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        煤化工生產(chǎn)裝置中高壓開關(guān)柜的常見故障及處理措施

        2021-04-04 10:13:38鄧永新鄧人杰
        氮肥與合成氣 2021年4期
        關(guān)鍵詞:故障生產(chǎn)

        鄧永新,鄧人杰

        (安徽晉煤中能化工股份有限公司, 安徽臨泉 236400)

        高壓開關(guān)柜在電力系統(tǒng)發(fā)電、輸電、配電、電能轉(zhuǎn)換和消耗中起通斷、控制和保護等作用,廣泛應(yīng)用于發(fā)電廠、變電站、石油化工、冶金軋鋼、輕工紡織、民用住宅等各種不同場所[1]。高壓開關(guān)柜的安全穩(wěn)定運行是保障企業(yè)有序生產(chǎn)的基礎(chǔ),筆者對安徽晉煤中能化工股份有限公司(簡稱中能化工)高壓開關(guān)柜多年來在煤化工生產(chǎn)裝置中經(jīng)常出現(xiàn)的故障進行歸類梳理,總結(jié)故障處理方法和措施,盡可能減少高壓開關(guān)柜的故障發(fā)生。

        1 存在的問題

        為了在當(dāng)前嚴(yán)峻的安全環(huán)保形勢下更好地生存和發(fā)展,煤化工企業(yè)必須杜絕各類事故的發(fā)生,減少設(shè)備故障,尤其是電氣裝置中的高壓開關(guān)柜。高壓開關(guān)柜一旦出現(xiàn)故障,輕則導(dǎo)致生產(chǎn)波動,重則迫使系統(tǒng)停車,并引發(fā)安全環(huán)保事件[2]。2018年中能化工高壓開關(guān)柜操作總數(shù)1 381次,故障總數(shù)59次,故障率高達(dá)4.27%,并有上升趨勢;因此,必須采取切實可行的改進措施降低高壓開關(guān)柜的故障率。經(jīng)分析發(fā)現(xiàn)XGN-10型高壓開關(guān)柜故障次數(shù)高達(dá)46次,占總故障次數(shù)的77.97%,其中頻繁操作的、控制電動機的高壓開關(guān)柜有41臺。

        2 原因分析

        造成XGN-10型高壓開關(guān)柜故障的主要原因為:傳動機構(gòu)卡滯、二次回路接觸不良、合閘電壓損失大和操作程序不完善等。

        (1) 高壓開關(guān)柜的斷路器合分閘是通過線圈得電,磁鐵推動連桿傳動機構(gòu),實現(xiàn)觸頭合分閘的[3-4]。2018年2月16日,對XGN-10型高壓開關(guān)柜進行專項檢查發(fā)現(xiàn),該類型高壓開關(guān)柜是2003年3月投入使用的,已經(jīng)運行了15 a,彈簧疲勞,孔銷磨損嚴(yán)重,經(jīng)常出現(xiàn)孔銷分離、連桿機構(gòu)脫落的現(xiàn)象。2018年5月10日,2#造氣風(fēng)機高壓開關(guān)柜傳動連桿脫落,影響開機4 h。

        (2) 2019年2月17日,用直流電橋現(xiàn)場測量41臺GXN-10型高壓開關(guān)柜的合分閘回路,按照電氣技術(shù)規(guī)定,合分閘回路直流電阻應(yīng)不超過0.05 Ω,但是通過現(xiàn)場測量,合閘回路有8臺電阻超標(biāo),分閘回路有6臺電阻超標(biāo)。2018年8月13日化工車間2#氫氮壓縮機因二次回路接觸不良,影響15 h。

        (3) 2018年11月12日,110 kV外線停電,在系統(tǒng)恢復(fù)開車過程中發(fā)現(xiàn),連續(xù)啟動高壓電動機4次時,直流屏電壓在230 V左右;當(dāng)進行第5次啟動時,直流屏電壓在200 V左右,電壓損失超過16.67%,說明合閘電壓損失大。

        (4) 2016年7月2日,操作票未確認(rèn)接地刀已分開步驟,2#貧液泵電機啟動時,高壓開關(guān)柜短路爆炸,系統(tǒng)停車,造成經(jīng)濟損失約102萬元。2017年3月15日,氣化工段2#循環(huán)水泵電機測量絕緣值時,未將轉(zhuǎn)換開關(guān)分開,帶負(fù)荷拉閘,造成航天爐系統(tǒng)停車,經(jīng)濟損失約80萬元。2018年7月13日,未將開關(guān)打到分閘位,出現(xiàn)帶負(fù)荷合閘事故,造成經(jīng)濟損失約50萬元。

        3 處理措施

        (1) 針對二次回路接觸不良問題,2019年3月1日—8日,利用計劃檢修時間,用CSC-237A型智能保護器取代電子繼電器,并檢查緊固端子排。對實施后的效果進行確認(rèn):臨時把線圈短接,用直流電橋分別測量模擬合分閘回路直流電阻,統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)41臺高壓開關(guān)柜的合分閘回路直流電阻均小于0.05 Ω,符合技術(shù)要求,該措施有效。

        (2) 針對傳動機構(gòu)卡滯問題,2019年3月10日—20日,采用VS1型集成真空斷路器,代替連桿操作機構(gòu)和老舊的斷路器。實驗檢測高壓開關(guān)柜的合閘時間均小于100 ms,分閘時間均小于60 ms,符合電氣實驗標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,徹底消除了傳動機構(gòu)卡滯問題。

        (3) 針對合閘電壓損失大的問題,2019年3月10日—20日,用鋼絲刷清除氧化層;合閘母線供電由1路改為2路,減小線路電阻,降低電壓損失。合閘電源線路優(yōu)化后,依據(jù)電氣標(biāo)準(zhǔn),進行連續(xù)10次合閘實驗,測得電壓均在238~244 V,符合實施目標(biāo)。

        (4) 針對操作程序不完善的問題,2019年3月10日—20日,對不同型號的高壓開關(guān)柜,制定標(biāo)準(zhǔn)化操作票模板,增加反事故操作程序:① 確認(rèn)斷路器在分閘位,并詳細(xì)注釋分閘狀態(tài)顯示的詳細(xì)內(nèi)容;② 把轉(zhuǎn)換開關(guān)由“遠(yuǎn)方”位打到“就地分”位;③ 確認(rèn)接地刀在分閘位。倒閘操作程序的完善,避免了帶地刀合閘和帶負(fù)荷拉閘,減少人身和設(shè)備事故的發(fā)生,確保了煤化工生產(chǎn)裝置的穩(wěn)定運行。

        4 效果檢驗

        由中能化工生產(chǎn)統(tǒng)計表得知2018年4月—11月因為高壓開關(guān)柜故障影響生產(chǎn)375 h;高壓開關(guān)柜改進后,2019年4月—11月高壓柜故障影響12 h,少影響生產(chǎn)363 h。折合成12個月,每月少影響生產(chǎn)554.5 h。高壓開關(guān)柜的故障率由4.27%降低到1.26%,故障率降低幅度達(dá)3.01百分點,效果非常明顯。

        2019年4月12日3#冰機電動機繞組進水接地改進為XGN-10型高壓開關(guān)柜過流速斷動作,避免了1臺900 kW/6 kV電動機燒毀事故。2019年 5月12日3期雙氧水1#工作液泵電動機絕緣子擊穿改進為XGN-10型高壓開關(guān)柜零序保護動作,避免了1臺250 kW 電動機燒毀事故。2019年9月30日化工車間2#氫氮機電動機中性點電纜油污短路改進為XGN-10型高壓開關(guān)柜差動保護可靠動作,避免了1次合成氨系統(tǒng)停電停車事故。

        根據(jù)對策實施中的有效手段,編制了《電氣設(shè)備運行、操作規(guī)程》和《高壓開關(guān)柜操作票標(biāo)準(zhǔn)化模板》。2019年9月,經(jīng)公司動力處審核,總工程師批準(zhǔn)后后,在中能化工內(nèi)部使用。

        5 結(jié)語

        采用上述措施和方法,提高了高壓開關(guān)柜運行的穩(wěn)定性,減少了人身和電氣設(shè)備事故的發(fā)生,為煤化工生產(chǎn)裝置的長周期運行提供了保障,并為中能化工的穩(wěn)產(chǎn)、高產(chǎn)奠定了基礎(chǔ);同時減少了原料氣的排放,降低了環(huán)境污染和能源消耗,提高了經(jīng)濟效益,達(dá)到了節(jié)能、減排、提質(zhì)、增效的目的。

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