电除尘器阴极小框架掉落问题的处理与分析

陈　军

[摘要]2008年3月，我公司承担河南商丘裕东发电厂#2炉电除尘器的小修工作，针对其#2机组运行中出现的电场内部短路现象，在小修时通过检查，发现有两排阴极小框架发生掉落；许多阴极小框架的连接套管开裂的情况，经过仔细检查和认真分析后，得出正确的结论，并加以解决，保证#2炉电除尘器的安全、稳定运行！

[关键词]电磁振打 阴极小框架 连接套管

中图分类号：TP2 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2009）0110103-01

一、总纲

河南商丘裕东发电厂共有2台30MW机组，每台机组配置2台电除尘器，其中#2炉为浙江菲达公司生产的2F270-4双室四电场型电除尘器。电场内部的阴极线、阳极板的振打方式采用的是顶部电磁振打。

二、问题介绍

去年下半年以来，裕东发电厂#2炉电除尘器多次出现灰斗支撑拉裂，灰斗变形的问题，先后有三个供电分区因电场内部短路而被迫退出运行，无法投运。针对此现象，在小修刚开始，我们就对电场内部进行了仔细的检查，发现只有一个供电分区是由于极板之间积灰结焦造成短路导致电场投不上；其余两个分区投不上的原因都是由于阴极小框架掉落而致使极板和极线间短路，随即从顶部保温箱进入电场内部检查发现，在出现阴极小框架掉落的电场上部的悬吊梁下部有为数不少的小框架出现了相同的连接套管断裂的现象。

针对这种现象，我们将左右两台电除尘器所有24个供电分区的共计504排阴极小框架全部进行了彻底检查，发现共有127排阴极小框架，161个连接套管出现了裂纹和断裂的现象（每个阴极小框架由前后两个连接套管悬吊在阴极振打小吊梁上）。

三、原因分析

经过我公司技术人员的分析，造成这种问题的根本原因有3种：

（一）设计原因

1．原理：每个振打器通过阴极大吊梁及振打小吊梁传递到每个阴极小框即上，阴极小吊梁由连接套管与阴极小吊梁连接并传递振打力。

2．阴极小框架上端固定，下端为自由延伸状态，下部由槽钢架来保持整个阴极大框架在烟气冲刷下的稳定，下图为振打力传递过程中出现的阴极框架和阴极线的状态和受力情况显示。

3．由于阴极小框架要承受长期连续的振打（振打力为580-658g）连接套管的焊接部位和固定销轴处就要长期承受阴极小框架的重力与振打力相互之间的剪切力，力的中心就集中在固定销轴处，所以容易在此处发生剪切裂纹。

4．由于销轴的直径只有10mm，就在振打力的作用下于销轴与连接套管穿管处形成了了很大的冲击载荷，同时因为套管与阴极小框架采取立焊焊接方式连接，所以在销轴上方处的套管处所承受的冲击载荷最大，在长期连续振打的作用力下，套管沿着销轴上方顺着连接套管的圆周部位出现裂纹，并逐渐延伸，最终造成整体的断裂。（如图一所示）

（二）材质原因

经过测量，连接套管的管壁厚度只有3mm，管壁厚度的设计裕量和管子设计使用的强度不足，材质为普通碳钢管，在长期承受振打力的冲击和阴极小框架自身重量载荷下，必然会产生疲劳，形成脆性断裂。（如图二所示）

（三）安装质量问题

在安装时，焊道不够饱满或未熔透，使得焊接强度不足，在长期连续振打所产生的剪切力的作用下逐渐形成裂纹并最终完全裂开。（如图一所示）

四、确定解决方案

为了在#2炉小修的十多天里尽快解决阴极小框架掉落的问题，防止在小修后的运行中再次出现因同类问题造成电场退出运行的情况发生并保证小修工期，我们制定了以下两种简单处理方法并尽快实施。

（一）根据检查统计表，将出现裂纹的连接套管进行补焊加强处理，并严格要求，保证焊接质量。

（二）用Ф14mm的圆钢紧急加工成吊钩，并将两个吊钩对称并在一起，上部采用搭接式焊接，悬吊在阴极振打小吊梁上，下部分别固定在阴极小框架的吊杆两侧，采用四道立焊口将圆钢和吊杆焊接在一起，保证每条焊道都在60-80mm的长度，并严格要求焊接工艺。

采用以上两种方法处理后，一方面对连接套管进行了补焊加强，延长了其使用寿命，另一方面防止了因再次断裂而造成的电场内部短路，因为两个倒J形吊钩对小框架起到了后续保护作用，使得电场在运行中不会受到任何的影响，而且可以防止连接套管断裂后掉落到电场内部造成阴、阳极之间短路，同时不会影响振打力的传递。

五、处理后的运行情况

经过共计18天的紧张作业，全部检修和焊接补强工作全部结束并检验合格，#2机组于2008年5月4日并网发电，在运行6个月内，未再出现电场内部短路缺陷，电除尘器的电场投入率为100%。

六、总结

河南商丘裕东发电厂自2005年2月投入商业运行至今仅3年多的时间内就有近1/3的阴极小框架的连接套管出现断裂的现象，我们从中可以分析出一些规律性的缺陷发生轨迹。

因为毕竟顶部电磁振打方式在我国还是一个新兴的技术，虽然在设计原理和理论论证上已经通过了国家检验，但由于近几年市场上需求量非常大，造成了该产品在设计、安装及检修队伍等方面的不足，也在一定程度上影响了其产品的质量和信誉，由于产品销售和安装辐射的区域太大，所以在后续服务上也受到了一定的影响。

通过这次的发现，对我们在今后针对顶部电磁振打式电除尘器在安装、使用、改造和检修等方面都要加强检查和监督的力度，逐步完善顶部电磁振打电除尘器的不足，保证除尘效率和降低排放浓度，为保护环境贡献自己的一份力量！

参考文献：

[1]徐经华、何玉书等编，《300MW机组运行、检修岗位技术培训教材》.

[2]胡荫平主编《电站锅炉手册》，北京：中国电力出版社，2005.