湿式静电除尘器阳极模块密封泄漏原因分析

湿式静电除尘器阳极模块密封泄漏原因分析

0湿式静电除尘器为了落实国家科学中长期的发展战略，国家质量监督、质量控制和检疫总局联合颁布了《发电装置污染物排放标准》（gb1323-2011），并于2012年1月1日正式实施。作为污染物主要排放源的火力发电厂成为国家环境治理的重点,现有已普遍装备的电除尘和湿法脱硫系统几乎没有去除PM2.5颗粒物的能力,对汞和SO湿式电除尘器可有效处理燃煤锅炉及工业锅炉的微细颗粒物(PM2.5粉尘、SO对已配备导电玻璃钢湿式静电除尘器的火力发电厂进行调查显示,湿式静电除尘器都存在阳极模块密封泄漏的问题,而且现各厂对模块泄漏问题的处理方式主要集中在治理表象状态,即“哪漏堵哪”,无法从根本上解决模块密封泄漏问题。这就直接导致了这些湿除基本上一逢检修期就必须耗费大量人力和物力去消缺堵漏,该问题也一直困扰着阳极模块厂家、建造方和维护单位:漏液会顺着未防腐外部钢结构下滴,对湿式除尘器本体(主要为碳钢)造成极大的腐蚀,对湿式除尘器的安全运行造成重大影响。湿式静电除尘器阳极模块密封存在的问题及优化处理方案如下。1形态检查方法其实至今仍无有效方法检查阳极模块是否存在隐性缺陷,目前阳极模块缺陷的检查方法还是较为原始的肉眼观察和注水检测法。这两种方法只能发现较为明显的外观缺陷或较大缺陷,无法有效发现隐性缺陷。一些隐性漏点只有安装完成运行一段时间后才会显露出来,这种泄漏刚开始主要以点状渗漏和线型泄漏为主,后期逐渐加重1.1产生固化不良因素(1)树脂的固化性能不好及宏观缺陷多是模块自身泄漏的主要原因。一般认为,手糊工艺因树脂含量比例较大,所以密封和防腐性能要远远优于拉挤工艺;现实情况却恰恰相反,造成这种反常的原因就是树脂固化性能不好以及宏观缺陷多。如果树脂耐化学介质的性能不好,无论树脂量多么多,也会出现渗漏。树脂固化性能不好原因有三:一是材料问题,即材料自身导致固化不良,主要原因是采用了不合适的树脂型号(表1);二是固化工艺条件不受控,差的固化剂含水量高,组成不合理,造成放热峰高,固化度和固化质量都受影响;三是不同填料对固化性能产生影响,比如炭黑会减慢固化速度,降低固化程度。树脂质量差和固化剂质量差会导致可溶物含量高,固化度低,硬度低,最终导致耐化学介质性能差,出现渗漏。(2)落后、不合理的模块成型方式影响模块的质量。阳极模块的成型方式主要为拉挤成型与手糊玻璃钢法两种,拉挤设备自身问题和玻璃钢自身自密性差等缺陷,导致成型材料的质量不稳定,检测难度也较大。现有拉挤成型机器自动化程度较低,很大程度上依赖现场工人介入,这也导致阳极管束成型质量难以控制。同时,现有模块由阳极管束通过玻璃钢粘接在一起,其承重部分通过手糊法成型。手糊工艺制造的阳极模块的宏观缺陷主要体现在孔洞、裂纹和白斑。因为手糊工艺的压力较小,孔洞是手糊工艺的共性问题,其直接导致了模块自身的泄漏问题。1.2通道压损的估计处理流程:判断问题类型→计算通道长度→区域性打磨→玻璃钢积层修补。无论是耐化学介质性能差还是宏观缺陷造成的渗漏,都在玻璃钢内部形成了通道。这种通道的长度可以依据外面的流痕长度进行计算。首先用实验估算50℃平板对水的蒸发速度;其次测量流痕长度进而估算流动速度;然后根据内部压力,估算通道的长度,即压损。从现场的情况看,流痕的确是有长有短。初步判断,线型滴漏的是由耐化学介质性能差造成的,点状渗漏的是由宏观缺陷造成的。对于宏观缺陷造成的,可以进行局部扩大范围打磨甚至打穿,粘贴多层玻璃钢进行修补。耐化学介质性能差造成的,可以采用打磨,直至找到通道痕迹,通过加压注入树脂的方法将树脂注入到通道中,然后在外部粘贴多层玻璃钢进行修补。特别提醒:在多层玻璃钢积层的时候,一定要注意积层厚度,基本上粘贴两层玻璃丝布后就要待其固化再进行积层,避免因固化过程中树脂进行聚合放热反应产生大量的反应热,使得玻璃钢的内部因树脂发生暴聚产生很大的内力,玻璃钢内部产生裂纹,导致消缺失败。采用合适的拉挤成型方法能更好地控制阳极管束的成型质量,当前国内主要模块生产厂家还是采用老式的拉挤成型方法,拉挤成型宜采用较为先进、成品质量稳定的聚氨酯拉挤成型方法和CRTM(反应注射拉挤)方法2与玻璃晶片的密封在模块密封中,模块法兰与四周壳体的连接样式最为复杂,阳极模块法兰与围壳之间的连接方式如下:阳极模块上下法兰直接与玻璃鳞片防腐壳体连接,两者成90°夹角;一般采用玻璃钢90°弧形板进行粘结密封。在弧形板与法兰边及围壳板相接触的侧边出现泄漏,这种情况比较普遍,往往上部密封失效比下部密封失效多。2.1问题的发现—产生原因分析阳极模块上法兰与玻璃鳞片防腐壳体增加玻璃钢弧形板(90°)密封,为密封效果带来了不确定因素:其与模块法兰边形成“几”字形连接,“几”字形连接方式易使玻璃钢平板与模块法兰剥离。“几”字形连接的特点是简单,但问题在于密封面与加载力处于垂直状态,容易出现剥离应力,主要分为如下两种情况:(1)模块自身受3~5m/s的高流速烟气扰动产生振动,在密封面产生拉扯;(2)由于运行期间湿除内部温度为50~60℃,不同固化剂配比和材质的玻璃钢受热产生不均匀膨胀,对连接密封平板产生拉力或挤压力,最终导致剥离这两种产生原因现阶段都存在于假设状态,没有针对性实验数据支持。模块法兰自身及相邻模块法兰间水平度、壳板的直线度处于不可控状态,初步估计最大误差在厘米级别。所以,玻璃钢弧形板与模块法兰以及围壳板的接触面法向压力不均匀,接触面的粘结剂厚度也不均匀。根据设计要求,模块在位置找正和管束找垂直完成后两个相邻模块上下法兰齐高,有高差也仅仅是≤5mm的差距,模块法兰外沿与四周壁板间距仅有300~500mm的缝隙。但事实并非如此,模块尺寸的偏差和钢支架安装的偏差导致找正(根据设计要求,需要保证阳极管束垂直于地面,所有就位阴极线位于阳极管束中心,误差≤3mm)完成后的法兰高差最大可至50mm,这种情况大大增加了密封的工作难度。这种情况如未妥善处理,就会造成玻璃钢平板与两个法兰边相接触的侧边出现泄漏,这种泄漏情况比较普遍,往往上部密封失效比下部密封失效多。这种原因所导致的后果与阳极模块之间连接的分析是一致的。2.2模块法兰制作的施工处理方法:去高和补低→焊接密封辅助板→打磨处理→完善防腐→玻璃钢积层。模块定位完成后,根据现场情况可采用去高和补低两种方法,对模块上、下法兰与其相邻模块法兰之间存在较大高差的位置做找平处理,将相邻法兰高差缩小至5mm以内。去高法就是将高边法兰整面打磨去一定厚度,这种方式只适合高差较小或法兰面平整度不符合的区域,以免法兰打磨太薄导致安全隐患;补低法是对低边法兰整面进行堆高处理,对堆高高度大于10mm的区域需采用多次法进行施工。施工时应避免树脂胶泥粘在阳极管束内壁。采取去高和补低法的依据是所有调整完成后大部分模块上法兰的高度为基准(若以设计标高为基准,往往工作量较大),针对与此高度偏差≥5mm的模块法兰进行处理。阳极模块上法兰与玻璃鳞片防腐壳体之间的连接方式:预留四周壳体在模块上法兰标高位置上下150mm位置不做防腐,在模块调整及固定完成后对模块上法兰进行找平施工,找平完成后,在壳板模块法兰找平后齐平高度焊接一圈3mm厚预喷砂底涂扁铁,扁铁宽度根据现场实际情况下料,确保阳极模块边缘与扁铁边缘有20~30mm间隙,确保施工方便、热膨胀余量充足。然后进行阳极模块法兰的基体打磨处理,扁铁与壳体90°焊口区域用角磨机打磨至St2.5级,满足玻璃鳞片防腐要求后涂刷底涂,完善此区域鳞片防腐;扁铁与壳体90°夹角处因鳞片施工完成,弧度已满足玻璃钢积层要求,无需特殊处理。然后进行玻璃钢积层,此处玻璃钢积层要确保和扁铁及壳体粘接宽度≥50mm,扁铁边缘和阳极模块法兰边缘无需特殊处理。以上工序及其后工序施工往往是在湿式除尘器阴极系统就位后进行的,其具有施工空间较小、内部结构复杂、施工人员较集中和安全形势较严峻等特点,至模块密封完工前应注意如下事项(1)所用化学原料具有刺激性和毒性,操作人员应佩戴防风眼镜、防毒口罩和塑料手套;(2)密封施工安全风险等同于防腐施工,应严格按照防腐施工时安全标准要求执行;(3)已经就位的阴极系统(双相不锈钢)存在阴极梁、阴极线多尖角等危险因素,磕碰极易造成严重伤害,应特别注意个人安全防护;(4)严禁将树脂、玻璃丝和施工用具等放置在阴极框架上,以防玻璃丝布掉至阳极管束中,造成空载试验不合格;(5)严禁工人坐在阴极框架上,杜绝故意晃动阴极框架的现象。3模块密封漏液泄漏方案简介湿式除尘器阳极模块密封主要存在模块自身、相邻阳极模块法兰连接和模块法兰(因