許繼鋒，龐建中，梁敏茹

（中石油克拉瑪依石化有限責(zé)任公司，新疆克拉瑪依 834003）

0 引言

克拉瑪依石化公司大焦化車間有2臺(tái)3.3 MW的多級(jí)給水泵，為焦化切割焦炭提供動(dòng)力，電機(jī)啟動(dòng)采用HRVS-DN中高壓數(shù)字式軟啟動(dòng)器。2015年3月，1#電機(jī)軸瓦漏油，廠家處理不好，電機(jī)已運(yùn)行20多年。為節(jié)能，公司決定更換電機(jī)。更換新電機(jī)后，HRVS--DN軟啟動(dòng)不能夠滿足電機(jī)啟動(dòng)要求，過(guò)負(fù)荷保護(hù)動(dòng)作。

1 軟啟動(dòng)工作原理

高壓電機(jī)啟動(dòng)，利用晶閘管（Silicon Controlled Rectifier_state，SCRs）導(dǎo)通角控制模式，實(shí)現(xiàn)電壓斜坡控制，使電機(jī)電壓從設(shè)定的起點(diǎn)逐漸增加到電源電壓，相關(guān)的啟動(dòng)電流和啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩根據(jù)電機(jī)/負(fù)載條件可以優(yōu)化到最佳。HRVS—DN IP100由4個(gè)單元組成，①功率單元由3個(gè)相同的晶閘管閥組，觸發(fā)PCB（Printed circuit board，印刷電路板），觸發(fā)電源，3個(gè)電流互感器連接低壓部分；②控制模塊是軟啟動(dòng)器核心，由CPU主板、觸發(fā)PCB、供電電源、可選PCB和輸入/輸出接口組成；③觸發(fā)變壓器；④電子式電壓互感器（發(fā)送）和（接收）替代了傳統(tǒng)的電壓互感器測(cè)量輸入電壓。

2 HRVS—DN啟動(dòng)電流、啟動(dòng)條件

HRVS—DN軟啟可以根據(jù)電機(jī)的額定電流選擇不同的啟動(dòng)滿載電流，滿載電流大于電機(jī)滿負(fù)荷電流一個(gè)等級(jí)，晶閘管反向峰值電壓要求比系統(tǒng)電壓高3倍或更高，每小時(shí)啟動(dòng)次數(shù)＜2次。

3 電機(jī)跳閘原因分析及處理

為能直觀地分析電機(jī)啟動(dòng)的時(shí)候跳閘，需要對(duì)原來(lái)的電機(jī)及給水泵和新更換的電機(jī)參數(shù)進(jìn)行分析和對(duì)比，方便找出新、舊電機(jī)之間的不同情況（表1）。

表1 給水泵和電機(jī)的參數(shù)表

2016年，更換新電機(jī)后，1#電機(jī)第一次啟動(dòng)不成功，電機(jī)保護(hù)顯示過(guò)負(fù)荷跳閘，旁路切換不成功。為找出原因，從儀表專業(yè)DCS（Distributed Control System，分布式控制系統(tǒng)）進(jìn)行了測(cè)試（表2）。

表2 1#給水泵2016年啟動(dòng)DCS測(cè)試數(shù)據(jù)

（1）新更換的1#電機(jī)的額定電流升高17.4 A，轉(zhuǎn)速多14 r/min，根據(jù)泵的壓力與轉(zhuǎn)速有關(guān)系，流量與轉(zhuǎn)速成一次方關(guān)系：Q1/Q2=n1/n2；揚(yáng)程與轉(zhuǎn)速成二次方關(guān)系：H1/H2=（n1/n2）2；電機(jī)軸功率與轉(zhuǎn)速成三次方關(guān)系：P1/P2=（n1/n2）3，所以，1#給水泵增加流量：0.95%，揚(yáng)程增加2.04%，軸功率增加3.07%，新電機(jī)負(fù)荷額定電流增加4.63%，電機(jī)轉(zhuǎn)速的增加能滿足泵對(duì)電機(jī)軸功率的要求，符合電機(jī)、泵配合的原理。

HRVS—DN中高壓數(shù)字式軟啟動(dòng)器，從啟動(dòng)開(kāi)始到切到旁路斷路器時(shí)間最小時(shí)間為15 s，旁路接觸器吸合后跳閘，顯示過(guò)載，查軟啟動(dòng)器的額定電流、電機(jī)銘牌電流，核實(shí)啟動(dòng)器FLC設(shè)置均無(wú)問(wèn)題，復(fù)位，再啟動(dòng)正常。根據(jù)設(shè)計(jì)，給水系統(tǒng)從切焦儲(chǔ)水罐（2308 m3，回水管線閥門(mén) 1 MP，DN100 mm）取水，通過(guò)增速機(jī)提高給水泵轉(zhuǎn)速（轉(zhuǎn)速比2.617）增壓到29 MPa，送到焦塔作為動(dòng)力用。泵采取全壓?jiǎn)?dòng)，泵體平衡管線平衡軸向力，流量25 t/h，羅茨流量計(jì)1臺(tái)。

（2）公司II套焦化給水系統(tǒng)有2臺(tái)給水泵，泵出口T型設(shè)計(jì)，共用1套三位閥，一路去切焦塔、一路去切焦塔儲(chǔ)水罐，回水管線的管徑為DN100 mm，查閱泵出口管線去切焦塔儲(chǔ)水罐，回水管線設(shè)計(jì)資料為DN80 mm（獨(dú)山子石化公司同樣的設(shè)備，去焦塔儲(chǔ)水罐管線也是DN80 mm），三位閥的出口去切焦塔儲(chǔ)水罐的回水管線DN100 mm與DN80 mm的流量比較，同樣的壓力下，兩者的流量比為1.56倍，說(shuō)明泵去切焦塔儲(chǔ)水罐回水管線安裝存在問(wèn)題，給水泵機(jī)啟動(dòng)初始階段（0～15）s，克拉瑪依管線到額定壓力比獨(dú)山子的管線到同樣的壓力所用的時(shí)間長(zhǎng)，對(duì)克拉瑪依來(lái)說(shuō)，2#電機(jī)軟啟動(dòng)器啟動(dòng)到切換到旁路斷路器，電機(jī)的繼電保護(hù)不動(dòng)作，新?lián)Q的1#電機(jī)軟啟動(dòng)器啟動(dòng)到切換到旁路斷路器，旁路開(kāi)關(guān)合閘后過(guò)負(fù)荷動(dòng)作。

（3）公司組織機(jī)、電、儀3個(gè)專業(yè)及生產(chǎn)車間，對(duì)1#電機(jī)跳閘進(jìn)行技術(shù)攻關(guān)，各專業(yè)從各自角度進(jìn)行分析，匯總到生產(chǎn)技術(shù)室，技術(shù)人員到生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行了多次試驗(yàn)，收集了各專業(yè)的參數(shù)，查閱了給水泵的設(shè)計(jì)技術(shù)文件，對(duì)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的啟動(dòng)過(guò)程的監(jiān)督與指導(dǎo)，前后歷時(shí)3個(gè)月。

綜合分析各方面的原因，排除了設(shè)備本身的問(wèn)題，根據(jù)1#電機(jī)和HRVS-DN中高壓數(shù)字式軟啟動(dòng)器參數(shù)，一次啟動(dòng)不成功，二次啟動(dòng)成功的特點(diǎn)，判斷二次啟動(dòng)的時(shí)候管線還有壓力，可能是管線回水的原因，1#電機(jī)啟動(dòng)，電機(jī)轉(zhuǎn)速增加，使給水泵流量增加，電機(jī)負(fù)荷增加，原來(lái)轉(zhuǎn)速情況下的電機(jī)負(fù)荷能夠滿足要求，新電機(jī)不能夠滿足要求，最終決定采取了節(jié)流去切焦儲(chǔ)水罐的回水閥，提高回水背壓，滿足電機(jī)供電回路切換到旁路，電機(jī)的負(fù)荷小于保護(hù)跳閘定值，保證了設(shè)備的正常運(yùn)行。

4 結(jié)論

設(shè)備跳閘原因是多樣的，解決方案千差萬(wàn)別，技術(shù)人員應(yīng)該跳出問(wèn)題以外進(jìn)行分析與比較，找出真正原因。給水泵就電氣專業(yè)判斷HRVS-DN中高壓數(shù)字式軟啟動(dòng)器不能夠滿足新電機(jī)的要求，當(dāng)時(shí)為了安全生產(chǎn)，有關(guān)部門(mén)已經(jīng)和中高壓數(shù)字式軟啟動(dòng)器生產(chǎn)廠家進(jìn)行了溝通，新中高壓數(shù)字式軟啟動(dòng)器商務(wù)報(bào)價(jià)是140萬(wàn)元人民幣。通過(guò)技術(shù)攻關(guān)，解決了1#給水泵啟動(dòng)中經(jīng)常跳閘問(wèn)題，保證了設(shè)備的安全使用，節(jié)約了生產(chǎn)建設(shè)資金。