导电玻璃钢电除雾器下气室脱落事故分析与改进

陈洪春，张均杰

（烟台国润铜业有限公司，山东烟台264002）

电除雾器是烟气湿法处理常用的一种设备，广泛用于烟气净化、脱硫、脱硝、脱白等。电除雾器按材质主要分为铅制、塑料制、玻璃钢制三种，按沉淀极形状分为管式、板式和蜂窝式三种。电除雾器一般为立式结构，主要由阴极线（电晕极）、阳极管（或板）、上下气室和供电系统组成[1]。导电型玻璃钢电除雾器的六角形管呈蜂窝状排列，结构紧凑，大部分管壁都是相邻两管共用的，具有占地面积小、制作安装便利、二次电流和二次电压高、耐腐蚀性能好及除雾效率高等优点，对冶炼和脱硫废液制酸的烟气流量、SO2浓度波动的适应性较强，具有广阔的应用市场[2]。为了解决电除雾器阴极线及阳极管颗粒物附着影响工作效率的问题，电除雾器设置了冲洗水管线，对阳极管及阴极线定期冲洗。环集烟气处理系统最后一级采用导电玻璃钢电除雾器，可在湿式脱硫基础上实现酸雾、粉尘的稳定达标，伴随颗粒物的减少，尾气中重金属排放量也大幅消减，具有很好的环境效益。尾气外观得到极大改观，正常天气下，可视化烟气极淡，也产生较好的社会效益[3]。

笔者对某铜冶炼企业环集烟气处理系统的导电玻璃钢电除雾器下气室脱落事故进行了分析，并从电除雾器的施工质量、工艺操作条件及运行管理等方面提出了改进措施，对相关企业具有较好的借鉴意义。

1 环集烟气处理工艺流程

在某铜冶炼企业的冶炼生产过程中，熔炼炉、吹炼炉、阳极炉铜口、渣口、加料口、溜槽、渣包等部位产生的环集烟气，经除尘、洗涤、脱硫、电除雾器深度净化等一系列处理后，达标排放。环集烟气处理工艺流程见图1[4]。

图1 环集烟气处理工艺流程

2 导电玻璃钢电除雾器的技术参数

该企业导电玻璃钢电除雾器的设计参数见表1。

表1 导电玻璃钢电除雾器设计参数

3 下气室脱落事故概况

环集烟气处理系统的导电玻璃钢电除雾器于2019年9月投入运行，2020年8月23日至9月23日大修期间对电除雾器进行了冲洗清灰、喷嘴更换清理、石英管检查等操作。9月23日系统开车，接入2台阳极炉工艺烟气，9月25日接入侧吹炉、顶吹炉和阳极炉的环集烟气。9月26日20:30操作人员对电除雾器例行冲洗，20:40电雾现场出现明显异响，当班人员（值班室在电除雾器北侧约20 m）立即赶往现场查看，发现电除雾器下气室及与下气室烟气入口连接的玻璃钢管整体脱落，遂关闭电除雾器冲洗泵，通知调度中心停止生产，安排相关人员到现场处置。电除雾器事故前后状态对比见图2～5。

图2 电除雾器原始状态

经现场检查，电除雾器进口烟气管道和下气室脱落，坠落到地面，管道摔成3块，下气室玻璃钢 壳体及加强金属方管变型，上部斜口处四个面开裂，

图3 电除雾器下气室脱落状态

图4 电除雾器下气室与中气室过渡段事故后状态

图5 事故后地面积水

下气室气体导流板及中气室内气体分布板变形局部损坏。现场附近的地面有明显积水和泥浆。

4 事故分析

电除雾器常见的故障有：①爆炸；②电压、电流偏低提不高；③电压较高、电流较小；④电压较低、电流较大；⑤电压、电流正常，但出口硫酸雾含量不达标；⑥火花放电次数多，波动大，响声大[4]。该公司对电除雾器有多年的使用经验，但出现此类事故还是第一次。针对此次事故，公司高度重视，在组织抢修的同时，请导电玻璃钢电除雾器厂家的专业技术人员参与事故原因分析。

4.1 施工质量

电除雾器壳体厚度为12 mm，符合图纸要求；方管型号为100 mm×100 mm×5 mm，符合设计要求。现场玻璃钢接口不低于12 mm、钢结构连接部位为满焊，未发现施工质量问题。

4.2 工艺操作条件

4.2.1 烟气压力

电除雾器压力为正压，气体操作压力设计值为不高于2 000 Pa，实际运行压力为1 500 Pa，压力正常。因电除雾器在风机出口，且电除雾器后无风机，不会出现负压，因而不存在负压过高造成抽裂而脱落的问题。

4.2.2 烟气温度

电除雾器入口的烟气温度设计值为不高于45 ℃，实际温度为42 ℃，不存在烟气温度过高造成下气室玻璃钢变形而脱落的问题。

4.3 运行管理

查看事故现场发现，电除雾器下气室内有厚度约100 mm的颗粒状泥垢，地面上的积水较多。从中气室南侧人孔进入电除雾器内部检查发现，中气室的人孔中间位置有水的痕迹，下气室底部掉落的排污管被污泥堵塞。根据上述现象分析推断，造成下气室脱落的直接原因是在冲洗过程中排污管路被污泥堵塞，大量冲洗水在气室内积存，超过下气室所能承受的重量，导致下气室和下气室入口的玻璃钢管道脱落。

造成电除雾器下气室内大量积水的原因主要有以下几方面：

1）排水设计存在缺陷。排污管只有1条，坡度较小，且管道过细，出液口为DN150，而入洗涤塔的变径为DN100，增加了排水难度。

2）缺少观察排水管运行情况的设施。下气室没有设置观察口，不能及时了解下气室内的积水情况。

3）下气室缺少支撑。下气室底部无钢结构支撑，无法承受较大的重量。

4）操作规程不完善，操作人员经验不足。电除雾器操作规程中没有规定冲洗电除雾器时需对排污管道进行检查，不能及时发现下气室排水管堵塞等异常情况。

5）前级净化设备效率低，烟气中尘含量高，加大了电除雾器的负荷。

5 改进措施

导电玻璃钢电除雾器下气室脱落事故在行业内非常少见，通过上述分析可知，其主要原因是设计存在缺陷，没有考虑到下气室充满水可能会脱落；次要原因是操作人员经验不足，未通过观察一洗塔（电除雾器冲洗液的收集设备）的液位情况判断下气室排水管的运行情况。为此，该公司采取了以下改进措施：

1）在下气室上部增加一条DN125的溢流管线。在电除雾器进行冲洗操作时，一旦排污管线堵塞，冲洗液可从溢流管线溢流，防止下气室暂存水位过高。新增的溢流管线见图6。

图6 新增的溢流管线

2）增加观察孔和人孔。下气室新增1个DN150的观察孔和DN800的人孔，可及时了解下气室的液位及堵塞情况，发现堵塞及时清理。新增的观察孔和人孔见图7。

图7 新增的观察孔和人孔

3）下气室底部安装钢结构支撑。下气室底部安装1个方型钢结构支架，使下气室可以承受满水时的重量。新增的方型钢结构支架见图8。

图8 新增的方型钢结构支架

4）增加冲洗循环槽。在下气室下部增加1个单独的冲洗循环槽，能直观地观察到冲洗电除雾器时的回液情况，冲洗完后的污水由下气室下部送至沉降槽中进行固液分离。新增的冲洗循环槽见图9。

图9 新增的冲洗循环槽

5）完善操作规程，加强人员培训。对操作规程进行补充、完善，使之更加科学合理、针对性强；对操作人员进行了相应的培训，明确了电除雾器日常维护、保养、冲洗、清理的方法。

6）保证前级设备净化效率。酸洗塔和碱洗塔保持合适的排污量，定期检查喷头及冲洗塔头，保证喷淋液量，确保净化指标正常，以减轻电除雾器的负荷。

2020年9月27日开始进行电除雾器改造，10月2日完成抢修任务。在采取一系列改进措施后，电除雾器投入运行至今，各项指标正常。

6 结语

该案例的导电玻璃钢电除雾器下气室脱落事故造成一次非计划性停车，给企业造成了经济损失。环保设备的选型应考虑能应对各种突发事件的综合性能，降低环保装置的后续运营成本。针对电除雾器下气室脱落事故举一反三，在抢修的同时对设备进行多项改进，从硬件和软件上消除或是规避此类事故再次发生的可能性。此次导电玻璃钢电除雾器下气室脱落事故问题的圆满解决，对同行业具有较好的借鉴意义。另外，笔者建议相关单位对DL/T 1997—2019《蜂窝结构湿式电除尘（雾）器》等相关标准进行完善，增加电除雾器下气室满水可能造成脱落的应对措施，以减少此类事故的发生。