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銅川電瓷有限責任公司
Tongchuan electric porcelain Co. Ltd.

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銅川電瓷電除塵絕緣子維護手冊
來源:www.045410.live | 作者:銅川電瓷 | 發布時間: 2015-10-20 | 2835 次瀏覽 | 分享到:


銅川電瓷有限責任公司技術部

2015-06


1 前言 

  靜電除塵器以其一次性投資低,運行維護方便,收塵效率高而被廣泛使用,煙塵治理卓有成效。隨著我國電收塵技術的不斷發展,在冶金、化工、水泥等行業出現了一些寬間距、高電壓的除塵器,而且處理的煙氣溫度較高,煙塵粘度大。 

  瓷絕緣子是建立和維持電除塵器高壓電場的關鍵部件,其工作環境較為惡劣,這一方面為絕緣子提出了較高的要求,同時,另一方面對如何正確使用和維護瓷絕緣子,也是值得我們認真思考的一個問題。 

2、電除塵器用瓷絕緣子的故障分析 

  根據瓷絕緣子的特性分析,瓷絕緣子在電除塵器運行中的常見故障和預防措施如下: 

2.1瓷絕緣子的特性 

  2.1.1瓷絕緣子產品在常溫下具有良好的電氣性能和機械性能,其電阻率一般為1×10111×1012Ω 

  2.1.2硬度高、性脆,HRA80,沒有曲服性。 

  2.1.3 導熱率差(熱傳導性差) 

  2.1.4 隨著溫度升高,體積電阻率下降(隨配方不同而下降速度不同),這是因為堿金屬離子,表面自由電子溫升活躍。95瓷較好,因95瓷使用熔劑較少,如常溫--300℃時,由9×1011Ω降為2×108Ω ,降低了4.5萬倍,而65瓷則由2×1011Ω降為1×106Ω,降低了20萬倍。降低后,二者還是相差200倍。也就是說隨著環境溫度的升高,瓷絕緣子的絕緣電阻下降。當溫度達到一定的數值時,呈陡坡下降趨勢。 

  2.1.5 與其它絕緣子相比,機械強度高(如轉軸扭距≥200Nm,瓷套承重(斜率≤8°)≥1000KN,支柱絕緣子≥50KN,95瓷的強度更高)。 

  能在較高的溫度下工作(包括50瓷,最高使用溫度應≤300℃,95瓷≤500℃)。 

  2.1.7 熱膨脹系數,95瓷為5.5×10-67.5 ×10-6,50瓷及普瓷5×10-66×10-6,隨著溫度增高,膨脹系數加大。 

2產品設計時應考慮的因素 

  依據電除塵器用絕緣子的使用環境不同,除按普通高壓高強度電瓷的設計原則設計配方外,必須根據其使用特點著重從以下幾個方面考慮: 

  2.2.1 因使用環境溫度較高,防止熱擊穿,在配方中應將堿性金屬氧化物降到盡可能低的比例; 

  2.2.2 若機械負荷特別高,沖擊力特別大,或是冶金、化工行業溫度高于300℃ ,應采用95氧化鋁剛玉瓷,如大扭距瓷轉軸,拉棒及振打棒,或長期使用溫度300℃ 以上的瓷套(承壓絕緣子)等。 

  2.2.3對于承載較大的絕緣子,其錐角最好不要超過6°,因為角度愈大,承壓值越低,如Φ460的直形絕緣子可承受200噸壓力,而錐度角8°時,其承受壓力只有118噸; 

  2.2.4產品選型時按照額定電壓等級,使用溫度的要求,參照標準JB/T6746.1選型設計,留有余地,以免環境變化引起電壓波動。本系列產品因受空間影響,設計余量一般較小,這里點應引起特別注意。 

3、瓷絕緣子在使用過程中常見的故障 

  運行中常見的故障有以下幾種。 

3.1承壓瓷絕緣子炸裂,有上下直裂,不規則型炸裂或許多小塊,但一般都不垮蹋,仍支承著框架; 

3.2絕緣子表面(特別是內表面)擊穿或被電孤燒傷,絕緣性能下降,電壓上不去; 

3.3既沒有炸裂、也沒有電弧燒傷、擊穿,電壓上不去。 

4、產生故障的原因分析 

  首先應清楚地認識到絕緣子的炸裂不是因為絕緣子的機械強度不夠造成的。以承壓絕緣子瓷套為例,它承壓為100噸(標準為50噸)以上,而它支撐的陰極框架分配的該絕緣子的重量只有10噸多,況且炸裂后還支撐著框架,說明炸裂不是機械負荷所致。通過對電除塵器用瓷絕緣子的長期研究和試驗,并且多次與相關的設計單位、制造廠家以及使用單位進行廣泛的交流,其故障95%以上都屬于熱炸裂。就其熱炸裂的幾種原因分別說明一下: 
  4.1.1 瓷絕緣子表面(特別是內表面)污染。在點火初期,燃油因溫度低而燃燒不完全,尤其在正壓下凝聚在瓷套的表面,使一些導電粉塵(特別是炭黑,我們對被炭黑污染的瓷表面測量其電阻僅為0.4MΩ,而未被污染的部分則為10000 MΩ以上)牢固的粘附在瓷套的表面,降低了絕緣子的絕緣性能,產生以下現象: 

  4.1.1.1 瓷絕緣子表面開始導電,產生電流做功:以上述瓷套為例,若其二次電壓為60000V,根據PU2R,可以得出P9000W,也就是說,該瓷套就相當于一個9000W的電爐在工作、在發熱,這是比較嚴重的現象。 

  所產生的熱量直接導致絕緣子溫度的升高,而瓷體溫度的升高又會使其絕緣電阻下降,泄漏電流加大,產生更大的功率,進而產生更高的溫度,形成惡性循環。最終導致絕緣子迅速老化,甚至膨脹炸裂。例如:200511月,廣東旺隆電廠,兩臺電除塵器分別使用了兩個生產廠家的產品,每臺使用48只,均不同程度地出現了炸裂故障,我公司的產品炸裂22只,另外一個廠家的炸裂36只。通過對瓷套的仔細察看,其內表面污染嚴重,炭黑,油污牢固地粘貼在其內表面。另如:20007月,安徽維尼綸總廠自備電廠,電除塵運行不到一天,共36只承壓絕緣子全部炸裂。通過現場察看,所有瓷絕緣子外表面幾乎看不到原來的白色,均變成了黃褐色,通過對其表面絕緣電阻的測量,其阻值幾乎為0。 

  4.1.1.2 瓷套表面絕緣電阻的下降,也會產生頻繁閃爍,甚至形成電弧放電,電弧的溫度高達數千度,高溫使瓷套放電部位的溫度急劇升高,瓷體膨脹,其它部位因絕緣子導熱性能差而產生瓷體膨脹差,從而造成絕緣子炸裂。 

  4.1.2 絕緣子受熱不均勻產生的炸裂。電弧是導致絕緣子受熱不均勻的一種情況,也有其它原因產生的溫度不均勻而炸裂。如加熱器離絕緣子太近,使接近加熱器的瓷體部位溫度較高,其它部位的溫度則較低,從而引起絕緣子炸裂。 

  4.1.3急劇升溫和使絕緣子表里溫差太大,產生內外膨脹尺寸不一而出現炸裂。 

4.2 絕緣子表面擊穿、電弧燒傷,絕緣性能下降,電壓上不去。 

  絕緣子表面擊穿、電弧燒傷都是因為瓷體表面被污染的緣故。出現了上述情況,絕緣子的電氣性能必定下降,則導致電壓上不去。

4.3瓷體溫度過高,引起絕緣電阻下降也是電壓上不去的原因之一。另外,瓷體表面結露也是產生故障的重要因素:例如,渭河發電廠停機檢修時,正逢連陰雨天氣,潮濕的空氣從風道進入除塵器后在瓷套的上金屬蓋上結露銹蝕,鐵銹水流到瓷套上,最終導致瓷套炸;灤河發電廠爐管破裂后水蒸氣灰塵進入保溫室,瓷套內表面積灰厚度達10mm,引起瓷套炸裂。 

  除塵器在正常運轉時,其保溫室的溫度已超過100℃,一般不會產生結露現象。 

5、預防故障的措施 

  通過對絕緣子的故障分析,我們發現,最終導致絕緣子絕緣性能下降和批量炸裂的主要原因有兩條:一是絕緣子表面污染(特別是內表面污染);二是溫度超高,引起絕緣電阻下降。只要針對這兩點,采取相應的措施,絕緣子故障率就會大幅下降,杜絕產生批量炸裂,減少經濟損失。 

5.1 解決表面污染問題 

有人認為,絕緣子是安裝在電除塵器上的,就是個污染的環境,產生污染是很正常的,只要你的絕緣子不損壞就行了,我們認為,這種認識是一種誤解。 

  5.1.1電除塵器一定要保持負壓運行。負壓運行的好處一方面不會導致絕緣子污染,另一方面即使電除塵器密封不嚴,也不會造成粉塵外泄,導致粉塵進入保溫室。一些廠家在鍋爐點火試車階段,頻繁噴油、噴煤粉,然而,為了保護除塵器后面的引風機卻不開啟引風機,致使除塵器正壓運行。在這個階段,最容易造成絕緣子污染,因為爐堂溫度低,噴油不能完全燃燒,油氣因正壓進入承壓絕緣子內,在其表面形成油污,純油絕緣性較好,關鍵在于未充分燃燒的碳黑(林格曼黑)也進入承壓絕緣了的內部,兩者混合,牢固的粘附在瓷套內表面,碳黑是導電物質,破壞了絕緣了的絕緣性能,使其導電做功,或形成電孤燒傷擊穿絕緣了表面使溫度聚升,繼而炸裂。如果除塵器保證負壓運行,則污染問題解決了,其它問題也不會產生了。 

  絕緣子上端留清掃孔,這也是某些公司成功的經驗。在絕緣子上端蓋上留有兩個清掃孔,利用除塵器負壓運行,吸進清潔空氣,形成氣流,對內壁進行清掃,或檢查內壁已經污染,利用該孔進行人工清掃,某公司引進美國的電除塵器。上面留有三個傾斜的孔,用管道連接風機形成旋轉風進行強制吹掃瓷套內壁,效果非常顯著,從未出現內壁污染而產生的故障,有些廠家,把瓷套上端封閉的很嚴,不妨借鑒這些成功的設計思想。當然,留清掃孔的除塵器必須是負壓運行,反之,對保溫室的污染將會更加嚴重。 

  5.2.1要適宜保持保溫室的溫度。要注意到瓷件表面結露和溫度過高現象同等重要,表面結露會破壞絕緣性能,溫度高也會使瓷體絕緣性能大幅度下降,形成惡性循環,所以保溫室溫度達到100℃時,應關閉加熱器,不會產生結露現象,不是溫度越高越好,以不結露為宜。 

  5.2.2加熱器應遠離絕緣子一米以上,有的加熱器直接套在瓷件底部形成環形包圍,距瓷件距離不超過10CM,由于距離太近,熱傳導、熱輔射使得瓷件上下溫差過大,熱膨脹產生的應力可能使瓷件炸裂。也影響了瓷件絕緣距離。加之測溫點又遠離瓷件,實測溫度可能比瓷件溫度低得多,造成瓷件因溫度過高而絕緣性能下降,出現故障。 

  5.2.3 避免溫度驟變。標準規定的急變溫度為70℃,一般除塵器的溫度變化沒這么大(出現電孤現象可能超過這個界限),就不多談了。 

5.3 應加強對靜電除塵器的安全運行管理和維護保養工作,制定出安全可行的運行操作規程。 

5.4 應做好對操作人員的相關培訓工作。 

5.5對于溫度較高的煙氣,在其進入電除塵器之前,是否可以考慮將其熱量進行熱交換,經過交換后得到的熱風可以重新利用,例如助燃。這一方面可以降低進入電除塵煙氣的溫度,另一方面也可以節約能源。我公司燒成窯爐就是采用了這種辦法:燒成時產生的高溫氣體不直接排入大氣,而是利用熱交換器將其熱量進行交換,得到的熱風被用做窯爐燃燒時必需的助燃風。由于該風具有一定溫度,因此,對提高燒成效率,提高產品燒成質量起到了積極的作用,同時節約燃氣達8%-10%。(這一點供參考)。 

6、介紹一點鑒別瓷件質量的方法 

6.1摸擬瓷件使用時的施加電壓方式,對瓷件進行工頻火花試驗,以瓷件表面出現內眼能看見的火花為準,施壓5min,無擊穿,不發熱為合格,否則為不合格產品。 

  取一碎瓷塊,在無釉處涂上墨水,待墨水干后用洗凈劑清洗,能洗干凈者為合格,若洗不干凈者為生燒或過燒產品,有吸水現象。

 

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