火电厂除尘系统故障及处理技术分析

冯朝亮

（白银市东鹏建筑安装有限责任公司，甘肃 白银 730913）

火电厂的除尘系统是保证其正常运行和环境友好的关键部分，其主要作用是过滤和捕捉燃烧过程中产生的灰尘颗粒和污染物，以减少对大气环境的影响。然而，在长期的运营过程中，除尘系统常常面临各种故障，如堵塞、漏风、设备老化等问题，导致净化效果下降，甚至无法正常工作。对此，应建立科学合理的检测和监控机制，及时发现故障并进行修复。采用先进的维护和管理技术，定期进行设备保养和维修，延长除尘系统的使用寿命。此外，还可以引入一些新型的除尘技术，如静电除尘、湿式除尘等，以提高除尘效果和降低能耗。

1 火电厂除尘系统

火电厂的除尘系统结构主要由以下几个组成部分。

烟气进口：烟气进口是除尘系统的起点，将带有粉尘和有害物质的烟气引导进入除尘器。烟气进口通常位于锅炉的烟囱上方，并通过导流装置使烟气流动平稳、均匀。

除尘器：除尘器是火电厂除尘系统的核心组件，它通过物理、化学或电静力作用原理，将烟气中的颗粒物和污染物进行捕集和分离。常见的除尘器类型包括电除尘器、布袋除尘器和湿式除尘器等。这些除尘器采用不同的工艺和设备来实现对烟气中颗粒物的过滤和去除。

收集装置：收集装置用于收集从除尘器中被捕集下来的灰尘和污染物。收集装置可以是一个封闭式的容器，通过输送系统将灰尘输送到灰库或其他处理设施中。收集装置还可以配备清灰装置，以定期清除积存在装置内部的灰尘，保证除尘效果的稳定性和持续性。

净化设备：净化设备主要用于对除尘后的烟气进行二次处理，以进一步降低其中的有害物质含量，以符合环保标准和排放要求。常见的净化设备包括脱硫装置、脱硝装置和除酸装置等。这些设备通过吸收、催化或中和等方式，对烟气中的二氧化硫、氮氧化物和其他有害气体进行处理，减少对大气环境的污染。

排放管道：排放管道是除尘系统的最后一个环节，用于将经过除尘和净化处理的烟气排放到大气中。排放管道通常采用高耐磨、高耐腐蚀的材料制造，以确保烟气的安全排放和环境污染的最小化。

2 火电厂除尘系统故障类型及原因分析

2.1 机械故障

2.1.1 除尘器内设备故障

除尘器内设备故障可能涉及机械部件的损坏或异常情况。其中，最常见的问题是滤袋破损或堵塞。滤袋的作用是过滤烟气中的颗粒物，当滤袋损坏或堵塞时，将导致除尘效果下降，甚至无法正常工作。这可能是长时间高负荷运行或灰尘浓度过高造成的。此外，除尘器内的振动器、旋转部件等机械装置也容易出现故障，影响除尘系统的稳定运行。

2.1.2 除尘器外部设备故障

除尘器外部设备包括风机、电机、传动装置等，它们协同工作以确保除尘器正常运行。然而，由于长时间运行、设备老化、维护不当或其他原因，这些设备可能会出现故障，对除尘系统的正常运行造成影响。风机是除尘系统的核心组件之一，它负责产生强大的气流，将污染物带入除尘器并排出净化后的气体。当风机受损或故障时，气流量会下降，导致除尘效果降低甚至完全失效。常见的风机故障包括轴承损坏、叶片断裂、电机过载等。

2.2 电气故障

2.2.1 电气控制系统故障

电气控制系统故障可能是由供电问题引起的。例如，电源电压不稳定、断电或供电线路短路等都可能导致电气控制系统无法正常工作。这种情况下，需要对电源进行检查和维修，确保供电稳定可靠。

除尘系统中的传感器和执行器也可能出现故障。传感器负责监测除尘系统中的参数，如温度、压力等，而执行器则用于控制阀门的开闭。如果传感器损坏或执行器失灵，将无法正常感知和控制系统运行状态。此时，需要对故障设备进行修复或更换，恢复正常的检测和控制功能。

2.2.2 电机和传动系统故障

电机是火电厂除尘系统中的核心设备之一，负责驱动风机的工作。当电机出现故障时，可能会导致风机无法正常转动，进而影响除尘系统的工作效率。常见的电机故障包括绝缘老化、轴承损坏和线圈短路等。绝缘老化可能由于长期使用或环境温度过高引起，需要定期维护和检测，及时更换老化的绝缘材料。轴承损坏可能是由于润滑不良或长时间高速转动造成的，需要定期加注润滑油并检查轴承状态。线圈短路可能是由于电缆老化或者过载引起，需要修复或更换受损线圈。

传动系统是将电机的动力转化为风机的工作力矩的重要组成部分。传动系统故障可能包括传动带断裂、齿轮磨损和传动轴断裂等。传动带断裂通常是由于老化或过载引起，需要定期检查和更换传动带。齿轮磨损可能是由于长期摩擦造成的，要定期加注润滑油并及时更换磨损齿轮。传动轴断裂可能是由于设计不合理或负载过大引起，需要进行结构优化和合理配置负载。

2.3 环境因素引起的故障

2.3.1 温度和湿度变化引起的故障

火电厂燃烧煤炭等燃料产生高温烟气，当烟气通过除尘设备时，会与冷却介质接触以降低其温度。然而，如果温度波动过大或者突然升高，可能导致除尘设备无法正常工作。例如，当烟气温度过高时，除尘设备内部的滤袋可能会受到热冲击而变形甚至破裂，从而导致除尘效果降低或者完全失效。

湿度过高时，烟气中的水分会凝结成水滴，进入除尘设备后可能堵塞滤袋孔隙，影响烟尘颗粒的分离和除尘效果。相反，湿度过低时，烟气中的灰尘颗粒可能会变得更加干燥，增加其对滤袋的粘附性，导致滤袋表面堵塞，同样会降低除尘系统的效率。

2.3.2 粉尘性质变化引起的故障

如果煤炭中的灰分含量增加，烟气中会产生更多的粉尘，超出了除尘设备的处理能力，导致除尘效果下降。此时，需要及时对除尘设备进行调整或改进，以提高其处理能力。例如，可以增大除尘设备的处理面积或增加喷淋装置，增强粉尘的捕捉效果。

煤炭中的颗粒物大小和形状的变化也可能引起除尘系统的故障。如果颗粒物的直径过大或形状不规则，容易堵塞除尘设备的过滤器或导致飞灰的回收效果下降。在这种情况下，可以考虑更换适应新粉尘性质的过滤材料或改变除尘设备的结构参数。

3 火电厂除尘系统故障处理技术

3.1 故障预警与监测技术

对火电厂除尘系统进行全面的监测和数据采集是故障预警的基础。通过安装传感器和监测设备，实时监测除尘设备的运行参数和性能指标，例如烟气温度、湿度、流速、压力等。同时，监测设备还应该能够采集烟气中的颗粒物浓度和成分，以及其他污染物的排放情况。这些监测数据可以通过数据传输技术实时传输到数据中心进行处理和分析。

通过监测数据的实时输入和比对，预测模型可以识别出异常情况和潜在故障的特征。例如，当烟气温度升高、流速异常或颗粒物浓度超标等情况发生时，预警系统能够及时发出警报并提示运维人员注意。

通过互联网和网络通信技术，将监测设备与数据中心相连接，实现远程监控和数据共享。运维人员可以通过手机、平板电脑等终端设备，随时随地查看火电厂除尘系统的工况和监测数据，及时发现和处理故障。同时，利用大数据和人工智能技术，对监测数据进行智能分析和诊断，提供运行状态评估和优化建议。

3.2 故障快速排除技术

3.2.1 快速定位故障点

数据监测与分析。火电厂除尘系统通常安装了各种传感器和监测设备，如压力传感器、温度传感器和气体浓度传感器等。这些传感器可以实时监测除尘系统的运行状态，并将数据传输到中央控制室。通过对这些数据进行分析，工程师可以判断除尘系统是否存在故障，并快速定位具体的故障原因。

图像识别技术。火电厂除尘系统中的一些关键组件，如滤袋和电除尘器，可能会受到颗粒物的堵塞或损坏。利用图像识别技术，可以对这些组件进行全面的视觉检查，并通过与预设模板进行比对，快速发现异常情况。

声音识别技术。除尘系统在运行过程中会产生一些特定的声音，例如电机转动声、风扇噪音等。通过利用声音识别技术，可以监测和分析这些声音信号，从而判断除尘系统是否存在故障。

3.2.2 故障修复

针对火电厂除尘系统的故障，修复技术可以分为两大类：机械故障和电气故障。机械故障主要包括风机故障、过滤器堵塞等；电气故障主要包括电机故障、传感器故障等。针对不同的故障类型，需要采用相应的修复方法。

对于机械故障，首先需要对故障设备进行检查和维修。例如，对于风机故障，可以通过清洗风叶、更换轴承等方式修复；对于过滤器堵塞，可以通过清理滤芯或更换新的滤芯来解决。此外，还可以采用振动监测技术对设备进行实时监控，及时发现故障并进行处理。

对于电气故障，首先需要排查电气线路是否存在接触不良、断路等问题。如果是电机故障，可以通过修复或更换电机来解决；如果是传感器故障，可以进行校准或更换传感器。另外，对于电气故障，可以采用红外热像仪等设备进行检测，帮助定位故障点。

除了以上的具体修复方法，还应加强对除尘系统运行的监测与维护。通过定期巡检和保养，及时发现潜在故障并进行预防性维护。

3.3 故障预防和维护技术

在设计和选择除尘设备时应充分考虑煤粉特性、排放要求和设备负荷等因素，合理确定除尘器的规格和型号。同时，还应关注除尘系统的布置和管道设计，确保气流均匀分布，减少积灰和堵塞的可能性。对于除尘设备本身，定期进行检查和维护非常重要。包括定期清洁除尘器内部、更换损坏的过滤材料或电极等，以确保设备的正常运行。此外，还需要经常检查和修复风机、气动传动装置、阀门等附属设备，保证其正常工作。除此之外，还需要定期对除尘系统进行检测和监控。可以借助先进的仪器设备，对系统的压差、温度、速度等参数进行实时监测和记录，及时发现异常情况并采取相应的措施。此外，还可以利用数据分析技术，对系统的运行情况进行全面评估，提前预测可能出现的故障，并采取相应的措施进行防范。另外，在操作和管理方面，也有一些重要的技术措施。首先，需要进行专业的人员培训，确保操作人员熟悉设备的使用方法和维护要求，能够正确处理常见故障。其次，需要建立完善的制度和流程，明确责任和权限，确保维修和保养工作的及时性和有效性。此外，还可以借助信息化技术，建立设备档案和故障记录系统，方便管理和分析历史数据，提高故障排查的效率。

3.4 引进新型除尘系统

3.4.1 静电除尘技术

静电除尘技术利用静电原理来清除烟气中的颗粒物。首先，烟气通过一个预处理装置，去除较大的颗粒物。然后，进入一个电场区域，其中包含着两组电极：带正电荷的集尘极和带负电荷的放电极。当烟气通过电场区域时，颗粒物会受到电极带来的静电力的作用。由于颗粒物带有负电荷，它们会被集尘极上的正电荷吸引。这样，颗粒物会沉积在集尘极上，形成一层可清除的粉尘。在一段时间后，集尘极上的粉尘会不断积累，导致电阻增加。为了保持除尘效果，需要对集尘极进行定期清洗。清洗过程中，集尘极会被喷射清洗剂，使积累的粉尘从极板上脱落并收集起来。

3.4.2 脉冲喷吹除尘技术

脉冲喷吹除尘技术是一种高效、节能的除尘方法。它采用了先进的装置和工艺，可以有效地捕集和去除烟尘和颗粒物。其主要包括以下几个步骤：

首先，通过传感器实时监测烟道中的烟尘浓度。一旦浓度超过设定的阈值，系统就会自动启动。然后，喷吹装置开始工作。喷吹装置由多个喷嘴组成，布置在烟道的合适位置上。当信号发出后，喷嘴会快速喷出一股高速气流，并携带着细小的水雾颗粒。接下来，这些水雾颗粒与烟尘颗粒发生碰撞，使得烟尘湿化并变得更重。同时，脉冲喷吹装置会产生强大的气流，将烟尘颗粒向下吹落，使其沉积在除尘器底部。最后，通过输送系统将沉积的烟尘颗粒排出除尘器，并进行后续处理或处置。

4 结束语

在火电厂除尘系统运行中，要定期检查设备、清洗滤袋、更换损坏部件，可以减少故障的发生率。建立完善的监测系统，能够实时掌握除尘系统的运行情况，发现故障并迅速修复。此外，引进先进的除尘技术也是解决问题的关键。例如，采用静电除尘、脉冲喷吹除尘技术等，提高除尘效率，降低故障风险。在处理火电厂除尘系统故障的过程中，不仅需要注重技术手段，更要注重全面的管理。只有加强规范管理、提升操作人员的技术水平，才能最大限度地减少故障的发生，并保证除尘系统的长期稳定运行。