不停炉条件下除尘器电场检修策略研究

李东钦，鲁改凤，刘秀明，李文波，冯 超

（1.大唐三门峡发电有限责任公司，河南 三门峡 472143；2.华北水利水电大学，郑州 450045）

不停炉条件下除尘器电场检修策略研究

李东钦1，鲁改凤2，刘秀明1，李文波1，冯 超1

（1.大唐三门峡发电有限责任公司，河南 三门峡 472143；2.华北水利水电大学，郑州 450045）

随着国家对燃煤发电机组烟尘排放标准的日趋严格，电除尘器各电场的出力情况已成为制约机组实现烟尘达标排放的关键因素之一。文章介绍了某电厂在#2机组运行中处理电除尘器内部电场阴极绝缘击穿的过程，分析了引起电场运行中绝缘击穿的主要原因，结合顶部振打除尘器的结构，论证了在不停炉条件下处理电除尘阴极振打锥形绝缘轴击穿的可行性，根据除尘器顶部保温箱的特点制定了具体可行的实施方案，通过在线处理电除尘器故障电场绝缘，取得了良好效果，并提出了在阴极振打绝缘轴上方加装防水伞裙等防范电场阴极绝缘击穿再次发生的预防措施和优化方案。

静电除尘器；电场；绝缘击穿；顶部振打绝缘轴；伞裙

依据河南省相关文件精神，燃煤火电机组实现超低排放后，烟尘排放浓度不得高于5mg/Nm3，才能通过环保部门专项验收，每年增加年度基础电量发电利用时间200小时，上网电价每千瓦时提高1分钱，达到超低排放标准后，可以取得较大的经济效益。除尘器出口烟尘排放浓度小于20mg/Nm3是保证烟囱出口小于5mg/Nm3的重要条件。某电厂#2机组（320MW）配套的双室四电场卧式布置静电除尘器，于2016年7月完成了对除尘器电控系统的升级改造，实现了除尘器出口烟尘排放浓度小于20mg/Nm3。

1 故障特征

某电厂#2机组2016年7月22日并网后，电除尘器运行各项参数正常，烟囱粉尘排放浓度合格。7月30日，三门峡地区出现极端强对流天气，#2炉电除尘器一右四二、一左二、二右四一、二右四二四个电场陆续出现闪络报警并退出运行，测量电场绝缘为零，初步判断是电场短路。为确保烟尘达标排放，机组被迫限负荷运行在250MW以下，改造后环保验收和迎峰度夏抢发电量工作受到严重影响，机组运行的经济性和安全性大大降低。

2 故障原因分析

（1）电除尘器保温箱内振打杆套筒处的保温层缺失，致使该处与外界直接接触。除尘器正常运行时，在电场内部高达140℃的烟温和保温箱电加热的共同作用下，保温箱的整体温度基本控制在100℃～130℃范围内，这样即使在引风机负压作用下，有少量水分或含水量较高的空气从除尘器顶部人孔门、花纹板焊缝、阴阳极振打传力棒密封间隙等部位进来，在高温的作用下，水可以被快速汽化，从而保障了保温箱内绝缘轴周围在相对较低的湿度范围内。

（2）如遇强降雨、暴风雪等恶劣天气造成环境温度骤降，空气湿度大幅抬高，将造成除尘器顶部保温箱内潮湿热空气在保温缺失部位凝露形成水珠，水珠累积到一定量后，将汇聚在一起沿阴极振打上下砧头、振打绝缘棒等部位形成水流流下。除尘器内部环境中形成的水滴含有大量酸性物质，如果此时进行电除尘升压试验或电场运行，将造成电场阴极对电除尘上砧头等接地部位放电，严重灼伤阴极振打绝缘棒，导致绝缘棒绝缘材料炭化直至贯穿性击穿。如图1。

图1 阴极绝缘轴过水痕迹及绝缘灼伤

（3）查阅#2炉电除尘器最近一年的检修台账及检修记录，电除尘器检修结束，押票送电做#2炉电除尘器升压试验期间，先后发现14处电场二次电压升不起来，电场绝缘为零的现象，经对电除尘器保温箱内部检查，发现10根阴极锥形绝缘轴存在贯穿性击穿的问题。之后在同类型的#1炉电除尘器保温箱内排查，也发现4根阴极绝缘轴有贯穿性击穿。

通过对已停运的#1炉电除尘器二右四一电场短路现象进行比较，而且#2炉电除尘故障电场退出时间恰逢强降雨后，基本可以断定#2炉四个电场退出运行是由于电除尘器顶部保温箱内阴极绝缘轴贯穿性击穿所致。

3 故障处理策略与实施

3.1 电厂绝缘处理的风险及防范措施

停运单侧除尘器（以#2炉#1除尘器为例）进行处理可行性分析。停运#1除尘器进行电场绝缘处理的风险主要集中在锅炉灭火、环保排放指数超标、高温烫伤、人员触电等，可采取以下措施进行防范。

（1）停运单侧除尘器必须同时停运单侧引风机、送风机，降低一次风机出力。因此单侧引风机停运前试投油枪、B磨小油枪正常负荷维持160MW左右，退出“风量小于30%”“RB”保护；提前调整#2炉煤质，确保燃煤收到基挥发分不小于22%，硫分不大于1%；单侧引风机停运、启动时，做好运行分工调整，保证炉压、燃烧稳定；单侧引风机停运后降低同侧一次风机出力，维持磨煤机出口温度正常；做好空预器跳闸、风机全停锅炉MFT事故预想；在单侧引风机、送风机停运后，每小时运行人员、点检人员对运行风机进行一次特巡，并加强运行风机参数及空预器电流、排烟温度的监视工作，出现异常及时采取措施，通知检修人员停止工作，启动停运侧引、送风机。

（2）打开#1除尘器顶部保温箱四个人孔门，并架设通风机向内强制通风，加速保温箱内部空气流动，通风期间将两台轴流风机对角放置，提高通风效率。用测温仪测量保温箱内初始温度，检修人员待保温箱内部降至80℃以下方可进入作业，处理过程中检修人员必须穿戴防护用品；查找故障点时要注意脚下，防止被角铁、测温线、电场电源引线等障碍物绊倒；查找时间应不超过10min，避免检修人员出现中暑甚至窒息等情况。

（3）停运#1除尘器全部电场，断开电源开关，合上电场接地刀闸和脉冲变接地刀闸；停运#1除尘器振打，断开振打电源开关；停运#1除尘器保温箱电加热，断开电加热电源开关；设置隔离区，将运行除尘器与检修除尘器进行物理隔离，防止检修人员走错间隔。

（4）保温箱内环境温度降至80℃以下后，进行除尘器保温箱内部气体浓度测试，确认氧气、一氧化碳、二氧化硫、硫化氢等气体含量在合格范围内；拟进入除尘器本体的检修人员要补充水分，正确穿戴隔热服，系好安全绳，并约定进入除尘器后前进、后退、报警等互唱信号（如图2）。进入除尘器作业的人员应为两人，一人作业，一人监护，不宜超过两人。检修过程中加强监护，出现人员中暑等不适状况后应及时撤离检修作业区域。

图2 落实防护措施

3.2 故障位置的查找与确认

（1）根据除尘器电场绝缘电阻测试情况，预判可能击穿的区域，检修人员缓慢进入除尘器内部，在人孔门处稍作停留，待适应除尘器内部环境，确认无不适反应后，持防爆手电进入故障区域进行故障点查找与确认。

（2）用手电查看故障电场各阴极振打装置是否存在水流痕迹，对存在水流痕迹的绝缘轴进一步确认有无贯穿型绝缘击穿、炭化，并对发现的故障绝缘轴进行逐一标记。

（3）用三棱刮刀将故障绝缘轴炭化层全部刮掉，保温箱内部人员撤出后，进行故障电场绝缘测试，电场绝缘应有明显增长，且不小于历史值的1/3，否则应继续排查其他绝缘棒的绝缘情况。

3.3 故障绝缘轴绝缘处理

（1）将环氧树脂与固化剂按比例进行混合，黏度以用毛刷蘸起后不滴流为宜。如果环氧树脂过于黏稠，用丙酮进行稀释，反之，则适当静置几分钟后再使用，确保环氧树脂刷上后能粘黏在绝缘轴上。

（2）确认电场绝缘恢复正常后，作业人员携带抹布、毛刷、环氧树脂、丙酮进入除尘器保温箱，先用抹布蘸丙酮对绝缘棒炭化击穿后处理区域进行清洗，保证绝缘棒受损区域的炭化物质全部清理干净。

（3）用干净毛刷蘸环氧树脂胶刷绝缘棒受损区域，从上到下轻轻刷涂，采用少量多层反复涂刷的原则，保证环氧树脂层的厚度在3mm以上，尽量将绝缘轴受损区域全部用环氧树脂填平。

（4）将附着在绝缘棒、悬吊瓷瓶等区域的杂物清理干净，防止异物造成电场二次接地，将所有工器具、材料清点完毕，作业人员撤出除尘器保温箱。撤走除尘器保温箱人孔门冷却风机，封闭保温箱人孔门盖板。联系运行人员将除尘器、风机、空预器等运行方式倒正。

3.4 绝缘处理效果确认

（1）保温箱内环境温度在100℃～130℃之间，环氧树脂固化时间约需2小时，因此，待环氧树脂固化4小时后，投运原故障电场较为适宜。

（2）投运修复电场前对电场绝缘再次测量，绝缘值应不小于环氧树脂刷涂前绝缘，投运时应缓慢升压，观察电场是否存在闪络、击穿等。

4 防止类似问题重复发生的措施

4.1 在振打绝缘轴上方加装防水防尘罩

绝缘轴击穿的主要原因是水流沿绝缘棒流下，沿面放电将绝缘棒灼伤，进而形成贯穿性击穿。在绝缘轴上侧砧头部位加装防水罩，直接将水流引走，可以有效解决绝缘轴击穿损坏问题。

4.2 坚持电除尘内部漏雨情况雨停后必查

雨后及雪后重点检查电除尘保温箱顶部渗水情况，对出现渗水的焊缝、锈蚀或存在砂眼的振打套筒及时进行修补或更换。

4.3 补齐电除尘保温箱内缺失的保温层

电除尘器保温箱内振打杆套筒处，保温层缺失，致使该处与外界接触面积太大，潮湿热空气遇冷后极易凝露，水珠汇聚后落下影响电场绝缘。

4.4 调整或更换振打装置穿越保温箱壳体处密封垫

如果该处密封垫老化或安装工艺不对，会导致密封不严，雨水和潮湿空气将经过密封热间隙进入电除尘器保温箱，升高保温箱内空气湿度。

5 结语

2016年8 月，三门峡电厂#2炉电除尘故障电场绝缘击穿在线处理后，电场出力迅速恢复到了设计水平，250MW负荷下除尘器出口烟尘排放浓度由故障前的32mg/Nm3降至16mg/Nm3，经受了#2炉超低排放改造后环保验收和迎峰度夏带320MW满负荷的考验，达到了预期效果。静电除尘器阴极振打绝缘轴击穿在线处理技术，安全可控，检修成本低，处理后运行安全可靠，可广泛应用于火力发电厂高压静电除尘器阴极顶部电磁振打方式的绝缘击穿在线处理，具有良好的经济、环保和社会效益，值得推广。

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A

1006-5377（2017）03-0044-03