化工硝化工藝的應急電源系統(tǒng)重要性及應用

陳 涵 荊 坤 陳小涵

（1.青島海灣精細化工有限公司，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)學院，山東 濰坊 261000）

近年來有關硝化事故頻發(fā)，造成大量的人員傷亡和財產(chǎn)損失，國家應急管理部門，下達對硝化工藝安全的指導意見，有效管控硝化工藝安全風險，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、緊急冷卻設施等硝化系統(tǒng)的關鍵設備，必須設置獨立的應急電源系統(tǒng)。

1 硝化工藝應急電源系統(tǒng)類型

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

2 硝化工藝應急電源系統(tǒng)原理

2.1 硝化釜攪拌應急電源系統(tǒng)（EPS）原理

EPS采用整流-逆變技術，系統(tǒng)由整流模塊、蓄電池、逆變模塊、控制器、隔離變壓器、切換開關等組成。市電正常供電時，整流模塊對市電整流進而對蓄電池充電，當市電失電，控制器控制切換開關，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)進行實時的控制和檢測，當發(fā)生故障時發(fā)出故障報警信號。

硝化釜攪拌應急電源系統(tǒng)供電系統(tǒng)圖1如下：

圖1

當市電供電正常時，切換開關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)，充電容量約相當于蓄電池容量的10%，逆變器也處于停機狀態(tài)，通常稱整個EPS處于睡眠狀態(tài)，只有控制器在時刻監(jiān)視運行狀態(tài)，可以達到節(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時間內控制切換開關切換至逆變器給硝化攪拌供電，可根據(jù)供電負荷大小、供電時間，確定蓄電池組容量，確保持續(xù)的供電能力，保證硝化釜內物料完全反應后安全停車。

當市電恢復正常時，控制器檢測后控制切換開關切換到正常的市電供電狀態(tài)，并對電池進行充電。

2.2 硝化反應配套10KV冷凍機組后備柴油發(fā)電機組的工作原理

柴油發(fā)電機是以柴油機為原動機帶動發(fā)電機轉動發(fā)電的設備，是將柴油燃燒產(chǎn)生的動能，轉化為電能的設備。發(fā)電機組以柴油機、發(fā)電機為主體，以控制器、啟動器和蓄電池、柴油箱、保護裝置為配套、輔助設備。

柴油機曲軸與無刷同步交流發(fā)電機同軸安裝，柴油機轉動帶動發(fā)電機的轉子轉動，根據(jù)‘電磁感應’原理，發(fā)電機就會輸出感應電動勢，經(jīng)閉合的負載回路就能產(chǎn)生電流。

硝化反應配套10KV冷凍機組供電系統(tǒng)圖2如下。

當10kv進線突然停電時，10KV母線失電，冷凍機組停止運行，此時迅速啟動柴油發(fā)電機，斷開10KV進線開關，合上柴油發(fā)電機開關，給冷凍機組持續(xù)供電。

圖2

3 硝化工藝應急電源系統(tǒng)使用和維護

3.1 硝化釜攪拌應急電源系統(tǒng)（EPS）使用和維護

EPS系統(tǒng)的操作模式分自動和手動模式。EPS正常運行時，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)投入運行后，需建立日常巡檢制度和維護保養(yǎng)制度。巡檢內容包括：自動轉換開關狀態(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。維護保養(yǎng)內容包括：設備定期打掃清理；自動切換定期實驗；電池外觀檢查；電池的定期充放電實驗；電池的定期內阻實驗等維護保養(yǎng)事項。

3.2 硝化化反應配套10KV冷凍機組后備柴油發(fā)電機組的使用和維護

柴油發(fā)電機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。手動模式為需現(xiàn)場手動啟動柴油發(fā)電機。因硝化反應可留有一定的反應時間，所以選擇手動模式即可，若外網(wǎng)故障停電，則迅速確認柴油發(fā)電機的啟動條件，確認無誤后手動啟動柴油發(fā)電機。

柴油發(fā)電機組，需建立日常巡檢制度和維護保養(yǎng)制度。日常巡檢內容包括：檢查柴油儲油液位；檢查電池組；檢查發(fā)動機潤滑油油量；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。維護保養(yǎng)內容包括：發(fā)電機組水、電、油、氣等進行全面的檢查，確認機組是否正常；定期更換空氣濾、柴油濾、機油、機油濾、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 結束語

習近平總書記指出，人命關天，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，是國家重點監(jiān)管的危險化工工藝，保證安全性不言而喻，確保硝化設備的安全供電至關重要。對于硝化工藝，必須安裝應急電源系統(tǒng)，從業(yè)人員熟知應急電源系統(tǒng)原理和操作保養(yǎng)方法，為安全生產(chǎn)保駕護航。