电捕焦油器的电气故障分析及应对
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作者: 胡水军
摘 要： 作者通过对电捕焦油器的电场和结构原理进行分析，以及在实际中应用出现的电气故障，提出了解决办法和运行中应注意的问题。
关键词： 电捕焦油器 电场分析 电气故障分析 解决方法
焦化厂的化产车间需要将煤气中的杂质去除，净化后的煤气供应给后续工段进行相应的产品提取。从焦炉出来的荒煤气进入化产车间之前，已被循环氨水喷洒并冷却成液体。同时，荒煤气中夹带的煤尘、焦粉被捕集下来，煤气中的水溶性的成分溶入氨水中。焦油、氨水，以及粉尘和焦油渣可以通过电捕焦油器去除，因此电捕焦油器在化产车间的煤气净化的作用是不可或缺的，电捕焦油器的捕雾效果和稳定的运行是保证煤气得以净化的根本。电捕焦油器的故障大多数是电气故障，快速判断故障原因是检修人员应该掌握的，减少故障是保证稳定运行的根本办法。要减少故障次数，应从以下几方面着手。
1．电捕焦油器的选型
电捕焦油器的工作原理是利用金属导线和金属管壁之间施加高压直流电产生电场，是通过电场的煤气杂质电解为正负离子，在库仑力的作用下使得杂质移动到作为沉淀极的金属板或筒上，根据结构的不同分为同心式、管式和蜂窝式三种。我厂选择了蜂窝式电捕焦油器，相比同心式电捕焦油器会产生磁场洞穴，容易造成煤气在洞穴中短路流失，捕集效果较差，而且故障率相对较高；管式电捕焦油器的相对电磁场的截面积比蜂窝式和同心式电捕焦油器要小，使通过的煤气量相对较小，管式焦油器在管和管之间的空隙上部是堵死的，下部敞开，在检修时用蒸汽清扫时容易残留煤气，检修完毕空载试车时容易发生爆炸事故，故建议不使用管式电捕焦油器。蜂窝式电捕焦油器是在管式电捕焦油器的基础上进行的改进，即用正六边形替代了做沉淀极的钢管，增大了沉淀极的面积，每相邻的两个正六边形共用一条边，中间的六边形被其他的六个六边形共用一条边，结构紧凑，利用率高。因此被焦化厂和煤气净化行业广泛应用。
2．电捕焦油器的电气故障分析
电捕焦油器在实际的运行中存在很多故障，大多数故障都是电气故障和工艺问题，电气故障可以总结为以下几方面：绝缘子的开裂；电晕丝断裂；电压电流低。因为电捕焦油器的作用在煤气净化环节很重要，在检修时需要的时间长，而且容易发生爆炸事故。为了避免检修时间过长和频繁检修所带来的危险性，维修人员必须减少检修频次和检修时间。下面我就这三个典型的故障进行了分析以尽量避免故障的发生。
2.1绝缘子的开裂故障。电捕焦油器在运行过程中随着焦油等杂质附着于绝缘子表面，形成一层导电沉积物，加之煤气中含有一定量的水蒸气使其导电条件成立造成爬电现象，产生火花放电，火花放电后达到一定强度后造成绝缘子炸裂。绝缘子开裂一般表现为绝缘低或为零，为了减少绝缘子炸裂故障的发生可从以下方面进行改进：（1）每个绝缘子的下面都制作了阻气罩，即在运行过程中阻止煤气进入绝缘子的表面使煤气携带的杂质和水汽尽量少地接触绝缘子，阻气罩一般制作成圆盘形状，如果在运行过程中绝缘子的炸裂故障发生的比较频繁就要考虑阻气罩是否合适。（2）绝缘箱的温度是否稳定，一般绝缘箱的温度要求控制在90―110摄氏度，绝缘箱采用电加热或蒸汽加热，并用氮气做保护气，我厂采用蒸汽进行加热，由于全厂共用蒸汽，蒸汽波动较大致使加热效果很难控制在要求范围，鉴于这种情况，我设计了蒸汽调节阀，通过调节蒸汽量对温度进行了控制，绝缘箱温度几乎达到了恒定值。当环境温度较低时可以适当提高绝缘箱温度的设定值，有效地避免煤气中的水蒸气和焦油中的易挥发组份冷凝吸附在瓷瓶表面，并可以避免由于温度的骤升骤降引起绝缘子本身的开裂。（3）绝缘子上部可以做涂釉处理，以防止煤气杂质通过中间固定处污染绝缘子或用充绝缘油、通氮气做保护的方法，充绝缘油的做法需要使用较好的密封胶垫以防油品的泄露，氮气保护需要保持一定的压力，但往往受外界的影响因素较大，很多用户不采用。不使用氮气做保护需要将绝缘子中间固定处的密封良好。（4）在排除了以上三方面的原因后，如果还会发生绝缘子开裂故障就要分析绝缘子的长度是否符合要求和强度能否对沉淀极起到支撑作用。
2.2电晕丝断裂故障。电晕丝断裂容易使电路短路，造成电捕焦油器停车，其发生的原理是煤气携带的杂质较多，在电晕丝上附着的物较多形成尖端放电，长时间会使电晕丝薄弱环节处发生断裂，此故障很难预防，要求操作人员定期用氨水对其清洗。
2.3电压电流低。电压升不到规定值原因有很多，主要原因是沉淀极和电晕极有不垂直现象，致使两级之间形成了不同梯度的电场，局部击穿。解决这种故障是按要求重新调整两个电极的垂直度并使其直线度公差在要求范围内。并检测硅整流系统是否正常，检测硅整流系统时可以使用两个电捕焦油器整流系统进行替代实验。电流比较低时原因为煤气经过煤气再分配板时流速较大，或煤气比较干净杂质较少。流速大时，杂质没有被捕集就流出电捕焦油器起不到作用，此时考虑电捕焦油器是否选型小等原因，我们可以通过调节进口阀门来控制捕集效果。
3.结语
在煤气净化的环节当中电捕焦油器是不可缺少的环节，运行中如何让其稳定地运行，以及快速地查找其故障的根源是维护人员必须掌握的知识，而且在维护过程中由于有煤气的存在检修时会爆炸的危险，从本质安全的角度来说减少检修的频次至关重要。很多企业电捕焦油器的爆炸都是在频繁发生故障检修时发生的。因此，对于电捕焦油器频繁发生的电气故障应从根本上予以解决。
参考文献：
［1］李芳升，王邦广.电捕焦油器的工作原理和结构设计［J］.燃料与化工，1998；29，（3）：149-154.
［2］王广思，黄长胜，李成峰.电捕焦油器的故障原因与改进措施［J］.燃料与化工，2009；40，（3）：48-50.
［3］王晓琴．炼焦工艺［M］.北京：化学工业出版社，2010.
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