關(guān)于臨縣壓氣站國(guó)產(chǎn)化UMD項(xiàng)目研究實(shí)施

馮士勇 郭子博

摘要：闡述了臨縣壓氣站國(guó)產(chǎn)化UMD項(xiàng)目研究背景，對(duì)進(jìn)口設(shè)備和國(guó)產(chǎn)設(shè)備的選擇進(jìn)行了研究及分析，并從經(jīng)濟(jì)效益、設(shè)備適用性及公司發(fā)展大趨勢(shì)等方面考慮，重點(diǎn)對(duì)國(guó)產(chǎn)化UMD設(shè)備應(yīng)用于臨縣壓氣站項(xiàng)目進(jìn)行了技術(shù)研究、技術(shù)消化及技術(shù)應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：UMD;國(guó)產(chǎn)化;進(jìn)口設(shè)備;電動(dòng)性工業(yè)負(fù)載;交流在線不間斷供電

一、項(xiàng)目背景簡(jiǎn)介

臨縣壓氣站安裝兩臺(tái)燃?xì)馐綁嚎s機(jī)，所用的配電系統(tǒng)為市電380V低壓配電系統(tǒng)（市電停電時(shí)由站內(nèi)自備800KW柴油發(fā)電機(jī)提供電源），MCC配電室內(nèi)的兩套配電柜分別為每臺(tái)機(jī)組啟動(dòng)、運(yùn)行所必須的用電設(shè)備：液壓?jiǎn)?dòng)馬達(dá)、箱體風(fēng)機(jī)、主潤(rùn)滑油泵、GG潤(rùn)滑油泵、燃料氣加熱器、密封器加熱器、油冷風(fēng)機(jī)及空冷器電機(jī)提供配電。

1.項(xiàng)目實(shí)施前存在的問題：

MCC兩套配電柜直接由市電供電，市電電壓不穩(wěn)或停電會(huì)直接導(dǎo)致機(jī)組故障或停機(jī)，沒有啟動(dòng)備用發(fā)電機(jī)的響應(yīng)時(shí)間。臨縣壓氣站所處地理環(huán)境夏秋多雷雨大風(fēng)天氣，市電電網(wǎng)供電環(huán)境惡劣，機(jī)組常因電壓波動(dòng)、閃斷、意外停電造成機(jī)組停機(jī)或故障，因臨縣壓氣站站兩臺(tái)機(jī)組都為燃?xì)廨啓C(jī)，起機(jī)時(shí)間較長(zhǎng)，這樣的意外停機(jī)對(duì)安全生產(chǎn)造成的影響較大。

2.解決存在問題的思路：

為解決以上問題，減少運(yùn)行人員的工作量，提高壓縮機(jī)組的工作效率，為機(jī)組MCC配電系統(tǒng)新增一套不間斷供電設(shè)備，實(shí)現(xiàn)在瞬間電壓大幅凹陷或毫秒級(jí)斷電的補(bǔ)償作用或市電中斷時(shí)能為機(jī)組提供不間斷供電為啟動(dòng)發(fā)電機(jī)贏得寶貴時(shí)間。

二、項(xiàng)目實(shí)施前設(shè)備選擇及思考

1、進(jìn)口設(shè)備選擇及思考

進(jìn)口設(shè)備選擇：我們向英國(guó)羅羅公司尋求解決方案，經(jīng)對(duì)方實(shí)地調(diào)研后提出安裝一套UPS系統(tǒng)。該系統(tǒng)在市電停電后可提供后備電源時(shí)長(zhǎng)1分鐘，也就是說在1分鐘之內(nèi)站內(nèi)值班人員需快速做出反應(yīng)，否則仍無法避免機(jī)組停機(jī)，且該UPS系統(tǒng)費(fèi)用報(bào)價(jià)在200多萬元。

進(jìn)口設(shè)備思考：進(jìn)口設(shè)備存在經(jīng)濟(jì)性差、可操作性差，不能根本解決機(jī)組停機(jī)問題的情況。

2、國(guó)產(chǎn)化設(shè)備選擇及思考

國(guó)產(chǎn)化設(shè)備的選擇：我們將目標(biāo)對(duì)準(zhǔn)國(guó)產(chǎn)化設(shè)備，并結(jié)合目前國(guó)產(chǎn)化設(shè)備特點(diǎn)對(duì)機(jī)組供電系統(tǒng)重新進(jìn)行了分析、判斷。

通過重新對(duì)機(jī)組供電系統(tǒng)進(jìn)行分析，MCC配電室內(nèi)的兩套配電柜分別為每臺(tái)機(jī)組啟動(dòng)、運(yùn)行所必須的用電設(shè)備：液壓?jiǎn)?dòng)馬達(dá)、箱體風(fēng)機(jī)、主潤(rùn)滑油泵、GG潤(rùn)滑油泵、燃料氣加熱器、密封器加熱器、油冷風(fēng)機(jī)及空冷器電機(jī)提供配電。其中，有4種負(fù)載斷電會(huì)造成立即停機(jī)，分別是箱體風(fēng)機(jī)、主潤(rùn)滑油泵、GG潤(rùn)滑油泵、油冷電機(jī)。其他負(fù)載短時(shí)間停電影響不大，只有保證市電停電后上述4類負(fù)載的正常運(yùn)行，就能保證壓縮機(jī)在市電停電后的連續(xù)運(yùn)行不停機(jī)。

可以看出這4類負(fù)載均為電動(dòng)性工業(yè)負(fù)載，所以我們需要尋找一套設(shè)備在市電停電后，既能為電動(dòng)性負(fù)載提供穩(wěn)定電源輸出，又能提供充足時(shí)間啟動(dòng)發(fā)電機(jī)組的后備電源裝置。經(jīng)過市場(chǎng)調(diào)研發(fā)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化UMD工業(yè)驅(qū)動(dòng)不間斷電源系統(tǒng)（Uninterrupted motor Drive），它是一種專門為油泵、水泵、風(fēng)機(jī)等電動(dòng)機(jī)性負(fù)荷提供不間斷供電保障的電源裝置，同時(shí)該電源裝置也可解決因變頻器啟動(dòng)導(dǎo)致的低電壓、晃電問題，該裝置符合解決臨縣壓氣站機(jī)組問題的條件。

國(guó)產(chǎn)化設(shè)備的思考：國(guó)產(chǎn)化UMD電源系統(tǒng)較國(guó)外UPS設(shè)備具有經(jīng)濟(jì)性好、采購(gòu)周期短、故障處理時(shí)效性短、設(shè)備適應(yīng)性高的特點(diǎn)。

三、臨縣壓氣站國(guó)產(chǎn)化UMD系統(tǒng)研究實(shí)施

1、技術(shù)消化研究

該系統(tǒng)裝置由變頻器、整流器、逆變器、充電器、直/直變換器、蓄電池、直流快速開關(guān)、閉鎖二極管、交流檢測(cè)器等主要部件組成，工作原理如下：

當(dāng)交流電網(wǎng)電源正常時(shí)，變頻器由交流接入口輸入，UMD內(nèi)直/直變換器空載運(yùn)行，將電池電壓變換為與變頻器直流端口相匹配的直流供電電壓，送至快速開關(guān)二極管的輸入側(cè)備用，此時(shí)閉鎖二極管關(guān)閉，因而變頻器不從DPS獲得能量。

當(dāng)交流電網(wǎng)突然失電（中斷或超范）時(shí)，DPS內(nèi)的交流檢測(cè)器檢測(cè)到輸入交流變化后，快速開關(guān)導(dǎo)通，將直流電送入變頻器直流端口，保障變頻器直流母線的電壓穩(wěn)定，從而保證了變頻器的正常輸出。

當(dāng)交流電網(wǎng)電源恢復(fù)正常后，UMD蓄電池退出工作，同時(shí)充電器給蓄電池補(bǔ)充充電。

可見，利用UMD的直流供電系統(tǒng)將直流電送入變頻器直流端口，保障變頻器直流母線的電壓穩(wěn)定，從而保證了變頻器的正常輸出。利用UMD的交流在線不間斷供電功能，為變頻器的交流控制系統(tǒng)提供穩(wěn)定可靠和高質(zhì)量的交流電源，可消除交流電網(wǎng)電源的瞬間過壓、欠壓、波形畸變、尖峰電壓等因素引起的變頻器的交流控制系統(tǒng)的器件損壞和誤動(dòng)作，同時(shí)也可確保交流電網(wǎng)電源較長(zhǎng)時(shí)間失電時(shí)變頻器的交流控制系統(tǒng)的電源供應(yīng)，從而保證變頻器的連續(xù)運(yùn)行。

2、國(guó)產(chǎn)化實(shí)施

根據(jù)以上技術(shù)研究分析，臨縣壓氣站與國(guó)內(nèi)青島創(chuàng)統(tǒng)科技集團(tuán)進(jìn)行技術(shù)交流，并于2016年4月份為RY3402機(jī)組安裝UMD供電系統(tǒng)后，經(jīng)過夏秋多雷雨大風(fēng)等惡劣天氣下供電環(huán)境的試運(yùn)行證明了該套系統(tǒng)在惡劣電網(wǎng)環(huán)境下運(yùn)行的可靠性，同時(shí)也保障了機(jī)組的運(yùn)行。2016年11月份為RY3401機(jī)組也安裝了UMD系統(tǒng)，自兩套UMD系統(tǒng)投用以來，臨縣壓氣站因市電波動(dòng)或斷電導(dǎo)致的機(jī)組停機(jī)為零，國(guó)產(chǎn)化UND項(xiàng)目實(shí)施取得了巨大的成功。

四、產(chǎn)生的效益效果

1、經(jīng)濟(jì)效益：臨縣壓氣站國(guó)產(chǎn)UMD項(xiàng)目實(shí)施后，每年可避免因斷電導(dǎo)致停機(jī)10次以上，年直接經(jīng)濟(jì)效益40萬元以上。

2、運(yùn)行維護(hù)效益：如使用進(jìn)口設(shè)備采購(gòu)周期一般均在12個(gè)月左右，而國(guó)產(chǎn)化設(shè)備定制化生產(chǎn)也僅需3個(gè)月，大大縮短采購(gòu)周期。

3、社會(huì)效益：國(guó)產(chǎn)化項(xiàng)目應(yīng)用將大大促進(jìn)我國(guó)對(duì)新型設(shè)備的研究、加工和制造。