(內(nèi)蒙古吉蘭泰堿業(yè)有限公司，內(nèi)蒙古阿拉善盟 750333)

吉蘭泰堿廠自備電廠裝備有三臺(tái)6 000 kW抽汽凝汽式汽輪發(fā)電機(jī)組，發(fā)電機(jī)出線電壓為6.3 kV，6.3 kV母線為單母線分段接線，1#、2#發(fā)電機(jī)接6.3 kV Ⅰ段母線、3#發(fā)電機(jī)接6.3 kV Ⅱ段母線，正常生產(chǎn)情況下發(fā)電機(jī)組全部開(kāi)啟與電網(wǎng)系統(tǒng)解列孤網(wǎng)運(yùn)行?；どa(chǎn)系統(tǒng)裝設(shè)四臺(tái)6 kV、1 300 kW的螺桿壓縮機(jī)，這也是純堿廠最大的單臺(tái)用電設(shè)備，正常生產(chǎn)期間四臺(tái)全部運(yùn)行。化工生產(chǎn)線的供電由發(fā)電機(jī)電壓母線6.3 kV Ⅰ、Ⅱ段供給生產(chǎn)裝置6 kV高壓配電室，然后由高壓配電室輸送到各個(gè)生產(chǎn)工藝車間，其中四臺(tái)螺桿壓縮機(jī)分別由生產(chǎn)裝置高壓配電室6 kV Ⅰ、Ⅱ段母線直接供給。

自備電廠正常生產(chǎn)期間總發(fā)電負(fù)荷約15 500 kW/h，化工生產(chǎn)裝置用電負(fù)荷約8 000 kW/h左右，其中螺桿壓縮機(jī)用電負(fù)荷為1 300 kW×4臺(tái)=5 200 kW。由此可見(jiàn)，化工生產(chǎn)線的用電負(fù)荷設(shè)備主要是螺桿壓縮機(jī)。

1 改造前的實(shí)際運(yùn)行情況

1.1 壓縮機(jī)的控制操作情況

壓縮機(jī)控制操作的啟停開(kāi)關(guān)設(shè)置在壓縮機(jī)現(xiàn)場(chǎng)控制柜上，其次在配電室開(kāi)關(guān)柜上也可進(jìn)行壓縮機(jī)的分合閘操作(但只能進(jìn)行開(kāi)關(guān)的分合閘試驗(yàn))。平時(shí)壓縮機(jī)的正常啟停操作都在現(xiàn)場(chǎng)控制柜上進(jìn)行，其它地方是沒(méi)有壓縮機(jī)啟?？刂蒲b置的。

1.2 自備電廠運(yùn)行情況

正常生產(chǎn)期間自備電廠三臺(tái)鍋爐、三臺(tái)汽輪發(fā)電機(jī)組全部運(yùn)行，供給化工生產(chǎn)所用的中壓蒸汽和質(zhì)量合格的電能。發(fā)電機(jī)組按照電業(yè)局調(diào)度協(xié)議的規(guī)定，正常運(yùn)行不能并入電網(wǎng)系統(tǒng)，自備電廠整體處于孤立運(yùn)行狀態(tài)。在遇到設(shè)備發(fā)生故障，如果事故導(dǎo)致發(fā)電機(jī)組全部停運(yùn)，自備電廠將沒(méi)有備用啟動(dòng)電源，同時(shí)還會(huì)造成鍋爐干鍋、汽輪機(jī)沒(méi)有盤車電源等的嚴(yán)重事故。

1.3 存在的問(wèn)題

純堿廠自備電廠在運(yùn)行當(dāng)中鍋爐、汽輪機(jī)、發(fā)電機(jī)或配電系統(tǒng)會(huì)出現(xiàn)故障，當(dāng)發(fā)生故障為了確保完好機(jī)組的安全運(yùn)行，會(huì)采取緊急限電負(fù)荷的方式來(lái)防止事故的擴(kuò)大，以確保自備電廠廠用電的安全。

此前，一般采取從發(fā)電機(jī)控制室直接拉斷生產(chǎn)裝置的方式來(lái)限電負(fù)荷，此種處理方式造成化工生產(chǎn)全線失電，化工裝置中一些中間物料停留在管道或塔中(如：蒸氨塔、碳化塔)不能置換出來(lái)；窯氣不能及時(shí)排放出來(lái)，不僅造成物料的浪費(fèi)、危及操作人員的人身安全，而且影響生產(chǎn)設(shè)施的使用壽命?；ぞ€在恢復(fù)生產(chǎn)前，需要排空裝置中的物料和管道中的廢液，排出來(lái)物料和廢液對(duì)環(huán)境的污染也是相當(dāng)嚴(yán)重的。

如果發(fā)生事故不采取積極有效的應(yīng)對(duì)措施，甚至對(duì)事故處理不及時(shí)，還會(huì)造成全廠失電的重大事故，對(duì)一些大型設(shè)備的損傷是相當(dāng)大的(如：鍋爐干鍋、汽輪機(jī)及煅燒爐不能盤車)。全廠失電后的再次啟動(dòng)，需要向電力部門申請(qǐng)啟動(dòng)電源，每次從申請(qǐng)到送電需要3 h左右，如果事故發(fā)生在嚴(yán)寒的冬天，部分管道會(huì)被凍裂，造成的損失是無(wú)法估量的。

2 改進(jìn)措施的分析

針對(duì)自備電廠發(fā)生事故限電負(fù)荷造成化工生產(chǎn)線失電的情況，經(jīng)過(guò)分析和從實(shí)際運(yùn)行情況看，在設(shè)備故障處理以防事故擴(kuò)大過(guò)程中，限電負(fù)荷斷生產(chǎn)裝置電源實(shí)際上主要是減壓縮機(jī)負(fù)荷。但在實(shí)際操作當(dāng)中，不管是斷生產(chǎn)裝置電源限電負(fù)荷，還是斷壓縮機(jī)電源限電負(fù)荷，壓縮機(jī)都會(huì)失電，對(duì)壓縮機(jī)造成的危害都是一樣大的，而且斷生產(chǎn)裝置電源四臺(tái)壓縮機(jī)都會(huì)同時(shí)失電。所以，我們就探討如果能夠采取一種方式，在事故情況下根據(jù)發(fā)電機(jī)電壓和頻率降低的程度，能夠逐步拉閘限電負(fù)荷，待發(fā)電機(jī)恢復(fù)穩(wěn)定后即可停止限電負(fù)荷，這樣就可避免一些不必要的裝置和設(shè)備停電，此方式將是最佳方案。顯然，能夠在最短時(shí)間內(nèi)能斷電、而且對(duì)生產(chǎn)影響較小的大負(fù)荷設(shè)備就是壓縮機(jī)了。于是，根據(jù)對(duì)生產(chǎn)的利弊考慮，提出了對(duì)壓縮機(jī)跳閘控制回路進(jìn)行改造。

3 改造技術(shù)方案

3.1 改造方案

將四臺(tái)螺桿壓縮機(jī)的跳閘回路分別引到發(fā)電機(jī)控制室，在操作盤上加裝壓縮機(jī)緊急分閘開(kāi)關(guān)，當(dāng)自備電廠設(shè)備出現(xiàn)故障需限電負(fù)荷緩解事故時(shí)，可根據(jù)發(fā)電機(jī)的電壓和頻率下降情況，有選擇性的緊急拉閘對(duì)生產(chǎn)影響較小的壓縮機(jī)，直至發(fā)電機(jī)趨于穩(wěn)定運(yùn)行。這樣即確保了完好發(fā)電機(jī)的安全運(yùn)行，又不致造成化工生產(chǎn)線其它設(shè)備停電，并且對(duì)化工生產(chǎn)的影響也不大。

該方案的提出，對(duì)于壓縮機(jī)的操作又多了一處控制，在壓縮機(jī)非事故情況下跳閘，事故原因不好分析，事故責(zé)任不好判定。

為了在壓縮機(jī)非事故情況下跳閘，能夠盡快查找原因、分清事故責(zé)任，在改造的跳閘回路中串聯(lián)了兩個(gè)信號(hào)繼電器，分別安裝在壓縮機(jī)現(xiàn)場(chǎng)控制柜和發(fā)電機(jī)控制室內(nèi)。當(dāng)壓縮機(jī)發(fā)生無(wú)故障非正常操作停機(jī)，如果是發(fā)電機(jī)控制室內(nèi)發(fā)生誤操作，則信號(hào)繼電器就會(huì)動(dòng)作；反之，事故和責(zé)任就在設(shè)備使用單位。

3.2 技術(shù)方案

在原壓縮機(jī)跳閘回路停車按鈕TA處并聯(lián)一緊急跳閘開(kāi)關(guān)SA、信號(hào)繼電器XJ1和XJ2。改造控制原理如圖1。

圖1 改造控制原理圖

1)在自備電廠電氣控制室分別安裝四臺(tái)壓縮機(jī)的緊急跳閘開(kāi)關(guān)SA，在控制盤內(nèi)每回路安裝信號(hào)繼電器XJ1。

2)在壓縮機(jī)現(xiàn)場(chǎng)控制柜內(nèi)每回路安裝信號(hào)繼電器XJ2。

3)每回控制回路采用KVVP-4×4 mm2控制電纜敷設(shè)，長(zhǎng)度約260 m，經(jīng)計(jì)算電壓降為11 V，即加在高壓開(kāi)關(guān)跳閘線圈上的電壓為220-11=209 V，此值在開(kāi)關(guān)跳閘線圈的正常電壓工作范圍內(nèi)(開(kāi)關(guān)分閘線圈的正常工作電壓范圍為：65%～120%額定電壓)，但實(shí)際試驗(yàn)也是可行的，因此，從理論計(jì)算及實(shí)際試驗(yàn)都可以達(dá)到開(kāi)關(guān)跳閘的技術(shù)要求。

4)安裝信號(hào)繼電器XJ1和XJ2的目的主要是壓縮機(jī)非正常停機(jī)后進(jìn)行故障的分析與判斷。

4 改造后的實(shí)際運(yùn)行情況

壓縮機(jī)跳閘控制回路的改造，經(jīng)過(guò)近20年的實(shí)際運(yùn)行情況看，效果還是相當(dāng)不錯(cuò)的。據(jù)統(tǒng)計(jì)，截止2018年6月份，我公司自備電廠共發(fā)生故障11次，其中9次都采取了緊急拉閘壓縮機(jī)限電負(fù)荷，避免了事故的進(jìn)一步擴(kuò)大，有效確保了廠用電和生產(chǎn)裝置設(shè)備的安全。