袁曉斌，竇 明，董鴻章

（中國(guó)平煤神馬集團(tuán) 開(kāi)封興化精細(xì)化工有限公司，河南 開(kāi)封 475003）

本公司環(huán)保治理MVR 裝置壓縮風(fēng)機(jī)是由重慶江增船舶重工有限公司在2017 年為項(xiàng)目配套安裝的一套總成設(shè)備，是公司主生產(chǎn)線排放出來(lái)的污水銨鹽治理單機(jī)關(guān)鍵設(shè)備，對(duì)主線生產(chǎn)至關(guān)重要。

1 MVR裝置的組成及控制功能

MVR 裝置中壓縮風(fēng)機(jī)為單極高速離心式設(shè)備，由高壓電機(jī)、增速齒輪箱低速軸、增速齒輪箱高速軸、供油站、進(jìn)氣噴水、擴(kuò)壓管組成，軸承在其中至關(guān)重要（齒輪箱的軸承每套要20 萬(wàn)人民幣）。其中，供油站為壓縮機(jī)配備獨(dú)立供油系統(tǒng)，該系統(tǒng)設(shè)置有電動(dòng)油泵和機(jī)械油泵兩套裝置，為齒輪和軸承提供潤(rùn)滑油，供油系統(tǒng)部件與壓縮機(jī)底座安裝成一體，具有過(guò)濾、加熱、冷卻以及安全、自控、報(bào)警等功能。

2 機(jī)械泵和電動(dòng)泵的工作原理

圖2 互動(dòng)式Fig.2 Interactive

壓縮機(jī)啟動(dòng)前啟動(dòng)潤(rùn)滑油泵，在啟動(dòng)壓縮機(jī)前，電動(dòng)油泵至少運(yùn)轉(zhuǎn)5min，而且潤(rùn)滑油的壓力必須是正確的。在壓縮機(jī)啟動(dòng)的同時(shí)啟動(dòng)機(jī)械油泵，當(dāng)潤(rùn)滑油壓力超過(guò)了設(shè)定值時(shí)將停止電動(dòng)油泵的運(yùn)行，一旦潤(rùn)滑油壓力降至2bar以下時(shí)，壓縮機(jī)的監(jiān)控系統(tǒng)會(huì)將其認(rèn)定為機(jī)組運(yùn)行在危險(xiǎn)區(qū)域，做出報(bào)警停機(jī)，并啟動(dòng)電動(dòng)油泵。壓縮機(jī)停止后，電動(dòng)油泵還將繼續(xù)運(yùn)行5min，以保證壓縮機(jī)的軸承得到充分潤(rùn)滑，不至于過(guò)熱燒毀；在油箱中還安裝了潤(rùn)滑油加熱器，當(dāng)潤(rùn)滑油溫度過(guò)低時(shí)，加熱器將啟動(dòng)以保證潤(rùn)滑油維持一定的溫度。

3 改造前的狀況

3.1 改造前原MVR裝置

供電需求：輔助負(fù)載為5.5KW 電機(jī)和4KW 加熱系統(tǒng)、PLC 控制系統(tǒng)和現(xiàn)場(chǎng)儀表；交流輸入：AC380V，頻率：50Hz，電機(jī)和加熱系統(tǒng)重載啟動(dòng)，需要在市電停電后帶油泵（油壓正常工作范圍為0.26MPa ～0.52MPa）在滿箱油密閉回路的情況下，連續(xù)運(yùn)行5min ～10min。

PLC 為壓縮風(fēng)機(jī)現(xiàn)場(chǎng)操作臺(tái)內(nèi)對(duì)壓縮機(jī)單機(jī)設(shè)置的控制系統(tǒng)，輸入信號(hào)為現(xiàn)場(chǎng)采集的齒輪箱溫度、軸承溫度、齒輪箱油壓、軸位移振動(dòng)儀等模擬信號(hào)，輸出信號(hào)為電動(dòng)機(jī)械泵控制和油溫輔助加熱。電源供電由配電室以單回路交流380V 供電，分別為操作臺(tái)的PLC 單相供電和裝置的油泵電機(jī)及輔助加熱提供交流380V 供電。運(yùn)行過(guò)程中，如果電源正常供電，現(xiàn)場(chǎng)PLC 控制系統(tǒng)通過(guò)程序控制及聯(lián)鎖能夠保證系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。但是在突然停電的狀態(tài)下，現(xiàn)場(chǎng)操作臺(tái)的PLC 電源失電，油泵電機(jī)失電，高壓電機(jī)帶動(dòng)齒輪箱及風(fēng)葉慣性高速運(yùn)轉(zhuǎn)到停車(chē)約5min，齒輪箱供油中斷，易造成軸承缺油“燒毀”。設(shè)備維修要3 天，直接損失20 萬(wàn)元，間接損失500 萬(wàn)余元。

圖1 設(shè)備圖Fig.1 Equipment diagram

4 改造技術(shù)方案

選 用 工 業(yè) 級(jí)UPS 電 源（ 型 號(hào)：HH-UPS-G-30KVA/33/30）串接到壓縮風(fēng)機(jī)潤(rùn)滑控制系統(tǒng)供電主回路中，同時(shí)給電機(jī)、加熱系統(tǒng)、PLC 控制回路及現(xiàn)場(chǎng)儀表供電，保證市電停電后連續(xù)運(yùn)行，滿足工藝要求。

4.1 工業(yè)UPS工作概述

見(jiàn)圖2。

圖3 在線式Fig.3 Online

4.1.1 互動(dòng)式工作狀態(tài)說(shuō)明

1）交流輸入、直流輸入都正常時(shí)，由交流輸入通過(guò)靜態(tài)開(kāi)關(guān)1 向負(fù)載提供電源（即交流旁路供電）。

2）當(dāng)交流輸入異常，電池輸入正常時(shí)，由直流經(jīng)過(guò)隔離、濾波后，逆變成純正的交流電，通過(guò)靜態(tài)開(kāi)關(guān)2 向負(fù)載提供電源（即直流逆變供電）；交流輸入恢復(fù)后轉(zhuǎn)為交流旁路供電。

4.1.2 在線式工作狀態(tài)說(shuō)明

1）交流輸入、旁路輸入、直流輸入都正常時(shí)，由交流輸入經(jīng)隔離、濾波后，逆變成純正的交流電通過(guò)靜態(tài)開(kāi)關(guān)2 向負(fù)載提供電源（即交流逆變供電）。

2）當(dāng)交流輸入異常，旁路輸入、直流輸入都正常時(shí)，由直流經(jīng)過(guò)隔離、濾波后，逆變成純正的交流電，通過(guò)靜態(tài)開(kāi)關(guān)2 向負(fù)載提供電源（即直流逆變供電）；交流輸入恢復(fù)后轉(zhuǎn)為交流逆變供電。

3）當(dāng)交流輸入和直流輸入都異常、旁路輸入正常時(shí)，由旁路輸入通過(guò)靜態(tài)開(kāi)關(guān)1 向負(fù)載提供電源（即交流旁路供電）。

根據(jù)工藝要求及考慮性價(jià)比之后，本方案需用互動(dòng)式UPS。

4.2 工業(yè)級(jí)UPS電源性能特點(diǎn)

1）完全隔離型逆變技術(shù)，輸出無(wú)噪音正弦交流電壓。

2）逆變單元采用先進(jìn)的SPWM 技術(shù)，波形純凈。

3）獨(dú)有的動(dòng)態(tài)電流環(huán)控制技術(shù)，確保逆變器可靠運(yùn)行。

4）過(guò)負(fù)載能力強(qiáng)，能承受計(jì)算機(jī)滿負(fù)載開(kāi)機(jī)。

5）大功率旁路開(kāi)關(guān)，過(guò)載時(shí)可由旁路供電。

6）具有輸入過(guò)、欠壓，輸出過(guò)、欠壓，過(guò)溫、短路等保護(hù)功能。

7）逆變器前面板有LCD 和LED 顯示方式，狀態(tài)一目了然。

表1 工業(yè)級(jí)UPS電源主要技術(shù)參數(shù)Table 1 Main technical parameters of industrial-grade UPS power supply

4.3 工業(yè)級(jí)UPS電源主要技術(shù)參數(shù)

（見(jiàn)表1）

圖4 一次系統(tǒng)圖Fig.4 A system diagram

4.4 LCD顯示界面及說(shuō)明

4.4.1 按鈕說(shuō)明

◇ STOP 停止：逆變過(guò)程中的緊急停止操作，按下3s有效。

◇ START 逆變：手動(dòng)停止后的逆變恢復(fù)，按下3s有效。

◇ UP 向上：LCD 菜單向上選擇，或數(shù)據(jù)設(shè)置或密碼操作時(shí)向上加數(shù)據(jù)。

◇ DOWN 向下：LCD 菜單向下選擇，或數(shù)據(jù)設(shè)置或密碼操作時(shí)向下減數(shù)據(jù)。

◇ ENTER 確定：菜單進(jìn)入操作，如進(jìn)入二級(jí)菜單或數(shù)據(jù)修改后的確定操作。

◇ BACK 退出：菜單退出操作，或數(shù)據(jù)操作的放棄操作。

◇ POWER 電源：只用于通電后的開(kāi)機(jī)操作。

4.4.2 LED指示燈說(shuō)明

◇ COM1：LCD-主控板通訊燈（閃爍為通訊正常）。

◇ COM2：外部通訊燈（閃爍為通訊正常）。

◇ BYPIN：旁路輸入燈（常亮為旁路輸入正常）。

◇ IN：交流輸入燈（常亮為交流輸入正常）。

◇ BYP：旁路工作燈（常亮為旁路模式）。

◇ INV：逆變工作燈（常亮為逆變模式）。

◇ OUT：輸出燈（常亮為輸出正常）。

◇ BATT：電池?zé)簦ǔＡ翞殡姵仉妷赫＃?/p>

◇ WARNING：告警燈（閃爍為有警告）。

4.5 運(yùn)行調(diào)試參數(shù)設(shè)置

逆變相數(shù) 3

旁路相數(shù) 3

主路相數(shù) 0

機(jī)型模式 1

恢復(fù)設(shè)置 0

輸出電流 45A

逆變電壓 220V

電池欠壓 190V

電池欠壓恢復(fù) 234V

電池過(guò)壓 270V

電池過(guò)壓恢復(fù) 252V

圖5 UPS控制面板Fig.5 UPS control panel

圖6 壓縮風(fēng)機(jī)運(yùn)行參數(shù)Fig.6 Compression fan operating parameters

試車(chē)步驟：分兩步進(jìn)行，為了保證不損壞壓縮風(fēng)機(jī)的軸承，第一步：在系統(tǒng)正常運(yùn)行中使MVR 裝置壓縮風(fēng)機(jī)系統(tǒng)停車(chē)，保持主機(jī)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)至低速時(shí)斷開(kāi)輔助系統(tǒng)的市電電源，UPS 逆變電源瞬間切換，油泵得電正常運(yùn)行。第二步：在系統(tǒng)正常運(yùn)行中使MVR 裝置壓縮風(fēng)機(jī)系統(tǒng)停車(chē)，保持主機(jī)電機(jī)慣性高速運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下斷開(kāi)輔助系統(tǒng)的市電電源，UPS 逆變電源瞬間切換，油泵仍然得電正常運(yùn)行，試驗(yàn)成功。

5 改造后的效果

輔助油泵PLC 控制系統(tǒng)電源得到保證，未出現(xiàn)因市電切換到UPS 逆變供電時(shí)系統(tǒng)程序重啟。

現(xiàn)場(chǎng)溫度檢測(cè)儀表、油壓檢測(cè)儀表、軸承震動(dòng)位移檢測(cè)儀表供電正常，安全可靠運(yùn)行，沒(méi)有出現(xiàn)誤動(dòng)作現(xiàn)象。

油泵在切換至逆變電源供電之后，平穩(wěn)運(yùn)行，油壓檢測(cè)壓力值正常，供油系統(tǒng)得到保障。

UPS 系統(tǒng)正常供電10min，MVR 裝置壓縮風(fēng)機(jī)主機(jī)由慣性高速運(yùn)轉(zhuǎn)至停車(chē)，輔助油泵延遲運(yùn)轉(zhuǎn)5min，監(jiān)測(cè)系統(tǒng)檢測(cè)蓄電池電壓值為223V，UPS 裝置安全運(yùn)行可靠。

6 結(jié)束語(yǔ)

MVR 裝置壓縮風(fēng)機(jī)控制系統(tǒng)電源供電經(jīng)過(guò)使用UPS 電源改造，實(shí)現(xiàn)一次試車(chē)成功。近期，由于G310 道路擴(kuò)建施工，光明變電站毗鄰G310，路邊地下電纜出線回路又有兩次被施工機(jī)械損傷，造成變電站供電系統(tǒng)波動(dòng)或接地使本系統(tǒng)斷電，在主機(jī)慣性高速運(yùn)轉(zhuǎn)的情況下，輔助油泵系統(tǒng)改造后的UPS 瞬間切換，保證了供電正常，軸承系統(tǒng)的潤(rùn)滑得到了可靠保障。