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瓷(cí)絕緣子是建(jiàn)立和維持電除塵器高壓電場(chǎng)的關鍵部件,其工作(zuò)環境較為惡劣(liè),這一方麵為絕緣子提出了較高的要(yào)求,同時,另一方麵對如何正確使(shǐ)用和維護瓷絕(jué)緣子,也是值得我(wǒ)們認真思考的一(yī)個(gè)問題。
2、電除塵器用瓷絕緣子的故障分析
根據瓷絕緣(yuán)子的特性分析,瓷絕緣子在電除塵器運行中的常見故(gù)障和預防措施如下: 2.1瓷絕緣子的特性
2.1.1瓷絕緣子產品在常溫下具有良好的電氣性能和機械性能,其電阻率一般(bān)為1×1011—1×1012Ω
2.1.2硬(yìng)度高(gāo)、性脆,HRA≥80,沒有曲服性。
2.1.3 導熱率差(熱傳導性差)
2.1.4 隨著溫度升高(gāo),體積電阻率下降(隨配方不同而(ér)下降速度不(bú)同),這是因為堿金屬離子,表麵自由電子溫升活躍(yuè)。95瓷較好,因95瓷使用熔(róng)劑較少,如常溫--300℃時,由9×1011Ω降為2×108Ω ,降低了4.5萬倍,而65瓷則由2×1011Ω降為(wéi)1×106Ω,降低了20萬倍。降低後,二者還是(shì)相差200倍。也就(jiù)是說隨著(zhe)環境溫度的升高(gāo),瓷絕(jué)緣子的絕緣(yuán)電阻下降。當溫度達到一定的數值時,呈陡坡下降趨勢。
2.1.5 與其它絕緣子相比(bǐ),機械強度高(gāo)(如轉軸扭距≥200N﹒m,瓷套承重(斜率≤8°)≥1000KN,支柱絕緣子≥50KN,95瓷(cí)的強度更高)。
2.1.6能在較高的溫度下工作(包括50瓷,高使用溫度應≤300℃,95瓷≤500℃)。
2.1.7 熱膨脹係數,95瓷為(wéi)5.5×10-6—7.5 ×10-6,50瓷(cí)及普(pǔ)瓷5×10-6—6×10-6,隨著溫度增高,膨脹(zhàng)係(xì)數加大。
2.2 產品設計時應考(kǎo)慮的因素
依據(jù)電除塵器用絕緣子的使用環境不同,除按(àn)普通高(gāo)壓高強度電瓷的設計(jì)原則設計配方外,必須根據其(qí)使用特點著重從以下幾個方麵考慮:
2.2.1 因使用(yòng)環境溫度較高,防止熱擊穿(chuān),在配方中應將堿性金屬氧化物降到盡可能低的比例;
2.2.2 若機械負荷(hé)特別高,衝擊力特別(bié)大(dà),或是冶金、化工行業溫度高(gāo)於300℃,應采用95氧化鋁剛玉瓷(cí),如大(dà)扭距瓷轉軸,拉棒及振打棒,或(huò)長(zhǎng)期使用溫度300℃以上的瓷套(承(chéng)壓絕緣子)等。
2.2.3對於承載較大的絕緣子,其錐角好(hǎo)不要(yào)超過6°,因為角度(dù)愈大,承壓值越低,如Φ460的直形(xíng)絕緣子可承受200噸壓力,而錐(zhuī)度角8°時,其承(chéng)受壓力隻有118噸;
2.2.4產品選型時按照額定電壓等級,使用溫(wēn)度的要求,參照標準JB/T6746.1選型設(shè)計,留有餘地,以免環境變化引(yǐn)起電壓波動。本(běn)係列(liè)產品因受空間影響,設計餘量一般較小,這裏(lǐ)點應引起特別注意。
3 瓷絕緣子在使用(yòng)過程中常見的故障
運行中常(cháng)見的故障(zhàng)有以下幾(jǐ)種。
3.1承壓瓷(cí)絕緣子炸裂,有上下直裂,不規則型炸裂或(huò)許多小(xiǎo)塊,但一般都不垮蹋,仍支承著框架;
3.2絕緣子表麵(特別是內表麵)擊穿或被(bèi)電孤燒傷,絕緣性能下降(jiàng),電(diàn)壓上不去;
3.3既沒有炸裂、也(yě)沒有電弧燒傷、擊穿,電壓上不去。
4、產生故障的原因分析
首先(xiān)應清楚地認(rèn)識到(dào)絕緣(yuán)子的炸裂不是(shì)因為絕緣子的機械強度不夠(gòu)造(zào)成的。以承壓絕緣子瓷套為例,它承壓(yā)為100噸(標準為50噸)以(yǐ)上,而它支撐的陰極框架分配的該絕(jué)緣子(zǐ)的重量(liàng)隻有(yǒu)10噸多,況(kuàng)且炸裂後還支撐著框架,說明炸裂不是(shì)機械負荷所致。通過對電除塵器用瓷絕緣子的長期研究和試驗,並且多次與相關的設(shè)計單位、製造廠家以及使用單位進(jìn)行廣泛(fàn)的交流,其故障95%以上都屬(shǔ)於熱炸裂。就其熱炸裂的幾種原因分別說明一下:
4.1.1 瓷絕緣子表麵(特別是內表麵)汙染(rǎn)。在點火初(chū)期,燃油因溫度低而燃燒不完全(quán),尤其(qí)在正壓下凝聚在瓷套的表麵,使一些導電粉(fěn)塵(特別是炭黑,我們對被炭黑汙染的瓷表麵測量其電阻僅為0.4MΩ,而未被汙染的部分則為10000 MΩ以上)牢固的(de)粘附在瓷套的表麵,降低了(le)絕緣子的絕緣性能,產生以下現象:
4.1.1.1 瓷絕緣子表麵開始導電,產生電流做功:以上述瓷套為例,若其二次電壓為60000V,根據P=U2/R,可以得出P=9000W,也就是說,該瓷(cí)套就相當於一個9000W的電爐在工作、在發熱,這是比較(jiào)嚴重的現象。
所產生的(de)熱(rè)量直接導致絕緣子溫度的升高,而瓷體溫度的(de)升高又會使其絕緣電阻下(xià)降,泄漏電流(liú)加大,產生更大的功率,進(jìn)而產生(shēng)更高的(de)溫度,形成惡性循環。好終導致絕緣(yuán)子迅速(sù)老化,甚至膨脹炸裂。例如:2005年(nián)11月,廣東旺隆電廠,兩台(tái)電除(chú)塵器分別使用(yòng)了兩個生產廠家(jiā)的產品,每(měi)台使用48隻,均不同程度地出現了炸裂故障,我公司的產品炸裂22隻,另外一(yī)個廠家的炸裂36隻。通過對瓷套的仔細察(chá)看,其內表(biǎo)麵汙染嚴重,炭黑,油(yóu)汙牢固地粘貼在其內表麵。另如(rú):2000年7月,安徽維尼綸總廠自備電廠,電除塵運行不到(dào)一天,共36隻承壓絕緣子全部炸裂。通過現(xiàn)場察(chá)看,所有瓷(cí)絕緣子(zǐ)外表麵幾乎(hū)看(kàn)不到原來的白色,均變成了黃褐色,通過對其表麵絕緣電阻的測量,其阻值幾乎(hū)為0。
4.1.1.2 瓷套表麵絕緣電阻的下降,也會產生頻繁閃爍,甚至形成電弧放電,電弧的溫度(dù)高達數(shù)千度,高溫使瓷套放電(diàn)部位的溫度急(jí)劇升高,瓷體膨脹,其它部位因絕緣子導熱(rè)性能差而產(chǎn)生瓷(cí)體膨脹差,從而造成絕緣子炸裂。
4.1.2 絕緣子受熱(rè)不均勻產生的炸裂。電弧是導致絕緣子受熱不均勻(yún)的一種情況,也有其它原因產生(shēng)的溫度不均勻(yún)而炸裂。如加熱(rè)器(qì)離絕緣子(zǐ)太近,使接近(jìn)加熱器的瓷體部位溫(wēn)度較高,其它部位的溫度則較低,從而引(yǐn)起絕緣子炸裂。
4.1.3急(jí)劇升溫和使絕緣子表裏溫差太(tài)大,產(chǎn)生內外膨脹尺寸(cùn)不(bú)一而出現(xiàn)炸裂。 4.2 絕緣子(zǐ)表麵擊穿、電弧(hú)燒(shāo)傷,絕緣性能下降,電壓上不去。
絕緣子表麵擊穿、電弧(hú)燒傷都是因為瓷體(tǐ)表麵被(bèi)汙染的緣(yuán)故。出現了上述情況,絕緣子的電氣性能必定下降,則(zé)導致電壓上不去。
4.3瓷體(tǐ)溫度過高,引起絕緣電阻下降也(yě)是電壓上不去的原因之一。另外,瓷體表麵結露也是產生故障的重要因素:例如(rú),渭河發電廠停機檢修時,正逢(féng)連陰雨天氣,潮(cháo)濕的空氣從風道進入除塵器後在瓷套的上金屬蓋上結露鏽蝕,鐵鏽水流到瓷套上,好終導致瓷套炸(zhà);灤河發(fā)電廠爐管(guǎn)破裂後水蒸氣灰塵進入保溫室,瓷套內表麵積灰厚度達10mm,引起瓷套炸裂。 除塵器在正常運轉時,其保溫室的溫度已超過100℃,一般不會產生結露現象。
5預防故障的措施
通過對絕緣子的故障分析,我們發現,好終導致絕(jué)緣子絕緣性能(néng)下降和(hé)批量炸裂的主要原因有兩條:一是絕緣子表麵汙染(特別是內表麵汙染);二是溫度超高,引起絕緣電阻下降。隻(zhī)要針對這兩點,采取相應的(de)措施,絕緣子故障率(lǜ)就會大幅下降,杜絕產生批量(liàng)炸裂,減少(shǎo)經(jīng)濟損失。
5.1 解決表麵汙染問題有人認為,絕緣子是安裝(zhuāng)在電除塵器上的,就是個汙染的環境,產生汙染是很正常的,隻要你的絕緣(yuán)子不損壞就行了,我們認為,這種認識是一種誤解。
5.1.1電除塵器一定要保持負壓運行。負壓運行的好處一方麵不會導致絕(jué)緣子汙染,另一方麵即使電除塵器密封不(bú)嚴,也不會造成粉塵外泄,導致(zhì)粉塵進入保溫室。一些廠家在(zài)鍋爐點火試車階段,頻繁噴(pēn)油、噴煤粉,然而,為了保護除塵器後麵的引風機卻不開(kāi)啟引風機,致使除塵器正壓運行。在這個階段(duàn),好容(róng)易造成(chéng)絕(jué)緣子汙染,因為爐堂溫度低,噴油不能完全燃燒(shāo),油氣因(yīn)正壓進入承壓絕緣子內,在其表麵形成油汙,純油絕緣性較好,關鍵在於未充分燃燒的碳黑(林格曼黑)也進入(rù)承壓(yā)絕緣了的內部,兩(liǎng)者混合,牢固的粘附在瓷套內表麵,碳(tàn)黑是導電物質(zhì),破壞了絕緣了的(de)絕緣性能,使其導電(diàn)做功,或形成電孤燒傷擊穿絕(jué)緣了表(biǎo)麵(miàn)使溫度聚升,繼而炸裂。如果除塵器保(bǎo)證負壓運行,則汙染(rǎn)問題解決了,其它問題也不會產生了。
絕緣子上端留清掃孔,這也(yě)是某些公司成功的經驗。在絕緣子上端蓋上留有兩個清掃孔,利用除塵器負壓運行(háng),吸進清潔空氣,形成氣流,對內壁進行清掃,或檢查內壁已經汙染(rǎn),利用該孔進行人工清(qīng)掃,某(mǒu)公司引(yǐn)進美國的電除塵器。上麵留有三個傾斜的孔,用管道連接風機形成(chéng)旋轉風進(jìn)行(háng)強製吹掃瓷(cí)套內壁,效果非常顯著,從未出(chū)現內壁汙染而產生的故障,有些(xiē)廠家,把瓷(cí)套上端封閉的(de)很嚴,不妨借鑒這些成功(gōng)的設計思想。當(dāng)然,留清掃(sǎo)孔的除塵器必須是負壓運行,反之,對保溫室的汙染將會更加嚴重。
5.2.1要適宜保(bǎo)持保溫室的溫度。要注意到瓷件表麵結露和溫度過高現象同等重要,表麵結露(lù)會破壞絕緣性能(néng),溫度高也會使(shǐ)瓷(cí)體絕緣(yuán)性能大幅度下降,形成惡性循環,所以保溫室溫度達到100℃時,應關閉加熱器,不會產生結露現象,不(bú)是溫度越高越好,以不結露為宜(yí)。
5.2.2加熱器(qì)應遠離絕緣子一米以(yǐ)上,有的加熱器直接套在瓷件底部形(xíng)成環(huán)形包圍,距瓷件距離不超過10CM,由於距離太近(jìn),熱傳(chuán)導、熱輔射(shè)使得(dé)瓷件上下溫差過大,熱膨脹產生的應力可能使瓷件炸裂(liè)。也影響了瓷件絕緣距離(lí)。加之測溫點又遠離瓷件,實測溫度可能(néng)比瓷件溫度低得多(duō),造成瓷件因溫度過高而絕緣性能下降,出現故障。
5.2.3 避免溫(wēn)度驟變。標準規定的急變溫度為70℃,一般除塵器的溫(wēn)度變化沒這麽大(出現電孤現象可能(néng)超過這個界限(xiàn)),就不多談(tán)了。
5.3 應加強對靜電除塵器的安全運行管理和維(wéi)護保養工作,製定出安全可行的運行操作規(guī)程。
5.4 應做好對操作人員的相(xiàng)關培訓工作。
5.5對於溫度較高的煙氣(qì),在其進入電除塵器之前(qián),是否可以考慮將其熱量(liàng)進行熱(rè)交換,經過交換後(hòu)得到的熱風可以重(chóng)新利用,例如助燃。這一(yī)方麵(miàn)可以降低進入(rù)電除塵煙氣的溫度,另一方麵也可以節約能源。我公司燒(shāo)成窯爐就是采用了這種辦法:燒成時(shí)產生的高(gāo)溫氣體不直接排入大氣,而是利用(yòng)熱交換器將(jiāng)其熱量(liàng)進行(háng)交換,得到的熱(rè)風被(bèi)用(yòng)做(zuò)窯爐燃燒時必需的助燃風。由(yóu)於該風具有一定溫度,因此,對提高燒(shāo)成效率,提高產品燒成質量起到了(le)積極的作用,同(tóng)時節約燃氣達(dá)8%-10%。(這一點供參考)。
6介紹一點鑒別瓷件質量的方法
6.1摸擬瓷件使用時的施加電(diàn)壓方式,對瓷件進(jìn)行工頻火花試驗,以瓷件表麵出現內眼能看見的火花為準,施壓5min,無擊穿,不發熱為合格,否則為不合格產品。
取(qǔ)一碎瓷塊,在無(wú)釉處塗上墨水,待墨(mò)水幹後用洗淨劑清洗,能洗幹淨(jìng)者為(wéi)合格,若洗不幹淨者為生燒或(huò)過燒產品,有(yǒu)吸水現象。


