郝志全

（铜陵有色金属集团股份有限公司金冠铜业分公司，安徽 铜陵 244000）

1 奥炉厂区电收尘系统运行状况

某公司奥炉厂区2016年开工建设，主工艺采用顶吹浸没式熔池熔炼+智能数控吹炼+回转式阳极炉精炼+PC电解+离子液高效脱硫工艺，于2018年5月18日顺利点火，28日成功投料生产，自投产以来，铜酸系统生产稳定，现场美观精致。随着投料量提升至100吨/小时，电收尘系统在2018年10月份以后，保温箱绝缘瓷轴（套管）出现断轴、碎裂现象。瓷轴（套管）的频繁故障导致电场电流上升、电压下降，收尘效率下降，高排叶轮及本体积灰粘结严重，导致奥炉作业率下降。同时更换瓷轴（套管）需要对电收尘进行单通道关闭停运处理，其中更换顶部瓷套管至少需要单通道停产三天以上（降温冷却后施工人员方能进入作业）。故障排除外重新升温送电，导致奥炉频繁长时间降料量生产，满负荷作业率下降，进而引发转炉无法进行期交换，制酸系统动力波出口温度上升等一系列问题，严重制约生产系统的稳定运行。

2 电收尘绝缘保温箱瓷轴（套管）断裂的原因分析

根据现场更换下来的断裂瓷轴观察，发现瓷轴伞裙有缺边，瓷轴表面釉面上有明显的爬电痕迹；瓷套管内部明显积尘，破碎处并呈深蓝色裂纹。电除尘器停车后，进入设备内部检查，发现阴阳极间距基本没有什么变化，顶部吊挂也没有变形现象，阴极振打减速机与振打轴同心度亦在万向节可调范围之内。

根据对电收尘设备内部的检查，并结合瓷轴（套管）表面损坏的状况，基本得出以下两个结论，第一，瓷轴（套管）的断裂主要由于表面出现严重的爬电、局部过热，直至击穿、破碎。第二，奥炉厂区投料生产时，由于前期投料量较低，（60～80吨/小时），但随着投料量的提升，入炉水份相应增加，导致烟气露点温度升高，烟灰在瓷轴上低温结露，造成阴极振打瓷轴爬电而出现频繁断裂现象。

3 熔池熔炼工艺特点

（1）入炉原料水份加入的必要性。熔池熔炼工艺决定了原料入库经堆式及仓式配料后，须加水经制粒机制粒后，用皮带抛入炉内，物料在炉内呈自由落体动力下降近20米后坠入熔池内，在喷枪的搅动下完成熔炼过程。此种工艺要求入炉水份在10%左右，否则不仅烟尘发生率远超设计值，因此在满足生产工艺的前提下很难降低烟气中的水份。

（2）原料成份的多样性。熔池熔炼工艺原料适应性强的特点也决定了其入炉原料成份复杂 、杂质含量相对较高的现实；正常情况下近20家左右的国内小矿山原料入库后，经堆式配料后，混合为一种原料，高的杂质成份在烟气水份的作用下，在瓷轴上粘结附着，随着瓷轴表面金属杂质的增加，瓷轴表面的导电性增强，导致阴极振打瓷轴爬电断裂。

（3）烟气露点温度高。对于电收尘系统来说，烟气水份是影响其效率最致命的因素。熔池熔炼烟气水份基本在200～240mg/l，其烟气工况随之发生改变，烟气露点温度能达到约260度。烟气露点温度上升后，烟尘易粘结、吸附，电场绝缘值立即下降，送电时电压难以提升；强行送电后，瓷轴易短路，长时间爬电、局部过热，直至击穿、破碎。

因此开炉投料后快速提高烟气温度，缩短烟气温度突破露点温度的时间，保障绝缘瓷轴不受污染，快速具备送电条件，是提高电收尘运行效果的重要一环。

4 如何保障电场绝缘能力不受污染，稳定电流电压运行，提高收尘效率。

4.1 选择热风吹扫装置的基本思路

根据瓷轴更换后空试送电效果较好，电压能送到50KV，绝缘电阻约2500MΩ甚至无穷大；但当冶炼气通过时则状况明显下降，电场绝缘直线下降，绝缘电阻约仅为0或者1左右，根本达不到送电要求。

通过多次邀请厂家及相关专业人员交流讨论，每个电场有六个绝缘检测点，分别位于两个部位，电场顶部有四个绝缘瓷套管，侧面有两个绝缘瓷轴，这两个部位的六个绝缘检测点，一旦有其中一个绝缘性能遭到破坏，整个电场的绝缘性将会下降，最终导致电场送电困难，强行送电后瓷轴（套管）易短路，爬电、局部过热，直至击穿、破碎。

针对上述原因，奥炉厂区年度大修时决定对电收尘系统进行优化改造，在东西两个通道顶部使用热风吹扫装置对瓷套管进行吹扫保护。高压风送风经加热后在瓷套管下方形成“气幕”，将进入瓷套管内部的冶炼烟气封闭在“气幕”下方，防止冶炼烟气进入瓷套管内部污染内壁，烟尘在瓷套管内堆积后，烟尘中的金属杂质会与烟气中的水份发生反应，形成导电性极强的金属硫化物。

4.2 热风吹扫装置的使用情况

顶部热风吹扫装置设备配制情况：

风 机：风 量5000m/h，全 压10000pa，电 加 热120kwh，

同时在东通道侧面对绝缘保温箱进行改造，将原敞开式绝缘保温箱改为密闭式绝缘保温箱，密封式保温箱通过阴极振打轴与电收尘本体相连，连接处用石英板隔离，仅留300mm的圆孔供振打轴穿过。保温箱内使用热风吹扫装置，对保温箱瓷轴进行加热吹扫，防止冶炼烟气污染瓷轴，导致瓷轴绝缘能力下降。

侧面热风吹扫装置设备配制情况：

风机：风量2250m/h，全压5000pa，电加热120kwh，

东面通道顶部及侧面热风吹扫项目于7月7日施工结束后，投入试运行，当时检测四个电场绝缘值分别为200欧姆，500欧姆，800欧姆，1000欧姆，带气之前均达到2000欧姆以上，甚至无穷大，绝缘性能呈明显上升趋势，7月17日9：00带气以后略有下降，但仍能维持在1000欧姆左右，12：30送电前检测绝缘值仍有500欧姆，一次性送电后，电压25kv～30kv以上。

西面通道顶部热风吹扫（侧面热风吹扫未上，根据东面运行效果再确定）项目也于7月7日投入试运行，带气以后绝缘值仅能维持在500欧姆，17日20：00送电时绝缘值仅有2～5欧姆。送电后电压仅能维持在10～15kv19日上午11：00逐步趋于正常，三个都在20. kv以上。

4.3 检修后东西通道相关指标情况比较：

（1）设备空试情况（绝缘值单位为：欧姆）

通道 指标 1#电场 2#电场 3#电场 4#电场 备注东绝缘值 200/2000 100/2000 100/1500 50/1500 冷态/开电加热空试 42.0KV 40.0KV 40.0KV 42.0KV 10日带电场西绝缘值 100/2000 55/2000 100/1500 75/1500 冷态/开电加热空试 41.0KV 40.2KV 40.4KV 42.5KV 10日带电场通道 时间 1#电场 2#电场 3#电场 4#电场 备注东带气前 2000 2000 1500 2000 17日08：18时带气后 200 500 500 500 17日12：00时西带气前 2000 2000 2000 2000 17日8：18时带气后 2.0 5.0 1.0 1.0 17日19：00时通道 指标 1#电场 2#电场 3#电场 4#电场 备注东二次电压 33.0 31.1 27.8 26.0 17日12：30分送电二次电流 10.0 17.0 2.0 14.0西二次电压 11.8 16.8 18.1 12.3 17日20：00分送电二次电流 111.0 67.0 64.0 68.0

（2）设备带气前后绝缘值变动情况（绝缘值单位为：欧姆）

由此可见，东通道带气后绝缘值下降较少，能很快送电并运行正常，西通道带气后，绝缘下降很快为0兆欧，直到19：00分有少许绝缘值。

（3）设备送电情况（二次电流单位：毫安 二次电压单位：千伏）

由此可见，东通道检修带气后4个小时可以送电；西通道带气12小时后勉强送电，但电压不高，完成正常后需要48小时以后。

（4）西通道投入生产阴极箱结灰清理前、后情况（18日16：00分）

由此可见，西面通道在侧面没有增加热风吹扫的前提下，虽然温度条件与东通道相同，但带气后绝缘值下降明显，送电后电压较低，侧面绝缘保温箱内瓷轴积灰较快。重新清理瓷轴后，在24小时后电压逐步恢复到正常值运行。

5 热风吹扫装置仍有提高和完善的空间。

（1）控制系统有待于进一步优化，努力提高自动化控制水平。

（2）电加热功率有待于进一步提高，努力提高吹扫后的空气温度。

（3）吹扫角度、风量及风压有待于进一步摸索，努力在少增加系统外来风量的前提下，达到最佳的吹扫效果。

（4）跟踪实践情况摸索热风吹扫装置的开停车及检修标准，在保证效果的同时，努力降低运成本。