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瓷絕緣子是(shì)建立和維持電除塵器高壓電場的關鍵部件,其工作環境較為惡劣,這一方麵為絕緣子提出了較高的要求,同時,另(lìng)一方麵對如何正確使用和維護瓷絕緣子(zǐ),也是值得我們認真思考的一個問題。
2、電除塵器用瓷絕緣子的故障分析
根據瓷絕緣子的特性分析,瓷絕(jué)緣子在(zài)電除塵器運行(háng)中的常見故障和預防措施如下(xià): 2.1瓷絕(jué)緣(yuán)子的特性
2.1.1瓷絕(jué)緣子產品在常溫下具有良好的(de)電氣(qì)性能和機械性能,其電阻率一般為1×1011—1×1012Ω
2.1.2硬度(dù)高、性脆,HRA≥80,沒有曲服性。
2.1.3 導熱率差(chà)(熱傳導性差)
2.1.4 隨著溫度升高(gāo),體積(jī)電阻率下降(隨配方不(bú)同而(ér)下降速(sù)度不同),這是因(yīn)為堿金屬離子,表麵(miàn)自由電(diàn)子溫升活躍。95瓷較好,因95瓷使用熔劑較少,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(jiàng)為1×106Ω,降低了20萬倍。降低(dī)後,二者還是(shì)相差200倍。也就是說隨著環境溫度的升高,瓷絕緣子的絕緣電(diàn)阻下降。當溫度達(dá)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,機械強(qiáng)度(dù)高(如轉軸扭距≥200N﹒m,瓷套承重(斜(xié)率≤8°)≥1000KN,支柱絕緣子≥50KN,95瓷的強度更高)。
2.1.6能在較高的溫度下工作(包括(kuò)50瓷,高使用溫(wēn)度應≤300℃,95瓷≤500℃)。
2.1.7 熱膨脹係數,95瓷為5.5×10-6—7.5 ×10-6,50瓷(cí)及普瓷5×10-6—6×10-6,隨著溫度增高,膨(péng)脹係數加大。
2.2 產品設計時應考慮的因(yīn)素
依據電除塵器用絕緣子的使用環境不同,除按(àn)普通高壓高(gāo)強度電瓷的設計原則設計(jì)配方外,必須根據其使用特點著重從(cóng)以下幾個方麵(miàn)考慮:
2.2.1 因使用(yòng)環境(jìng)溫度較高,防止熱擊穿,在(zài)配方中應將堿性金屬氧化物降(jiàng)到盡可能低的比例;
2.2.2 若機械(xiè)負荷特別高,衝(chōng)擊力特別大,或是(shì)冶金、化工行業溫度高於300℃,應采用95氧化鋁剛玉瓷,如大扭(niǔ)距瓷轉軸,拉棒及振打棒,或長(zhǎng)期使用溫度300℃以上(shàng)的瓷套(承壓絕緣子)等。
2.2.3對於承載較大的絕緣子,其錐角好不要超過6°,因為角度愈(yù)大,承壓值越低,如Φ460的直形絕緣子可承受200噸壓力,而錐度角8°時(shí),其承受壓力隻有118噸;
2.2.4產品選型時按照額定電壓等級,使用溫度的要求,參照標準JB/T6746.1選(xuǎn)型設計,留有餘地,以免環境變化(huà)引起電壓波動。本係列產品因(yīn)受空間影響,設計餘量一般(bān)較小,這(zhè)裏點應引起特別注意。
3 瓷絕緣子在使用過程(chéng)中常見的故障
運行中常見的故障有以下幾種。
3.1承壓瓷絕緣子炸裂,有上下直裂,不規則型炸裂或(huò)許多(duō)小(xiǎo)塊,但一般都不垮蹋,仍支承著框架;
3.2絕緣(yuán)子表麵(特別(bié)是內表麵)擊穿(chuān)或被電孤燒傷,絕緣性能下降,電壓上不去;
3.3既沒有炸裂、也沒有(yǒu)電弧燒傷、擊穿,電壓上(shàng)不去。
4、產生故(gù)障的原因分析
首先應(yīng)清楚地認識到絕緣子的炸(zhà)裂不是因為(wéi)絕緣(yuán)子的機械(xiè)強度不夠造成的。以承壓絕緣子瓷套為例,它承壓為100噸(標準為50噸)以上,而它支撐的陰極框架(jià)分配的該絕(jué)緣子的重量隻有(yǒu)10噸多,況且炸裂後還支撐著框(kuàng)架,說明炸(zhà)裂不是機械負(fù)荷所致。通過對電除塵器用瓷絕緣子的長期(qī)研究和試驗,並且多次與相關的設計單位、製造廠家(jiā)以及使(shǐ)用單位進行廣泛的交流,其故障95%以上都屬於熱炸裂。就其熱炸(zhà)裂的幾種原因分別說明一(yī)下:
4.1.1 瓷絕緣子表麵(特別是內表麵)汙染。在點火(huǒ)初(chū)期,燃油因溫度低而(ér)燃燒不完全,尤(yóu)其在正壓下凝聚在瓷套的表麵,使一些導電粉塵(特別是炭黑,我們對被炭黑汙染的瓷表麵測(cè)量其電(diàn)阻僅為0.4MΩ,而未被汙染的部分則為10000 MΩ以上)牢固的粘附(fù)在瓷套(tào)的表麵,降低了絕緣子的絕緣性能,產生以下現象:
4.1.1.1 瓷絕緣子表麵開始導電,產(chǎn)生電流做功:以上述瓷套為例,若(ruò)其二次電壓為60000V,根據P=U2/R,可以得(dé)出P=9000W,也就是說,該瓷套就相當於一個(gè)9000W的(de)電(diàn)爐在工作、在發(fā)熱,這是比較嚴重的現象。
所產生的熱量直接導致絕(jué)緣子溫度的(de)升高,而(ér)瓷體溫度的升高又會使其絕緣電阻下降,泄漏電流加大,產生更大的功率,進而產(chǎn)生更高的溫度,形成惡性循環。好終(zhōng)導致(zhì)絕緣子迅速老化,甚至膨(péng)脹炸裂。例如:2005年11月,廣(guǎng)東旺隆(lóng)電廠,兩台電除塵器分別使(shǐ)用了兩個(gè)生產廠家的產品,每台使用48隻,均不同程(chéng)度地出現了炸裂故障,我公司的產品炸裂22隻,另外一個廠家的炸(zhà)裂36隻。通過對瓷(cí)套的仔細(xì)察看,其內表麵汙染嚴重(chóng),炭黑(hēi),油汙牢固地粘貼在(zài)其(qí)內表(biǎo)麵。另如:2000年7月,安徽維尼綸總廠自備電廠,電除塵運行不到一天,共36隻承壓絕緣子全部炸裂。通過現場察看,所有瓷絕緣子(zǐ)外表麵幾乎看不到原來的白色(sè),均變成了黃褐色,通過對其表麵絕緣電阻的測量(liàng),其阻值幾乎為0。
4.1.1.2 瓷套表麵絕緣電(diàn)阻的下降,也(yě)會產生頻繁閃爍,甚至形(xíng)成電弧放電,電弧的溫度高達數千度,高溫使瓷套放電部位的溫度急劇升高,瓷體(tǐ)膨脹,其它部(bù)位因絕緣子導熱性能差而產生瓷體膨脹差(chà),從而造成絕緣子炸裂(liè)。
4.1.2 絕緣子(zǐ)受熱不均勻(yún)產生的炸裂。電弧是導致絕(jué)緣子(zǐ)受(shòu)熱不均勻的(de)一種情(qíng)況,也有其它原因產生的溫度(dù)不均勻(yún)而炸裂。如加熱器離絕緣(yuán)子太(tài)近,使接近加(jiā)熱器的瓷體(tǐ)部位溫度(dù)較高,其它部位(wèi)的溫度則較低,從而引起絕緣子炸裂。
4.1.3急劇升溫和使絕緣子表裏溫差太大,產生內外膨脹尺寸不(bú)一而出現炸裂。 4.2 絕緣子表麵擊穿、電弧(hú)燒傷,絕緣性能下降,電壓上不(bú)去(qù)。
絕(jué)緣子表麵擊穿、電弧燒傷都是因為瓷體表麵被汙染的緣故。出現了上述(shù)情況,絕緣子(zǐ)的(de)電氣性能必定下降,則導致電壓上不去。
4.3瓷體溫度過(guò)高,引起絕緣電阻下(xià)降也是(shì)電壓上不去的原因(yīn)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(diàn)廠停機檢修時,正逢連陰雨天氣,潮濕的空氣從風道進入除(chú)塵(chén)器後(hòu)在瓷(cí)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;灤河發電廠爐管破裂後(hòu)水蒸(zhēng)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(qì)在(zài)正常運轉時,其(qí)保溫室的(de)溫度已超過100℃,一般不(bú)會產生結露現象(xiàng)。
5預防故障的措施
通(tōng)過對絕緣子的故障分(fèn)析,我們發現,好(hǎo)終導致絕緣(yuán)子絕緣性能下降和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。隻要針對這兩點,采取相應的措施,絕緣子故障率就會大幅下降,杜絕產生批量炸裂,減少經濟損失。
5.1 解決表麵汙染問題有人認為,絕緣子是安(ān)裝在電除(chú)塵器上的(de),就是(shì)個(gè)汙染(rǎn)的(de)環境,產生汙染是很正常的,隻要你的絕緣子不損壞就行了,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(miàn)不會(huì)導致絕緣(yuán)子汙染,另一方麵(miàn)即使電除塵器密封不嚴,也不會造成粉塵外泄,導致粉塵進入(rù)保(bǎo)溫室。一些廠家在鍋(guō)爐點火試車階段,頻繁噴油、噴煤粉,然而,為了保護除塵器後(hòu)麵的(de)引風機卻不開啟引風機(jī),致(zhì)使除(chú)塵器正壓運行。在這個階段,好容易造成絕緣子汙染,因為爐堂溫(wēn)度低,噴油不能完全燃燒,油氣因正壓(yā)進入承壓(yā)絕緣子內,在其(qí)表麵形成油汙,純油絕緣性較好,關鍵在於未充分(fèn)燃燒的碳黑(林格曼黑)也進入承壓(yā)絕緣(yuán)了的內(nèi)部,兩者混合,牢固的粘(zhān)附在瓷套內表麵,碳(tàn)黑是導(dǎo)電物(wù)質,破壞了絕緣(yuán)了的絕緣性能,使其導電做功,或形(xíng)成電孤燒傷(shāng)擊穿絕緣了表麵使溫度聚(jù)升,繼而炸裂。如果除塵器保證負壓運行,則汙染問題解決了,其它問題也不會產生了(le)。
絕緣子上端留清掃孔(kǒng),這(zhè)也是某些公司成功的經驗。在絕緣子上(shàng)端蓋上留有兩個清掃孔,利用除塵器負壓運行,吸進清潔空(kōng)氣,形(xíng)成氣流,對內壁進行清(qīng)掃,或檢查內壁已(yǐ)經汙染(rǎn),利用該孔(kǒng)進行人工清掃,某公司引進美國的電除塵器。上麵留有三個傾(qīng)斜的孔,用管道連(lián)接風機(jī)形成旋轉風進行強製吹掃瓷套(tào)內壁,效果非常顯著(zhe),從未(wèi)出現內壁汙染而產(chǎn)生的故障,有(yǒu)些(xiē)廠家,把瓷套上端封閉的很嚴(yán),不妨借鑒(jiàn)這些成功的設計思想(xiǎng)。當然(rán),留清掃(sǎo)孔的除塵(chén)器必須是負壓運行,反之,對保溫室的汙染將(jiāng)會更加嚴重。
5.2.1要適宜保持保溫室的溫度。要注意到瓷件表麵結(jié)露和溫(wēn)度過(guò)高現(xiàn)象同等重要,表麵結露會破壞絕(jué)緣性能,溫度高也會使瓷體(tǐ)絕緣性(xìng)能大幅度下降,形(xíng)成(chéng)惡(è)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,不是(shì)溫度越高越好,以不結(jié)露為宜(yí)。
5.2.2加熱器應遠離絕緣子一米以上,有的加熱器直接套在瓷件底部形成(chéng)環形包圍,距瓷件距離不超過10CM,由於距離太近,熱傳導、熱輔射使得瓷件上下溫差過大,熱膨脹產生的應力可能使瓷件炸裂。也影響了瓷件絕緣距(jù)離(lí)。加之(zhī)測溫點又遠離瓷(cí)件,實測(cè)溫度可能比瓷件溫度低得多,造(zào)成瓷件因溫度(dù)過高而絕(jué)緣性能下(xià)降,出現故障。
5.2.3 避免溫度驟變。標準規定的急變溫度為(wéi)70℃,一般除塵器的溫度變化沒這麽大(出現電孤現象(xiàng)可能超過(guò)這個界限),就不多談了。
5.3 應加強對靜電除塵器的安全運行管理和維護保養工作,製定出安全可行的運行操作規程。
5.4 應做好對操作人員的相關培(péi)訓工(gōng)作。
5.5對於溫(wēn)度較高的(de)煙氣,在其進(jìn)入電除(chú)塵器之(zhī)前,是否可以考慮將其熱量進(jìn)行熱交換,經過交換後得到的熱風可以重新利用,例如助燃。這一(yī)方麵可以降低進入電除(chú)塵煙氣的溫度,另一方麵(miàn)也可以節約能源(yuán)。我公司燒成窯(yáo)爐就是采用了這種辦法:燒成時產生的高溫氣體不直(zhí)接排入大氣,而是利(lì)用熱交換器將其熱量進行交換,得到的熱風被用做窯爐燃燒時必需的助燃風。由於該風具有一定溫度,因此(cǐ),對提高(gāo)燒成效率,提高產品燒成質量起到(dào)了積極的作用,同時節約燃氣達8%-10%。(這一點供參(cān)考)。
6介紹一點鑒別(bié)瓷件質量的方法
6.1摸擬瓷件(jiàn)使用時的施加電壓方式,對瓷件進行工頻火花試驗,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。
取一碎瓷塊,在無釉處塗上墨水(shuǐ),待墨水幹後用洗淨劑清洗,能洗幹淨(jìng)者為合(hé)格,若洗不幹淨者為生燒或過燒產(chǎn)品,有吸水現象。


