电除尘器瓷套绝缘子加热整改方案

陈 涛，金 闪

(上海外高桥第二发电有限责任公司，上海 200137)

电除尘器瓷套绝缘子加热整改方案

陈 涛，金 闪

(上海外高桥第二发电有限责任公司，上海 200137)

清扫风机和环形电加热器连续对烟道上部电除尘器瓷套绝缘子小室内大梁绝缘子加热，会出现加热效果不佳、耗电严重、经济性差等情况。综合某公司电除尘器结构和实际运行工况，经过研究和论证电除尘器绝缘子发生故障的可能性，提出并实施停用清扫风机和环形电加热器的整改方案，降低了电除尘器所耗费厂用电，大大节约了环保成本，提高了机组经济性。

电除尘器；绝缘子；结露；节能

上海外高桥第二发电有限责任公司装备2×900 MW超临界燃煤发电机组，每台锅炉配备1套ALSTOM H540/4×5.25/15.0/400G型电除尘器，露天布置，其结构为三室四电场，每个电场12个灰斗，每台电除尘器共48个灰斗。2015年经过低低温电除尘技术改造，将电除尘器进口温度下降至90℃，电除尘效率显著提高，对SO3捕捉特别明显，DUST指标控制在5 mg/Nm3以下，目前低低温电除尘技术逐步应用于全国各大火电厂超净排放改造项目。

1 电除尘器绝缘子加热器介绍

电除尘器布置在空预器和吸风机之间，根据烟气系统通道形式分为A、B两侧，每侧四个电场顶部垂直于烟气流向方向均设置五根大梁，每侧单个电场对应A～F六个灰斗，灰斗上方的阴极线、阳极板由套管固定在大梁上悬吊于烟道内。大梁套管非露天布置，安装在密封小室内，套管上部四周由瓷套绝缘子隔绝，瓷套顶部由金属端盖封盖，端盖与套管上端部连接，整流变输出引线从小室上部引入接至金属端盖通过套管向电极供电，前后第1、5号梁对应12个绝缘子，中间第2、3、4号梁对应24个绝缘子，单侧总共有96个绝缘子，两侧共计192个绝缘子。

按照电除尘制造厂设计采用清扫风机对绝缘子进行吹扫加热。电除尘器A、B两侧各分为三个通道，每个通道装备一台清扫风机，出口配备电加热器，气源为空气，两侧共6台，正常运行时清扫风机不间断运行，空气经风机出口电加热器加热后由风道送入密封小室对室内大梁绝缘子进行连续吹扫并保持小室干燥。清扫风机电加热器由温控模块控制，温度区间控制方式为进口风温不高于20℃，出口风温不高于220℃。除了清扫风机，在瓷套外底部加装一个环形电加热器对瓷套周边空气进行加热，环形电加热器启停由其温控模块控制，温度区间为70～90℃。

2 电除尘绝缘子加热器运行状况

2.1 绝缘子温度测量不准确

正常运行中电除尘器大梁瓷套绝缘子温度偏差大，未达到设计温度100℃，经过就地考察并与厂方沟通，与探针安装位置有关。密封小室位于烟道上部，长宽高为6 m×1 m×2 m，清扫风机风温探针和瓷套环形电加热器温控探针均由小室顶部下插入小室，清扫风机风温探针长度约20 cm，而绝缘子环形电加热温控探针长度仅为清扫风机风温探针长度1/3左右，两个测点温度相差实际运行中3～5℃。瓷套绝缘子高度为50 cm左右，离顶部较远，两个探针均未有效探测出小室底部绝缘子瓷套表面的真实温度。

2.2 绝缘子加热功率过大

正常运行中清扫风机与瓷套环形电加热器同时投用，连续运行，耗电量巨大(见表1)。两种加热方式额定功率共计978 kW。

表1 绝缘子加热器功耗列表

3 电除尘器绝缘子可能发生的故障分析

3.1 电除尘器绝缘子常见故障

电除尘器瓷套和套管在正常运行中发生故障主要原因如下。

(1)瓷套表面被污染。瓷套绝缘子表面污染一般发生在点火初期，当电除尘器处于正压运行，导致粉尘进入密封小室附着在绝缘子上，特别是内表面，从而降低绝缘子的绝缘，引起导电、滑闪和受热不均，最后导致热炸裂。

(2)绝缘子表面击穿、烧灼。绝缘子表面被污染，导致击穿，电弧烧灼，引起电压偏低无法达到额定电压。

(3)瓷体温度过高。瓷套绝缘子表面温度过高，绝缘电阻大幅下降，也会导致电压偏低。

(4)端盖结露。潮湿空气进入密封小室在金属端盖上结露形成锈蚀流到瓷套上，时间长了导致瓷套炸裂，甚至在运行期间引起接地现象。

经统计，电除尘瓷套和套管故障95%是热炸裂[1]，这是因为被污染的瓷绝缘子表面开始导电，产生电流做功，造成绝缘子温度升高、电阻下降，泄漏电流增加，温度再升高、形成恶性循环，最终导致绝缘老化，产生爬电，严重发生拉弧现象最后造成热炸裂。

3.2 瓷套绝缘子发生故障分析

3.2.1 瓷套绝缘子污染

大梁瓷套绝缘子位于密封小室内，人孔门密封性较好，各温度探针上部由石棉紧密包裹，并由罩壳封盖，经现场检查小室内仍然存有粉尘，根据设计资料单台清扫风机风量1 760 m3/h，清扫风机电加热器出口的热风吹扫瓷套绝缘子表面污染物以及防止瓷套绝缘子结露导致接地或闪络，清扫风机送风造成小室为正压，户外粉尘无法通过人孔门和探针插口密封处进入小室，只能是长期运行的清扫风机带入。另外，从改造厂家设计[2]只考虑防止温度低结露而未采用清扫风机吹扫即可佐证笔者的观点。

3.2.2 瓷套绝缘子结露

结露是热源通过壁面向外放热并在壁面温度较高一侧产生凝结水滴的现象。经查询铜导体导热系数是398 W/(m·k)，其导热效果约为瓷套30倍以上，所以瓷套绝缘子表面结露主要发生在其金属端盖上。

电除尘器为ALSTOM制造，顶部配备挡雨棚，雨雪不会直接冲刷电除尘器顶部，密封小室保温性能明显优于国产电除尘器。正常运行中密封小室下部烟道内为90℃干烟气，对上部密封小室持续加热(经试验，20℃雨天，停用清扫风机和环形电加热器，各小室测量温度均高于35℃)，金属端盖及瓷套温度一定高于露点温度。由于正常运行中密封小室处于负压工况，不会发生结露现象[3]。

电除尘系统停用后瓷套温度最终随着烟气温度下降最终趋于环境温度，检修期间人孔门长时间打开可能引起瓷套及其端盖结露和灰尘污染。根据锅炉运行规程规定锅炉点火24小时前启动电除尘附属系统(包括清扫风机和环形电加热器)，清扫风机开始吹扫和加热，即可防止瓷套绝缘子结露。

因此，大梁绝缘子小室正常运行中不会发生结露和脏污现象，不需要投用清扫风机和环形电加热器。

4 优化方案和实际运行效果

针对公司6号机组制定并实施整改措施，将正常运行的6号机组电除尘器环形电加热器和清扫风机停止运行，为保证保证清扫风机电动机性能增加清扫风机例试运行，每两周分别启动风机运行2 h。在机组正常启动过程中，仍然保证清扫风机提前24 h启动对密封小室进行吹扫和烘干，锅炉负荷超过70%后停止运行，切至例试方式。

2016年4月开始，停运清扫风机及其电加热器和环形电加热器，经过近十个月运行，相关系统电运行正常；在几次6号机组调停期间对密封小室进行检查，一切正常。通过本次优化，据统计数据单台机组厂用电率下降0.08%，每天可节约厂用电约为1.2万kWh，折合降供电电煤耗0.24 g/kWh，经济效益显著。

5 结语

本文通过分析某电除尘系统自机组投运以来大梁绝缘子小室温度低的现象，讨论了影响电加热器性能的几个原因以及常见的绝缘子故障原因，综合大梁绝缘子工作环境，探讨绝缘子发生故障可能性，提出并成功实施整改措施，大大降低了厂用电，为企业带来一定经济效益。

[1]田壮锋, 赵留成, 解广文. 静电除尘器用瓷绝缘子的常见故障及使用与维护[C]// 全国电除尘学术会议.2011.

[2]龙涛, 周宝山, 徐达. 低低温和湿式电除尘器的绝缘优化设计及应用[J]. 电力科技与环保, 2016, 32(4): 32-34.

LONG Tao, ZHOU Baoshan, XU Da. Insulation optimization design and application for low-low temperature esp and wesp[J]. Electric Power Environmental Protection, 2016, 32(4): 32-34.

[3]曹维平. 适量漏风防止电除尘器绝缘子结露的探讨[C]//脱硫学术会议. 2003.

(本文编辑：赵艳粉)

Rectification Scheme for ESP Porcelain Insulator Heating

CHEN Tao, JIN Shan

(Shanghai Waigaoqiao No.2 Power Generation Co.， Ltd., Shanghai 200137, China)

Cleaning the purge fans and ring-shaped electric heaters can heat the beam porcelain insulators continuously, resulting in poor heating effect, consuming huge power and bringing poor economic performance. After studying and analyzing the possibility of failures of porcelain insulators based on the ESP structure and operation in a power plant, this paper proposes and implements the improvement plan to stop cleaning purge fans and ring-shaped electric heaters, which greatly reduces the plant′s power consumption of ESP, decreases the cost of environmental protection and improves economic efficiency of unit.

ESP; insulators; moisture condensation; energy-saving

10.11973/dlyny201703029

陈 涛(1973—)，男，硕士，工程师，从事火电厂主产技术管理工作。

X701.2

A

2095-1256(2017)03-0348-03

2017-03-03