一种耐高温电除尘器穿墙套管及云母管制备方法与流程

1.本发明涉及高温静电除尘器技术领域，更具体的涉及一种耐高温电除尘器穿墙套管及云母管制备方法。


背景技术：

2.电除尘器是用于工业烟尘高效脱除的现代化环保设备，其应用领域广泛，适用性强的特点得到行业一致认可。如燃煤电厂﹑水泥回转窑等烟气温度一般在150℃左右，而冶金﹑化工等行业为防止酸雾冷凝，烟气温度需控制在300℃以上，焦化厂的焦化炉因翻边﹑冒顶等将烟气温度常保持在400℃以上，当今煤热解高温除尘更是为了得到高品质煤焦油将电除尘器运行温度提升至500℃以上，对电除尘器高效运行提出了更严格的要求。
3.绝缘子是建立和维持电除尘器高压电场的关键部件，其中穿墙套管绝缘子更是将高压引入电除尘器的必备结构。电除尘器穿墙套管现已广泛采用50瓷(al2o3含量达到50％)穿墙套管，烟气条件恶劣的选用95瓷(al2o3含量达到95％)，而随着煤热解等行业的需求，电除尘器处理烟气温度达到500℃以上，95瓷穿墙套管在结构上存在问题，引起瓷管开裂，电除尘器面临停机检修的风险。
4.常规电除尘器用穿墙套管结构为整体瓷结构，中间留有贯通孔，贯通孔内插导电杆，多数为螺杆，两端用开有螺栓孔的钢板和端部瓷面接触，螺栓两端紧固，瓷身与第一法兰用水泥浆胶结。瓷绝缘子虽能耐受1000℃以上高温，但由于自身脆性大，抗热震性差，不能承受高温电除尘器绝缘子室(500℃左右)与隔离开关柜(环境温度)间的大温差，导致瓷绝缘子因热应力开裂。同时高温条件下第一法兰﹑水泥浆与瓷身间因热膨胀导致密封效果丧失，高温端气体泄露并冷凝，耐电强度低的气体及吸附在绝缘子表面的水雾的局部电场达到起始电晕场强时，形成局部电晕放电。另外高温条件下，导电杆与瓷绝缘子膨胀系数不同，两端螺栓压紧的钢板与瓷端面出现缝隙，高温气体进入瓷管内腔，也会引起不同程度的电晕放电，最终导致瓷绝缘子开裂，电除尘器停机。
5.综上所述，现有的瓷绝缘子由于自身脆性大，抗热震性差，瓷绝缘子存在因热应力而开裂，或因结构局部电晕放电造成绝缘老化导致的瓷绝缘子开裂，进而导致电除尘停机的问题。


技术实现要素：

6.本发明实施例提供一种耐高温电除尘器穿墙套管及云母管制备方法，解决现有瓷绝缘子由于自身脆性大，抗热震性差，瓷绝缘子存在因热应力而开裂，或因结构局部电晕放电造成绝缘老化导致的瓷绝缘子开裂，进而导致电除尘停机的问题。
7.本发明实施例提供一种耐高温电除尘器穿墙套管，包括：
8.云母管，其为圆环状，内侧设置导电杆，外侧依次设置绝缘隔热层和陶瓷外层，其中，所述绝缘隔热层和所述陶瓷外层均为圆环状；
9.陶瓷外层，其外层设置低温端绝缘瓷管和高温端绝缘瓷管，且所述低温端绝缘瓷
管和高温端绝缘瓷管之间设置连接座；
10.连接座，其用于连接穿墙套管与壳体。
11.优选地，所述连接座包括第一法兰和压板；
12.所述高温端绝缘瓷管与所述低温端绝缘瓷管相邻的一端为设置外凸台阶，所述高温端绝缘瓷管远离陶瓷外层的一侧与所述第一法兰相接触，且外凸台阶延伸至所述第一法兰和所述压板之间；
13.所述低温端绝缘瓷管与所述高温端绝缘瓷管相邻的一端表面光滑，其远离陶瓷外层的一侧与所述压板相接触，且所述压板位于所述高温端绝缘瓷管与所述低温端绝缘瓷管之间。
14.优选地，还包括第一紫铜密封垫；
15.所述高温端绝缘瓷管的外凸台阶与所述第一法兰之间、与所述压板之间设置所述第一紫铜密封垫。
16.优选地，还包括第一压紧螺栓；
17.所述第一法兰为台阶状，在其2/3半径处开设置多个贯穿螺栓孔，1/2半径处开设置多个压紧螺栓孔，所述贯穿螺栓孔、所述压紧螺栓孔均与第一法兰同心圆设置；
18.所述压板包括压板法兰和钢管，所述压板法兰和所述钢管同心设置，所述压板法兰上设置多个压板贯穿压紧螺栓孔，所述第一压紧螺栓穿过所述压板贯穿压紧螺栓孔与所述压紧螺栓孔固定。
19.优选地，所述高温端绝缘瓷管与所述低温端绝缘瓷管为95瓷；
20.所述高温端绝缘瓷管外表面设置伞裙。
21.优选地，所述导电杆为304不锈钢管，其表面光滑；
22.所述导电杆的两端均延伸至所述云母管的外侧，且延伸端设置外螺纹；其中，所述外螺纹的长度为20cm。
23.优选地，还包括第一螺栓，第一钢板，第二钢板和第二紫铜密封垫；
24.所述导电杆的两端设置所述第二钢板，所述第二钢板的厚度为3mm；
25.所述第二紫铜密封垫设置在所述第一钢板的内侧，且远离所述第一钢板的一侧与所述云母管、绝缘隔热层、陶瓷外层和所述低温端绝缘瓷管或高温端绝缘瓷管的端面相接触；
26.所述第一螺栓通过所述导电杆上的外螺纹设置在所述导电杆上，并与所述第一钢板的外侧相接触。
27.优选地，所述绝缘隔热层介质为真空或六氟化硫气体。
28.本发明实施例提供云母管制备方法，应用于上述耐高温电除尘器穿墙套管，包括：
29.将白云母纸浸渍浓度8％-12％的有机硅树脂粘结剂，干燥得到第一涂层白云母纸；
30.在第一涂层白云母纸的表面涂抹无机盐类粘结剂，干燥得到第二涂层白云母纸；
31.将回潮处理的第二涂层白云母纸围绕导电杆卷制成初始云母管，将云母初始管放置在烤箱内固化处理；
32.在固化处理后的云母初始管上喷附浓度15％-20％的有机硅树脂粘结剂，得到云母管。
33.优选地，所述固化处理包括：
34.在50℃或室温下，将云母初始管送入烘箱，匀速升温至200℃；在200℃条件下，保持3小时；
35.将烘箱温度从200℃匀速升温至250℃，在250℃条件下，保持3小时；
36.将烘箱温度从250℃匀速升温至300℃，在300℃条件下，保持2小时；
37.将烘箱温度从300℃匀速升温至350℃，在350℃条件下，保持2小时；
38.将烘箱温度从350℃匀速降温至50℃或室温，得到固化处理后的云母初始管。
39.本发明实施例提供一种耐高温电除尘器穿墙套管及云母管制备方法，该耐高温电除尘器穿墙套管包括：云母管，其为圆环状，内侧设置导电杆，外侧依次设置绝缘隔热层和陶瓷外层，其中，所述绝缘隔热层和所述陶瓷外层均为圆环状；陶瓷外层，其外层设置低温端绝缘瓷管和高温端绝缘瓷管，且所述低温端绝缘瓷管和高温端绝缘瓷管之间设置连接座；连接座，其用于连接穿墙套管与壳体。云母管耐高温差耐高压，陶瓷外层分段布置低温端绝缘瓷管和高温端绝缘瓷管，克服了一体化瓷管处于高温差条件下抗震性差的技术性能，云母管直接包附导电杆，且导电杆两端头用钢板满焊，杜绝了高温气体进入云母内腔，瓷管端面与第一法兰﹑压板间接触面选用紫铜密封垫进行高效密封，可有效防止高温气体进入绝缘隔热层。本发明实施例提供耐高温电除尘器穿墙套管可满足110vk电压等级，高温端500℃﹑低温端环境温度的高温差环境，适用于电除尘器更高的运行要求。该耐高温电除尘器穿墙套解决了现有瓷绝缘子由于自身脆性大，抗热震性差，瓷绝缘子存在因热应力而开裂，或因结构局部电晕放电造成绝缘老化导致的瓷绝缘子开裂，进而导致电除尘停机的问题。
附图说明
40.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
41.图1是本发明实施例提供的一种耐高温电除尘器穿墙套管结构示意图；
42.图2是本发明实施例提供的图1c向剖视示意图；
43.图3是本发明实施例提供的连接座结构示意图；
44.图4是本发明实施例提供的图1d部分放大示意图；
45.图5a是本发明实施例提供的第一法兰座第一法兰结构示意图；
46.图5b是本发明实施例提供的与图5a对应的第一法兰座第一法兰结构a向示意图
47.图6a是本发明实施例提供的压板结构示意图；
48.图6b是本发明实施例提供的与图6a对应的压板b向示意图；
49.其中：1云母管，2导电杆，3绝缘隔热层，5连接座，6第一螺栓，7第一钢板，8第二紫铜密封垫，2-1第二钢板，4-1高温端绝缘瓷管，4-2低温端绝缘瓷管，5-1第一法兰，5-2压板，5-3第一紫铜密封垫，5-4第一压紧螺栓，5-1-1贯穿螺栓孔，5-1-2第一压紧螺栓孔，5-2-1压板法兰，5-2-2钢管，5-2-3第二压紧螺栓孔。
具体实施方式
50.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
51.图1是本发明实施例提供的一种耐高温电除尘器穿墙套管结构示意图；图2是本发明实施例提供的图1c向剖视示意图；图3是本发明实施例提供的连接座结构示意图；图4是本发明实施例提供的图1d部分放大示意图；图5a是本发明实施例提供的第一法兰座第一法兰结构示意图；图5b是本发明实施例提供的与图5a对应的第一法兰座第一法兰结构a向示意图图6a是本发明实施例提供的压板结构示意图；图6b是本发明实施例提供的与图6a对应的压板b向示意图；以下结合图1～图6b，详细介绍本发明实施例提供的耐高温电除尘器穿墙套管。
52.如图1和图2所示，本发明实施例提供的一种耐高温电除尘器穿墙套管，其从内至外，依次包括导电杆2，云母管1，绝缘隔热层3，陶瓷外层；进一步地，在陶瓷外层分别设置有低温端绝缘瓷管4-2和高温端绝缘瓷管4-1。
53.在实际应用中，由于高温电除尘器绝缘子室与隔离开关柜间存在比较大的温差，由于瓷绝缘子自身脆性大，抗热震性差，在高温差环境中，容易导致瓷绝缘子因热应力开裂的问题，在本发明实施例中，为了解决上述问题，优选的，将设置在陶瓷外层的绝缘瓷管分为低温端绝缘瓷管4-2和高温端绝缘瓷管4-1，克服了一体化绝缘瓷管处于高温差条件下抗震性差的技术问题。
54.进一步地，为了能够将耐高温电除尘器穿墙套管设置在壳体上，优选的，在低温端绝缘瓷管4-2和高温端绝缘瓷管4-1的连接端设置连接座5，通过该连接座5，一方面将低温端绝缘瓷管4-2和高温端绝缘瓷管4-1进行连接，另一方面可以方便的将耐高温电除尘器穿墙套管设置在壳体上。
55.本发明实施例提供的耐高温电除尘器穿墙套管，云母管1耐高温差耐高压，陶瓷外层分段布置低温端绝缘瓷管4-2和高温端绝缘瓷管4-1，克服了一体化绝缘瓷管处于高温差条件下抗震性差的技术问题。该耐高温电除尘器穿墙套解决了现有瓷绝缘子由于自身脆性大，抗热震性差，瓷绝缘子存在因热应力而开裂、形成局部电晕放电，瓷绝缘子开裂，而导致电除尘停机的问题。
56.示例地，如图3所示，该连接座5包括第一法兰5-1和压板5-2，具体地，高温端绝缘瓷管4-1与低温端绝缘瓷管4-2相邻的一端为设置外凸台阶，高温端绝缘瓷管4-1远离陶瓷外层的一侧与第一法兰5-1相接触，且外凸台阶延伸至所述第一法兰5-1和压板5-2之间。在实际应用中，为了能够提高密封性，优选地，还包括第一紫铜密封垫5-3，在高温端绝缘瓷管4-1的外凸台阶与第一法兰5-1之间设置第一紫铜密封垫5-3，相应地，在在高温端绝缘瓷管4-1的外凸台阶压板5-2之间也设置第一紫铜密封垫5-3。
57.进一步地，低温端绝缘瓷管4-2与高温端绝缘瓷管4-1相邻的一端表面光滑，低温端绝缘瓷管4-2远离陶瓷外层的一侧与压板5-2相接触，且压板5-2位于高温端绝缘瓷管4-1与低温端绝缘瓷管4-2之间，即压板5-2地一侧与低温端绝缘瓷管4-2的一端相邻，另一侧与高温端绝缘瓷管4-1的外凸台阶相邻。
58.进一步地，如图5a和5b所示，连接座5包括的第一法兰5-1为台阶状，在第一法兰5-1的2/3半径处开设置4个贯穿螺栓孔5-1-1，第一法兰5-1的1/2半径处开设置4个第一压紧螺栓孔5-1-2，如图5b所示，贯穿螺栓孔5-1-1、第一压紧螺栓孔5-1-2均与第一法兰5-1同心圆设置。
59.连接座5还包括第一压紧螺栓5-4。进一步地，连接座5包括的第一法兰5-1为台阶状，在其2/3半径处开设置4个贯穿螺栓孔5-1-1，1/2半径处开设置4个第一压紧螺栓孔5-1-2，其中，贯穿螺栓孔5-1-1、第一压紧螺栓孔5-1-2均与第一法兰5-1同心圆设置。
60.如图6a和6b所示，连接座5包括的压板5-2，其由压板法兰5-2-1和钢管5-2-2组成，且压板法兰5-2-1和钢管5-2-2同心设置，进一步地，在压板法兰5-2-1上设置有4个第二压紧螺栓孔5-2-3。
61.进一步地，如图3所示，第一压紧螺栓5-4穿过第二压紧螺栓孔5-2-3与第一压紧螺栓孔5-1-2固定。
62.示例地，本发明实施例提供的高温端绝缘瓷管4-1与低温端绝缘瓷管4-2的组成材料为95瓷，其端面磨光处理，表面光滑，无毛刺、划痕、擦伤等表面缺陷，需要说明的是，高温端绝缘瓷管4-1与低温端绝缘瓷管4-2的端面可以存在
±
0.2mm偏差。
63.进一步地，在高温端绝缘瓷管4-1的外表面还设置有满足工作电压爬电距离的伞裙。
64.示例地，该导电杆2的材料为304不锈钢管，其表面通过抛光处理，呈光滑表面；进一步地，导电杆2的两端均延伸至云母管1的外侧，且延伸端设置外螺纹，在实际应用中，外螺纹的长度为20cm。
65.示例地，该耐高温电除尘器穿墙套管还包括第一螺栓6，第一钢板7，第二钢板2-1和第二紫铜密封垫8；
66.具体地，在导电杆2的两端设置第二钢板2-1，具体地，3mm厚的第二钢板2-1满焊在导电杆2的端头。
67.第二紫铜密封垫8设置在第一钢板7的内侧，且远离第一钢板7的一侧与云母管1、绝缘隔热层3、陶瓷外层和低温端绝缘瓷管4-2或高温端绝缘瓷管4-1的端面相接触，第一螺栓6通过导电杆2上的外螺纹设置在导电杆2上，并与第一钢板7的外侧相接触；即通过第一螺栓6将第一钢板7和第二紫铜密封垫8固定在云母管1、绝缘隔热层3、陶瓷外层和低温端绝缘瓷管4-2或高温端绝缘瓷管4-1的端面上，从而形成耐高温电除尘器穿墙套管。
68.需要说明的是，本发明实施例提供的耐高温电除尘器穿墙套管，其包括的绝缘隔热层3介质为真空或六氟化硫气体。本发明实施例提供第一紫铜密封垫5-3和第二紫铜密封垫8，其表面光滑，无毛刺、划痕、擦伤等表面缺陷，在实际应用中，其表面允许存在
±
0.2mm的偏差。
69.本发明实施例还提供云母管的制备方法，其应用于上述耐高温电除尘器穿墙套管，其制备方法包括以下步骤：
70.步骤1，将白云母纸浸渍浓度8％-12％的有机硅树脂粘结剂，干燥得到第一涂层白云母纸；
71.步骤2，在第一涂层白云母纸的表面涂抹无机盐类粘结剂，干燥得到第二涂层白云母纸；
72.步骤3，将回潮处理的第二涂层白云母纸围绕导电杆卷制成初始云母管，将云母初始管放置在烤箱内固化处理；
73.步骤4，在固化处理后的云母初始管上喷附浓度15％-20％的有机硅树脂粘结剂，得到云母管。
74.在本发明实施例中，喷附高浓度有机硅树脂涂层可有效隔离外部环境与初始云母管接触，从而可以提升云母管的耐候性能。
75.在步骤3中，固化处理包括：
76.在50℃或室温下，将云母初始管送入烘箱，匀速升温至200℃；在200℃条件下，保持3小时；
77.将烘箱温度从200℃匀速升温至250℃，在250℃条件下，保持3小时；
78.将烘箱温度从250℃匀速升温至300℃，在300℃条件下，保持2小时；
79.将烘箱温度从300℃匀速升温至350℃，在350℃条件下，保持2小时；
80.将烘箱温度从350℃匀速降温至50℃或室温，得到固化处理后的云母初始管。
81.综上所述，本发明实施例提供一种耐高温电除尘器穿墙套管及云母管制备方法，该耐高温电除尘器穿墙套管包括：云母管，其为圆环状，内侧设置导电杆，外侧依次设置绝缘隔热层和陶瓷外层，其中，所述绝缘隔热层和所述陶瓷外层均为圆环状；陶瓷外层，其外层设置低温端绝缘瓷管和高温端绝缘瓷管，且所述低温端绝缘瓷管和高温端绝缘瓷管之间设置连接座；连接座，其用于连接穿墙套管与壳体。云母管耐高温差耐高压，陶瓷外层分段布置低温端绝缘瓷管和高温端绝缘瓷管，克服了一体化瓷管处于高温差条件下抗震性差的技术性能，云母管直接包附导电杆，且导电杆两端头用钢板满焊，杜绝了高温气体进入云母内腔，瓷管端面与第一法兰﹑压板间接触面选用紫铜密封垫进行高效密封，可有效防止高温气体进入绝缘隔热层。本发明实施例提供耐高温电除尘器穿墙套管可满足110vk电压等级，高温端500℃﹑低温端环境温度的高温差环境，适用于电除尘器更高的运行要求。该耐高温电除尘器穿墙套解决了现有瓷绝缘子由于自身脆性大，抗热震性差，瓷绝缘子存在因热应力而开裂，或因结构局部电晕放电长期造成绝缘老化导致的瓷绝缘子开裂，进而导致电除尘停机的问题。
82.尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
83.显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。