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瓷絕緣子是建立和維持電除塵器高壓電場的關鍵部件,其工(gōng)作環境較為惡劣,這(zhè)一方麵為絕緣子提出了較高的要求,同時,另一方麵對如何正確使(shǐ)用和維護瓷(cí)絕緣子,也是值得(dé)我們認真思考的(de)一(yī)個問題。
2、電除塵器用瓷(cí)絕緣子的故(gù)障分(fèn)析
根據瓷絕緣子的特(tè)性分析,瓷絕緣子在電除塵器運行(háng)中的常見故障(zhàng)和預(yù)防措施如下: 2.1瓷絕緣子的特性
2.1.1瓷絕(jué)緣子產(chǎn)品在常溫下具有良好的電(diàn)氣性能和機械性能,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(熱傳導性差(chà))
2.1.4 隨著溫度升高,體(tǐ)積電阻率下降(隨(suí)配方不同而下降速度不同(tóng)),這是因為堿金屬離子,表麵(miàn)自由電子溫升活躍。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。降低後,二(èr)者還是相差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(dāng)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(xiàng)比(bǐ),機械(xiè)強度高(如轉軸扭距(jù)≥200N﹒m,瓷套承重(斜率≤8°)≥1000KN,支柱絕緣子≥50KN,95瓷的強度更高)。
2.1.6能(néng)在較高的(de)溫度下工作(包括50瓷,高(gāo)使用溫度應≤300℃,95瓷≤500℃)。
2.1.7 熱膨脹係數,95瓷為5.5×10-6—7.5 ×10-6,50瓷及普瓷5×10-6—6×10-6,隨著溫(wēn)度增高,膨脹係數加大。
2.2 產(chǎn)品設計時應考慮的因素(sù)
依據(jù)電除塵器用絕緣子的使用環(huán)境不同,除按普通高壓高強度(dù)電瓷的設計原則設計配方外,必須根據其使用特點著重從(cóng)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,在配方中應將(jiāng)堿性金屬氧化物降到盡可能低的比例;
2.2.2 若機械負荷特別高,衝擊力特(tè)別大,或是冶金、化工行業溫度高於300℃,應采用95氧化鋁剛(gāng)玉瓷,如大扭距瓷轉軸,拉棒及振打棒,或長期使用(yòng)溫度300℃以上的瓷套(承壓絕緣子)等。
2.2.3對於承載(zǎi)較大的絕緣子,其錐角好不要超過6°,因(yīn)為角度愈大,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,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(liú)有(yǒu)餘地,以免環境變化引起電壓波動。本係列產品因受空間影響(xiǎng),設計餘量一般較小,這裏點應引起特別注意。
3 瓷絕緣子在(zài)使用過程中常見的故障
運行中常見的故(gù)障(zhàng)有以(yǐ)下幾種。
3.1承壓瓷絕緣子炸(zhà)裂,有上下(xià)直裂,不規則型炸裂(liè)或(huò)許多小塊(kuài),但一般都不垮蹋,仍支承(chéng)著框架;
3.2絕緣子表麵(特別是內表(biǎo)麵)擊穿或被電(diàn)孤燒傷,絕緣性能下降,電壓上(shàng)不去;
3.3既沒有炸裂、也沒有電(diàn)弧燒傷、擊穿,電(diàn)壓上(shàng)不去。
4、產生故障的原因分析
首先應清楚地認識到絕緣子的炸裂不是因為絕緣子的機械強度不夠造(zào)成的。以承壓絕緣子瓷(cí)套為例,它承壓為100噸(dūn)(標準為50噸)以上,而它支撐的陰(yīn)極框架分(fèn)配的該(gāi)絕緣子的重量隻有10噸多,況且炸裂後還支撐著框(kuàng)架,說明炸裂不是機械負荷所致。通過對電除塵器用瓷絕緣子的長期研究和試驗,並(bìng)且多次與相關的設計單位、製造廠家以及使(shǐ)用單位進行廣泛的交(jiāo)流,其故障(zhàng)95%以上都屬於熱炸裂。就(jiù)其熱炸裂的(de)幾種原因分(fèn)別(bié)說明一下:
4.1.1 瓷(cí)絕緣子表麵(特別是內表麵)汙染。在點火初期,燃油因溫度(dù)低而燃燒不完全,尤其在正壓下凝聚(jù)在瓷套的表麵,使一些導電粉塵(chén)(特別(bié)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)牢固的粘附在瓷套的表(biǎo)麵,降低了絕(jué)緣子的絕緣性能(néng),產生以下現象:
4.1.1.1 瓷絕緣子表麵開始導電(diàn),產生電流做功:以上述瓷(cí)套為例,若其二次電壓為(wéi)60000V,根據(jù)P=U2/R,可以得出P=9000W,也(yě)就(jiù)是說,該瓷套就相當於一個9000W的電(diàn)爐在工作、在發熱,這是比較嚴重的現象。
所產生的熱量直接導致絕緣子(zǐ)溫度的升高,而瓷體溫(wēn)度(dù)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,進而產生更高的溫度,形成惡(è)性循(xún)環。好終導致(zhì)絕緣子迅速老化,甚至(zhì)膨(péng)脹炸裂。例(lì)如:2005年11月,廣東旺隆電廠,兩台電除塵器(qì)分別使用了兩個生產廠家的產品,每台使用48隻,均不(bú)同程度地出現了炸(zhà)裂故障,我公司的產品炸裂22隻,另外(wài)一(yī)個廠家的炸裂36隻。通過對瓷套的仔細察看(kàn),其內(nèi)表麵汙染嚴重,炭黑,油汙(wū)牢固地粘貼在其內表麵。另如(rú):2000年(nián)7月,安徽維(wéi)尼綸(lún)總廠(chǎng)自備電廠,電除塵運行不(bú)到一天,共36隻承壓絕緣子全部炸裂(liè)。通過現場(chǎng)察看,所有瓷絕緣子外表麵幾乎看不到原來的白(bái)色,均變成(chéng)了黃褐色,通過對其表(biǎo)麵(miàn)絕緣電阻的測量,其阻值幾(jǐ)乎為0。
4.1.1.2 瓷套表麵(miàn)絕緣電阻的下降,也會產生頻(pín)繁閃爍,甚至形成(chéng)電弧(hú)放電,電弧的溫度高達數千度,高溫使(shǐ)瓷套放電部位的溫度急劇升高,瓷體膨脹,其(qí)它部位因絕緣子導熱性能差而產生瓷體膨脹差,從(cóng)而造成絕緣子炸(zhà)裂。
4.1.2 絕(jué)緣子受熱不均勻產生的炸裂。電弧是導(dǎo)致絕緣子受熱不均勻的一種情況(kuàng),也有(yǒu)其它原(yuán)因產生的(de)溫度不均勻而炸裂(liè)。如加熱器離絕緣子太近,使接近加熱器的(de)瓷體(tǐ)部位溫度(dù)較高,其它部(bù)位的溫(wēn)度則較低(dī),從而引起(qǐ)絕緣子炸裂。
4.1.3急劇(jù)升溫和使絕緣子表裏溫差太大,產生(shēng)內外膨(péng)脹尺寸不一而出現炸裂。 4.2 絕緣子表麵擊穿、電弧燒傷,絕緣性能下降,電壓上不去。
絕緣(yuán)子表麵(miàn)擊穿(chuān)、電弧燒傷都是因為瓷體表麵被汙染的緣(yuán)故。出現了上述情(qíng)況(kuàng),絕緣子的電氣(qì)性能必定(dìng)下降(jiàng),則導(dǎo)致電壓上不去。
4.3瓷體溫度過高,引起(qǐ)絕緣電阻下降也是電壓上不去的原因之一(yī)。另外,瓷體表麵結露也是(shì)產生故障的重要因素:例如,渭(wèi)河發電廠停(tíng)機檢修時,正逢連陰雨天氣,潮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(shí),鐵鏽水流到瓷套上,好終導致(zhì)瓷(cí)套炸;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(cí)套炸裂。 除塵器(qì)在正常(cháng)運轉時,其(qí)保溫室的溫度已超過100℃,一般不會產生結露現象。
5預防故(gù)障的措(cuò)施
通過對絕緣子的(de)故障分析,我們發現,好終導致絕緣子絕緣性能下降和批量炸裂的主要原因有兩條(tiáo):一是絕(jué)緣子表麵(miàn)汙(wū)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(shǎo)經濟損失。
5.1 解決表麵汙染問題有(yǒu)人認為,絕緣子是(shì)安裝在電(diàn)除塵(chén)器上的,就是個汙染的環境,產(chǎn)生汙染是很正常的,隻要(yào)你的絕緣子不損壞就行了(le),我們認為,這種認識是一種(zhǒng)誤解(jiě)。
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(bú)會導致(zhì)絕緣(yuán)子汙(wū)染,另一方麵即使電除塵(chén)器密(mì)封不嚴,也不會造成粉塵外泄,導(dǎo)致粉塵進入保溫室。一些(xiē)廠家在鍋爐點(diǎn)火(huǒ)試車階段,頻繁噴油、噴煤粉,然(rán)而,為了(le)保護除塵器後麵的引風機卻不開啟引風機,致使除塵器正壓運行。在這個(gè)階段,好容易造成絕緣子汙染,因為爐堂溫度低(dī),噴油(yóu)不能完全燃燒,油氣(qì)因正(zhèng)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(tàn)黑(林格曼黑)也進入承壓絕緣了的內部,兩者混合,牢固的粘附(fù)在瓷套內表麵(miàn),碳黑是導電物質,破壞(huài)了(le)絕(jué)緣了(le)的(de)絕緣性能,使其導電做功,或形成電孤燒傷擊穿絕緣了(le)表麵(miàn)使溫度聚升,繼而炸裂。如果除(chú)塵器保證(zhèng)負壓運行,則汙染問題解決了,其它(tā)問題(tí)也不會產生了。
絕緣子上端留(liú)清掃孔,這也是某些公司成功的經驗。在絕緣子上端蓋(gài)上留有兩個清掃孔,利用(yòng)除塵器負壓運行,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,利用該孔進行人工清掃,某公(gōng)司引進美國(guó)的電除塵器。上麵留(liú)有三個傾斜(xié)的孔,用管道連接風機形成旋轉風進(jìn)行強製吹掃瓷套內壁,效果非常顯著,從(cóng)未出現內壁汙染而產生的故障,有些廠家,把瓷(cí)套上端封閉的很嚴,不妨(fáng)借鑒這些成功的(de)設(shè)計思想。當然,留(liú)清掃孔的除塵器必須是負壓運行,反之(zhī),對保溫室(shì)的(de)汙(wū)染將會更加嚴(yán)重。
5.2.1要適宜保持保溫(wēn)室的溫度。要注意到瓷件表麵結(jié)露和溫度(dù)過高現象(xiàng)同等重要,表麵結露會破壞絕緣性能,溫度高也會使瓷體絕緣性能大(dà)幅度(dù)下降,形成惡(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(xiàng),不是溫度越高越(yuè)好,以不結露為宜。
5.2.2加熱器應遠離絕緣子(zǐ)一(yī)米以上,有的加熱器直接套在瓷件底部形成環形包圍,距瓷件距離不超(chāo)過10CM,由於(yú)距離太近,熱傳導、熱輔(fǔ)射使得瓷件上下(xià)溫差過大,熱膨脹產生的應力可能使瓷件炸裂。也影響了瓷(cí)件絕緣距離。加之測溫點又(yòu)遠離瓷件,實測溫度可能比瓷件溫度低得多,造成瓷件因溫度過高而絕緣性(xìng)能下降,出現故障。
5.2.3 避免溫度驟變。標準(zhǔn)規定的急變溫度為70℃,一般除塵(chén)器的溫度變化沒這麽大(出現電孤現象可能超過這個界限),就不多談了。
5.3 應(yīng)加強對靜電除塵器的安全(quán)運行(háng)管理和維(wéi)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(de)相關(guān)培訓工作。
5.5對於溫度較高的煙氣,在其進入電除塵器之前,是否可以考慮將其熱量進行熱交換,經過交換後得到的熱風可以重新利用,例如助(zhù)燃。這(zhè)一方麵可以(yǐ)降低進入電除塵煙氣的溫度,另一方麵也可以節約能源。我(wǒ)公司燒成窯爐就是采(cǎi)用了這(zhè)種辦法:燒成時產生的高溫氣體不直接排入大氣,而是利用熱交換器將(jiāng)其熱量進(jìn)行交換,得到的熱風被用做窯爐(lú)燃(rán)燒時必需的助燃風。由(yóu)於該風具有一定溫度,因(yīn)此,對提高燒成效率,提高產品燒成質量(liàng)起到了積(jī)極的作用,同時(shí)節(jiē)約燃氣達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壓(yā)方式(shì),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(bú)發熱(rè)為合格,否則為不合格產(chǎn)品。
取一碎瓷塊,在(zài)無(wú)釉(yòu)處塗上(shàng)墨水,待墨水幹後用洗淨劑(jì)清洗,能洗幹淨者為合格,若(ruò)洗不幹淨者為生燒或過燒產品(pǐn),有吸水現象。


