靳華(新疆獨山子天利實業(yè)總公司,新疆奎屯833699)
化工企業(yè)晃電處理探討
靳華(新疆獨山子天利實業(yè)總公司,新疆奎屯833699)
化工裝置是連續(xù)性生產(chǎn)的高溫高壓高危險行業(yè),對供電的可靠性要求很高,一般采用雙電源供電,DCS系統(tǒng)采用不間斷的UPS雙機(jī)供電,機(jī)泵都是一開一備,一旦供電系統(tǒng)發(fā)生故障(晃電或停電),將對生產(chǎn)造成很大的損失和安全風(fēng)險。現(xiàn)就我公司的相關(guān)問題進(jìn)行探討。
晃電;分析;經(jīng)驗分享
1.1 “晃電”的專業(yè)術(shù)語
“晃電”——電網(wǎng)由于雷擊、對地短路、發(fā)電廠故障及其他外部、內(nèi)部原因造成電網(wǎng)短時間故障、電網(wǎng)電壓短時大幅度波動、甚至短時斷電數(shù)秒鐘的現(xiàn)象,俗稱“晃電”。電壓波動:電壓一系列的波動或連續(xù)改變。電壓暫降/驟降是電壓有效值降至標(biāo)稱值的10%至90%,且持續(xù)時間為10ms至1min(典型持續(xù)時間為10ms~600ms)的電能質(zhì)量事件之一。嚴(yán)重的電壓暫降,將使用電設(shè)備停止工作,或引起所生產(chǎn)產(chǎn)品質(zhì)量下降。而電壓暫降影響的嚴(yán)重性則隨用電設(shè)備的特性而異。短路故障、感應(yīng)電機(jī)啟動和雷擊是引起電壓暫降的主要原因。
1.2 獨山子“晃電”故障與持續(xù)時間
(1)全電網(wǎng)電壓暫降-獨山子35kV及以上主電網(wǎng)故障,持續(xù)約100ms左右。
(2)局部變電站電壓暫降-6kV設(shè)備故障,持續(xù)約100ms-800ms-2500ms左右。
(3)事故電源投入-主電網(wǎng)嚴(yán)重故障,事故電源將在2200ms-7000ms左右投入。
當(dāng)“晃電”過程中,由于電網(wǎng)電壓的波動導(dǎo)致連續(xù)生產(chǎn)裝置的關(guān)鍵低壓電動機(jī)停止運(yùn)行(如風(fēng)機(jī)、泵、空壓機(jī)等關(guān)鍵設(shè)備),在工藝條件允許的時間內(nèi)電網(wǎng)電壓恢復(fù)正常,如果這些因“晃電”而停機(jī)的低壓電動機(jī)不能迅速的啟動起來,將會對連續(xù)的生產(chǎn)造成危害。
輕則裝置連鎖停車,工藝條件破壞,產(chǎn)生大量不合格的殘次品或廢品;重則需要重新開車,
造成大量的物料排空,形成巨大的損失;嚴(yán)重的(如聚變裝置等)甚至?xí)斐杀ǖ膼盒允鹿省?/p>
實時監(jiān)測電網(wǎng)電壓和電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)。在電網(wǎng)發(fā)生“晃電”時,對“晃電”前現(xiàn)場的電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行鎖存?,F(xiàn)場運(yùn)行的電機(jī)因晃電停機(jī),在生產(chǎn)裝置工藝允許時間內(nèi),電網(wǎng)電壓又恢復(fù)正常后,裝置自動按預(yù)先設(shè)定的次序分批再起動要求再起動的電機(jī),從而保證生產(chǎn)過程
連續(xù)進(jìn)行。若電網(wǎng)電壓恢復(fù)正常的時間超過生產(chǎn)裝置工藝允許時間,則不發(fā)出再啟動信號。
4.1 工藝專業(yè)職責(zé)
根據(jù)工藝流程分析,綜合生產(chǎn)工藝生產(chǎn)性和連續(xù)性考慮。對電動機(jī)設(shè)備進(jìn)行如下分類:
(1)一類負(fù)荷(事故負(fù)荷):影響生產(chǎn)裝置工藝、設(shè)備和人員安全的設(shè)備。
(2)二類負(fù)荷:影響生產(chǎn)裝置連續(xù)性生產(chǎn),造成生產(chǎn)裝置切斷進(jìn)料的設(shè)備。
(3)三類負(fù)荷:影響生產(chǎn)裝置的產(chǎn)品質(zhì)量或影響生產(chǎn)裝置及時恢復(fù)的設(shè)備。
如果自啟動容量不滿足要求,將根據(jù)需設(shè)置分批自啟動容量對設(shè)備重新分類分批。
經(jīng)驗:工藝生產(chǎn)流程越復(fù)雜,成功率相對較低。電氣專業(yè)提供所有電動機(jī)清單,分類準(zhǔn)確性較高。
4.2 設(shè)備專業(yè)職責(zé)
(1)電動機(jī)是否具備自啟動能力(匹配性或開閥啟動)。
(2)機(jī)組相關(guān)設(shè)備性能是否支持電動機(jī)自啟動(軸承、逆止閥、聯(lián)軸器等)。
(3)設(shè)備的保護(hù)和工藝連鎖性能滿足自啟動要求(油壓、震動等)。
(4)設(shè)備選型考慮輔助設(shè)備自啟動滿足主電機(jī)自啟動要求(軸頭油泵、高位油箱、蓄能器等)。
4.3 儀表專業(yè)職責(zé)
儀表安全理念與電力安全控制理念存在差異。
儀表控制出口正常時長期帶電工作。失電立即連鎖停車。
電氣控制出口正常時長期不帶電,得電立即出口跳閘。
(1)電網(wǎng)波動時控制系統(tǒng)穩(wěn)定。
部分機(jī)組為獨立控制系統(tǒng),其控制電源必須可靠。需要UPS電源。
(2)分析工藝、設(shè)備與電氣的聯(lián)鎖關(guān)系,告知相關(guān)專業(yè)(工藝、設(shè)備、電氣)人員。
(3)獲得許可后可調(diào)整邏輯關(guān)系和參數(shù)。
4.4 電氣專業(yè)職責(zé)
(1)電動機(jī)安裝或設(shè)置自啟動裝置或功能。
(2)電動機(jī)的控制方式和繼電保功能護(hù)滿足自啟動功能(主元件的性能)。
(3)分析電力相關(guān)的電氣連鎖是否滿足自啟動要求(低功率、低電流)。
(4)變頻器與軟啟動器的設(shè)置是否滿足自啟動要求。
(5)自動裝置(備自投)滿足自啟動要求。
(6)電力系統(tǒng)的繼電保護(hù)和系統(tǒng)壓降滿足自啟動要求。
(7)自啟動衍生的問題的優(yōu)化與風(fēng)險控制。
(1)屏蔽泵的電動機(jī)低功率聯(lián)鎖(老區(qū)實現(xiàn)非常困難,新區(qū)改變保護(hù)元件可實現(xiàn),但存在功率與電流的轉(zhuǎn)換)。
(2)變頻器的性能、控制與參數(shù)設(shè)定(老區(qū)存在過壓或無自啟動功能等電氣問題,新區(qū)解決過壓和設(shè)備自啟動功能后,部分變頻器的儀表控制和變頻器有關(guān)機(jī)械知識的設(shè)置影響自啟動)。
(3)自啟動控制元件失效(采用的時間繼電器的完好無法監(jiān)測).
(4)關(guān)于乙烯的擠壓造粒系統(tǒng)抗晃電
擠壓造粒系統(tǒng)是一個順序精細(xì)控制系統(tǒng),設(shè)備相互之間聯(lián)鎖較多(涉及變頻器、低功率等),對“晃電”非常敏感。
(5)空壓機(jī)組受抗晃電的影響
電壓降低,轉(zhuǎn)速下降進(jìn)入共振區(qū),震動超標(biāo)報警或停車。
電壓降低,電流增大,機(jī)組自動調(diào)節(jié)進(jìn)出口閥門,引起喘振。
機(jī)組抗晃電成功率與功率有關(guān),1500HP>2000HP>4500HP>5250HP.
(6)新區(qū)循環(huán)水泵和風(fēng)機(jī)的分批自啟動(起動容量限制和逆止閥)。
在“晃電”時,部分電動機(jī)停機(jī)是正?,F(xiàn)象??够坞姴荒芡耆鉀Q問題。只是減少或控制事故范圍。