河南豫光金鉛股份有限公司制氧廠(chǎng)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、增壓透平膨脹機制冷、全精餾無(wú)氫制氬、氧氮外壓縮流程。其核心動(dòng)設備原料氣空壓機系開(kāi)封空分集團公司生產(chǎn)的H440-6.2/0.98型離心壓縮機，是單進(jìn)氣、雙軸、四級等溫壓縮型機組，壓縮機通過(guò)大齒輪端的齒式聯(lián)軸器與同步電機相連。電機采用沈陽(yáng)電機股份有限公司生產(chǎn)的T2200-4/1430型同步電機，其額定電壓10kV，額定功率2200kW，額定電流148A。電機下部有一臺水冷的電機冷卻器同步電機采用全壓異步啟動(dòng)，配套沈陽(yáng)電機廠(chǎng)電氣成套分廠(chǎng)KGLF11-450/50型同步電機可控硅勵磁裝置，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仍在運行，導致空壓機損壞的事故。

    一、事故經(jīng)過(guò)

    某日21：30分，當班人員監控中，DCS畫(huà)面上循環(huán)水泵、預冷水泵、冷凍機等動(dòng)設備運行狀態(tài)突然自停報警。當班人員以為部分低壓設備停機，趕忙到現場(chǎng)準備重啟循環(huán)水泵，但發(fā)現啟動(dòng)不起來(lái)，運行、停止指示燈均不亮，于是聯(lián)系電工過(guò)來(lái)送電準備再次啟動(dòng)相關(guān)低壓電機。這時(shí)因斷水，空壓機油溫、軸溫上升，電機定子溫度上升。21:40分，在停水運行十分鐘后才在DCS上人為點(diǎn)?？諌簷C。停機后在低壓配電室內查到I段1#變壓器下的低壓I段進(jìn)線(xiàn)柜1000A斷路器失壓線(xiàn)圈壞導致斷路器分閘，該段包含了三臺循環(huán)水泵、三臺冷卻塔風(fēng)機、冷凍機、勵磁柜、UPS電源、2#常溫水泵、2#冷凍水泵、空壓機1#油泵、膨脹機1#油泵、1#氬泵。待更換過(guò)新斷路器之后，系統準備開(kāi)機，在對空壓機進(jìn)行盤(pán)車(chē)時(shí)多人盤(pán)不動(dòng)，有明顯卡阻現象。于是拆機檢查，發(fā)現三四級軸封與葉輪摩擦住，軸封的鋁迷宮密封齒磨損嚴重，見(jiàn)附圖照片。于是空壓機被迫解體大修，將兩套轉子拉開(kāi)封專(zhuān)業(yè)廠(chǎng)進(jìn)行清理密封齒和葉輪積垢，做動(dòng)平衡校驗。經(jīng)過(guò)55個(gè)小時(shí)的連夜搶修，空壓機恢復正常運行。

    二、事故原因分析

    1、三四級迷宮密封損壞的原因

    循環(huán)水泵供電中斷，空壓機組失去冷卻水，電機冷卻器、中間冷卻器、油冷卻器無(wú)法發(fā)揮冷卻降溫作用，電機6個(gè)定子溫度漲到150～162℃，空壓機二三四級吸氣溫度分別從27、31、25℃漲到63、106、114℃，其排氣溫度由81、73、75℃上升到124、144、158℃。由于吸氣溫度嚴重偏高（指標45℃）造成空壓機喘振，主電機電流在200-400A之間多次連續波動(dòng)，各級軸振上升10um多，直至在DCS上點(diǎn)?？諌簷C，造成三四級軸封損壞。

    2、勵磁斷電，主電機未能跳閘的原因

    當時(shí)油冷卻器缺水，供油油溫從37.2℃上升到60.1℃，二級軸承溫度最高，達到了72.3℃，但并未達到聯(lián)鎖停機值75℃，所以并未發(fā)生工藝聯(lián)鎖停機。

    勵磁柜斷電，同步電機勵磁繞組失去直流勵磁，由于同步電機過(guò)載力矩大，導致同步電機失去靜態(tài)穩定，滑出同步。電機失勵失步時(shí)，負載基本不變，定子電流增大1.5～3倍，電機聲音異常。高壓配電室方面的保護是：當運行電流達到1.1倍額定電流時(shí)只會(huì )過(guò)負荷報警并不跳閘；當運行電流達到額定電流的7.5倍時(shí)速斷保護跳閘，但事故發(fā)生時(shí)電流最大400A并未達到速斷保護；運行電流達到1.45倍額定電流且持續10秒會(huì )電機堵轉保護跳閘，但當事故發(fā)生時(shí)電流在200～400A之間波動(dòng)，并未出現持續10秒以上情況，所以并未保護跳閘。

    查線(xiàn)路，勵磁柜與高壓配電室之間只有故障繼電器輸出聯(lián)系。勵磁柜內僅有兩項能夠讓主電機跳閘的保護條件：可控硅的上線(xiàn)快熔動(dòng)作，快熔撞擊器（熔斷報警器）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；勵磁集控單元故障，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。但是當勵磁柜斷電時(shí)，其故障繼電器就無(wú)法得電動(dòng)作。

    三、改進(jìn)措施

    1、在勵磁柜內增加一中間繼電器，其線(xiàn)圈與故障繼電器的一副常閉點(diǎn)串聯(lián)接在勵磁柜內控制電源上。中繼常閉點(diǎn)與上述勵磁柜內兩項跳閘保護條件的故障繼電器的常開(kāi)點(diǎn)并聯(lián)去高壓配電室?？刂葡到y有電時(shí)，該中繼常閉點(diǎn)斷開(kāi)不會(huì )讓主電機跳閘；當勵磁柜斷電，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。上述控制線(xiàn)路完善后，當各項工藝條件和勵磁條件具備，讓主電機合閘送模擬電實(shí)驗該項功能，將勵磁柜總空開(kāi)斷電，主電機能夠跳閘。并規定在以后的每次開(kāi)機前模擬實(shí)驗工藝聯(lián)鎖時(shí)增加這一項勵磁柜斷電聯(lián)鎖停主電機的實(shí)驗內容。

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

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

    4、加強職工的操作規程學(xué)習，在遇到斷電斷水時(shí)必須執行緊急停機程序，不能存在僥幸心理，從而導致事故的進(jìn)一步擴大。

    空壓機作為空分裝置的核心動(dòng)設備，其穩定運行與否決定著(zhù)空分的運行穩定性，需要特別加強維護和按照廠(chǎng)家提供的使用說(shuō)明書(shū)執行例行大修，消除隱患。通過(guò)對這次空壓機事故的詳細分析，完善了主電機的保護，在以后的生產(chǎn)中避免了類(lèi)似事故的再次發(fā)生，對我廠(chǎng)其他三套空分的空壓機管理也起到了警示作用。目前這套空分整體作為備用，現由防喘振閥前向機組充入干燥氮氣，從自潔式過(guò)濾器出來(lái)，氮氣保持流通，避免機組內部銹蝕；每周開(kāi)動(dòng)油泵進(jìn)行機組盤(pán)車(chē)，保持完好備用狀態(tài)。

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