化工廠電氣技術(shù)改造

化工廠電氣技術(shù)改造繆波波;石建春【摘要】化工廠電氣技術(shù)改造，主要問題包括無功補(bǔ)償柜沒有投入、電纜橋架選擇不合理、電纜溝長期泡在水里、一級(jí)負(fù)荷中的特別重要負(fù)荷沒有加應(yīng)急電源和配電監(jiān)控系統(tǒng)自動(dòng)化程度不高等.通過相關(guān)改進(jìn)措施，使得廠用發(fā)電機(jī)有功輸出增加、變壓器更加經(jīng)濟(jì)運(yùn)行,電纜使用更安全長久，處理有毒氣體的設(shè)備停電后仍能保持運(yùn)轉(zhuǎn),配電監(jiān)控和操作實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化.達(dá)到了預(yù)期的效果.為工廠提高了經(jīng)濟(jì)效益，并讓工廠變得更安全.％Electricaltechnicaltransformationofchemicalplanthasthemainproblemsincludereactivepowercompensationcabinetiswithoutinput,cabletrayselectionisnotreasonable,particularlyimportantloadofcabletrenchislongsoakinthewater,aloadwithouttheemergencypowerdistributionmonitoringsystemandautomationdegreeisnothigh.Throughtherelevantimprovementmeasures,thefactoryincreased,withmoreactivepoweroutputofgeneratortransformereconomicoperation,usedmoresafetycableforalongtime,toxicgastreatmentequipmentoutagecankeeprunning,realizedtheautomationofpowerdistributionmonitoringandoperation.Thedesiredresultswereachieved,toimprovetheeconomicefficiencyofthefactoryandmaketheplantmoresecure.【期刊名稱】《廣州化工》【年(卷)，期】2017(045)005【總頁數(shù)】3頁(P107-109)【關(guān)鍵詞】技術(shù)改造;無功補(bǔ)償柜;應(yīng)急電源;配電監(jiān)控【作者】繆波波;石建春【作者單位】四川七化建化工工程有限公司，四川成都610100;中化云龍有限公司，云南昆明655204【正文語種】中文【中圖分類】TQ442.11中型化工廠的電氣技術(shù)改造，對于一個(gè)從不大規(guī)范走向規(guī)范的企業(yè)來講，應(yīng)該是一個(gè)值得重視的問題。因?yàn)檫@里面涉及到生產(chǎn)安全，電氣節(jié)能和管理自動(dòng)化的多個(gè)內(nèi)容。因此越來越得到許多工廠管理層的注意。本文根據(jù)筆者所做的一個(gè)云南某中型化工廠的電氣技術(shù)改造，總結(jié)整個(gè)設(shè)計(jì)過程，加以歸納。為以后做此方面的電氣設(shè)計(jì)人員提供參考。工廠建于2006年，位于云南中部，海拔約2100m左右。電源是一回35kV架空線引自附近變電站，接入廠區(qū)35kV變電所，設(shè)有一臺(tái)16000kV，35kV±2x2.5%/10.5kV主變。另有一熱電廠，設(shè)有2臺(tái)6MW（其中1臺(tái)停運(yùn)）和1臺(tái)3MW燃煤發(fā)電機(jī)組?，F(xiàn)有供電設(shè)施基本能滿足需要。工廠包含9個(gè)生產(chǎn)工段，8個(gè)公輔工段，以及辦公樓、宿舍樓等。現(xiàn)行生產(chǎn)狀況良好，效益不錯(cuò)。由于建廠已有10余年，且該廠先是民營企業(yè)，后被一家央企收購。因此在安全整改中，發(fā)現(xiàn)電氣上存在一些不合規(guī)和影響安全的做法。主要包括：無功補(bǔ)償柜沒有投入正常使用；動(dòng)力電纜在橋架中重疊堆放；部分配電室電纜溝泡在水里；處理有毒氣體的設(shè)備沒有按一級(jí)負(fù)荷中特別重要的負(fù)荷供電；當(dāng)遇發(fā)電機(jī)故障或檢修，供電不能滿足生產(chǎn)。因此，業(yè)主提出技術(shù)改造，并對配電系統(tǒng)實(shí)施自動(dòng)化監(jiān)控。3.1無功補(bǔ)償?shù)耐度朐O(shè)計(jì)各配電室均設(shè)置了無功補(bǔ)償。但在運(yùn)行時(shí)大部分補(bǔ)償柜中斷路器（熔斷器）出現(xiàn)燒毀而停用。無功補(bǔ)償?shù)娜鳖~靠發(fā)電機(jī)所發(fā)無功來補(bǔ)償。使之能滿足電網(wǎng)的要求，但各變配電室的變壓器負(fù)載率提高了，不利于經(jīng)濟(jì)運(yùn)行［1］。同時(shí)，提高配電變壓器功率因數(shù)，有利于提高發(fā)電機(jī)的有功功率輸出，提高經(jīng)濟(jì)效益。在與業(yè)主電氣專工的反復(fù)溝通中，無功補(bǔ)償柜出現(xiàn)的前端斷路器燒毀的現(xiàn)象，初步分析是配電系統(tǒng)大量采用變頻器所產(chǎn)生的諧波電流造成的［2］。而原有的補(bǔ)償柜設(shè)計(jì)沒有在電容上串聯(lián)電抗。改進(jìn)措施：可以采用2個(gè)方法。第一個(gè)方法，在電容上串聯(lián)電抗。電抗與補(bǔ)償電容構(gòu)成的回路的諧振頻率必然低于諧波源的頻率，因此不會(huì)發(fā)生諧振。第二個(gè)方法是減小諧波源的諧波電流。具體方法是在變頻器的電源輸入端安裝HTHF諧波濾波器或是輸入電抗器。3.2現(xiàn)場電纜橋架，許多電纜重疊堆放，且在戶外，沒有加蓋板依據(jù)《電力工程電纜設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50217-2007［3］，第5.1.4條，同一層支架上電纜排列的配置，宜符合下列規(guī)定：①控制和信號(hào)電纜可緊靠或多層疊置。②除交流系統(tǒng)用單芯電力電纜的同一回路可采取品字形（三葉形）配置外，對重要的同一回路多根電力電纜，不宜疊置。③除交流系統(tǒng)用單芯電纜情況外，電力電纜相互間宜有1倍電纜外徑的空隙。第5.1.12條，除架空絕緣型電纜外的非戶外型電纜，戶夕卜使用時(shí)，宜采取罩、蓋等遮陽措施。改進(jìn)措施：電纜橋架部分需根據(jù)實(shí)際情況加寬，并加蓋板。3.3個(gè)別配電室電纜溝常年泡在水里依據(jù)《電力工程電纜設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50217-2007［3］，第5.5.4條，電纜構(gòu)筑物應(yīng)滿足防止外部進(jìn)水、滲水的要求，且應(yīng)符合下列規(guī)定：①對電纜溝或隧道底部低于地下水位、電纜溝與工業(yè)水管溝并行鄰近、隧道與工業(yè)水管溝交叉時(shí)，宜加強(qiáng)電纜構(gòu)筑物防水處理。第5.5.5條，電纜構(gòu)筑物應(yīng)實(shí)現(xiàn)排水暢通，且符合下列規(guī)定：②電纜溝、隧道的縱向排水坡度，不得小于0.5%。③沿排水方向適當(dāng)距離宜設(shè)置集水井及其泄水系統(tǒng)，必要時(shí)應(yīng)實(shí)施機(jī)械排水。改進(jìn)措施：按規(guī)范做，先采用機(jī)械排水方式將水排到室外水溝，對電纜溝做好防水處理。長期浸泡在水里，電纜的絕緣性能是要降低的，一般普通電纜使用壽命30年左右，如果一直長期浸泡在水里，可能還達(dá)不到十年。3.4處理有毒氣體的設(shè)備沒有按一級(jí)負(fù)荷中特別重要的負(fù)荷供電磷酸凈化脫碑裝置現(xiàn)場裝有2臺(tái)尾氣風(fēng)機(jī)同時(shí)運(yùn)行，使脫碑裝置形成負(fù)壓抽走H2S氣體。目前2臺(tái)風(fēng)機(jī)電源線分別從化學(xué)脫氟、MCP生產(chǎn)工段接入，即1#風(fēng)機(jī)從化學(xué)脫氟配電室接入，2#風(fēng)機(jī)從MCP生產(chǎn)配電室接入，保障在配電室出現(xiàn)故障時(shí)另一臺(tái)風(fēng)機(jī)能夠正常運(yùn)行。雖然采取的是雙電源控制驅(qū)動(dòng)，但此種控制方式不可靠，遇全廠突發(fā)停電緊急情況時(shí)，2臺(tái)風(fēng)機(jī)均停電，無法保證脫碑裝置H2S氣體的外排洗滌，存在氣體中毒安全隱患。新增一臺(tái)洗滌泵，作用是將NaOH抽進(jìn)洗滌罐對H2S氣體進(jìn)行洗滌。脫碑尾氣風(fēng)機(jī)的功率為30kW，洗滌泵為15kW。依據(jù)《供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50052-2009［4］，第3.0.1-2條，在一級(jí)負(fù)荷中，當(dāng)中斷供電將造成人員傷亡或重大設(shè)備損壞或發(fā)生中毒、爆炸和火災(zāi)等情況的負(fù)荷，應(yīng)視為一級(jí)負(fù)荷中特別重要的負(fù)荷。所以除了雙電源，還應(yīng)增加應(yīng)急電源。改進(jìn)措施：選用自帶變頻器的EPS作為應(yīng)急電源，如果沒有自帶變頻器，EPS容量會(huì)選擇直接啟動(dòng)電機(jī)的7倍；選用變頻，EPS容量為電機(jī)容量的1.1倍［5］。因其相對接線簡單、實(shí)用，投資費(fèi)用較低。經(jīng)與工藝方和EPS設(shè)備制造廠家技術(shù)人員溝通，最終確定青島創(chuàng)統(tǒng)2臺(tái)帶變頻啟動(dòng)的EPS，型號(hào)分別為：GOMATECHYJS/P-37KVA，GOMATECHYJS/P-18.5KVA。3.5當(dāng)遇發(fā)電機(jī)故障或檢修，供電不能滿足生產(chǎn)，需停一部分次要負(fù)荷3.5.1現(xiàn)有的供電情況外供電：1臺(tái)主變，最大輸出功率為13000kW；自發(fā)電：B6MW發(fā)電機(jī)，3800kW，N3MW發(fā)電機(jī)，2200kW；C6MW發(fā)電機(jī)，停運(yùn)；總計(jì)19000kW。目前全廠用電負(fù)荷約為15866kW，計(jì)劃新增負(fù)荷為1850kW。3.5.2運(yùn)行中供用電存在的問題現(xiàn)狀1：發(fā)電機(jī)計(jì)劃檢修，后果是主變壓器不能滿足用電需求。解決或應(yīng)對措施：需提前計(jì)劃減少相應(yīng)的功率用電設(shè)備（減負(fù)荷工段由調(diào)度室決定）。現(xiàn)狀2：發(fā)電機(jī)事故停機(jī)，后果是發(fā)電機(jī)所帶的負(fù)荷會(huì)立即全部轉(zhuǎn)移到主變壓器，會(huì)造成主變壓器超負(fù)荷、過電流保護(hù)跳閘，全廠斷電。解決或應(yīng)對措施：主變壓器擴(kuò)容?，F(xiàn)狀3：供電容量與用電負(fù)荷已達(dá)上限，后果是大功率設(shè)備在啟動(dòng)過程中，因供電容量不足而造成主變壓器過電流、或發(fā)電機(jī)低頻保護(hù)跳閘。解決或應(yīng)對措施：一是啟動(dòng)大設(shè)備前，保證供電有足夠的剩余啟動(dòng)容量；二是投運(yùn)3#發(fā)電機(jī)，增大供電容量。3.5.3解決方案為保證公司各套裝置安全穩(wěn)定運(yùn)行，需建設(shè)智能配電監(jiān)控系統(tǒng)一套，系統(tǒng)主站安裝在熱電廠控制室內(nèi)，從站安裝在35kV變電所控制室內(nèi)。支持可查詢?nèi)我槐O(jiān)測對象的歷史記錄（列表、曲線），可對各變電所設(shè)備統(tǒng)一管理、統(tǒng)一監(jiān)測，統(tǒng)一報(bào)警，各分變電所也可以查看、管理各自變電所設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)。通過邏輯計(jì)算，當(dāng)供電容量不能支持所有設(shè)備用電時(shí)，采用功率聯(lián)切主控裝置順序切除部分設(shè)備［6］。最終確定湖南紫光的系統(tǒng)監(jiān)控方案。系統(tǒng)根據(jù)用戶提出的邏輯，進(jìn)行順序控制如表1所示。通過這次化工電氣的技術(shù)改造，較為完整的看到一個(gè)化工項(xiàng)目的電氣狀況，為以后的技術(shù)改造工作創(chuàng)造了感性認(rèn)識(shí)。同時(shí)技術(shù)改造提升了電氣運(yùn)行管理水平，為企業(yè)創(chuàng)造合理利潤，讓工廠變得更安全?！鞠嚓P(guān)文獻(xiàn)】匡立民.變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行區(qū)的求算及應(yīng)用分析[J].電能質(zhì)量,2016(6):75-77.孫建新.多種諧波源負(fù)荷環(huán)境的相互影響與治理[J].電