河南豫光金鉛股份有限公司制氧廠2002年5月份建成投產(chǎn)一套KDONAr-4000/1800/110型空分裝置。該裝置采用分子篩吸附凈化、增壓透平膨脹機(jī)制冷、全精餾無(wú)氫制氬、氧氮外壓縮流程。其核心動(dòng)設(shè)備原料氣空壓機(jī)系開(kāi)封空分集團(tuán)公司生產(chǎn)的H440-6.2/0.98型離心壓縮機(jī)，是單進(jìn)氣、雙軸、四級(jí)等溫壓縮型機(jī)組，壓縮機(jī)通過(guò)大齒輪端的齒式聯(lián)軸器與同步電機(jī)相連。電機(jī)采用沈陽(yáng)電機(jī)股份有限公司生產(chǎn)的T2200-4/1430型同步電機(jī)，其額定電壓10kV，額定功率2200kW，額定電流148A。電機(jī)下部有一臺(tái)水冷的電機(jī)冷卻器同步電機(jī)采用全壓異步啟動(dòng)，配套沈陽(yáng)電機(jī)廠電氣成套分廠KGLF11-450/50型同步電機(jī)可控硅勵(lì)磁裝置，額定輸入電壓380V，額定整流電壓50V，額定整流電流450A。曾發(fā)生過(guò)一起因低壓斷電后高壓電機(jī)仍在運(yùn)行，導(dǎo)致空壓機(jī)損壞的事故。

    一、事故經(jīng)過(guò)

    某日21：30分，當(dāng)班人員監(jiān)控中，DCS畫(huà)面上循環(huán)水泵、預(yù)冷水泵、冷凍機(jī)等動(dòng)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)突然自停報(bào)警。當(dāng)班人員以為部分低壓設(shè)備停機(jī)，趕忙到現(xiàn)場(chǎng)準(zhǔn)備重啟循環(huán)水泵，但發(fā)現(xiàn)啟動(dòng)不起來(lái)，運(yùn)行、停止指示燈均不亮，于是聯(lián)系電工過(guò)來(lái)送電準(zhǔn)備再次啟動(dòng)相關(guān)低壓電機(jī)。這時(shí)因斷水，空壓機(jī)油溫、軸溫上升，電機(jī)定子溫度上升。21:40分，在停水運(yùn)行十分鐘后才在DCS上人為點(diǎn)停空壓機(jī)。停機(jī)后在低壓配電室內(nèi)查到I段1#變壓器下的低壓I段進(jìn)線柜1000A斷路器失壓線圈壞導(dǎo)致斷路器分閘，該段包含了三臺(tái)循環(huán)水泵、三臺(tái)冷卻塔風(fēng)機(jī)、冷凍機(jī)、勵(lì)磁柜、UPS電源、2#常溫水泵、2#冷凍水泵、空壓機(jī)1#油泵、膨脹機(jī)1#油泵、1#氬泵。待更換過(guò)新斷路器之后，系統(tǒng)準(zhǔn)備開(kāi)機(jī)，在對(duì)空壓機(jī)進(jìn)行盤(pán)車(chē)時(shí)多人盤(pán)不動(dòng)，有明顯卡阻現(xiàn)象。于是拆機(jī)檢查，發(fā)現(xiàn)三四級(jí)軸封與葉輪摩擦住，軸封的鋁迷宮密封齒磨損嚴(yán)重，見(jiàn)附圖照片。于是空壓機(jī)被迫解體大修，將兩套轉(zhuǎn)子拉開(kāi)封專業(yè)廠進(jìn)行清理密封齒和葉輪積垢，做動(dòng)平衡校驗(yàn)。經(jīng)過(guò)55個(gè)小時(shí)的連夜搶修，空壓機(jī)恢復(fù)正常運(yùn)行。

    二、事故原因分析

    1、三四級(jí)迷宮密封損壞的原因

    循環(huán)水泵供電中斷，空壓機(jī)組失去冷卻水，電機(jī)冷卻器、中間冷卻器、油冷卻器無(wú)法發(fā)揮冷卻降溫作用，電機(jī)6個(gè)定子溫度漲到150～162℃，空壓機(jī)二三四級(jí)吸氣溫度分別從27、31、25℃漲到63、106、114℃，其排氣溫度由81、73、75℃上升到124、144、158℃。由于吸氣溫度嚴(yán)重偏高（指標(biāo)45℃）造成空壓機(jī)喘振，主電機(jī)電流在200-400A之間多次連續(xù)波動(dòng)，各級(jí)軸振上升10um多，直至在DCS上點(diǎn)停空壓機(jī)，造成三四級(jí)軸封損壞。

    2、勵(lì)磁斷電，主電機(jī)未能跳閘的原因

    當(dāng)時(shí)油冷卻器缺水，供油油溫從37.2℃上升到60.1℃，二級(jí)軸承溫度最高，達(dá)到了72.3℃，但并未達(dá)到聯(lián)鎖停機(jī)值75℃，所以并未發(fā)生工藝聯(lián)鎖停機(jī)。

    勵(lì)磁柜斷電，同步電機(jī)勵(lì)磁繞組失去直流勵(lì)磁，由于同步電機(jī)過(guò)載力矩大，導(dǎo)致同步電機(jī)失去靜態(tài)穩(wěn)定，滑出同步。電機(jī)失勵(lì)失步時(shí)，負(fù)載基本不變，定子電流增大1.5～3倍，電機(jī)聲音異常。高壓配電室方面的保護(hù)是：當(dāng)運(yùn)行電流達(dá)到1.1倍額定電流時(shí)只會(huì)過(guò)負(fù)荷報(bào)警并不跳閘；當(dāng)運(yùn)行電流達(dá)到額定電流的7.5倍時(shí)速斷保護(hù)跳閘，但事故發(fā)生時(shí)電流最大400A并未達(dá)到速斷保護(hù)；運(yùn)行電流達(dá)到1.45倍額定電流且持續(xù)10秒會(huì)電機(jī)堵轉(zhuǎn)保護(hù)跳閘，但當(dāng)事故發(fā)生時(shí)電流在200～400A之間波動(dòng)，并未出現(xiàn)持續(xù)10秒以上情況，所以并未保護(hù)跳閘。

    查線路，勵(lì)磁柜與高壓配電室之間只有故障繼電器輸出聯(lián)系。勵(lì)磁柜內(nèi)僅有兩項(xiàng)能夠讓主電機(jī)跳閘的保護(hù)條件：可控硅的上線快熔動(dòng)作，快熔撞擊器（熔斷報(bào)警器）的常開(kāi)點(diǎn)閉合，故障繼電器得電，其常開(kāi)點(diǎn)閉合去高壓配電室停主電機(jī)；勵(lì)磁集控單元故障，輸出的常開(kāi)點(diǎn)閉合讓故障繼電器得電，其常開(kāi)點(diǎn)閉合去高配室停主電機(jī)。但是當(dāng)勵(lì)磁柜斷電時(shí)，其故障繼電器就無(wú)法得電動(dòng)作。

    三、改進(jìn)措施

    1、在勵(lì)磁柜內(nèi)增加一中間繼電器，其線圈與故障繼電器的一副常閉點(diǎn)串聯(lián)接在勵(lì)磁柜內(nèi)控制電源上。中繼常閉點(diǎn)與上述勵(lì)磁柜內(nèi)兩項(xiàng)跳閘保護(hù)條件的故障繼電器的常開(kāi)點(diǎn)并聯(lián)去高壓配電室。控制系統(tǒng)有電時(shí)，該中繼常閉點(diǎn)斷開(kāi)不會(huì)讓主電機(jī)跳閘；當(dāng)勵(lì)磁柜斷電，控制電源失去，新增的中間繼電器失電，常閉點(diǎn)閉合去停主電機(jī)。上述控制線路完善后，當(dāng)各項(xiàng)工藝條件和勵(lì)磁條件具備，讓主電機(jī)合閘送模擬電實(shí)驗(yàn)該項(xiàng)功能，將勵(lì)磁柜總空開(kāi)斷電，主電機(jī)能夠跳閘。并規(guī)定在以后的每次開(kāi)機(jī)前模擬實(shí)驗(yàn)工藝聯(lián)鎖時(shí)增加這一項(xiàng)勵(lì)磁柜斷電聯(lián)鎖停主電機(jī)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。

    2、DCS程序中增加6個(gè)電機(jī)定子溫度任一個(gè)達(dá)到120℃時(shí)聯(lián)鎖停主電機(jī)功能。

    3、DCS畫(huà)面上增加高低壓系統(tǒng)配電圖，將各動(dòng)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)和主要設(shè)備名稱畫(huà)到上邊，當(dāng)遇到突發(fā)停電事故時(shí)，立即切到該畫(huà)面，能夠比較直觀看到哪部分設(shè)備停機(jī)以及該段線路上的其他主要設(shè)備是否受到影響，方便操作人員判斷采取果斷措施。見(jiàn)附圖照片。

    4、加強(qiáng)職工的操作規(guī)程學(xué)習(xí)，在遇到斷電斷水時(shí)必須執(zhí)行緊急停機(jī)程序，不能存在僥幸心理，從而導(dǎo)致事故的進(jìn)一步擴(kuò)大。

    空壓機(jī)作為空分裝置的核心動(dòng)設(shè)備，其穩(wěn)定運(yùn)行與否決定著空分的運(yùn)行穩(wěn)定性，需要特別加強(qiáng)維護(hù)和按照廠家提供的使用說(shuō)明書(shū)執(zhí)行例行大修，消除隱患。通過(guò)對(duì)這次空壓機(jī)事故的詳細(xì)分析，完善了主電機(jī)的保護(hù)，在以后的生產(chǎn)中避免了類似事故的再次發(fā)生，對(duì)我廠其他三套空分的空壓機(jī)管理也起到了警示作用。目前這套空分整體作為備用，現(xiàn)由防喘振閥前向機(jī)組充入干燥氮?dú)猓瑥淖詽嵤竭^(guò)濾器出來(lái)，氮?dú)獗３至魍ǎ苊鈾C(jī)組內(nèi)部銹蝕；每周開(kāi)動(dòng)油泵進(jìn)行機(jī)組盤(pán)車(chē)，保持完好備用狀態(tài)。

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