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電除塵器用瓷絕緣子的使用與維護
添加時間:2017-09-01
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瓷絕緣子是建立和維持電除塵器高壓電場的關(guān)鍵部件,其工作環(huán)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(jù)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(yù)防措施如下: 2.1瓷絕緣子的特性

2.1.1瓷絕緣子產(chǎn)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1×1011—1×1012Ω

2.1.2硬度高、性脆,HRA≥80,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(huán)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(shù)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(zhuǎn)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)。

2.1.6能在較高的溫度下工作(包括50瓷,高使用溫度應(yīng)≤300,95≤500)。

2.1.7 熱膨脹系數(shù),95瓷為5.5×10-6—7.5 ×10-6,50瓷及普瓷5×10-6—6×10-6,隨著溫度增高,膨脹系數(shù)加大。

22 產(chǎn)品設(shè)計時應(yīng)考慮的因素

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

2.2.1 因使用環(huán)境溫度較高,防止熱擊穿,在配方中應(yīng)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(yè)溫度高于300,應(yīng)采用95氧化鋁剛玉瓷,如大扭距瓷轉(zhuǎn)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,其錐角好不要超過,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,而錐度角時,其承受壓力只有118噸;

2.2.4產(chǎn)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(shè)計,留有余地,以免環(huán)境變化引起電壓波動。本系列產(chǎn)品因受空間影響,設(shè)計余量一般較小,這里點應(yīng)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(guī)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(nèi)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(chǎn)生故障的原因分析

?  首先應(yīng)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(guān)的設(shè)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(nèi)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(chǎn)生以下現(xiàn)象:

4.1.1.1 瓷絕緣子表面開始導電,產(chǎn)生電流做功:以上述瓷套為例,若其二次電壓為60000V,根據(jù)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(fā)熱,這是比較嚴重的現(xiàn)象。

?  所產(chǎn)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(chǎn)生更大的功率,進而產(chǎn)生更高的溫度,形成惡性循環(huán)。好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(chǎn)廠家的產(chǎn)品,每臺使用48只,均不同程度地出現(xiàn)了炸裂故障,我公司的產(chǎn)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(nèi)表面污染嚴重,炭黑,油污牢固地粘貼在其內(nèi)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(xiàn)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(chǎn)生頻繁閃爍,甚至形成電弧放電,電弧的溫度高達數(shù)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(chǎn)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(chǎn)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(chǎn)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(chǎn)生內(nèi)外膨脹尺寸不一而出現(xiàn)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(xiàn)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(jié)露也是產(chǎn)生故障的重要因素:例如,渭河發(fā)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(jié)露銹蝕,鐵銹水流到瓷套上,好終導致瓷套炸;灤河發(fā)電廠爐管破裂后水蒸氣灰塵進入保溫室,瓷套內(nèi)表面積灰厚度達10mm,引起瓷套炸裂。  除塵器在正常運轉(zhuǎn)時,其保溫室的溫度已超過100,一般不會產(chǎn)生結(jié)露現(xiàn)象。

5預(yù)防故障的措施

?  通過對絕緣子的故障分析,我們發(fā)現(xiàn),好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(nèi)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(yīng)的措施,絕緣子故障率就會大幅下降,杜絕產(chǎn)生批量炸裂,減少經(jīng)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(huán)境,產(chǎn)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,好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(nèi),在其表面形成油污,純油絕緣性較好,關(guān)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(nèi)部,兩者混合,牢固的粘附在瓷套內(nèi)表面,碳黑是導電物質(zhì),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(chǎn)生了。

?  絕緣子上端留清掃孔,這也是某些公司成功的經(jīng)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(nèi)壁進行清掃,或檢查內(nèi)壁已經(jīng)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(zhuǎn)風進行強制吹掃瓷套內(nèi)壁,效果非常顯著,從未出現(xiàn)內(nèi)壁污染而產(chǎn)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(shè)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(jié)露和溫度過高現(xiàn)象同等重要,表面結(jié)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(huán),所以保溫室溫度達到100時,應(yīng)關(guān)閉加熱器,不會產(chǎn)生結(jié)露現(xiàn)象,不是溫度越高越好,以不結(jié)露為宜。

5.2.2加熱器應(yīng)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(huán)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(chǎn)生的應(yīng)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(xiàn)故障?! ?/span>

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

5.3 應(yīng)加強對靜電除塵器的安全運行管理和維護保養(yǎng)工作,制定出安全可行的運行操作規(guī)程。

5.4 應(yīng)做好對操作人員的相關(guān)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(jīng)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(jié)約能源。我公司燒成窯爐就是采用了這種辦法:燒成時產(chǎn)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(chǎn)品燒成質(zhì)量起到了積極的作用,同時節(jié)約燃氣達8%-10%。(這一點供參考)。

6介紹一點鑒別瓷件質(zhì)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(xiàn)內(nèi)眼能看見的火花為準,施壓5min,無擊穿,不發(fā)熱為合格,否則為不合格產(chǎn)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(chǎn)品,有吸水現(xiàn)象。

布袋除塵器


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