电除尘阴极振打绝缘棒改进探讨

摘要：本文通过国能神皖马鞍山发电有限责任公司电除尘阴极振打绝缘棒改进，分析了绝缘棒击穿故障特点，以需求为导向、以创新为引领，提出绝缘棒加装防污伞裙、抑制绝缘棒表面污闪通道形成、提高绝缘棒防污闪能力等解决绝缘棒击穿问题的方法，以供参考。

关键词：电除塵绝缘棒；防污闪

DOI：10.12433/zgkjtz.20233145

电除尘阴极电磁振打技术，由于其先进的技术性能，得到广泛应用。绝缘棒是电除尘阴极振打主要部分，具有隔离高压电和传递振打力作用，电除尘运行中绝缘棒击穿时有发生，导致电除尘电场被迫停运。本文结合国能神皖马鞍山发电有限责任公司#3炉电除尘阴极振打绝缘棒改进，以问题为导向，针对电除尘阴极振打绝缘棒击穿的故障特点，采取预防措施，防止绝缘棒表面污闪击穿，通过借鉴创新、自主研制加装防污伞裙，可以有效抑制绝缘棒表面污闪通道形成，提高绝缘棒防污闪能力，解决电除尘阴极振打绝缘棒击穿问题。

一、设备概述

电除尘顶部电磁振打技术，由于先进的技术性能和易维护性，开创了电除尘器领域令人耳目一新的技术，特别是电除尘顶部电磁振打锥形刚玉绝缘等技术，使顶部电磁振打电除尘技术更加成熟，实现振打力的传递是自上而下，符合除尘器清灰对振打力的需求，可以实现每个振打的振打强度、振打频率和振打顺序在一定范围内随意调节，还可实现断电振打，更适应工况需求。

电除尘阴极电磁振打装置有振打杆（上、下）、绝缘棒和电磁振打器构成。当电磁振打器线圈通电时，线圈周围产生磁场，振打棒在磁场力作用下被提升，达到一定高度时因电磁振打器线圈断电、磁场消失，振打棒在重力作用下自由下落，撞击振打杆，由振打杆将振打力传递到内部阴极系统上，实现振打清灰的目的。

电除尘阴极振打绝缘棒位于上、下振打杆之间，具有隔离直流高压电作用，避免上振打杆和振打器带电，提供安全运行环境，还具有传递振打力作用。因此，绝缘棒的质量至关重要。

二、故障调查

国能神皖马鞍山发电有限责任公司共有4台330MW发电机组，#3机组于2007年投产运行，配套安装2台BEL287/2－4型电除尘器，阴极采用顶部电磁振打清灰方式，电磁振打装置（共96套）设置在电除尘顶部。由#3炉电除尘电气故障次数现状调查（如表1、图1所示）可以看出：2021年下半年，#3炉电除尘电气故障次数为12次，阴极振捣绝缘棒击穿故障次数达6次，占电除尘电气故障次数的50%，是电除尘电气故障频发的主要原因。

针对电除尘阴极振打绝缘棒击穿的故障特点（如图2所示）可以看出：由于电除尘顶部保温箱内温度接近于锅炉排烟温度（120℃），同时，相邻电场存在高压感应静电，导致电除尘运行中无法处理更换，造成电场长期短路，降低了电除尘设备可靠性，不能满足环保设备正常投运需求。例如，夏季大雨导致#3炉B电除尘右室三、四电场同时短路跳闸，造成电场长期故障停运，机组调停后检查发现阴极振打绝缘棒击穿。

图2   2021年下半年#3炉电除尘电气故障气泡

三、需求分析

通过电除尘阴极振打绝缘棒击穿故障分析（如图3所示），绝缘棒为高分子绝缘材料，表面不光滑，存在缝隙和凹槽、吸水性大，水汽易吸附渗入，同时保温箱与外部温差大，内部存在结露现象，导致绝缘棒表面水气（积水）和灰尘容易附着，降低了绝缘棒表面绝缘水平。绝缘棒安装于电除尘顶部保温箱内，由于电除尘顶部存在人孔门密封不严、钢板腐蚀、焊缝裂纹、振打装置密封皮鼓老化开裂等缺陷，导致台风暴雨天气雨水渗漏，形成连续性闪烙通道。

电除尘阴极振打绝缘棒击穿故障的症结是绝缘棒表面灰水附着，形成污闪通道，导致绝缘水平大大降低，造成绝缘棒表面绝缘击穿。所以，提高绝缘棒表面防污闪能力尤为必要。

图3   电除尘阴极振打绝缘棒击穿故障分析

四、方案策划

从安全角度出发，采取防范措施，减少灰水在绝缘棒表面灰水附着，抑制绝缘棒表面污闪通道形成，提高绝缘棒表面防污闪能力是解决电除尘阴极振打绝缘棒击穿问题的关键。

高压输电线路防污绝缘子为电瓷材料，吸水性小，采用双裙结构，增加了绝缘子沿面放电距离，表面RTV防污闪涂料处理，提高了防污闪能力，适应于污染区域，撑开的雨伞可以将雨水沿坡面疏导流向周边。通过上述两个案例的借鉴，绝缘棒防污闪改进方法包括选用电瓷材料、表面RTV防污闪涂料处理、加装污伞裙。

针对电除尘阴极振打绝缘棒防污闪改进需求，结合阴极振打绝缘棒在绝缘性能、传递振打力、耐高温等方面的特点和要求，进行了绝缘棒防污闪改进方案分析（如图4所示），高分子绝缘材料，表面不光滑，存在缝隙和凹槽、吸水性大，水汽易吸附渗入，在绝缘棒表面形成污闪通道，降低了绝缘棒表面绝缘水平，导致绝缘棒污闪击穿。选用电瓷材料，表面光滑，吸水性小，水汽不易吸附渗入，表面连续性积水和灰尘污垢形成困难，提高阴极振打绝缘棒抗污闪击穿能力，但绝缘棒需要传递很大的振打力，电瓷材料会因振打棒撞击导致破损，不适合电除尘阴极振打绝缘棒。

图4   电除尘阴极振打绝缘棒防污闪改进方案分析

通过电除尘阴极振打绝缘棒防污闪改进方案分析和策划，确定最佳方案为绝缘棒加装防污伞裙（如图5所示），防污伞裙（20）选用聚四氟乙烯材料，具有优良的电绝缘性、耐高温特点，能满足电除尘保温箱内高温要求，增加绝缘棒（30）沿面放电距离。防污伞裙形如雨伞，上面设有15度斜坡面（21），下面外圈设置防水沿（22），安装在绝缘棒上部，结合面密封处理，能有效疏导绝缘棒表面积水和灰尘。防污伞裙过盈装配，设置定位台阶，结合面粘合处理，能满足传递振打力需求。

图5   电除尘阴极振打绝缘棒改进

五、改进实施

在电除尘阴极电磁振打锥形刚玉绝缘技术基础上，以抑制绝缘棒表面污闪发生，根本解决电除尘阴极振打绝缘棒击穿问题为目标，按照电除尘阴极振打绝缘棒防污闪改进最佳方案的技术路线，结合5W1H分析法，制定电除尘阴极振打绝缘棒防污闪改进对策表，从材料选择、伞裙制作、定位组装等方面，确定电除尘阴极振打绝缘棒防污闪改进具体方法，并自主研制防污伞裙，进行加装改进。

步骤一：材料选择。采用φ150聚四氟乙烯圆柱材料加工制作。

步骤二：制作伞裙。研发制作防污伞裙，伞裙上面设置15°斜坡，下面外边设有防水沿。

步骤三：定位组装。将绝缘棒上端车削形成2mm定位台阶，再将防污伞裙压入绝缘棒上端锥柱底部，采取过盈装配，结合面加涂环氧树脂粘合。

步骤四：安装调试。模拟现场连续性积水直流耐压试验，有效疏导上方灰尘、流水在绝缘棒表面附着，绝缘棒没有发生表面绝缘闪烙击穿。

通过电除尘阴极振打绝缘棒防污闪改进，实现了绝缘棒上部积水和灰尘的有效疏导，避免污水附着形成连续性闪烙通道，增加绝缘棒沿面放电距离，可以提高绝缘棒防污闪能力。经过长周期的运行证明，满足了电除尘保温箱内高温和传递振打力需求，解决电除尘阴极振打绝缘棒击穿问题。

六、改进成效

电除尘阴极振打绝缘棒改进后，通过2022年下半年#3炉电除尘电气故障次数调查分析（如表2、图6所示），#3炉电除尘电气故障次数为5次，同比下降了7次，其中電除尘阴极振打绝缘棒击穿故障次数已降到0次，彻底解决了电除尘阴极振打绝缘棒击穿的技术瓶颈难题，实现电除尘运行中阴极振打绝缘棒“零”击穿，达到了改进目标。

电除尘阴极振打绝缘棒改进实施，从根本上消除了阴极振打绝缘棒击穿频发故障，避免阴极振打绝缘棒击穿导致电除尘电场长期停运，提高环保设备可靠性，确保燃煤电厂烟尘浓度超低排放，降低了电除尘设备故障修理费用，为能源保供和生态环境保护作出了贡献。

电除尘阴极振打绝缘棒改进实施提升了团队学习和创新能力，具有领衔攻关、传承匠心、人才培养的作用。提炼萃取改进经验形成标准，取得了国家实用新型专利证书（第16031335号），2022年荣获安徽省电力职工创新一等奖，进一步激发了职工创新热情，加快推进青年人才培养。

七、结语

综上所述，本文探讨了电除尘阴极振打绝缘棒改进，通过绝缘棒击穿故障调查和需求分析，找到绝缘棒击穿故障的原因，提出电除尘阴极振打绝缘棒加装防污伞裙的改进方法，抑制绝缘棒表面污闪通道形成，提升绝缘棒防污闪能力，从根本上解决了绝缘棒击穿问题。该改进方法具备新颖性和创造性，值得参考和借鉴，同时希望加强技术交流，进一步解决电除尘设备技术难题。

参考文献

[1]陈琛.电除尘凝聚预处理技术对提钒转炉烟气除尘超低排放的影响[J].中国有色冶金，2022，51（06）：91-96.

作者简介：李斌（1971），男，安徽省马鞍山市人，大专，工程师，高级技师。