چرا رسوب‌دهنده‌های الکترواستاتیک خراب می‌شوند و چگونه از آن جلوگیری کنیم؟

علل ریشه ای رسوب دهنده الکترواستاتیک خرابی (ESP) به پنج دسته اصلی تقسیم می‌شود: خطاهای سیستم الکتریکی، خرابی‌های مکانیکی راپینگ، توزیع ناهموار جریان گاز، خواص غیرعادی گرد و غبار، و خوردگی با نگهداری ناکافی. داده‌ها نشان می‌دهند که در بین خرابی‌های الکترود کرونا، 65 درصد به دلیل فرسایش الکتریکی، 15 درصد به دلیل تنش مکانیکی و 12 درصد به دلیل خوردگی شیمیایی است. در یک آزمایش طولانی مدت بر روی یک ESP چند لوله ای، راندمان جمع آوری تنها پس از 33 ساعت کار مداوم به حدود 82٪ کاهش یافت. با این حال، تعمیر و نگهداری پیشگیرانه سیستماتیک می تواند به طور کامل از این مشکلات جلوگیری کند - پس از تعمیرات اساسی و تنظیم، یک ESP پالایشگاه غلظت گرد و غبار خروجی را از 53.3 میلی گرم بر متر مکعب به 4.8 میلی گرم بر متر مکعب کاهش داد، بسیار کمتر از مقدار طراحی 30 میلی گرم در متر مکعب، و به مدت 2 سال بدون خطا کار کرد.

خرابی سیستم الکتریکی: برق ولتاژ بالا و مشکلات الکترود

سیستم الکتریکی "قلب" ESP است. مجموعه یکسو کننده ترانسفورماتور (T/R)، الکترودهای تخلیه و عایق ها بیشترین نقاط خرابی هستند.

شکست الکترود کرونا رایج ترین مشکل برق است. بر اساس تجزیه و تحلیل آماری داده های عملیاتی، توزیع علل خرابی در زیر نشان داده شده است:

این خرابی ها اغلب به اضافه ولتاژ، تعمیر و نگهداری ضعیف، عیوب ساخت/نصب، استفاده نادرست و نقص های طراحی مرتبط هستند.

خرابی مقره یکی دیگر از خطرات پنهان است. عایق های آسیب دیده باعث نشت ولتاژ بالا، فلاش اوور و حتی از بین رفتن تجهیزات می شوند. مسائل رایج شامل شکست حرارتی، پیری و آلودگی سطحی است. هنگامی که رطوبت وارد محفظه عایق می شود، ردیابی رخ می دهد که می تواند منجر به شکست کامل شود.

مشکلات مجموعه یکسو کننده ترانسفورماتور (T/R) اغلب شامل خطاهای یکسو کننده، پیری کنترلر، خوردگی اتصالات و خنک کننده ضعیف است. اگر به موقع تشخیص داده نشوند، به سرعت به از دست دادن کارایی و بیش از حد انتشار افزایش می یابد.

اقدامات پیشگیرانه

مصرف روزانه کیلوولت و میلی آمپر را برای هر میدان ثبت کنید. اگر توان کل یا تک میدان به میزان قابل توجهی کاهش یابد، فوراً بررسی کنید.

به طور منظم مخزن T/R را از نظر نشت روغن یا آسیب فیزیکی بازرسی کنید.

در طول خاموش شدن، روی تغییر شکل الکترود تخلیه، تشکیل صفحه و آلودگی عایق/فلاشور تمرکز کنید.

اطمینان حاصل کنید که سیم های تخلیه کاملاً در مرکز بین صفحات از بالا به پایین قرار دارند.

خرابی سیستم رپ: تعادل بین گرد و غبار و حباب مجدد

سیستم رپ به طور گسترده ای به عنوان شناخته شده است "خط نجات عملیات ESP" . وظیفه آن این است که به طور دوره ای صفحات جمع کننده و الکترودهای تخلیه را بکوبد تا گرد و غبار چسبیده به قیف بریزد.

عواقب شکست رپ شدید هستند:

تجمع بیش از حد گرد و غبار در صفحات جمع‌آوری منجر به کاهش جریان، افزایش ولتاژ و حباب مجدد به دلیل انتشار کنترل نشده گرد و غبار می‌شود.

گرد و غبار روی الکترودهای تخلیه، تشکیل تاج را سرکوب می کند - گرد و غبار با مقاومت کم، "قطر الکتریکی" الکترود را افزایش می دهد، در حالی که گرد و غبار با مقاومت بالا به طور کامل جریان را مسدود می کند.

یک خرابی رپر می تواند به طور قابل توجهی ورودی برق به بخش اتوبوس آسیب دیده را تغییر دهد.

بهینه سازی فرکانس رپ یک چالش حیاتی است: تند زدن بیش از حد مکرر باعث افزایش حباب مجدد گرد و غبار می شود، در حالی که تند زدن بسیار نادر منجر به تشکیل بیش از حد صفحه، ولتاژ میدان الکتریکی محدود و تشدید کرونا می شود. خطاهای سیستم رپ را می توان به صورت زیر طبقه بندی کرد:

رپ الکترومغناطیسی - مشکلات مربوط به منبع تغذیه، کنترل کننده، سیم کشی، شاتون ها و خود رپر.

رپ پنوماتیک - مشکلات تامین هوای فشرده، فیلترها، رگولاتورها، شیرهای برقی و اتصالات.

اقدامات پیشگیرانه

در حین کار مداوم، اپراتورها باید ضربات چکش واضح را بشنوند. اگر صدای رپ بخشی ناپدید شد، درخواست بازرسی فوری کنید.

چرخه و شدت رپ را بر اساس نتایج تست سرد تنظیم کنید.

حجم تخلیه خاکستر را کنترل کنید - اگر در حالی که پارامترهای کنترل بدون تغییر هستند، به طور قابل توجهی به زیر نرمال افت کرد، مشکوک به ناکافی بودن فرکانس رپ یا انرژی ضربه باشید.

به طور دوره ای سر چکش، بادامک، ارتفاع بالابر و سرعت چرخش را بررسی کنید.

توزیع ناهموار جریان گاز: قاتل کارایی نادیده گرفته شده

برای دستیابی به عملکرد بهینه ESP، گاز دودکش باید به طور یکنواخت در سطح مقطع عمودی توزیع شود . الگوی جریان در کانال بالادست به طور قابل توجهی بر توزیع گاز پایین دست در داخل محفظه ESP تأثیر می گذارد.

جریان غیر یکنواخت باعث مشکلات زیر می شود:

کاهش کارایی، افزایش مصرف انرژی و تمیز کردن مکرر صفحات جمع آوری.

بای پس گاز (اتصال کوتاه در اطراف ناحیه فعال ESP) به طور مستقیم بازده جمع آوری را کاهش می دهد.

کانال های گاز با سرعت بالا از جذب معمولی گرد و غبار جلوگیری می کنند و ممکن است باعث فرسایش اجزای داخلی شوند.

اقدامات پیشگیرانه

آزمایش‌های توزیع جریان (به عنوان مثال، تراورس لوله پیتوت) را در طول راه‌اندازی و پس از هر گونه اصلاح کانال انجام دهید.

صفحات یا پره های توزیع سوراخ دار را نصب و نگهداری کنید تا از پروفیل های سرعت یکنواخت اطمینان حاصل کنید.

به طور مرتب در صفحات توزیع که ممکن است الگوهای جریان را منحرف کنند، تجمع را بررسی کنید.

نظارت بر فشار دیفرانسیل در سراسر ESP. یک تغییر ناگهانی ممکن است نشان دهنده عدم توزیع جریان باشد.

مسائل مربوط به ویژگی گرد و غبار: مقاومت و چسبندگی

ویژگی های فیزیکی و شیمیایی گرد و غبار به طور مستقیم بر عملکرد ESP تأثیر می گذارد. گرد و غبار با مقاومت بالا (معمولاً >10¹⁰ Ω·cm) باعث ایجاد تاج پشتی می شود، جایی که بار انباشته شده نمی تواند نشت کند و منجر به جرقه زدن و فروپاشی کارایی می شود. گرد و غبار با مقاومت کم (<10⁸ Ω·cm) به راحتی دوباره جابجا می شود زیرا شارژ خیلی سریع از بین می رود.

گرد و غبار چسبنده یا مرطوب می تواند بین الکترودها پل بزند و باعث اتصال کوتاه شود، در حالی که گرد و غبار ساینده فرسایش الکترودها و صفحات را تسریع می کند.

اقدامات پیشگیرانه

تجزیه و تحلیل آزمایشگاهی نمونه های گرد و غبار را برای تعیین مقاومت، توزیع اندازه ذرات و ترکیب شیمیایی انجام دهید.

برای گرد و غبار با مقاومت بالا، تهویه گاز (مانند SO3 یا تزریق آمونیاک، مرطوب کردن) را برای مقاومت کمتر در نظر بگیرید.

شدت و فرکانس رپ را به طور خاص برای ویژگی های چسبندگی گرد و غبار تنظیم کنید.

اگر گرد و غبار ساینده وجود دارد، از مواد مقاوم در برابر سایش برای الکترودهای تخلیه استفاده کنید و فرکانس بازرسی را افزایش دهید.

خوردگی و نگهداری ناکافی: تخریب کننده های آهسته

قطعات داخلی ESP در معرض گازهای دودکش خورنده (SO2، HCl، HF، و غیره) و چرخه دما قرار دارند. خوردگی صفحات را نازک می کند، اتصالات الکترود را ضعیف می کند و زبری سطح را ایجاد می کند که باعث چسبندگی بیشتر گرد و غبار و نشت الکتریکی می شود.

تعمیر و نگهداری ناکافی تمام مشکلات فوق را تشکیل می دهد. یک برنامه بازرسی از بین رفته یا به تأخیر افتاده اجازه می دهد تا مسائل کوچک به شکست های بزرگ تبدیل شوند. به عنوان مثال، یک سوراخ کوچک در یک قیف می تواند منجر به نشت هوا شود، که گاز را خنک می کند و مقاومت را افزایش می دهد و باعث ایجاد کرونا می شود.

اقدامات پیشگیرانه

یک برنامه تعمیر و نگهداری دقیق و مستند که بازرسی های الکتریکی، مکانیکی و سازه ای را پوشش می دهد، تنظیم کنید.

از مواد مقاوم در برابر خوردگی (به عنوان مثال، فولاد ضد زنگ یا پوشش ها) برای قطعات مهم در محیط های تهاجمی استفاده کنید.

آب بندی و عایق قیف را برای جلوگیری از تراکم و نفوذ هوا بررسی کنید.

تصویربرداری حرارتی و تجزیه و تحلیل ارتعاش را در طول دورهای معمول انجام دهید تا علائم اولیه سایش یا ناهماهنگی را تشخیص دهید.

سیاهههای مربوط به تمام پارامترهای عملیاتی و اقدامات تعمیر و نگهداری را دقیق نگه دارید. تحلیل روند می تواند شکست ها را قبل از وقوع پیش بینی کند.

خلاصه: یک استراتژی پیشگیری فعال

برای به حداکثر رساندن قابلیت اطمینان ESP، یک را اتخاذ کنید استراتژی چهار ستونی :

نظارت در زمان واقعی - سطوح kV، mA، کدورت خروجی و خاکستر قیف را به طور مداوم دنبال کنید.

تشخیص های پیش بینی کننده - از تحلیل روند برای تشخیص بدتر شدن عملکرد الکتریکی یا رپ استفاده کنید.

بازرسی های خاموشی برنامه ریزی شده - حداقل دو بار در سال بازرسی های داخلی کامل را با تمرکز بر الکترودها، عایق ها و مکانیسم های رپ انجام دهید.

بهبود مستمر - فواصل نگهداری و تنظیمات عملیاتی را بر اساس خواص واقعی گرد و غبار و تغییرات فرآیند تنظیم کنید.

با چنین برنامه ای بسیاری از ESP های صنعتی به دست آورده اند بازدهی بیش از 99.5 درصد و بیش از 3 سال خدمات بدون مشکل ، ثابت می کند که شکست ها اجتناب ناپذیر نیستند - آنها قابل پیشگیری هستند.