化工硝化工藝的應(yīng)急電源系統(tǒng)重要性及應(yīng)用

陳 涵 荊 坤 陳小涵

（1.青島海灣精細(xì)化工有限公司，山東 平度 266700；2.青島興平熱電有限公司，山東 平度 266700；3.山東化工職業(yè)學(xué)院，山東 濰坊 261000）

近年來有關(guān)硝化事故頻發(fā)，造成大量的人員傷亡和財產(chǎn)損失，國家應(yīng)急管理部門，下達(dá)對硝化工藝安全的指導(dǎo)意見，有效管控硝化工藝安全風(fēng)險，消除安全隱患，堅決遏制硝化企業(yè)各類生產(chǎn)安全事故的發(fā)生，硝化釜攪拌、緊急冷卻設(shè)施等硝化系統(tǒng)的關(guān)鍵設(shè)備，必須設(shè)置獨(dú)立的應(yīng)急電源系統(tǒng)。

1 硝化工藝應(yīng)急電源系統(tǒng)類型

硝化工藝具有硝化釜攪拌、冷凍機(jī)組等重要的用電設(shè)備。硝化釜攪拌電機(jī)為低壓380V的用電設(shè)備，可選用帶有蓄電池的應(yīng)急電源系統(tǒng)（EPS）。冷凍機(jī)組大多數(shù)為10KV高壓設(shè)備，可先用10KV的柴油發(fā)電機(jī)組作為應(yīng)急電源系統(tǒng)。

2 硝化工藝應(yīng)急電源系統(tǒng)原理

2.1 硝化釜攪拌應(yīng)急電源系統(tǒng)（EPS）原理

EPS采用整流-逆變技術(shù)，系統(tǒng)由整流模塊、蓄電池、逆變模塊、控制器、隔離變壓器、切換開關(guān)等組成。市電正常供電時，整流模塊對市電整流進(jìn)而對蓄電池充電，當(dāng)市電失電，控制器控制切換開關(guān)，通過蓄電池輸出直流電，支流電通過逆變模塊逆變成交流電對硝化釜攪拌供電。控制模塊對整個系統(tǒng)進(jìn)行實時的控制和檢測，當(dāng)發(fā)生故障時發(fā)出故障報警信號。

硝化釜攪拌應(yīng)急電源系統(tǒng)供電系統(tǒng)圖1如下：

圖1

當(dāng)市電供電正常時，切換開關(guān)控制通過市電直接給硝化釜攪拌供電，此時的電池處于浮充狀態(tài)，充電容量約相當(dāng)于蓄電池容量的10%，逆變器也處于停機(jī)狀態(tài)，通常稱整個EPS處于睡眠狀態(tài)，只有控制器在時刻監(jiān)視運(yùn)行狀態(tài)，可以達(dá)到節(jié)能的效果，也避免了電池持續(xù)的充放電和逆變器持續(xù)處于工作狀態(tài)，延長電池和逆變器的使用壽命。

當(dāng)市電故障失電或電壓異常，控制器檢測異常狀態(tài)，在0.1-4S時間內(nèi)控制切換開關(guān)切換至逆變器給硝化攪拌供電，可根據(jù)供電負(fù)荷大小、供電時間，確定蓄電池組容量，確保持續(xù)的供電能力，保證硝化釜內(nèi)物料完全反應(yīng)后安全停車。

當(dāng)市電恢復(fù)正常時，控制器檢測后控制切換開關(guān)切換到正常的市電供電狀態(tài)，并對電池進(jìn)行充電。

2.2 硝化反應(yīng)配套10KV冷凍機(jī)組后備柴油發(fā)電機(jī)組的工作原理

柴油發(fā)電機(jī)是以柴油機(jī)為原動機(jī)帶動發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動發(fā)電的設(shè)備，是將柴油燃燒產(chǎn)生的動能，轉(zhuǎn)化為電能的設(shè)備。發(fā)電機(jī)組以柴油機(jī)、發(fā)電機(jī)為主體，以控制器、啟動器和蓄電池、柴油箱、保護(hù)裝置為配套、輔助設(shè)備。

柴油機(jī)曲軸與無刷同步交流發(fā)電機(jī)同軸安裝，柴油機(jī)轉(zhuǎn)動帶動發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動，根據(jù)‘電磁感應(yīng)’原理，發(fā)電機(jī)就會輸出感應(yīng)電動勢，經(jīng)閉合的負(fù)載回路就能產(chǎn)生電流。

硝化反應(yīng)配套10KV冷凍機(jī)組供電系統(tǒng)圖2如下。

當(dāng)10kv進(jìn)線突然停電時，10KV母線失電，冷凍機(jī)組停止運(yùn)行，此時迅速啟動柴油發(fā)電機(jī)，斷開10KV進(jìn)線開關(guān)，合上柴油發(fā)電機(jī)開關(guān)，給冷凍機(jī)組持續(xù)供電。

圖2

3 硝化工藝應(yīng)急電源系統(tǒng)使用和維護(hù)

3.1 硝化釜攪拌應(yīng)急電源系統(tǒng)（EPS）使用和維護(hù)

EPS系統(tǒng)的操作模式分自動和手動模式。EPS正常運(yùn)行時，選擇自動模式，自動模式為控制器自動檢測電網(wǎng)供電情況，電網(wǎng)故障自動切換至電池供電。手動模式為手動選擇市電或者電池供電狀態(tài)，當(dāng)對EPS電池和逆變系統(tǒng)檢修或者故障時可手動選擇市電供電。

EPS系統(tǒng)投入運(yùn)行后，需建立日常巡檢制度和維護(hù)保養(yǎng)制度。巡檢內(nèi)容包括：自動轉(zhuǎn)換開關(guān)狀態(tài)；整流模塊工作狀態(tài)；電池電壓、電流；變壓器溫度；系統(tǒng)有無報警等。維護(hù)保養(yǎng)內(nèi)容包括：設(shè)備定期打掃清理；自動切換定期實驗；電池外觀檢查；電池的定期充放電實驗；電池的定期內(nèi)阻實驗等維護(hù)保養(yǎng)事項。

3.2 硝化化反應(yīng)配套10KV冷凍機(jī)組后備柴油發(fā)電機(jī)組的使用和維護(hù)

柴油發(fā)電機(jī)組的操作模式分為自動和手動模式，自動模式為柴油發(fā)電機(jī)控制器自動檢測電網(wǎng)供電情況，電網(wǎng)故障自動啟動柴油發(fā)電機(jī)。手動模式為需現(xiàn)場手動啟動柴油發(fā)電機(jī)。因硝化反應(yīng)可留有一定的反應(yīng)時間，所以選擇手動模式即可，若外網(wǎng)故障停電，則迅速確認(rèn)柴油發(fā)電機(jī)的啟動條件，確認(rèn)無誤后手動啟動柴油發(fā)電機(jī)。

柴油發(fā)電機(jī)組，需建立日常巡檢制度和維護(hù)保養(yǎng)制度。日常巡檢內(nèi)容包括：檢查柴油儲油液位；檢查電池組；檢查發(fā)動機(jī)潤滑油油量；檢查冷卻水系統(tǒng)和水箱液位；檢查燃油系統(tǒng)有無漏油現(xiàn)象等。維護(hù)保養(yǎng)內(nèi)容包括：發(fā)電機(jī)組水、電、油、氣等進(jìn)行全面的檢查，確認(rèn)機(jī)組是否正常；定期更換空氣濾、柴油濾、機(jī)油、機(jī)油濾、水濾、油水分離器濾芯等耗材；定期更換散熱水箱冷卻液、水箱寶； 定期添加蓄電池電池液或蒸餾水等。

4 結(jié)束語

習(xí)近平總書記指出，人命關(guān)天，發(fā)展決不能以犧牲人的生命為代價，這必須作為一條不可逾越的紅線。化工生產(chǎn)中的硝化工藝，是國家重點(diǎn)監(jiān)管的危險化工工藝，保證安全性不言而喻，確保硝化設(shè)備的安全供電至關(guān)重要。對于硝化工藝，必須安裝應(yīng)急電源系統(tǒng)，從業(yè)人員熟知應(yīng)急電源系統(tǒng)原理和操作保養(yǎng)方法，為安全生產(chǎn)保駕護(hù)航。