電捕焦油器絕緣箱密封材料的改進(jìn)

宋道兵

（中鹽青海昆侖堿業(yè)有限公司，青海 海西 200002）

一、電捕焦油器的工藝要求

在煉焦生產(chǎn)中，電捕焦油器是去除焦?fàn)t煤氣中焦油霧滴的專業(yè)設(shè)備。如果煤氣中含有大量焦油霧，就會(huì)嚴(yán)重影響化產(chǎn)回收操作，甚至造成嚴(yán)重的安全及工藝事故。電捕焦油器的電暈極正常工作時(shí)電壓在直流30千伏以上，如果低于30千伏電極就難以產(chǎn)生電暈現(xiàn)象，焦油粒子帶電的可能性就會(huì)降低，電捕焦油器除焦油的效率就會(huì)急劇下降。

青海慶華煤化的電捕由襄樊凈天環(huán)保設(shè)備有限公司生產(chǎn)，型號JT-JDB248，電暈極額定電壓60KV、電流1100mA、工作溫度20-130℃。恒流高壓直流電源由穿墻套管引入饋電絕緣箱內(nèi)支撐絕緣子的引線上，有四只支撐絕緣子以吊桿的形式吊住電暈極的上框架，以起到支撐和引入高壓直流電源的目的。四只支撐絕緣子分別安裝在一個(gè)饋電絕緣箱和三個(gè)無饋電絕緣箱內(nèi)。支撐絕緣子的上半部分浸泡在45#變壓器油內(nèi)，下半部分延伸到電捕內(nèi)，支撐絕緣子和電捕之間依靠丁晴橡膠密封墊密封。正常工作時(shí)通入電捕的煤氣溫度為85-95℃，為了防止煤氣中的凝結(jié)水附在絕緣子的內(nèi)壁上，從而降低絕緣子的耐壓水平，產(chǎn)生擊穿現(xiàn)象，要求電捕內(nèi)絕緣子的外壁溫度要大于煤氣溫度15℃左右，為了達(dá)到工藝要求絕緣箱依靠蒸汽伴熱管加熱，使其變壓器油的溫度維持在120℃左右。

二、故障現(xiàn)象

青海慶華煤化的電捕焦油器，電暈極的直流電壓從剛開始投用時(shí)的50千伏逐步下降，投用10個(gè)月后（2008年10月份）電壓只能升到25千伏左右。我們知道從電捕焦油器出來的煤氣經(jīng)管道直接連接到煤氣冷鼓風(fēng)機(jī)上，通過煤氣冷鼓風(fēng)機(jī)將煤氣輸送到后續(xù)化產(chǎn)各工序。電捕焦油器這么低的電壓已不能將煤氣中的焦油清除干凈，這時(shí)輸送的煤氣中含有大量的焦油粒子，煤氣中的焦油粒子在通過煤氣冷鼓風(fēng)機(jī)時(shí)，部分依附在風(fēng)機(jī)的進(jìn)出口風(fēng)道及風(fēng)機(jī)葉片上，不僅降低煤氣風(fēng)機(jī)的效率，還造成風(fēng)機(jī)震動(dòng)，在惡化生產(chǎn)工藝條件的同時(shí)危害了設(shè)備的安全運(yùn)行。因通過煤氣冷鼓風(fēng)機(jī)輸送到化產(chǎn)的煤氣中因含有了焦油，這些焦油隨著煤氣輸送距離的長短逐步冷卻，緊緊依附在煤氣輸送管道及相關(guān)設(shè)備內(nèi)，造成煤氣管線及設(shè)備的堵塞，而要清除這些焦油，需要長時(shí)間的蒸汽吹掃，即影響生產(chǎn)又費(fèi)時(shí)費(fèi)力。

因公司的生產(chǎn)任務(wù)很緊張，領(lǐng)導(dǎo)要求我們必須在竟可能短的時(shí)間內(nèi)將故障排除，開始我們懷疑是不是高壓電纜終端頭有問題，但給電纜做耐壓試驗(yàn)后證明電纜是合格的。于是我們又開始懷疑高壓恒流源，但經(jīng)過認(rèn)真仔細(xì)的檢查高壓恒流源也排除了。隨后我們又對電捕殼體、沉淀極、上下吊架、氣體分布板、蒸汽吹洗管等部件進(jìn)行了認(rèn)真細(xì)致的檢查，都沒有發(fā)現(xiàn)問題。經(jīng)過連續(xù)多天的認(rèn)真觀察，我們注意到電捕絕緣箱運(yùn)行時(shí)可以聽到有間斷的放電聲音，所以最終認(rèn)定問題可能出在絕緣箱內(nèi)。

三、故障分析

打開絕緣箱，取出絕緣箱內(nèi)變壓器油，耐壓試驗(yàn)只能達(dá)到15千伏，拿紙蘸油點(diǎn)燃后，有輕微的噼啪聲，證明變壓器油內(nèi)有水，證實(shí)我們的判斷。打開絕緣箱取出支撐絕緣子后，發(fā)現(xiàn)各個(gè)絕緣箱的密封墊都存在不同程度的損傷，個(gè)別絕緣墊甚至已經(jīng)開始溶解變質(zhì)的像鼻涕一樣?？磥韱栴}最終出在密封墊上。因生產(chǎn)任務(wù)緊，時(shí)間緊迫我們只能緊緊張張的將備用的密封墊換上，在更換絕緣箱內(nèi)變壓器油后將設(shè)備投用。但設(shè)備投用后不久，上述的問題又開始出現(xiàn)，絕緣箱使用的密封墊和變壓器箱沿密封墊材質(zhì)一樣為耐油丁晴橡膠。

丁晴橡膠是由丁二烯與丙烯腈共聚而制得的一種合成橡膠。丁晴橡膠具有良好的耐油性、耐熱性、耐寒性、耐壓性和耐水性，氣密性及優(yōu)良的粘結(jié)性能，丁腈橡膠中丙烯腈含量 (%)有42～46、36～41、31～35、25～30、18～24 等幾種。丙烯腈含量越多，耐油性越好,但耐寒性則相應(yīng)下降。丁晴橡膠通常的使用溫度大致為－40℃～＋120℃，可在120℃的空氣中或在150℃的油中長期使用，這個(gè)溫度無論對于變壓器還是電捕絕緣箱來講，是應(yīng)該能夠滿足的。但為什么在實(shí)際使用中會(huì)這么快就老化了呢，我們根據(jù)現(xiàn)場情況并查閱相關(guān)資料分析如下：首先，理論上講變壓器的丁晴橡膠密封墊使用壽命50年沒有問題，但變壓器工作時(shí)極限油溫也就在80℃左右，而電捕絕緣箱平常工作溫度在120℃上下，也就是講密封墊工作在這個(gè)溫度會(huì)縮短其使用壽命。其次，其缺點(diǎn)是耐臭氧性差，不耐臭氧及芳香族、鹵代烴、酮及酯類溶劑，電性能低劣，彈性稍低，不宜做絕緣材料。丁腈橡膠能耐大多數(shù)油，尤其耐烷烴油。我們知道油類分為兩種，烷烴油和芳烴油，烷烴油是指分子結(jié)構(gòu)為鏈狀的，芳烴油是指分子鏈中含有苯環(huán)等環(huán)狀結(jié)構(gòu)的油。常見的汽油、機(jī)油、柴油、變壓器油等都屬于烷烴油；而煤氣中含有的焦油霧則屬于芳烴油。且煤氣中除焦油外還含有氨水、粗苯、氫氣、甲烷、一氧化碳、、C2以上不飽和烴、氮?dú)獾鹊任镔|(zhì)。這些物質(zhì)對丁腈橡膠或多或少會(huì)起到一些破壞作用。

煤氣最好因含芳香族的酚和萘較多,最好使用氟橡膠,負(fù)責(zé)很容易老化。

加上電捕焦油器內(nèi)煤氣中含有大量的腐蝕性氣體，這就要求絕緣箱的密封墊既要耐油，又要耐高溫同時(shí)還要耐腐蝕，而丁晴橡膠根本就不具備這些條件，所以在投用后不久就開始迅速老化，引起電捕絕緣箱漏油，含有大量水分的煤氣開始接觸變壓器油，絕緣箱內(nèi)泄漏電流過大，電捕電壓升不上去。

四、故障處理

根據(jù)多年在化工廠工作的經(jīng)驗(yàn)，我們將絕緣箱密封材料換成聚四氟乙烯，聚四氟乙烯電絕緣性能好、耐油、耐高溫（能長期工作在-180-250℃）、耐腐蝕，號稱塑料之王，基本能夠滿足現(xiàn)場工況條件。將密封件和變壓器油更換后，電捕電暈極電壓剛投用時(shí)升到50千伏、電流450毫安，經(jīng)過一年多的運(yùn)行電捕電壓一直穩(wěn)定在45-50千伏之間，期間多次取絕緣箱變壓器油做絕緣耐壓試驗(yàn)都合格，證明絕緣箱內(nèi)變壓器油的泄露問題已經(jīng)解決，至此，困擾公司多時(shí)的生產(chǎn)和安全瓶頸得到消除。

[1]王麗華.《燃料與化工》.2002年6期.