锅炉静电除尘器电场内部芒刺线故障分析与治理

发表时间:2021/7/19   来源:《中国电业》2021年第49卷第8期   作者:王军、刘斌、苏天勇、吕东
[导读] 针对内蒙古锦联铝材有限公司电厂锅炉静电除尘器运行中电场内部故障频繁跳闸进行了全面深入的分析,
        王军、刘斌、苏天勇、吕东
        内蒙古锦联铝材有限公司,内蒙古通辽市霍林郭勒市,029200
        摘要:针对内蒙古锦联铝材有限公司电厂锅炉静电除尘器运行中电场内部故障频繁跳闸进行了全面深入的分析,并在机组等级检修过程中采取简单高效的治理措施后,锅炉电除尘器因电场内部故障跳闸的问题得到解决。确保了锅炉电除尘器安全高效运行,为机组环保达标排放奠定了坚实基础。        
        关键词:电除尘;电场;芒刺线;高频电源;故障;分析;治理
一、概述
        内蒙古联铝材有限公司4×660MW机组电除尘每台锅炉配2台三室五电场静电除尘器,末电场采用旋转电极技术,每台除尘器都有结构上独立的壳体。


二、电除尘器电场故障分析
         3号机组2015年12月正式投入运行已经6年,在2019年至2020年底陆续有19个电场故障导致高频电源跳闸无法投入或处力降低,其中13条缺陷因芒刺线断裂后与阳极板搭接造成电场短路跳闸,是导致电场退出的主要原因。见下表:

三、针对芒刺线断裂的原因分析
           2020年3号机组停机后进行内部检查,结合断裂芒刺线的情况,从阴极线设计、结构、材质等方面分析如下:
3.1设计方面原因
因芒刺线均为单股从上至下连接在电除尘器阴性框架上,中间无任何支撑与固定,在机组运行中,芒刺线产生摆动,其受力点最大且最容易造成疲劳的部位就在芒刺线顶部靠框架的根部位置(如图1所示),该位置因长期摆动疲劳且受力最大,就很容易在机组运行中发生断裂,断裂后的芒刺线在掉落过程中一旦与阳极板接触,就会造成该电场的短路跳闸。
       

        3.2结构方面原因
        我厂的阴极线为RSB型SPCC厚度为0.7mm的阴极线,其结构如图1,此种结构的阴极线两端用套管与极线主体点焊,运行过程中在根部位置摆动受力最大,容易脱焊,脱焊后机械磨损断裂如图2。
        3.3检修方面原因
        电场发生多次芒刺线断裂电场跳闸后,尝试过对所有芒刺线进行全面检查,由于芒刺线数量众多,单台炉芒刺线总数量31704根,无法准确排查每根阴极线的疲劳程度。只能针对已断裂的芒刺线进行剪切更换处理,对变形的阴极线进行校正,对缺失固定螺栓和松动的极线进行加固处理。无法彻底避免机组运行中任一根芒刺线再次断裂的风险。
四、芒刺线断裂治理措施
1、刺线加固装置介绍
在阴极框架两侧的上下两端距阴极框架800mm处,焊接固定角钢(50*50*5),角钢长度为15000mm,作为芒刺线加固装置的支撑,并在角钢开口(宽20mm、高20mm),使用两根无缝钢管(Φ8*4500mm)与芒刺线水平交叉编织(如图3、5),编织完成后调整无缝钢管与角钢在同一水平面后,将两根无缝管放入角钢开槽处,使用专用工具将无缝钢管盘在角钢一圈,再将两根无缝管与穿入侧自缠两圈(如图4),达到固定芒刺线的效果。


 
    
2芒刺线加固装置优点
(1)芒刺线由原上下端部两个点固定优化为四个点固定,可有效防止机组运行中因烟气流动产生的大幅摆动发生根部疲劳,采用交叉编织较用铁丝绑扎固定芒刺线避免了铁丝脱落与阳极板搭接短路的情况,末端与角钢缠绕固定的方法避免了焊接作业,提高了固定装置的可靠性。
(2)多根芒刺线通过无缝钢管连接成一个整体,可减少运行中发生的高频振动。  
(3)通过增加上下两端距阴极框架800mm米处的固定点后,当单根芒刺线发生断裂后,可避免芒刺线与阳极板接触,即有效防止了运行中电场短路事件的发生。

五、效果及收益
        内蒙古锦联铝材有限公司电厂在机组等级检修过程中对电除尘芒刺线的治理后,未发生一起因芒刺线断裂导致的电场故障。彻底解决了因芒刺线断裂导致电场跳闸的技术难题。
        环保方面,治理前后的出口粉尘含量由治理前的38mg/Nm3降低到1638mg/Nm3.
        经济效益方面,电厂若将单台炉所有的芒刺全部进行更换,工程造价约为230万元,而此次电厂通过自主研究的芒刺线固定方案就解决了该难题,节约近135万元生产成本支出。


结束语
        内蒙古锦联铝材有限公司电厂利用自身技术资源,成立技术攻关小组,成功通过采用电除尘器芒刺线加固改进技术,解决了困扰电厂多年的电除尘器运行中内部短路跳闸的技术难题,为电厂机组的安全稳定环保运行打下了坚实基础,同时也为其它电厂电除尘器的同类异常提供了有效借鉴。
          
        参考文献
[1]王大明,万国新,彭彩凰 . 电除尘效率降低原因分析及对策 [J]中国电力,2006
[2] 魏伟 . 国产 600 MW 机组电除尘器存在的问题及处理[J]吉林电力,2006,
王军(1975-),男(汉族),本科,技师、高级工程师,主要研究方向为电厂生产管理。
刘斌(1970-),男(满族),本科,工程师,主要研究方向为发电厂除灰、脱硫设备检修、验收、生产技术管理。
苏天勇(1980-),男(蒙族),工程师,主要研究方向为发电厂除灰、脱硫设备检修、验收、生产技术管理。
吕东(1990-),男(汉族),本科,化学工程与工艺,助理工程师,主要研究方向为发电厂除灰、脱硫设备检修、验收、生产技术管理。
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