CN103846163B - 一种低耗能绝缘子箱及电捕焦油装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种低耗能绝缘子箱及电捕焦油装置。该绝缘子箱通过硅胶绝缘子段、立式陶瓷绝缘子段、迷宫式电离段和罩式阻隔电离段4种分装置组合的方式，在所述硅胶绝缘子段内腔顶部设有悬挂点，在所述悬挂点悬挂有串联的硅胶绝缘子，且在所述硅胶绝缘子下端连接有向下延伸且依次穿过立式陶瓷绝缘子段、迷宫式电离段和罩式阻隔电离段内腔的拉杆。从根本上避免了电捕绝缘箱内因产生水汽、杂质等的聚集而造成的电捕绝缘击穿，进而取消了电捕运行时的连续加热和氮气保护。从而从根本上大幅降低蒸汽、电力、氮气等辅助能源的消耗，降低使用成本，可将能耗降低至原先的1%以下。同时通过对电晕丝的改进，大幅提高了电捕的使用周期。具有很好的推广价值和经济效益。

Description

一种低耗能绝缘子箱及电捕焦油装置

技术领域

本发明提供了一种可广泛应用于煤焦化行业，在煤气处理工序中对煤气内的杂质、焦油、液滴等进行电离捕捉的低耗能长寿命式电捕设备，以及在该设备中使用的绝缘子箱。

背景技术

在煤化工行业的煤气处理过程中，通常采用电捕焦油器对煤气中的杂质、焦油、液滴等进行高压电离，以此来净化煤气。

但在目前使用的电捕焦油器中，存在两个方面的问题，导致电捕焦油器的辅助耗能很高，辅助耗能主要来自于绝缘箱部分的辅助能耗，电捕使用寿命周期较短主要是高压放电击穿造成的。

由于电捕焦油器为高电压设备，因此如何确保正负极的有效绝缘，避免短路是电捕焦油器安全稳定的关键。

在常规的绝缘箱的设计中，为保证绝缘箱内绝缘子的的性能，通常采用两种办法进行运行时的连续保护。一是设置蒸汽套对绝缘箱进行加热，防止绝缘子结露导电；二是向内部通入氮气进行气体保护，防止杂质的聚集导电，然而这两种方法均需耗费大量的能源，也是辅助耗能的主要来源。

影响电捕焦油器使用寿命的第二个因素是电晕丝的断裂，在电捕的使用过程中，电捕会因为各种原因产生接地停机，而主要的原因是电晕丝的断裂，，因此如何保证电晕丝的长寿命直接关系到电捕的使用周期。通过长期观察和总结发现了其中的易断裂位置和原因，因此通过对其改进可以改善整机的运转周期。

发明内容

针对上述情况，本发明旨在提供一种低耗能长寿命式绝缘子箱，取消了传统电捕焦油器运行时必须连续对绝缘箱箱体进行加热、氮气防护的辅助加热措施，能耗大大降低，从而从根本上大幅降低蒸汽、电力、氮气等辅助能源的消耗，降低使用成本，可将能耗降低至原先的1%以下。同时提供一种具有这种绝缘子箱的电捕焦油器，并大幅提高电捕的使用周期。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案为：

一种低耗能绝缘子箱，包括竖向设置的且接地连接的筒体，所述筒体自上而下依次为硅胶绝缘子段、立式陶瓷绝缘子段、迷宫式电离段和罩式阻隔电离段，在所述硅胶绝缘子段内腔顶部设有悬挂点，在所述悬挂点悬挂有串联的硅胶绝缘子，且在所述硅胶绝缘子下端连接有向下延伸且依次穿过立式陶瓷绝缘子段、迷宫式电离段和罩式阻隔电离段内腔的拉杆，且在所述硅胶绝缘子段的筒体壁上设有检修人孔；在所述立式陶瓷绝缘子段中设有一水平隔板，且在所述水平隔板上设有一穿孔且在所述穿孔中卡放有沿竖向设置的立式陶瓷绝缘子套筒，在所述立式陶瓷绝缘子段的筒体壁上设有蒸汽辅助加热套和向内腔中充入氮气的氮气口；在所述迷宫式电离段的筒体内壁上设有若干喷水的冲洗喷头，在所述迷宫式电离段的筒体内壁和拉杆上分别设有彼此错位设置的水平板；在所述罩式阻隔电离段筒体底部出口下侧的拉杆上设有一个圆盘状的水平隔离罩，且在所述隔离罩上设有向上延伸的环状边沿，由于筒体是接地的，所以与筒体直接接触的部件上都不带电，拉杆与高压电连接，所以与拉杆接触的非绝缘类部件都是带高压电的。

进一步地，所述迷宫式电离段的筒体内壁上的水平板和拉杆上的水平板之间的有效电离间距为：100-150mm。

进一步地，水平隔离罩和罩式阻隔电离段筒体之间的有效电离距离是：100-150mm。

进一步地，所述水平隔离罩与拉杆配合处采用螺纹连接，使其上下位置可调。

电捕运行时，向上运行可能会进入绝缘箱的煤气首先被罩式阻隔电离装置进行阻隔，尽量减少了进入绝缘箱的煤气含量，进入的煤气量大大减少，从源头上进行保护；通过调节隔离罩与绝缘箱壁的距离，少量进入的煤气被水平隔离罩形成的电场进行一次电离，去除其中的部分液滴和杂质。随后，少量的散溢煤气进入迷宫式电离装置内，在带电的水平板处进行二次彻底电离，再次去除其中的大部分液滴、杂质等。最后，比较洁净的煤气进入立式陶瓷绝缘套筒区域。在整个绝缘箱内，能出现绝缘击穿的部分只有立式绝缘子，但由于最终达到这里的煤气比较洁净，可能存在的杂质非常微弱，且立式绝缘子防爬电距离较长，因此保证了电捕运行时的绝缘可靠性。同时，新型电捕的绝缘箱通过结构设计及附属装置，确保了电捕的维护简单，开停机等特殊状况的稳定。

一种电捕焦油装置，其特征在于，绝缘箱使用上述的低耗能绝缘子箱，且在电晕丝出蜂窝筒部分的电晕丝上增设锥形套管。

进一步地，所述的电捕焦油装置为管式电捕焦油器、蜂窝式焦油器或者同心圆式焦油器中的一种。

进一步地，所述锥形套管与电晕丝材质相同，且通过加压变形的方式固定在电晕丝上。

本发明的有益效果是：

（Ⅰ）本绝缘箱采用4种结构组合的方式，从根本上避免绝缘箱内产生水汽、杂质等的聚集造成电捕绝缘短路，进而取消电捕运行时的连续加热和氮气保护,从而从根本上大幅降低蒸汽、电力、氮气等辅助能源的消耗，降低使用成本。

（Ⅱ）电捕绝缘箱顶部采用串联吊挂式硅橡胶绝缘子，并对绝缘子进行全封闭，确保了绝缘子的绝缘性，同时消除了陶瓷绝缘子受力易损问题。

（Ⅲ）电捕绝缘箱中部的密封位置安装立式陶瓷绝缘子套筒，起到绝缘、密封的作用；同时极大增加了绝缘位置的闪络击穿距离；立式陶瓷绝缘子套筒不起支撑作用，无受力，因此避免了损坏。

（Ⅳ）电捕绝缘箱下部设置板片迷宫式电离结构，对进入绝缘箱内的煤气杂质进行电离，保证了绝缘箱内部的洁净。

（Ⅴ）电捕绝缘箱煤气入口处设置罩式阻隔电离水平罩，通过距离的调节，有效阻隔煤气的进入，并对进入的煤气进行一次电离除尘。

（Ⅵ）电捕绝缘箱内设置环形冲洗喷头，定期对迷宫电离段内进行清扫，有效保证绝缘箱内洁净。

（Ⅶ）电捕绝缘箱外设蒸汽及氮气辅助，作为电捕开停机及特殊操作时绝缘箱内压力变化的保护装置，改变了传统的必须在整个使用期间必须使用加热的要求，可将能耗降低至原先的1%以下。

（Ⅷ）新型电捕焦油器在使用上述绝缘箱的同时，在电晕丝的结构上进行改进，在晕丝出蜂窝筒部分增设锥形套管，增加电晕丝耐放电击打能力，保证了电晕丝的长寿命，具有很好的推广价值和经济效益。

附图说明

图1为绝缘子箱的全剖视图。

图2为电晕丝与蜂窝筒之间的关系示意图。

图3为蜂窝式电捕焦油器的结构示意图。

图4为蜂窝筒断面图。

图5为分气板的断面图。

图中：1筒体，11硅胶绝缘子段，111出气口，112检修人孔，113悬挂点，114硅胶绝缘子，12立式陶瓷绝缘子段，121水平隔板，122立式陶瓷绝缘子套筒，123蒸汽辅助加热套，124氮气口，13迷宫式电离段，131冲洗喷头，132水平板，132’水平板，14罩式阻隔电离段，2拉杆，21水平隔离罩，22环状边沿，3外壳，4沉淀极系统，5电晕丝，51锥形套管，6绝缘箱，7分气板，81上吊架，82下吊架。

具体实施方式

如图1所示，一种低耗能绝缘子箱，包括竖向设置的且接地连接的筒体1，所述筒体自上而下依次为硅胶绝缘子段11、立式陶瓷绝缘子段12、迷宫式电离段13和罩式阻隔电离段14。下面分别对其结构及进行描述。

硅胶绝缘子段11是由钢板制作的筒状壳体，顶部为出气口111，侧面设有检修人孔112，胶绝缘子段内腔顶部设有悬挂点113，在所述悬挂点悬挂有串联的三个硅胶绝缘子114，用于馈电。

在硅胶绝缘子下端连接有向下延伸且依次穿过立式陶瓷绝缘子段12、迷宫式电离段13和罩式阻隔电离段14内腔的拉杆2。

立式陶瓷绝缘子段12是由钢板制作的筒状壳体，且与上面的胶绝缘子段筒体使用螺栓进行连接，立式陶瓷绝缘子段顶部设有一水平隔板121，且在所述水平隔板的上设有一穿孔且在所述穿孔中卡放有沿竖向设置的立式陶瓷绝缘子套筒122，在立式陶瓷绝缘子套筒内部形成一个通道，且拉杆自该通道中穿过。在立式陶瓷绝缘子段12的筒体壁上设有蒸汽辅助加热套123和向内腔中充入氮气的氮气口124，作为电捕开停机及特殊操作时绝缘箱内压力变化的保护装置，其在正常电离期间是无需加热和氮气保护的，改变了传统的必须在整个使用期间必须使用加热的要求，可将能耗降低至原先的1%以下。

迷宫式电离段13是由钢板制作的筒状壳体，且与上侧的筒体使用螺栓进行连接，在迷宫式电离段的筒体内壁上部设有若干喷水的冲洗喷头131，在所述迷宫式电离段的筒体内壁和拉杆上分别设有彼此错位设置的水平板，由于拉杆2是高压电，所以与之连接的水平板132也是带高压电的。由于筒体是接地的，所以与筒体连接的水平板132’是不带电的。

罩式阻隔电离段14是由钢板制作的筒状壳体，且与上侧的筒体使用螺栓进行连接，在罩式阻隔电离段筒体底部出口下侧的拉杆2上设有一个圆盘状的水平隔离罩21，且在隔离罩上设有向上延伸的环状边沿22，形成盘状。

容易理解的，拉杆2及与拉杆直接相连的零件上带有高压电，筒体1及与筒体直接接触的零件上带有高压电，通过间隙的设置，使得向上运行可能会进入绝缘箱的煤气首先被罩式阻隔电离装置进行阻隔，进入的煤气量大大减少；通过调节隔离罩与绝缘箱壁的距离，少量进入的煤气被水平隔离罩形成的电场进行一次电离，去除部分液滴和杂质。随后，少量的散溢煤气进入迷宫式电离段内，在带电的水平板处进行二次彻底电离，去除其中的大部分液滴、杂质等。最后，比较洁净的煤气进入立式陶瓷绝缘套筒区域。

如图1至图5所示，下面以蜂窝式电捕焦油器为例进行详细的描述，它由下列部件组成：

一个直筒形外壳3，内设蜂窝状成轴向排列的沉淀极系统4，一套拉紧的导线作为电晕丝5。绝缘箱6位于设备的顶部，共三组，绝缘箱6作为高压电源接入点，通过拉杆2吊挂下方的吊架及电晕丝系统；另外还有仪表、控制供电和输电等辅助设备。同时，对电晕丝的下端进行了改进，且在电晕丝5出蜂窝筒部分的电晕丝上增设锥形套管51，该锥形套管51采用与电晕丝相同材料的的部件制作，且通过加压变形的方式固定在电晕丝上。

从高压发生器来的高压直流电流经高压电缆馈送给绝缘箱中放电系统的吊架，放电系统由绝缘箱中绝缘子支承。上吊架81及下吊架82用来确保每根电晕丝位于每个蜂窝空间的中心。

工作过程是这样的，含焦油雾的煤气经沉淀极下面外壳上的入口进入电捕焦油器带孔的分气板7将煤气均匀地分布。煤气通过蜂窝筒电极区时，在静电作用下煤气中的焦油雾滴被分离。大部分的较净煤气经上部的出口离开电捕焦油器。被分离出来的焦油雾滴沿着蜂窝状沉淀极内壁向下流动，从设备底部排出。少量的煤气会进入绝缘箱，发生如上述绝缘箱中的电极反应。

由于通过蜂窝筒后上行的煤气还含有杂质及水分，为防止煤气污染绝缘箱内绝缘子造成绝缘子的闪落击穿，绝缘箱内一般设置加热装置及氮气保护。本次专利的主要目的即为消除加热装置以及氮气的使用从而节能降耗，即在整个使用期间不需要加热和氮气保护，节能效果明显。同时，在电晕丝的结构上进行改进，在晕丝出蜂窝筒部分增设锥形套管，增加电晕丝耐放电击打能力，

上面所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域相关技术人员对本发明的各种变形和改进，均应扩如本发明权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (7)

1.一种低耗能绝缘子箱，包括竖向设置的且接地连接的筒体，其特征在于，所述筒体自上而下依次为硅胶绝缘子段、立式陶瓷绝缘子段、迷宫式电离段和罩式阻隔电离段，在所述硅胶绝缘子段内腔顶部设有悬挂点，在所述悬挂点悬挂有串联的硅胶绝缘子，且在所述硅胶绝缘子下端连接有向下延伸且依次穿过立式陶瓷绝缘子段、迷宫式电离段和罩式阻隔电离段内腔的拉杆，且在所述硅胶绝缘子段的筒体壁上设有检修人孔；在所述立式陶瓷绝缘子段中设有一水平隔板，且在所述水平隔板上设有一穿孔且在所述穿孔中卡放有沿竖向设置的立式陶瓷绝缘子套筒，在所述立式陶瓷绝缘子段的筒体壁上设有蒸汽辅助加热套和向内腔中充入氮气的氮气口；在所述迷宫式电离段的筒体内壁上设有若干喷水的冲洗喷头，在所述迷宫式电离段的筒体内壁和拉杆上分别设有彼此错位设置的水平板；在所述罩式阻隔电离段筒体底部出口下侧的拉杆上设有一个圆盘状的水平隔离罩，且在所述隔离罩上设有向上延伸的环状边沿。

2.根据权利要求1所述的一种低耗能绝缘子箱，其特征在于，所述迷宫式电离段的筒体内壁上的水平板和拉杆上的水平板之间的有效电离间距为：100-150mm。

3.根据权利要求1所述的一种低耗能绝缘子箱，其特征在于，水平隔离罩和罩式阻隔电离段筒体之间的有效电离距离是：100-150mm。

4.根据权利要求1所述的一种低耗能绝缘子箱，其特征在于，所述水平隔离罩与拉杆配合处采用螺纹连接，使其上下位置可调。

5.一种电捕焦油装置，绝缘箱位于电捕焦油装置的顶部，通过拉杆吊挂下方的吊架及电晕丝系统，其特征在于，所述绝缘箱为权利要求1至4中任意一项所述的一种低耗能绝缘子箱，且在电晕丝出蜂窝筒部分的电晕丝上增设锥形套管。

6.根据权利要求5所述的一种电捕焦油装置，其特征在于，所述的电捕焦油装置为蜂窝式电捕焦油器。

7.根据权利要求5所述的一种电捕焦油装置，其特征在于，所述锥形套管与电晕丝材质相同，且通过加压变形的方式固定在电晕丝上。