超低排放下燃煤发电电除尘器中绝缘子系统的优化设计探讨

北极星环保网讯:摘要：在新排放要求下，通过对越南永新二期2*622MW项目全时段投重油过程的分析，经现场改进及试验，形成了在电除尘器全时段投运过程中的绝缘子系统的优化方案，使电除尘器各电场能够持续稳定运行，和高效的投运，未来将取得良好的社会环保效益。

关键词：绝缘子，电除尘器，优化探讨

1.项目背景

现阶段静电除尘器的使用说明中明确指出，静电除尘器的使用条件为燃煤锅炉完全正常后，即稳定运行后方可投入电场投运静电除尘器。但其燃煤锅炉稳燃阶段之前，会由重油（国内多为轻油）进行前期温度的引导使锅炉达到足够的温度，而重油因其含杂质较多，含硫量高，粘度大，不易挥发的特性，在燃烧过程不能完全燃烧，产生大量的未燃烬油污、油灰以及碳黑，对电除尘器及其电场造成很多不可逆转的影响。

而且在油煤混燃阶段时投运电除尘器将使除尘器烟气低于露点温度，且油灰和碳黑粘结到绝缘子的表面，碳黑导电性好，容易产生绝缘子爬电的现象，影响了电气控制和收尘效果。当爬电达到严重时甚至会击碎绝缘子，使阴极框架跨塌，造成电场的严重损坏。那么作为应对措施，只能全部更换该阴阳极振打和阴阳极系统，造成非常大的损失。

由越南政府发布的新环保要求显示，全时段投运电除尘器将成为常态，那么根据上述问题，本项目希望通过对全时段投运过程中对绝缘子系统进行的优化设计达到全时段投运电除尘器的最佳方案。希望通过改进绝缘子自身性能及运行环境，来达到既能大量减少排放，又能够保证电除尘器持续、稳定和高效运行。

2.技术思路和研究成果

2.1.绝缘子在稳燃之前可能的不利影响分析

2.1.1.绝缘子本身性能的影响

在燃重油及油煤混燃阶段产生的大量未燃烬油污、油灰以及碳黑将因各自不同的物理性质，粘在绝缘子表面，使其运行过程中出现一系列不利影响，造成人力、物力、财力的重大损失。

2.1.2.绝缘子周围环境对其的影响

烟气长时间处于露点温度以下，而在这样的条件下运行，将出现粉尘受潮、绝缘子积灰等导电性能增加的问题，导致绝缘子爬电或闪络。那么当该问题与绝缘子本身性能问题相结合时就会出现综合问题，如造成除尘器导电物质严重污染并产生局部放电和绝缘损伤，甚至击毁。

2.2.绝缘子系统在稳燃之前投运的可行性分析

2.2.1.支承绝缘子材料由50瓷更换为95瓷

由电除尘器使用说明可知，现阶段电除尘器使用的是50瓷作为绝缘子的材料，50瓷材料氧化铝含量仅为50%，工作温度为150~450摄氏度，不能耐高温或长时间高温工作。就现场测试来看：因有烟气中的油污和碳黑粘结到绝缘子表面，在高压电作用下引起爬电和闪络，观测到50瓷材料爬电严重时易击穿而破碎。相对于50瓷材料性质的劣势，希望能够找到代替50瓷作用且性能更为强悍的材料。

而95瓷做为高氧化铝材料，氧化铝含量为95%，工作温度为500℃以上，为耐高温材料，且耐高压，强度也大。这种材料在试验中性能优异运行稳定，95瓷即使有爬电，也不会被击碎，能够最大程度的保证设备的正常工作。

2.2.2.绝缘子室增加热风吹扫系统

现阶段除尘器绝缘子室未配强有力的热风吹扫系统，使其在烟气温度低于露点温度时，容易影响电气控制以及收尘效果，易产生爬电现象，严重时甚至会击碎绝缘子。那么提高绝缘子周边温度和清扫其表面，理论上就将降低不利影响的发生的可能性。

而现在绝缘子瓷套、电瓷转轴（阴极振打传动装置）表面加装强有力的热风吹扫系统。该系统由离心风机、电加热器、阀门和一些管道组成，就实地试验情况表明，增加热风吹扫系统后，无油污或油灰粘在绝缘子表面，而特别在刚起动阶段，烟气温度较低时，明显能够避免烟气结露对绝缘子不利的影响。

3.项目实施与现场试验

由于绝缘子系统优化设计主要针对锅炉最恶劣的开始投运及油煤混燃阶段，因此就初始阶段和油煤混燃阶段时电除尘器的现场试验的观测，整个优化设计分为以下两个方面。

3.1.绝缘子材料升级

3.1.1.升级后的绝缘子在燃煤锅炉燃重油阶段的试验方案

燃重油阶段与燃煤阶段相比，产生的灰尘具有粘性，完全燃烧程度低，易粘结表面，使电场不稳定，增加了达标难度，不能被彻底去除。经讨论研究后决定优化绝缘子性能，采用新型绝缘子，其氧化铝含量高于50瓷，同时进行对比试验后发现，采用较高氧化铝含量绝缘子，虽未出现减少粘结灰尘的现象，但性能提高较为明显，具体体现在未出现爬电、支承阴极系统更坚实。

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