蜂窝式电捕焦油器常见故障分析及解决措施

作者：周庆鑫，吕 明，王晓楠，姜 宇

鞍钢化学科技有限公司

摘 要：介绍了蜂窝式电捕焦油器的结构和运行原理，分析了电捕焦油器在运行过程中常见故障的发生原因，提出了故障解决措施和日常维护措施。实践后，电捕焦油器的检修周期延长了15个月，检修效率提高了40%，脱硫煤气硫化氢含量降低了5～7 mg/m 3 ，硫铵颜色有所改善。

关键词：电捕焦油器;过流保护;过压保护;检修周期;

鞍钢化学科技有限公司一回收作业区现采用蜂窝式电捕焦油器处理煤气中夹带的焦油。正常生产状态下，3台电捕焦油器同时在线运行，煤气处理量为10万m ³ /h。焦炉中的荒煤气经过横管初冷器降温后，进入电捕焦油器，煤气中夹带的焦油雾被除去后，再经由鼓风机加压送往脱硫工序。一旦电捕焦油器出现故障，则会造成煤气中掺杂的焦油过多，进入脱硫塔导致催化剂中毒，影响脱硫煤气指标；进入饱和器造成酸焦油增多，影响硫铵颜色；进入洗苯塔内，使洗油质量变坏，影响粗苯的回收。因此，电捕焦油器的高效运行对保障生产稳定具有重要意义。本文对蜂窝式电捕焦油器常见故障进行了分析，并提出了故障解决和日常维护措施，实施后效果良好。

1 结构和运行原理

 

1.1 结构

电捕焦油器结构如图1所示，它主要由筒体、沉淀极、电晕极和电气绝缘箱四大部分组成：

(1）筒体。筒体作为电捕焦油器的主体框架，呈圆筒形，带有顶部、中部和下部3个人孔，侧壁上部设有煤气出口管，下部设有煤气入口管，并配套放散管、排液管、清扫管等附属管道。

(2）沉淀极。沉淀极采用厚度为3 mm的不锈钢板制作而成，在筒体内部呈蜂窝状的正六边形排列，即中间的正六边形的六条边分别被包围它的六个正六边形所共用。

 

图1 电捕焦油器结构图

1-顶部人孔；2-绝缘瓷瓶；3-馈电箱；4-绝缘瓷瓶拉杆；5-上吊架拉杆；6-筒体；7-电晕极；8-下吊架；9-吊锤；10-煤气分布盘；11-煤气入口；12-排液管；13-放散管；14-绝缘箱；15-煤气出口；16-上吊架；17-下吊架拉杆；18-沉淀极；19-导向环；20-中部人孔；21-下部人孔

(3）电晕极。电晕极位于沉淀极中心，偏心度为±5 mm，直径为2.5 mm，材质为不锈钢丝。电晕极一端安装固定于上吊架，另一端穿过下吊架的导向环与吊锤相连，其依靠吊锤的重力保持垂直，并通过导向环确保不会在煤气气流的作用下发生摆动。上吊架由4根拉杆通过挂钩悬挂在电气绝缘箱内的绝缘瓷瓶拉杆上，下吊架由4根拉杆与上吊架固定，上下吊架平衡度均可调节。

(4）电气绝缘箱。电气绝缘箱共计4个，设置在筒体顶部，具体可分为3个绝缘箱和1个馈电箱。它们是用于悬吊电晕极吊架的圆形箱体，每个电气绝缘箱均由高压绝缘瓷瓶、箱体、蒸汽夹汽套组成，其中高压绝缘瓷瓶和箱体之间注满25 kV变压器油。

1.2 运行原理

在金属导线与金属蜂窝之间施加40～60 kV的高压直流电，产生足以维持气体产生电离的电场，使阴阳极之间形成电晕区。当含焦油雾滴等杂质的煤气从电捕焦油器的下部进入并通过电晕区时，吸附了负离子和电子的杂质会在电场库仑力的作用下，移动到沉淀极后释放出所带电荷，并吸附于沉淀极上，从而达到净化气体的目的。当吸附于沉淀极上的杂质量增加到大于其附着力时，在重力的作用下会自动向下流淌，从电捕焦油器底部的排液管排出，净化后的气体则从电捕焦油器的上部离开并经由鼓风机送往脱硫工序。

2 常见故障分析及解决措施

2.1 电捕焦油器过流保护动作

发生电捕焦油器过流保护动作时，首先要对电捕焦油器的供电电缆进行绝缘测试，如果电缆绝缘低，则存在两种情况：一是电缆表皮被外力破坏造成接地，需找到电缆破损位置，并制作电缆接头以修复破损；二是电缆老化，需整体更换电缆。若排除了上述原因，则电捕焦油器过流保护动作只能是电晕极与筒体、沉淀极或者绝缘箱箱体之中的某个或多个放电而造成的，具体原因分析及解决措施如下：

(1） 电气绝缘箱的蒸汽夹汽套内漏。一旦电气绝缘箱的蒸汽夹汽套内漏，蒸汽就会泄漏至电捕焦油器内部，导致高压瓷瓶对筒体放电，发生电捕焦油器过流保护动作，同时造成瓷瓶炸裂。因此，如果发生电捕焦油器过流保护动作，首先就要判断是否是由于此原因造成的。解决措施为，打开四个电气绝缘箱的手孔，夹汽套内通入蒸汽，如果从手孔内有蒸汽冒出，则证明该电气绝缘箱内漏，更换相应的电气绝缘箱即可。

(2） 高压绝缘瓷瓶下半部分挂焦油。高压绝缘瓷瓶下半部分是伸入筒体内部直接与煤气接触的，虽然有氮气保护，但是电捕焦油器长期运行之后，瓷瓶表面依然会吸附少量焦油，当累积到一定程度后，绝缘瓷瓶就会通过瓷瓶表面的焦油与筒体之间放电，发生电捕焦油器过流保护动作。解决措施为，打开电气绝缘箱的手孔，用浸了脱脂剂（如四氯化碳）的纱布将绝缘瓷瓶下部表面清理干净并恢复手孔。

(3） 高压绝缘瓷瓶下半部分炸裂。随着瓷瓶上吸附焦油量的不断增加，绝缘性能会出现一定程度的下降，进而出现“爬电”现象，当放电周期达到3.5 h以上，则会造成瓷瓶炸裂。另外，电捕采用蒸汽清扫后未吹扫干净，瓷瓶表面带水，送电之后放电击穿绝缘，也会造成瓷瓶炸裂。瓷瓶炸裂后会失去绝缘作用，发生电捕焦油器过流保护动作。解决措施为更换炸裂的高压绝缘瓷瓶。

(4） 电气绝缘箱内的绝缘油流失。高压绝缘瓷瓶上半部分是浸泡在绝缘油内的。绝缘瓷瓶与绝缘箱箱体之间的密封垫老化会导致绝缘油漏光、煤气进入绝缘箱的上腔体内，进而造成瓷瓶与绝缘箱箱体之间放电，发生电捕焦油器过流保护动作。解决措施为，打开电气绝缘箱上盖，检查各绝缘箱内的绝缘油，如果油位降低、颜色混浊，则证明该绝缘瓷瓶垫片老化；然后检查绝缘瓷瓶有无炸裂现象，有则更换绝缘瓷瓶，无则将该瓷瓶表面清理干净并更换耐油胶垫，重新填装绝缘油，封好上盖。

(5） 电晕极下端的吊锤脱落。由于失去吊锤作用，电晕极与沉淀极无法保持平行状态，电晕极与沉淀极在电场作用下会发生碰触，发生电捕焦油器过流保护动作。解决措施为，按流程办理受限空间作业手续后，从中部人孔进入电捕焦油器内部，确认脱落吊锤的数量与位置，然后按照检修流程更换电晕极，并重新绑好吊锤。

(6） 两个相邻的绝缘箱与上吊架之间的拉杆脱落。由于长时间重力作用，绝缘瓷瓶的吊钩或者上吊架的拉杆挂钩被抻直，造成上吊架直接搭在蜂窝状的沉淀极上，电晕极与沉淀极之间放电，发生电捕焦油器过流保护动作。解决措施为，在绝缘箱瓷瓶的吊钩或者上吊架的拉杆挂钩背部焊接加强筋，并重新将二者挂回原来位置。

(7） 吊锤与下吊架的导向环被焦油渣卡滞在一起，吊锤的重力无法作用在电晕极上。在日常生产过程中，还可能遇到空载的状态下电捕焦油器绝缘良好，通煤气后发生电捕焦油器过流保护动作的情况。这是由于当吊锤与下吊架导向环之间的空隙被焦油渣黏住后，空载时电晕极钢丝两端被固定，不与沉淀极接触，一切状态均显示正常；通煤气后，由于失去吊锤作用，在煤气气流的作用下，电极线在蜂窝内摆动，导致电晕极与沉淀极发生碰触，发生电捕焦油器过流保护动作。解决措施为按流程办理受限空间手续后，从顶部人孔进入电捕焦油器内部，站在电晕极的上吊架上，用手逐个拉动电晕极的钢丝，如果发现哪个蜂窝内的钢丝可以被轻易拉动，则从中部人孔进入电捕焦油器的内部，将该钢丝下端的吊锤与下吊架导向环之间的焦油渣等杂质清理干净，确保吊锤连带钢丝可以在导向环内自由活动。

2.2 电捕焦油器过压保护动作

电捕焦油器过压保护动作必然是变压器二次回路开路造成的，具体情况可以分为以下两种：

(1） 馈电箱绝缘瓷瓶与上吊架之间的拉杆脱落。馈电箱绝缘瓷瓶挂钩与电捕焦油器筒体之间的电阻趋近于无穷大，馈电箱绝缘瓷瓶与上吊架之间的拉杆脱落后，相当于变压器二次回路形成开路，必然会发生电捕焦油器过压保护动作。解决措施为，在馈电箱瓷瓶的吊钩或者上吊架的拉杆挂钩背部焊接加强筋并重新将二者挂回原来位置。

(2） 电捕焦油器供电电缆断裂且未造成接地。电捕焦油器供电电缆断裂相当于变压器二次回路形成开路，必然会造成电捕焦油器过压保护动作。解决措施为，如果电缆被外力砸断，则制作电缆接头以修复电缆；否则，更换电缆。

3 日常维护措施

3.1 定期清扫

电捕焦油器应每运行3个月停机清扫一次。打开电气绝缘箱的手孔，用纱布浸脱脂剂将绝缘瓷瓶下部表面清理干净并恢复手孔，然后用蒸汽清扫电捕焦油器本体，待工艺水封内排出的水变得清澈后，停止蒸汽清扫。为了有效避免绝缘瓷瓶下半部分炸裂，清扫后不要立即送电，先让电捕焦油器空走煤气2 h，以确保其筒体内部的水汽被全部赶净。

3.2 定期检查

电捕焦油器应每运行两个月停机检查一次。打开电气绝缘箱的上盖，检查电气绝缘箱内的绝缘油，如果颜色混浊或油位降幅大于20 cm，则应立即更换该绝缘箱内绝缘瓷瓶的垫片；如果油位稍微降低，则将绝缘油补满后可以继续运行，并根据油位降低的幅度，每增加5 cm相应的缩短检查周期半个月，直至更换该绝缘箱内绝缘瓷瓶的垫片为止。

4 .运行效果

采取上述措施前后电捕焦油器生产运行指标如表1所示。由表1可以看出，电捕焦油器检修周期延长了15个月，检修效率提高了40%，脱硫煤气硫化氢含量降低了5～7 mg/m 3 ，硫铵颜色有所改善。

表1 电捕焦油器生产运行指标

5 .结语

蜂窝式电捕焦油器对于焦化回收系统的稳定运行有至关重要的作用。通过分析电捕焦油器过流保护动作和过压保护动作产生的原因，得出了相应解决措施；同时提出采取定期清扫和定期检查的日常维护措施。鞍钢化学科技有限公司在加强电捕焦油器日常维护的基础上，准确判断故障原因并解决，将检修周期由原来的3个月延长为18个月，提高了检修效率，降低了脱硫煤气硫化氢含量，改善了硫铵颜色，对于提高类似电捕焦油器的运行稳定性具有借鉴意义，值得推广和应用。

作者简介：周庆鑫，工程师，2011年毕业于大连理工大学过程装备与控制工程专业。