（国电科学技术研究院有限公司银川分公司）
摘要：大气颗粒物脱除技术发展至今已经从最基本最原始的机械除尘技术发展衍生出了不同的门类，包括袋式除尘技术、电除尘技术、湿电技术等。本文重点研究了湿式电除尘器与烟道的密封连接问题。
关键词：湿式电除尘器；烟道密封；连接
目前，湿式电除尘器接触烟气设备分别是导电玻璃钢阳极模块、阴极线组件、双相不锈钢框架。这些设备均有较强的耐腐蚀性，运行中不需做防腐处理，而支撑梁和烟道多为碳钢材料制作。碳钢材料需要防腐处理，表面上有时使用玻璃鳞片涂层防腐，有时使用胶板防腐。这些材料之间的连接问题非常复杂，因此造成了许多工程实践中的渗漏问题。本文分析了渗漏问题的原因以及解决方法。
1玻璃钢制件本体渗漏原因分析
现象描述：湿除工程玻璃钢制件主要包括阳极模块和烟道两部分。手糊工艺制备的阳极模块都出现了不同程度的渗漏。拉挤工艺制备的阳极模块没有出现本体渗漏情况。烟道本体出现渗漏的情况相对较少，比较特殊的是在加强筋处有液体滴出。
（1）原因分析一：玻璃钢主要由玻璃纤维和树脂组成。玻璃纤维是增强相，提供强度。树脂是连续相，提供载荷传递的作用。因此，玻璃钢的密封主要由树脂的数量和固化性能决定，另外受宏观缺陷的影响，比如裂纹、孔洞、白斑等。一般来说树脂的数量越多，密封性越好。树脂的固化性能，主要指可溶物含量和固化度。可溶物含量越低，固化度越高，树脂的固化性能越好，树脂耐化学介质性能越好。如果树脂耐化学介质的性能不好，无论树脂量再多，也会出现渗漏。以手糊工艺和拉挤工艺为例，手糊工艺的树脂含量一般在60%左右，拉挤工艺的树脂含量一般在30%左右，相差很大。一般认为，手糊工艺的密封和防腐性能要远远优于拉挤工艺。但实际情况往往相反，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。
（2）原因分析二：树脂固化性能不好包含两部分原因，一是材料问题，材料自身导致固化不良。一是固化工艺条件不受控，导致固化不良。
（3）原因分析三：材料问题主要与树脂、固化剂和填料有关。因为树脂成本占玻璃钢整体成本比例较大，因此以劣充优等现象很多出现。环氧乙烯基酯树脂的粘结性、耐老化性、防腐性能和机械性能远高于不饱和树脂，价格也高一倍左右。为了降低成本，有些厂商弄虚作假，使用不同类型产品或者同种类型的劣质产品，代替技术协议里的指定产品。固化剂也存在类似情况。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。填料也对固化性能产生影响，比如炭黑会减慢固化速度和降低固化程度。树脂质量差和固化剂质量差导致可溶物含量高，固化度低，硬度低，最终导致耐化学介质性能差，出现渗漏。
（4）原因分析五：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。裂纹问题主要与安装有关。无论是阳极模块还是烟道，都是拼装而成。由于制造误差较大，拼装时需要用机械力就位，导致玻璃钢元件受损，玻璃钢加强筋处漏水是典型。
（5）修补措施分析：无论是耐化学介质性能差还是宏观缺陷造成的渗漏，都形成了通道。这种通道的长度以及流动速度，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，流痕的确也有长有短。初步判断，流痕长的是耐化学介质性能差造成的，流痕短的是宏观缺陷造成的。对于宏观缺陷造成的，可以进行局部打磨甚至打穿，进行修补。耐化学介质性能差造成的，可以采用打磨，密封，加压注入树脂的方法进行修补。
2阳极模块之间连接处渗漏
现象描述：阳极模块上下都有法兰翻边，两个模块齐高，法兰翻边外沿间有300左右的缝隙.该处缝隙的密封往往采用玻璃钢平板进行粘结密封。在平板与两个法兰边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。
（1）原因分析一：玻璃钢平板与法兰翻边形成几字形连接。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆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。由于法兰翻边自身的平面度以及法兰翻边之间的平面度都处于不可控状态，初步估计最大误差级别在厘米级别。所以玻璃钢平板与法兰翻边的接触面的法向压力不均匀，接触面的粘结剂的厚度也不均匀。
（2）原因分析二：压力的不均匀导致接触面的粘结力不均匀和粘结剂的厚度不均匀，导致粘结剂的承受压力不均匀，进而导致粘结剂自身的致密性不均匀，强度也不均匀，因此，在汽室内部压力的作用下，产生较大的剥离应力，在粘结力较小的部位可能出现泄漏。
（3）原因分析三：密封面与加载力处于垂直状态时，剥离应力是失效原因，剪应力不是失效原因。在测试硬质材料粘结强度时，测试的都是平面搭接的抗剪力，而抗剪力在几字形搭接时并不适用。
（4）原因分析四：阳极模块的安装形式不一致，有些是靠重力坐在基础上，有些是腰部挂在基础上，有些是头部吊在基础上。不一样的安装方式带来不一样的应力状态。尤其是对上下法兰的连接的影响不一致。比如北仑，是坐在基础上的，下部的晃动较小，下部法兰连接就相对安全。这种影响主要是两个模块的晃动不一致，在连接处产生扭力，因而在薄弱处产生实效和渗漏。
（6）措施分析：首先考虑改变几字形连接形式，比如双几字形等。其次调整密封板与法兰翻边的粘结剂性能，采用柔性防腐耐温材料进行粘结。再次，改变密封板的截面结构，采用变厚度结构。
3阳极模块与围壳连接处渗漏
现象描述：阳极模块与围壳之间的连接与阳极模块之间的连接有以下几个不同点：前者之间的连接方位是90度，后者是0度；前者可能是玻璃钢与钢，也可能是玻璃钢与玻璃钢钢之间的连接，后者只有玻璃钢与玻璃钢的连接；前者连接双方的变形差异很大，后者连接双方的变形差异相对较小。阳极模块与围壳之间缝隙的密封一般采用玻璃钢90度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。
（1）原因分析一：与阳极模块之间的连接形式类似，玻璃钢弧形板与法兰翻边也是形成几字形连接。几字形连接的特点如前所述，容易剥离失效。法兰翻边自身的平面度以及围壳板的直线度处于不可控状态，初步估计最大误差级别在厘米级别。所以玻璃钢糊形板与法兰翻边以及围壳板的接触面的法向压力不均匀，接触面的粘结剂的厚度也不均匀。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）原因分析二：阳极模块与围壳之间的连接的特点之一是两块90度位置的平板进行连接。除了分析一的形状误差导致的失效外，位置误差导致的失效也是重要原因。如前所述90度弧形板连接的是两块相对关系是90度的平板，由于三件部件都是分别制造和安装，如果相互位置不是90度，或与90度相差很多，那么弧形板与法兰和围壳之间的接触力就不均匀，加之处于不利应力状态（剥离应力），很容易出现失效和渗漏。
（3）原因分析三：由于围壳板很薄，在汽室内压的作用下现场观察围壳板的变形要远大于阳极模块法兰的变形。安装形式不一致，有些是靠重力坐在基础上，有些是腰部挂在基础上，有些是头部吊在基础上。不一样的安装方式带来不一样的应力状态。尤其是对上下法兰的连接的影响不一致。比如北仑，是坐在基础上的，下部的晃动较小，下部法兰连接就相对安全。这种影响主要是两个模块的晃动不一致，在连接处产生扭力，因而在薄弱处产生实效和渗漏。
（4）措施分析：首先考虑改变几字形连接形式，比如双几字形等。其次调整密封板与法兰翻边的粘结剂性能，采用柔性防腐耐温材料进行粘结，并分别考虑玻璃钢与玻璃钢的连接材料，玻璃钢与钢衬胶的连接材料，玻璃钢与钢衬玻璃鳞片的连接材料。再次，改变密封板的截面结构，采用变厚度结构。
参考文献：
[1]姜雨泽，宋荣杰．火电厂除尘技术的发展动态研究[J]．环境科学与技术，2008，38（8）：59-64.
[2]赵琴霞，陈招妹，周超炯，等. 湿式电除尘技术及其在电厂的应用前景探讨[J]. 电力科技与环保. 2012（04）.
论文作者:王耀挺
论文发表刊物:《电力设备》2018年第30期
论文发表时间:2019/3/27
标签：玻璃钢论文; 阳极论文; 法兰论文; 模块论文; 树脂论文; 原因论文; 性能论文; 《电力设备》2018年第30期论文;