使用碳钢材质，预处理的气体中水分会导致其生锈。有些厂家，尤其是化工、化肥厂使用的煤磷、硫等杂质含量高，产生的煤气中富含酸性气体，导致金属部件腐蚀。这样不但减弱了沉淀极的导电性，降低捕焦效率，而且锈蚀腐蚀的部件具有极大的安全隐患。对此，可以将易蚀件改为不锈钢材质，也可以对设备内部进行防腐处理。

（9）沉淀极焊点脱焊。现在沉淀极使用最多的六边形蜂窝状结构，其各部分是通过焊接连接的，焊点处的电化学特性决定了其易腐蚀的特点，加之焊点处的应力集中，所以焊点容易脱焊。对这种情况，可以选用材料更厚或不锈钢材质的沉淀极，从焊接工艺上考虑，应增加焊点大小和密度，并对薄弱环节加焊。

5 结束语

以上是文章所分析的故障，当然，作为一台结构复杂的大型设备，其内涵相当丰富，实际中可能遇到的故障也多种多样，即使同样的故障，也可能有多种不同原因。但是，若严格按照相关的机械、电气等行业标准要求安装，严格按照使用说明书操作，做好设备维护保养工作，认真做好运行监测记录，一定会避免很多故障。

参考文献

[1]卢春雪.电捕焦油器安全运行条件[J].中国安全生产科学技术，2011，7（10）：195-197.

[2]张建刚，王留栓.电捕焦油器捕油效率浅析[J].新疆钢铁，2000（4）：27-28.

[3]崔远海，李刚.高压恒流源技术在电捕焦油器上的运用[J].燃料与化工，2007，38（3）：31-33.

[4]胡水军.电捕焦油器的电气故障分析及应对[J].考试周刊，2011（69）：238-240.

[5]夏旭，徐风雷，曹永中，等.蜂窝式电捕焦油器的操作经验[J].燃料与化工，2005，36（3）：46-47.

[6]NB/T 47003.1-2009.钢制焊接常压容器[S].

[7]JB/T 8704-2012.蜂窝式电除焦油器[S].

[8]GB 6222-2005.工业企业煤气安全规程[S].

[9]李文安.电捕焦油器运行时煤气中含氧量探讨[J].煤气与热力，2000，20（1）：63-64.