优化改进三期航天炉配套装置的电力系统

优化改进三期航天炉配套装置的电力系统

蒋俊 

  安徽晋煤中能化工股份有限公司

   摘要：安徽晋煤中能化工股份有限公司600kt/a合成氨原料路线改造项目—三期航天炉于2017年7月开工建设，2019年5月进入单体试车阶段，2020年5月31日一次开车投料成功并打通系统全流程，2020年6月加至设计负荷运行。三期航天炉运行至今已经三年半了，一些配套装置的电气设计、安装的不良问题相继出现，严重威胁着三期航天炉的长周期安全稳定运行。

关键词：冷风机；PLC；EDI模块；中水回用

Abstract: The 600kt/a synthetic ammonia raw material route renovation project of Anhui Jinmei Zhongneng Chemical Co., Ltd. - Phase III aerospace furnace started construction in July 2017, entered the single unit trial phase in May 2019, successfully started feeding and connected the entire system process on May 31, 2020, and was put into operation at the design load in June 2020. It has been three and a half years since the operation of the Phase III space furnace, and some electrical design and installation problems of supporting devices have emerged one after another, seriously threatening the long-term safe and stable operation of the Phase III space furnace.

Keywords: air cooler; PLC; EDI module; Water Reuse

    1.选题理由

(1) 2#化水EDI模块控制器设计的是一个控制器调节六个模块，并且六个模块的电源共用一个保险，一旦其中一个模块短路将会导致六个模块全部停掉、故障查找比较费时；3#化水EDI模块控制器设计的是一个控制器调节4个模块，有一个模块出现问题将会导致控制器电压电流降低，继而导致水质电阻率降低，严重影响热电锅炉用水的质量。

如图1所示：

                           (图1）

(2)由于我公司生产装置用水量较大，深井泵的停用，中水回用成为生产装置运行的命脉，保证中水回用装置的安全稳定运行是关键。一期中水配电室原设计的是两台干式变压器与低压配电室在两个不同的房间内，造成空间资源严重浪费；同时导致低压配电柜安装紧凑，发热量较大难以散热，缩短了电气设备的使用寿命

一期中水厂房西头超滤及反渗透加药间的电气控制箱材质采用的是镀锌钢板并且都安装在加药装置中间、电气穿线管都是架空状态，由于加药间酸雾较大，对电气设备腐蚀较严重，开关、接触器经常出现短路现象，严重威胁电气设备的安全稳定运行。如图2所示：

                          （图2）

(3)三期硫回收装置原设计只有一台冷风机单独运行，一旦该电机出现问题就会导致硫回收停车。2022年10月22日凌晨3：00三期硫回收冷风机运行时，PLC检测到电机C相绕组温度升高至120度跳闸,我们到现场打开电机接线盒未发现异常、摇测电机绝缘电阻值正常，仪表工检查测温探头及端子正常，经过一系列的排查我们判断是误报，联系操作工重新开机运行正常。三相绕组温度高导致电机跳闸的联锁条件是三选一，由于牵扯技术保密问题，PLC内的程序我们无法修改。

(4)三期压滤机已经投入运行3年多了，该岗位两台132KW进料泵软起控制柜、三台45KW滤液泵变频器控制柜原设计安装在现场一楼，但是现场粉煤较多、环境温度较高、控制柜内散热不良，增大了我们对电气设备维护的工作量，同时缩短了电气设备的使用寿命。2023年6月6日1#进料泵软启动器报内部故障，由于备品还未到，我们急中生智借助变频器来临时代替软起。经过三个小时的紧张奋战，最终接线调试正常、没有影响生产。如图3所示：

                          （图3）

2.对策实施

（1）根据脱盐水装置运行的特点，我们通过查阅资料建议将原来一拖四的EDI模块控制器更改为一对一的控制器应用到4#化水装置中。这次改进消缺了前两套EDI模块控制器的弊端，每一个控制器对应一个模块，每一个控制器电源都有自己的保险、并且都有自己的电压、电流显示。一旦模块出现问题，以便能快速的查找问题，确保了脱盐水装置的长周期安全稳定运行。如图4 所示：

                            （图4）

(2) 针对一期中水设计安装的弊端，二期中水电气方面我们和设计院进行多次沟通，做了很大的改进。尤其是低压配电室，我们将变压器室和低压配电室联通在一起。不仅方便我们配线，而且有利于我们巡检，同时增大了低压配电柜放置面积，配电室的空间得到了合理的利用。

为了避免酸雾对电气设备的腐蚀，二期中水超滤及反渗透加药间的控制柜材质全部使用不锈钢材质、位置远离加药装置，电气穿线管全部开槽走地下，这一实质性的优化确保了二期中水的长周期安全稳定运行。如图5所示：

                             （图5）

(3) 针对三期硫回收新增冷风机的控制方式，在设备招标阶段我们就向设备处建议将PLC防爆控制柜更改为简单的防爆控制箱，设备的所有点位上到DCS消除了原PLC控制的缺陷，确保了冷风机的长周期稳定运行，同时为项目节约了费用。

(4) 鉴于三期压滤机一楼环境的恶劣，我们利用新增压滤机技改的机会把原设计在现场的软启动器、变频器更改到配电室内，原来控制柜的启停回路可以继续使用，确保了三期压滤机的长周期安全稳定运行。如图6所示：

                           （图6）

3.经济效果

从生产处了解后，脱盐水、中水回用、三期压滤机，每一个配套装置停运后将会首先导致三期航天炉停车，三期航天炉停车一次将会损失50万元。

三期硫回收原冷风机PLC防爆控制柜的价格是5.8万元，改进后的防爆控制箱价格是1.7万元，节约4.1万元。

三期航天炉配套装置的优化改进可以节约：

50+50+50+4.1=154.1(万元）

4.结束语

    我们技改小组经过对三期航天炉配套装置的电力系统进行了一系列的优化改进，使其运行起来更加安全稳定。 避免了配套装置因电气缺陷而不能长周期安全稳定运行。装置的工艺环节是层层相扣的，我们要秉承着“一切事故均可避免”的理念，提前将事故扼杀在项目的设计、安装中，确保三期航天炉装置长周期安全稳定运行。

参考文献：

[1]谢振宇.常规化学水处理工艺对比分析[J].山西化工.2020,(11).DOI: 10.16525/j.cnki.cn14-1109/tq.2020.05.67.

[2]童维风.中能化工三期航天炉气化装置开车运行总结[J].中氮肥.2021,(9).DOI:10.3969/j.issn.1004-9932.2021.05.003

[3]张义玲，胡文斌，唐昭峥.硫回收技术进展[J].硫酸工业.2004,(1).DOI: 10.3969/j.issn.1002-1507.2003.03.001.