1、电除尘器常见故障分析电除尘器既是减轻引风机磨损、保证机组安全可靠运行的生产设备，又是减少烟尘排放、防止大气污染的环保装置。虽然电除尘器造价较高，但其处理烟气量大、除尘效率高、运行费用低，已在钢铁企业中得到广泛应用。在电除尘器运行故障中，出现频率较高、维护检修较困难、对安全生产影响较大的是机械故障。分析其原因，寻求对策，加以改进，是当前电除尘技术研究的一个重要内容。一、造型容量问题设计裕度不足，选型容容偏小是一些早期电除尘器选型设计中普通存在的问题。二、放电极系统故障1放电极框架变形和位移放电极框架大多采用圆钢管或异形钢管焊接而成，不但质量较轻，而且结构较为单薄，在长期高温和振打力的作用下极易产
2、生变形和移位。同时也会造成振打锤偏离正常振打点。此外，在电除尘器开、停机频繁的情况下，放电极和收尘极会因反复热胀冷缩而产生严重变形，造成极间距局部缩小。这些故障不仅影响电场供电，使工作电压下降，引起闪络放电现象的频繁发生，而且削弱振打力的传递，导致振打加速度值下降，影响振打清灰效果。 检查维修人员可在确保人身安全的情况下，在电除尘器进、出口烟箱的平台处直接观察电场送电、闪络和拉弧情况，准确查出变形成移位电极所在部位，井采取适当的调整、维修和处理措施，恢复其正常位置。2极线松弛、断线和掉刺放电极的松弛、断线和掉刺是放电极系统最常见的机械故障之一。早期设计的电除尘器的放电极多数为细圆线、螺旋线或星
3、形线框架式结构。因极线断面积较小，其热容量亦小，当停止向电除尘器送人高温烟气时极线的冷却收缩较快。面框架构件断而积较大，热容量相应较大，冷却收缩较极线慢得多。因此，极线受拉并产生相当大的拉伸应力，致使极线在框架上伸长面松弛。电除尘器开、停机越频繁，极线松弛现象越严重。超过极线材料的屈服极限时即发生断线。当断线倒向收尘极侧并随气流晃动时，相应电场的操作电压和电流明显下降，显示仪表指针出现大幅度不规则摆动。当断线与收尘极或接地件发生接触会造成电场短路，此时电压表指针接近或处于“0”位，而电流指示非常大。引起上述放电极线断线大致有以下几种原因：通常放电极线在框架上分段长度较长(2.5m 左右)，一旦
4、伸长松弛后，不仅引起异极间距变小，操作电压降低，而且在振打放电极框架时，极线产生弦振晃动，在振荡波峰处产生连续闪络放电面烧断极线；若放电极线与框架采用挂钩挂耳连接，当振打放电极框架时，连接处出现间隙并产生弧光放电，致使放电极线被烧断；当烟气接近甚至低于露点温度时，或电除尘器有冷空气漏人时，烟气发生冷凝结露，引起放电极线腐蚀断线；其他机械原因引起的断线。为有效防止或减少放电极线晃动断线故障发生，可采取以下措施：在维护检修时可将放电极线在框架上的分段长度缩短(1.5m 左右)，并将极线两端套扣后用螺母与框架拉紧固定；尽量减少开、停机次数；提高壳体良好密封和保温性能，使烟气温度保持在露点温度 30以
5、上。目前新设计的电除尘器，除特殊要求放电极采用垂线式细圆线、星形线和“RS”极线外，一般多采用扁钢芒刺、角钢芒刺、色骨形针刺和管状芒刺(“RS”)等框架放电板结构，实践表明；上述结构坚固可靠，在正常情况下，极线晃动和断线故障几乎不复存在。一旦发生断线现象，需及时取出故障极线。断线掉刺荡入灰斗可能卡住卸灰器。由于电除尘器连续运行，不可能专门停机处理断线，即使停机临时检修，因电场内通道窄而深，换线困难，一般只能剪断或割除。断线严重时，电晕电流明显降低，防尘效率难以保证。火电厂常见的几种放电极断线、掉刺故障改进方法如下：(1)管状芒刺线 这是火电厂电除尘器应用最多的一种刚性极线常见的故障是芒刺脱焊及
6、主干极部连接板脱焊。改进的方法是，加宽芒刺极部，改原来一点碰焊为二点碰焊。焊接时应随时控制电焊机电流，保证焊透焊牢，不容虚焊，出厂前应远根检查焊接质量。管状芒刺线与放电极小框架的连接，可用 3mm 厚的连接板，也可用圆柱形接头以大铆钉与主干铆接，后者结实牢靠，但用料较多，加工费时，前者必须增加碰焊或铆接的点数，并保证加工质量。管状芒刺线与放电极小框架连接的螺栓直径以 10 mm 左右为宜。为从根本上消除掉刺隐患，有些电除尘器使用整体管状芒刺线，效果很好，惟造价较高。(2)鱼骨针放电极 这也是一种刚性极线，主要问题是掉针。一根鱼骨针放电极上有百余枚针，一台电除尘器有几万至几十万枚针，加工必须一丝
7、不苟。初期，鱼骨针穿入主干钢管后，仅在根部稍加挤压防止其松动，但在运行中长期受振动极易掉针。后改为根部一端上焊，情况有所好转。鱼骨针放电极运输也是问题，拆箱安装时曾发现鱼骨针歪斜变形，逐根纠正费工费时。今后应在保留其特点的基础上，对结构进行改进，便于加工与运输。(3)星形线 其优点是易于制造，便于运输，放电均匀，适用于级次靠后的电场或含尘浓度低的场合，缺点是截而小易断线，运行中容易吸附粉尘而肥大。目前国产电除尘器采用星形线有逐步减少的趋势。星形线一般以螺栓固定在放电极小框架上。以往，星形线两端对焊的两个螺栓因焊缠强度低受长期振打影响，接缝处常发生断裂。为了解决这个问题，有的将星形线与两端连接螺
8、栓用同一极圆钢轧制，并针对螺栓直径小易脱扣的不足，采取了补焊固定的措施。也有的将星形线与螺栓用一块折角连接板搭焊，增加焊缝长度，保证两者牢固连接。(4)螺旋线 目前这种极线主要用于引进国外技术、国内生产的一些电除尘器上。此极线运输、安装都很方便，据称每年断线率仅万分之一，但实际运行中并非如此理想。由于材质特殊、进口价高，备品用完后难以更换。断线主要原因，一是极线断面小，直径仅 2.7mm，火花放电被烧断；二是灰斗满灰，电场短路。运行中曾发生螺旋线挂钩脱落得故障。(5)钢齿线 锯齿线断线原因，一是轧制时机械损伤；二是有的锯齿线宽度窄，强度小。早期锯齿线宽仅 5mm，容易断线，现生产宽度为 16m
9、m 和 24mm，断线已明显减少；三是锯齿线两端对焊两个螺栓的焊缝因振打疲劳而断裂。为减少锯齿线接头断裂故障，有的将锯齿线连接端扭成 90直角弯，加大了刚性，增加了接触面积与焊接长度。还有的将螺栓一头压扁，用直径 5mm 的铆钉齿线连接铆牢，然后再施焊，进一步提高了强度。3电极积灰和极线肥大对放电极线和芒刺齿（针）尖上的积灰应振打清除干净，避免因被飞灰包裹而形成放电极线肥大或芒刺齿（针）尖结瘤，致使电晕放电能力削弱，电晕电流减小，导致除尘效率下降。三、收尘极板系统故障1收尘极板积灰: 当收尘极板积灰达到一定厚度(正常积灰厚度 5mm 左右)时，通过振打将沉积在极板上的灰层振落清除，其供电状况可
10、及时得到恢复；引起收尘极板积灰层增厚的原因比较复杂，有飞灰和烟气性质方面的原因，如飞灰粒径细、黏性大、比电阻高和烟气合湿量高、烟温低以及含尘浓度高等，也有设备机械故障原因。常见机械故障有：振打轴被异物卡阻或产生轴向窜动移位、据打锤臂被积灰阻碍而不能自由下落、振打杆松动、锤头脱落等。一般来说，电极结灰( 尘) 厚度增至 10 12mm，其供电状况严重恶化，此时，操作电压明显降低，电晕电流很小。对于设备机械故障，应及时查找、调整并修复。但在许多情况下，设备本身并无太大问题，而是由于飞灰和烟气工况的原因，造成收尘极板(极线)黏灰严重。有些灰利用设备大小修机会通过加大振打强度和长时间振打即可清除，有些
11、灰则需要用高压水冲洗，但有些灰因长时间黏附在金属表面已经形成灰垢(也称死灰)，即使用高压水也难以立即冲洗干净。一种有效的方法是先将极板( 线)上的灰垢用水喷淋一遍，停掉风机，关上人孔门，闷闭 24h，然后再用高压水冲洗，一冲即净。水洗法的缺陷是容易造成极板金属构件腐蚀。有些情况不宜采用。此时可以尝试用压缩空气喷吹或用木质器件敲打电极，清除积灰和结瘤。过去有人尝试过用机械钢刷清除法，也曾获得过不错的效果。2极板腐蚀断裂:”普通工业烟气都合有 S02，在电除尘器选型不当、参数选择不合理、烟气接近甚至低于其露点温度、壳体漏人冷空气或开、停机较频繁等情况下，致使气体在电场内结露，并与 S02 和由部分
12、 S02 转化成的 S03 作用，生成亚硫酸和硫酸盐，严重腐蚀极板、极线和钢构件。若极板与振打杆为刚性固接，在离振打杆最近、受振打冲击力最大的连接板上方极易产生极板断裂。实践表明：一电场的极板由于所处烟气的温度相对较高，不易结露，而且表面灰层较厚，不易产生腐蚀，而后续电场的极板则比较容易腐蚀，甚至断裂。极板一旦断裂，电除尘器运行极不正常，当断裂极扳与带负高压电构件搭接造成短路时电压可降至接近于零或基本就没有电压，电场无法建立。此时，不但除尘效率严重恶化，而且极易造成人身事故。在新设计的电除尘器中，多将极板刚性地吊挂于小梁上，面极扳与振打杆则采用凹凸形锥套固接；或极板偏心饺接吊挂在小梁上，振打杆
13、除与首尾两块极板采用衬套、螺桂和螺母固接外，其余极板仅置于振打杆两扁钢或钢板中间，并紧贴挡块面不予固定。这样，极板在受热和振打时可自由伸长和摆动。实践表明，上述两种连接方式均可有效地避免或减少极板断裂故障的发生。电除尘器极板腐蚀断裂的事故主要发生在处理高酸性气体酌行业。四、气流分布板积灰:”当烟气在电场内流速过低(小于 0.3m/s)，且含尘浓度高时，或当气流分布板振打装置失灵时，均可造成电除尘器进口端气流分布板积灰，甚至孔眼被堵塞。气流分布板积灰虽然对电场供电状况影响不大，但除尘效率则明显降低。当气流分布板积灰并使孔眼严重堵塞时。将造成气流速度沿电场截面分布不均匀和烟气含尘浓度偏析，影响除尘
14、效率。顺便提及，对于每个电场设 2个灰斗的大型电除尘器，灰斗连接处的底梁平面上往往积灰很多，难以清除，也容易造成其上方通道的电场短路。五、振打系统故障:振打清灰效果的好坏对除尘效率的影响极大。而决定振打清从效果的一是振打力，二是振打制度。首先，振打装置要能够产生足够且适度的振打力，并保证振打力沿极板和极线正常传递，使极板、权线处于清洁状态，保证电除尘器的再捕集能力，这是决定电除尘器能否保持长期稳定高效运行的关键因素，振打力过小不足以达到清灰目的，过大则使黏附成块的飞灰被振碎。其次，要有合理的振打周期，振打周期过小不仅增加能耗，而且不利于飞灰大块脱落，过大则使极板、极线积灰过厚，影响电晕放电和极
15、板收尘，甚至加剧反电晕现象的发生。因此，适度的振打力和合理的振打周期是减小二次扬尘的关键，有关资料表明，逃离电除尘器的飞灰约有 3070产生于振打引起的二次扬尘。适度的振打力和合理的振打制度可使逃离的粉尘减少一半。对于振打清灰的理想要求应该是：摄打力正好使粉尘能脱离电极而不至于过大，这样既使二次扬尘最小，又使电极保持清洁，且振打系统损伤程度最低。粉尘层应堆积到一定厚度再打，对于不同粉尘特性、不同电场的振打时间和间隔应有区别发生在振打系统方面的主要故障和应注意的问题如下：1卡铀发生卡轴时，轻者使保险片(钢)断裂，振打装置停运，重者保险失灵，扭坏传动轴和万向联轴器，烧坏振打电机。发生卡铀后，若不停
16、炉进入电除尘器内部检修，一般难以恢复正常运行。因此，这是威胁电除尘器振打系统安全可靠运行的主要故障。卡铀的主要原因是：热膨胀窜轴，在设计热膨胀裕量不足时，往往把振打铀顶死；振打铀的支承轴承严重磨损；集尘极振打锤卡入撞击杆夹板的空当内；键头耐磨套间隙过小，粘灰后锤头旋转不灵活，易与其他构件挂连；集尘极或放电极振打轴承座水平度差，超出挠性联轴器的补偿能力，而影响振打铀的同轴度。2捶头或砧铁脱落掉锤的原因主要是：连接曲柄与整体锤的大螺柱(直径约 14mm)被磨断；连接螺柱的螺母松脱；连接曲柄与振打轴的 U 形螺拴磨断或受腐蚀断裂。砧铁脱落多半是由于长期振打焊缝开裂引起的。现设计将承击砧铁与撞击杆先铆
17、再焊，落砧现象已大为减少。3振打偏位振打偏位有左右偏位、上下偏位和扭斜偏位之分。除了个别情况属于安装原因外，大多数都是由于振打轴热膨胀，振打锤轴磨损造成的。虽然设计中已考虑在固定轴承座上加限位装置，但有的仍控制不住热膨胀窜轴。4保险片(销) 破坏频繁设计的保险片(销) 的破坏扭矩应小于减速机输出轴允许的最大扭矩，一旦出现故障，保险片(销) 首先被破坏，从而保障振打装置的安全。实践表明，不设保险机构，容易打坏减速机或烧坏电机。但保险片(销) 的设计必须合理，有的集尘极振打保险销直径仅 46mm ，动辙即断，使振打系统难以稳定运行。据大多数电厂的运行经验，按目前的振打系统设计，保险直径以 8mm
18、为宜。保险销一旦开断，必须及时、正确更换。5放电极振打传动瓷轴断裂安装前必须严格检查，没有产品合格证的，表面有裂纹或缺损的，坚决不用。试车后还应及时进行复查。若放电极为侧部传动侧部振打，应着重对瓷转轴和相应构件进行检查。放电极为顶部传动顶部提升脱钩振打，则应主要对提升肥钩机构和悬吊绝缘子进行检查。瓷轴保温箱保温防尘性能差是造成放电极振订传动瓷轴断裂的重要原因。为使传动瓷轴在长期运行中不因积灰、结露面造成泄漏电流过大或沿表面放电，瓷轴应置于内有电加热器的保温箱内，并用聚四氟乙烯挡灰板将瓷轴与电场烟气隔开，保温箱焊缝要严密。应仔细检查、清除瓷转轴保护罩和保温箱内积灰，擦拭干净瓷转轴和悬吊绝缘子上的
19、积灰、结露和结垢，及时修复已变形、移位和损坏的构件，更换已损坏的瓷转轴和绝缘于。6减速机溢油减速机溢油易流人电机内部造成电机烧损。这类事故本可以完全避免，但因操作人员责任心不强，不看油线盲目加油，结果带来不应有的损失。另一方面，设计中未考虑高于检修平台 1.5m 以上的放电极振打减速机检修与加油的位置，长年的油垢与灰尘黏附使油线标志不清，也给操作人员带来不便。7传动轴电机故障目前，电除尘器收尘极、放电极和气流分布板振打，多采用分电场小功率电动机与摆线针轮减速器直联型传动装置，电动机发热和烧毁是常见故障之一。电动机发热能听见嗡嗡叫声，伴有冒烟以至电动机停转现象；电动机烧毁则可听见爆炸声，有绝缘材
20、料烧毁的浓烈气味和冒浓烟，致使供电线路开路(断开) ，有关控制指示仪表指针迅速降至“0”位。究其原因，主要是由于电场内振打传动构件(如振打轴、轴承和轴承支架等)因受热膨胀移位，引起轴承中心相互错开，温度越高错开距离越大，其转动阻力矩也相应增大，致使振打电动机过载发热甚至烧毁；其次是因灰尘或雨水进入电动机，其绝缘材料绝缘性能被破坏，导致电动机被烧毁。前者，在电除尘器已投人生产使用的情况下，可将轴承的轴孔扩大12mm，因振打轴转动速度较慢，此举不妨碍轴的正常转动，当然，这仅仅是为解决现场出现的问题，其根本出路应从设计角度予以合理解决。为此，在设计时，可在振打轴适当位置设置轴向固定轴承，也可在窝轴承
21、两端面 5mm 左右各装一个紧定挡圈，这样，既能阻止振订轴出现较大的轴向窜位，又可补偿因轴受热膨胀的伸长量；在调试时，可进行多次反复调整，摸准振打构件的极限变形位置，再根据实际情况，采取针对性措施进行有效处理；设置机械和电气过载保护装置和严格操作制度等，目前设计的拨叉式侧部振打装置，其振打轴的支撑轴承直接吊挂在电极框架上，并用卡环定位，当电极受热膨胀伸长时，振打轴跟随框架浮动，使振打锤始终保持正确振打位置。上述措施均能有效防止电动机发热烧毁；后者，则应加强相应构件的防雨性能和防尘作用。8振打锤设计参数不合理国内电除尘器，最高阳极板达 l5 m 以上，而小型电除尘器阳极板高仅45m，从阳极板的质
22、量看相差 3 到 4 倍，而采用的振打锤大小相差无几，这显然是极不合理的。这样，导致大型电除尘器长极极组，特别是后面电场极板积灰严重，一船均在 45mm 以上，厚的达 2030 mm 以上；而对小型电除尘器，由于极板短，同样大小的振打锤，已可使极板上获得足够大的振打力，但由于振打力偏大，易引起极板的疲劳损伤或引起极板的撕裂，反而影响振打力的传递。9各电场振打锤选型和振打间隔设定不合理同一台电除尘器的不同电场，极板清灰所需要的振打力和振打间隔是不一样的。其原因一是后续电场所捕集的粉尘粒径较细，故其比电阻高于前几个电场。粉尘比电阻高，荷电粉尘到达极板后电荷不易释放，振打清灰困难，二是细灰的比表面积
23、大，黏附力强，要使其脱离极板的振打力亦需增大；三是后续电场烟气含尘浓度小，极板集灰薄，受振时灰层脱离极板的惯性力小。因此，一电场所需振打力最小，需要的振打间隔也最短，一船隔 35min 打一次即可。达样，一天振打近 300 次，一年 10 余万次。因此对它的振打滑灰传动系统，就要求振打锤耐磨损，以延长使用寿命，而锤头设计参数可使振打力适当小一些，使振打后板线上粉尘正好成块状下落，以减少粉尘的二次飞扬。末级电场，粉尘最细、最黏、灰层最薄，因此所需振打力最大、振打间隔也最长。以四电场电除尘器为例，第四电场的含尘浓度仅为一电场的3左右，第四电场的振打间隔是一电场的 20 倍左右，一年的振打次数仅数千
24、次。因此，不同电场应核实际需要选用不同结构形式与设计参数的振打洁灰系统。振打力不足和振打制度不合理是普遍存在的问题。一些电除尘器投运后末及时做振打测试和优化调整，无法准确确定最佳振打周期。现场调试时，仅靠人为判断和有限经验来设定振打制度，有的甚至采用连续振打方式。还有的电除尘器的振打制度“终身制” ，在工况条件发生明显变化时，未对振打制度作及时调整。许多电除尘器的后续电场的振打效果不好，积灰较严重，而目前制造厂一般对此不加以区别，各电场均采用相同规格的振打锤。对于电晕放电极，目前仍有一些电除尘器采用间断振打方式，这是不合适的。因放电极主要作用是产生电晕，所捕集的粉尘较少，故采用连续振打为宜。反
25、之，若采用间断振打，必然使放电报积灰肥大，影响电晕放电，降低除尘效率。为了解决振打制度不合理的问题建议在以下几方面开展工作：电除尘器投运后要及时通过正交试验法或其他方法来确定最佳振打周期，最好能选择几种有代表性的工况条件做出试验结果；当工况条件变化较大时，振打制度应适时调整；不断改进振打装置的结构，采用新的振打方式和清灰技术；研究开发能有效检测极板积灰厚度的技术。例如，是否可以通过伏安特性曲线变化或振打时极板振动频率的变化来检出积灰变化量的信号，从而控制振打工作；每次停炉后，应尽量进入电场内部检查振打装置工作情况和电极积灰状况，如有问题，迅速处理解决。采用浊度仪和上位机闭环智能控制系统，实现振打最优化控制。
