茍?jiān)祁?/p>

（國(guó)家管網(wǎng)集團(tuán)北方管道有限責(zé)任公司哈爾濱輸油氣分公司，黑龍江 哈爾濱 150000）

中俄東線是我國(guó)具有戰(zhàn)略意義的重大項(xiàng)目，是國(guó)內(nèi)四大油氣戰(zhàn)略通道的重要組成部分，是具備世界級(jí)水平的能源大動(dòng)脈。大型壓氣站承擔(dān)著為干線增壓的首要任務(wù)，作為壓氣站“心臟”的關(guān)鍵設(shè)備，壓縮機(jī)及電機(jī)的安全平穩(wěn)運(yùn)行關(guān)系著整個(gè)中俄東線的天然氣順利輸送。由于壓縮機(jī)廠房屬于爆炸性氣體環(huán)境危險(xiǎn)區(qū)域1區(qū)，當(dāng)機(jī)組檢修管線打開或設(shè)備產(chǎn)生泄漏等情況發(fā)生時(shí)，廠房環(huán)境中的天然氣可能進(jìn)入電機(jī)內(nèi)部，電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)期間一旦出現(xiàn)火花，極易造成爆炸事故。

為防止上述情況發(fā)生，該壓氣站在壓縮機(jī)主電機(jī)外部設(shè)置一套正壓通風(fēng)系統(tǒng)，電機(jī)啟動(dòng)前利用潔凈的壓縮空氣進(jìn)行吹掃，將電機(jī)內(nèi)部可燃?xì)膺M(jìn)行置換。吹掃結(jié)束后，電機(jī)方可啟動(dòng)，壓縮機(jī)啟機(jī)時(shí)序繼續(xù)進(jìn)行。而后利用壓縮空氣對(duì)電機(jī)外殼內(nèi)部繼續(xù)供氣，彌補(bǔ)電機(jī)的空氣泄漏量，確保電機(jī)內(nèi)部始終保持一個(gè)微正壓，即外殼內(nèi)部壓力始終高于外部環(huán)境壓力，起到防止可燃?xì)怏w進(jìn)入電機(jī)內(nèi)部的作用，實(shí)現(xiàn)電機(jī)防爆功能。

該壓氣站為每臺(tái)防爆交流調(diào)速同步電動(dòng)機(jī)配有1套D758型吹掃正壓控制系統(tǒng)。正壓通風(fēng)系統(tǒng)工作是否正常直接關(guān)系到壓縮機(jī)組能否平穩(wěn)啟動(dòng)運(yùn)行，如問(wèn)題發(fā)生在吹掃階段會(huì)導(dǎo)致電機(jī)無(wú)法正常啟動(dòng)，影響壓縮機(jī)啟機(jī)，發(fā)生在泄漏補(bǔ)償階段會(huì)造成電機(jī)聯(lián)鎖跳閘停機(jī)。

自2020年壓氣站投產(chǎn)以來(lái)，正壓通風(fēng)裝置設(shè)備穩(wěn)定性強(qiáng)，電機(jī)防爆效果良好，壓縮機(jī)組運(yùn)行正常，為中俄東線安全穩(wěn)定高效運(yùn)行奠定了基礎(chǔ)。

1 吹掃正壓控制系統(tǒng)介紹

正壓通風(fēng)系統(tǒng)主要由氣源入口、控制單元、補(bǔ)氣單元、泄壓?jiǎn)卧M成，如圖1所示。

圖1 壓氣站電機(jī)正壓通風(fēng)系統(tǒng)圖

1.1 氣源入口

氣體為儀表風(fēng)，是通過(guò)空壓機(jī)系統(tǒng)經(jīng)增壓、過(guò)濾、干燥后的非污染壓縮空氣，控制單元和補(bǔ)氣旁路導(dǎo)入電機(jī)外殼，在吹掃階段可以替換電機(jī)外殼內(nèi)部所有可燃危險(xiǎn)氣體。壓縮空氣質(zhì)量會(huì)影響正壓通風(fēng)設(shè)備壽命，同時(shí)被吹掃系統(tǒng)保護(hù)的電器設(shè)備也會(huì)因使用不達(dá)標(biāo)的氣源而受到影響。

1.2 控制單元

這是正壓通風(fēng)系統(tǒng)的核心部分，包括可視指示器、各類傳感器、過(guò)濾調(diào)壓閥、電子計(jì)時(shí)器、具有換向功能的吹掃閥，CLAPS調(diào)節(jié)閥等。吹掃閥可以在吹掃期間將壓縮空氣直接從控制單元送至電機(jī)外殼內(nèi)部，吹掃結(jié)束切換至泄漏補(bǔ)償模式時(shí)，氣流只經(jīng)過(guò)CLAPS調(diào)節(jié)閥，用來(lái)控制補(bǔ)償?shù)目諝饬髁?，增加或減少流入電機(jī)內(nèi)腔的氣體流量，保持穩(wěn)定的內(nèi)腔壓力，如圖2所示。

圖2 通風(fēng)系統(tǒng)控制單元圖

1.3 補(bǔ)氣單元（旁路）

該單元是彌補(bǔ)系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中外殼內(nèi)部泄漏補(bǔ)償量不足的情況，在旁路單元設(shè)有具有過(guò)濾、調(diào)壓和流量調(diào)節(jié)功能的裝置，與控制單元共用一路氣源，調(diào)節(jié)后的壓縮空氣與控制單元出氣管路匯合在一起，共同進(jìn)入電機(jī)內(nèi)部，有效提高了電機(jī)的泄漏補(bǔ)償量和系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

1.4 泄壓?jiǎn)卧?/h3>

這是吹掃期間氣體從電機(jī)殼體內(nèi)的排出口，殼體內(nèi)壓力通過(guò)壓力監(jiān)測(cè)點(diǎn)達(dá)到設(shè)定值后，泄壓閥開啟泄放，泄壓裝置有一個(gè)內(nèi)置的火花防止器，目的是防止產(chǎn)生電弧、火花以及發(fā)光粒子。泄放流量通過(guò)差壓裝置計(jì)算，達(dá)到預(yù)設(shè)值后開始吹掃流程計(jì)時(shí)，時(shí)間結(jié)束后綜合殼體內(nèi)壓力正常情況，判斷是否關(guān)閉泄壓閥。

吹掃周期結(jié)束，系統(tǒng)自動(dòng)切換到泄露補(bǔ)償模式。當(dāng)保持最低超壓狀態(tài)時(shí)，吹掃閥門閉合。并且吹掃空氣降低到足夠空氣流動(dòng)來(lái)供應(yīng)補(bǔ)償外殼泄露空氣的水平，在系統(tǒng)內(nèi)提供接口聯(lián)接來(lái)為電機(jī)控制裝置提供聯(lián)鎖。當(dāng)電機(jī)外殼內(nèi)部出現(xiàn)壓力故障時(shí)，系統(tǒng)將在可視指示器上產(chǎn)生警報(bào)，并且根據(jù)系統(tǒng)的技術(shù)要求不產(chǎn)生電壓接觸，電機(jī)小型吹掃系統(tǒng)配合“閉環(huán)自動(dòng)增壓系統(tǒng)”，這樣系統(tǒng)將通過(guò)對(duì)電機(jī)的提升和降低泄露補(bǔ)償流速來(lái)檢測(cè)電機(jī)內(nèi)部壓力和自動(dòng)補(bǔ)償?shù)纳?。?dāng)溫度變化引起壓力改變時(shí)，以及壓力最大值和壓降非常普遍時(shí)，特殊的系統(tǒng)設(shè)計(jì)可以在電機(jī)啟動(dòng)時(shí)維持一個(gè)穩(wěn)定的內(nèi)部壓力。

2 吹掃正壓控制系統(tǒng)工作流程

2.1 通風(fēng)進(jìn)氣

按照導(dǎo)通儀表風(fēng)流程，打開正壓通風(fēng)進(jìn)氣閥門，潔凈的壓縮空氣通過(guò)調(diào)壓裝置壓力降至0.5MPa，氣體分兩路進(jìn)入電機(jī)腔體。一路經(jīng)過(guò)控制單元的吹掃閥，另一路經(jīng)過(guò)補(bǔ)氣單元的過(guò)濾調(diào)壓裝置。此時(shí)可視指示器報(bào)警/增壓指示燈為紅色，表示腔體內(nèi)壓力低；吹掃指示燈為黑色，表示不在吹掃模式下。如圖3所示。

圖3 通風(fēng)進(jìn)氣流程圖

2.2 增壓預(yù)吹掃

隨著壓縮空氣源源不斷進(jìn)入電機(jī)腔體，內(nèi)部壓力逐漸升高，當(dāng)達(dá)到正常工作最低壓力后，通過(guò)壓力監(jiān)測(cè)點(diǎn)將信號(hào)傳遞給控制單元，隨后控制單元對(duì)泄壓?jiǎn)卧l(fā)出信號(hào)，泄壓閥開啟，系統(tǒng)開始進(jìn)行預(yù)吹掃。此時(shí)可視指示器報(bào)警/增壓指示燈為綠色，表示腔體內(nèi)在增壓，且滿足最小壓力；吹掃指示燈為黑色，表示吹掃流量低。

2.3 定時(shí)吹掃

泄壓?jiǎn)卧髁恐饾u增大，當(dāng)流量達(dá)到吹掃最低要求值后，計(jì)時(shí)器開始計(jì)時(shí)，單獨(dú)進(jìn)行一個(gè)已設(shè)置好時(shí)間的吹掃流程。此時(shí)可視指示器報(bào)警/增壓指示燈為綠色，表示腔體內(nèi)在增壓，且滿足最小壓力；吹掃指示燈為黃色，表示吹掃流量達(dá)到最低要求。如圖4所示。

圖4 預(yù)吹掃與定時(shí)吹掃流程圖

2.4 泄漏補(bǔ)償模式

到達(dá)計(jì)時(shí)器預(yù)設(shè)時(shí)間后，吹掃閥門關(guān)閉，系統(tǒng)發(fā)出“吹掃完成”信號(hào)，泄壓閥關(guān)閉。系統(tǒng)此時(shí)進(jìn)入泄漏補(bǔ)償模式，控制單元內(nèi)氣體從CLAPS調(diào)節(jié)閥調(diào)壓后進(jìn)入電機(jī)殼體內(nèi)，根據(jù)殼體內(nèi)壓力大小隨時(shí)增加或減少進(jìn)入量，確保內(nèi)部壓力始終保持微正壓高于外界。此時(shí)可視指示器報(bào)警/增壓指示燈為綠色，表示腔體內(nèi)在增壓，處于泄漏補(bǔ)償模式；吹掃指示燈為黑色，表示吹掃完成，不在吹掃模式。如圖5所示。

圖5 泄漏補(bǔ)償模式流程圖

3 系統(tǒng)常見(jiàn)故障分析及處理

3.1 吹掃完成后，重復(fù)吹掃

原因如下。1） CLAPS調(diào)節(jié)閥壓力設(shè)置過(guò)低，導(dǎo)致在泄漏補(bǔ)償模式下電機(jī)腔體內(nèi)壓力低，重新啟動(dòng)吹掃流程。2） 電機(jī)外殼不閉合或是測(cè)壓管路泄漏。3） 壓力傳感器發(fā)生故障。

應(yīng)對(duì)處理辦法如下。1） 提高CLAPS調(diào)節(jié)閥的設(shè)置壓力，以此提高電機(jī)腔體內(nèi)壓力。2） 檢查電機(jī)門/蓋、電纜夾套等是否閉合密封，檢查測(cè)壓管是否漏氣，如漏氣進(jìn)行更換。3） 擰下60mm直徑的隔膜外殼和密封閥模件頂部的12mm的螺紋孔來(lái)檢查低壓力傳感器。

3.2 泄壓?jiǎn)卧箟洪y連續(xù)開啟

原因如下。1） CLAPS調(diào)節(jié)閥設(shè)置壓力高，導(dǎo)致電機(jī)腔體內(nèi)壓力高。2） 泄壓閥圓盤上有碎屑導(dǎo)致閥外漏。

應(yīng)對(duì)處理辦法如下。1） 降低CLAPS調(diào)節(jié)閥的設(shè)置壓力。2）拆卸泄壓閥外蓋，清理碎屑。

3.3 吹掃指示燈在定時(shí)吹掃期間不變黃色

原因如下。1） 進(jìn)氣管徑與控制單元進(jìn)出口不一致造成節(jié)流，系統(tǒng)壓力低。2） 電機(jī)殼體有明顯泄漏，密封嚴(yán)重不嚴(yán)。3） 泄漏單元到控制單元的泄漏流量檢測(cè)管路密封不嚴(yán)，造成流量反饋不足。4） 計(jì)時(shí)器電量不足。

應(yīng)對(duì)處理方法如下。1） 更換管徑與控制單元進(jìn)出口相同的管路。2） 停機(jī)時(shí)沿著管路走向?qū)芫€和殼體進(jìn)行泄漏檢查。3） 擰緊螺母并檢查管路是否完好。4） 更換計(jì)時(shí)器電池。

4 結(jié)語(yǔ)

壓氣站投產(chǎn)后，該正壓通風(fēng)系統(tǒng)在壓縮機(jī)組實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中使用效果良好，不僅能保證自身設(shè)備穩(wěn)定性，還很好地起到了電機(jī)防爆作用，實(shí)現(xiàn)了確保壓縮機(jī)組正常運(yùn)行的最終目的。該文通過(guò)對(duì)中俄東線壓氣站電機(jī)正壓通風(fēng)系統(tǒng)常見(jiàn)故障進(jìn)行分析，并提出處理辦法，有效解決了現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際問(wèn)題，保證了站場(chǎng)設(shè)備完好率，為中俄東線安全平穩(wěn)運(yùn)行提供了有利參考。