进口湿式电除尘电气系统的故障处理与改进

谭立伟　冯磊

摘 要：本文介绍了高炉煤气湿式电除尘，在运行中出现的两起电气故障，自动接地刀闸无法可靠动作和电场绝缘低无法升压。阐述了故障现象、分析判断和处理方法，改进了接地刀闸的操控机构和极板悬挂绝缘子的运行环境，提高了设备运行的稳定性、可靠性。供同类型机组，故障处理借鉴参考。

关键词：湿式电除尘;电场绝缘;接地刀;绝缘子

中图分类号：TK223.2 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2020）06-0166-02

0 引言

在日益严峻的环境形式下，电除尘已被广泛应用在电力、冶金、化工等行业。在冶金行业中，燃气发电机组，以高炉煤气、焦炉煤气为燃料发电。所以，装设电除尘装置在燃机的前端，降低煤气中的含尘量，满足煤压机入口含尘浓度的要求。

邯钢9E燃气蒸汽联合发电机组，煤气电除尘采用jord公司产品。配套的高频整流单元，使用美国NWL公司产品。除尘箱体分入口电场和出口电场，设有两个极板。两套高频整流单元，安装在除尘箱体顶部。为保障除尘箱体和人员的安全，每套高频整流单元，配置两个接地刀闸。一个手动接地刀闸、一个自动接地刀闸。手动接地刀闸，在机组正常运行期间保持打开状态。在机组转检修，煤气箱体打开人孔时，将手动接地刀闸合上，并加装安全锁，确保人员安全。自动接地刀闸，包括电动操作机构和控制系统。每次开机前，远程打开。停机后，远程闭合。自动刀闸控制回路，串联除尘箱体的报警联锁。一旦箱体有故障，如氧含量高等。接地刀闸自动闭合，迅速泄除电场负荷，确保箱体的安全。

在机组运行过程中，多次出现接地刀无法自动打开、关闭现象。高频开关电源多次出现无法升压，电场绝缘低等故障。严重影响了煤气除尘效果和机组的能效，存在较大的安全隐患。通过对多次故障的分析判断，制定改进方案，提高了电除尘的运行可靠性。

1 自动接地刀无法操作的分析与处理

自动接地刀在电除尘中，起到关键的安全保障作用。当控制系统检测到箱体内氧含量高等其他威胁箱体安全的危险时。迅速驱动接地刀闭合，使电场极板可靠接地，泄除电场电压。确保人员和设备的安全，避免发生箱体爆炸等重大事故。

该除尘箱体接地刀合、分执行机构，采用直流电磁铁来实现。见图1所示，当电磁铁得电时动作、吸合，驱动连杆压迫弹簧，同时驱动接地刀打开，以及同轴凸轮转动，使分位限位开关动作。当电磁铁失电时，靠弹簧回弹力复位。驱动接地刀闭合，以及同轴凸轮转动，使合位限位开关动作。直流电磁铁操作机构的优点是动作迅速，一旦失电或得电，均能马上动作到位。机构动作时间短，能够更好的确保电场安全。缺点是该电磁铁为进口装置，国内采购周期长，出现问题后，修复比较困难。

机组运行3年后，两套电场高频电源，多次出现接地刀不能自动合、分的现象。检查发现电磁铁得电后，不吸合。或者失电后，不能复位。脱开接地刀操作机构，单独检测电磁铁。得电、失电动作均正常。考虑可能接地刀操作机构卡涩，操作力矩增大引起。但两套自动接地刀均出现，不能正常操作的现象。且接地刀闸处于封闭空间内，没有腐蚀、锈蚀现象，手动操作力矩正常。对操作机构检查、维护、润滑，以及微调驱动连杆的长度，均未能解决故障。判断为电磁铁机械性能下降，造成电磁铁执行结构驱动力矩不足，不能驱动地刀正确的动作。

该进口电磁铁采购比较困难，采购时间较长。即使更换电磁铁执行机构，也不能完全解决问题，无法保证接地刀不再出现故障。所以，为了彻底解决该问题。对地刀操控机构改造，将电磁铁控制机构，改造为电机驱动机构。根据地刀操作力矩，选择合适型号的电机。在原控制系统的基础上，进行修改完善。电机操作机构的优点是操作力矩大，改造后接地刀的自动合、分，均能正常动作。

2 电场绝缘低的分析与处理

该电除尘箱体布置为，高频整流单元、极板悬挂绝缘子箱在煤气箱体顶部，下方整个箱体及极板。高频整流单元输出电压经过母排，连接至极板绝缘子箱内，再经极板拉杆输出到箱体内的极板上。极板悬挂绝缘子箱结构见图2所示。极板两侧各有两个绝缘子，作为极板的悬挂支撑。同时，箱体内有其他的支撑，使极板固定。绝缘子箱外部缠有伴热带，机组投运时，提前开启加热器，降低绝缘子箱内湿度，提高电场绝缘。

电除尘系统在运行3年后，经常出现无法升压的故障。检查箱体内绝缘较低，脱开箱体极板。单独检测高频整流单元，系统升压正常。通过对箱体检查，发现极板绝缘子运行环境较差，表面腐蚀、湿度大等问题，是造成电场绝缘下降的原因。

（1）极板悬挂绝缘子箱和煤气箱体是连通的，煤气可以进入到绝缘子箱内，造成绝缘子表面腐蚀、脏污严重。同时，煤气箱体内的水蒸汽，也会进入到绝缘子箱内。虽然电伴热投入运行，但绝缘子箱内湿度仍然很大，绝缘子表面水凝现象严重。

（2）极板绝缘子作为极板的悬挂支撑，可以承受竖向的作用力。但是，在电除尘运行中，由于煤气压力波动较大。运行两年后，极板在箱体内的固定支撑点松动，极板收煤气压力影响，晃动比较严重。极板出现晃动，绝缘子就会受到横向作用力，超出绝缘子的承受能力。检查发现绝缘子表面出现裂纹，甚至出现整个断裂的情况。受损的绝缘子图3所示。

通过对箱体结构的检查、分析，判断高压整流单元系统正常，由于煤气箱体结构设计不合理。悬挂绝缘子运行环境较差，引起的电场绝缘较低，无法升压的故障。所以，在原有箱体的结构上，提出了改造方案：

（1）在煤气箱体和悬挂绝缘子箱之间加装绝缘隔板，隔绝两个箱体，减少煤气、水蒸气进去绝缘子箱内。同时，根据机组运行情况，平均每6个月对绝缘子进行检查、擦拭，提高其绝缘性能。（2）改造箱体内极板的支撑方式，加大箱体内部的固定支撑点。根据机组运行情况，平均每6個月，对箱体内极板进行检查，减少绝缘子的受力，避免绝缘子受损。（3）在绝缘子箱内，增加两组加热器。由于原箱体结构，造成煤气箱体和悬挂绝缘子箱体，无法完全隔离，只能采取绝缘板隔离。但仍会有煤气和水蒸气进入绝缘子箱体内。原绝缘子箱采用外部缠绕伴热带的方式。内部湿度依然很大，通过在箱体内部，加装两组加热棒。降低箱体内部湿度，提高绝缘性能。

通过以上改造和维护措施，改善绝缘子的运行环境，减少绝缘子的受力。增加了绝缘子的使用寿命，提高了电场的绝缘，使电场运行良好，不再发生电场无法升压的故障。

3 结语

本文介绍了我厂湿式除尘系统，两起电气故障的现象、分析、判断、处理方法。高频整流单元，在运行中较稳定，故障率低。两起故障均为，除尘箱体配套电气元件和结构不合理造成。所以，在设备日常维护中，应注意箱体附属电气元件、绝缘件的检查和维护。平均每6个月，对极板悬挂绝缘子进行清洗、擦拭，检查箱体内极板紧固件，测试自动接地刀闸，动作是否正常。从而，提高设备运行的稳定性、可靠性。