整流系统的运行管理经验.pdf

第 9期 2 0 0 7年 9月 氯 碱 工 业 Chl o r Al k a l i I n d us t r y No 9 S e p 2 0 0 7 整流 整流 系统 的运行 管理经验 耿庆鲁 赵素梅 1 山东省德州市德州石油化工厂热电车间 山东 德州 2 5 3 0 0 7 2 淄博职业学院 山东 淄博 2 5 5 0 0 0 关键词 整流变压器 整流柜 高压柜 有载开关 直流电流测量仪 冷却水系统 软水罐 热交换器 摘要 介绍了整流系统的运行管理经验 指出在整流系统的运行和管理中不同设备虽有不同的运行管理 模式 但其总的基本理念和基本原理都是相同或相通的 可以相互借鉴 中图分类号 T M4 6 文献标志码 B 文章编号 1 0 0 8 1 3 3 X 2 0 0 7 0 9 0 0 0 5 0 4 Run ni n g a nd a dmi n i s t r a t i o n e x p e r i e nc e o f r e c t i fic a t i o n s y s t e ms G E N G Q 一l u Z H A O S u一 聊 1 T h e r ma l a n d E l e c t ri c i t y S h o p o f D e z h o u P e t r o c h e m i c al P l a n t D e z h o u 2 5 3 0 0 7 C h i n a 2 Z i b o V o c a t i o n a l I n s t i t u t e Z i b o 2 5 5 0 0 0 C h i n a Ke y w o r d s r e c t i fi c a t i o n t r a n s f o rm e r r e c t i fi c a t i o n c a b i n e t h i g h v o l t a g e c a b i n e t s w i t c h w i t h l o a d me a s u r i n g i n s t r u me n t f o r d i r e c t c u r r e n t c o o l i n g w a t e r s y s t e m d e mi n e r a l i z e d w a t e r p o t h e a t e x c h a n g e r A b s t r a c t T h e r u n n i n g a n d a d mi n i s t r a t i o n e x p e ri e n c e o f r e c t i fi c a t i o n s y s t e ms i s i n t r o d u c e d An d i t i s s u mmr i z e d t h a t d i ff e r e n t d e v i c e s p o s s e s s d i f f e r e n t mo d e l s o f run n i n g a n d a d mi n i s t r a t i o n b u t t h e i r b a s i c i d e a s a n d p ri n c i p l e s a r e t h e s a me o r r e l a t e d a n d c a r l b e u s e d for r e f e r e n c e e a c h o t h e r 1 整流变压器的运行管理 1 1 整流变压器的安装 整流变压器是交换功率很大 发热量较多的设 备 因此安装厂房的散热应特别注意 尽量避免在室 内安装整流变压器 比较好 的安装方式是敞蓬式安 装 上有遮雨蓬 外侧面敞开 有利于充分散热 1 2 整流变压器的有载开关 整流变压器有载开关 的调压范围根据实际运行 情况设定 调压范围越小越好 调压范围较大 调压 绕组较多 会引起整流变压器的效率下降 调压范围一般取 6 5 1 0 5 如果配合整流 变压器高压侧星 一 三角形调压和可控硅整流 可以 减小到 8 0 1 0 5 会明显提高效率 另外 有载 开关的挡位一般选择 9 1 5挡为好 并且不带范围 开关 在有载开关的运行中 挡位级数越少 运行越 可靠 如果存在范围开关 一定注意不能长期运行 在范围开关附近 范 围开关来 回动作 更易发生故 障 1 3 整流变压器的出线套管 整流变压器的套管应选用瓷套管 加耐油密封 胶垫密封 目前 许多整流变压器生产厂家把瓷套 管改为环氧树脂式 并在箱顶或箱侧浇注固定 这 种方式虽然固定牢固 也不漏油 但对外接铜排要求 较严 一般应加装软连接 否则不能保证套管不发生 裂纹漏油 瓷瓶套管加耐油胶垫就完全可以不接软 连接 接 2 3 m的铜排都 可以安全运行不漏油 减 少了接软连接的损耗 1 4 整流变压器油的更换 整流变压器一般都选用 2 5 变压器油 在正常 稳定运行的情况下 每半年需要对变压器油进行检 测 包括耐压值 黏度 酸度等 有问题及时处理 有载开关内油量较少 而开关的触头连接时过 作者简介 耿庆鲁 1 9 6 7 一 男 高级工程师 1 9 9 2年毕业于成都科技大学电力工程系电力系统及 自动化专业 现任 山东德州石油化工厂热电车间电气主任 多年来一直从事氯碱生产的发电 输电 配电及整流装置的设计 安装和改造 曾发 表论文多篇 收稿日期 2 0 0 6 0 8 2 9 5 维普资讯 氯 碱 工 业 2 0 0 7 单 渡电阻有过热现象 因此有必要每半年检测 1次有 载开关的油 开关运行产生的黑油沉在下部 检测 油时应在上部补油 下面放油 直到有载开关 内的油 变清为止 此时取油样进行检测 如不合格 应继续 换油 直到合格为止 1 5 整流变压器的升降挡电源 整流变压器的升降挡控制电源形式多样 有 3 8 0 V的 2 2 0 V的 有 1路控制的和 2路控制的 由于有载开关的挡位控制器总是有失灵的时候 因 此升降挡电机增加 1 级接触器控制很有必要 在连 升和连降时 能紧急停掉电机电源 避免事故的发 生 1 6 整流变压器的电流监视和电流保护 整流变压器是大功率 的电压转换变压器 高压 侧绕组电流较大 易出现断路或短路事故 因此 在 整流变压器的高压侧应加装三相电流表 随时监测 变压器三相的运行状况 同时 整流变压器的电流保 护 也应装设三相全星形的电流速断和过 电流保护 可靠地保护整流变压器 避免发生故障 1 7 整流变压器的外形 接整流变压器要尽量靠近整流柜侧 以减少导 电损耗 且靠近整流柜的这一侧不应接散热器 目 前 一些变压器可做到侧出线 整流变压器与整流桥 臂之间距离不足 0 5 m 1 8 整流变压器的选型 大功率整流变压器接线方式最常用的是双反星 形带平衡电抗器 同相逆并联和三相桥式接线同相 逆并联 一般按直流电压的高低来决定 直流电压低 于3 0 0 V时 选用双反星带平衡电抗器接线方式 高 于 3 0 0 V时 选用三相桥式同相逆并联接线 由于 三相桥式的整流变压器制作简单 无平衡电抗器 效 率较高 甚至2 0 0 3 0 0 V间的直流电压也设定为三 相桥式同相逆并联 的接线方式 这是因为随着 晶闸 管技术的提高 晶闸管的耐压值和额定电流值可设 定较高值 用三相桥式接线方式 整流柜的损耗基本 不增加 另外 为了更好地提高效率 消除谐振影 响 一般 1 套电解装置选用两台整流变压器 并联使 用 高压侧或低压侧采用星 一 三角配合或移相 形成 等效 1 2 相脉波整流 来消除5 7 次谐波的影响 2 整流柜的运行管理 2 1 整流柜元件的选择 目前 整流柜元件的额定电流值越来越大 甚至 1 个桥臂可用 1 个元件 但是根据概率计算和使用 习惯 整流柜每个桥臂选用2 3 个元件为好 并且 6 电流储备系数应达到3以上 电压储备也应达到 3 以上 2 2 可控硅整流柜的控制角 可控硅整流控制角一般确定为0 3 0 但实际 运行时 应尽量运行在 1 0 以下 保持可控硅接近全 开通状态 没有控制角显示的整流柜 一般有偏移电压指 示 可用示波器测量全导通时的偏移电压 在电压表 上画上一道红线 运行中控制电压显示值在接近红 线处 2 3 可控硅整流柜的预留角 在可控硅整流柜的开车调整试验 中 一般要调 整可控硅整流柜的预留角 重叠角 以防止操作人 员把操作旋钮旋到0 位时 可控硅突然过零触发 损 坏整流元件 根据调试人员的性格和谨慎度不同 该预留角有的大 有的小 范围在 3 1 2 但是该 预留角的大小同可控硅整流元件的自 然功率因数密 切相关 预留角从 3 调到 1 2 功率因数相差约0 1 非常明显 因此 预留角度 的调整应尽量小 一般不 应超过 5 最好 4 以下 2 4 整流柜的过电压保护 整流柜的整流元件在运行过程中 一定要有压 敏电阻组成的操作过电压保护和电阻 电容器构成 的换向过电压保护 在整流柜的制作过程 中 这两种保护必不可少 不过 整流柜厂家在这两种保护主回路中都接有熔 断器 用以保护过电压回路 实际上 过电压回路设 备的投资远远低于整流柜桥臂元件的投资 所以 在 整流柜运行中 应该把熔断器去掉 即在过电压 回路 设备完好的情况下 避免因熔断器熔断而造成整流 元件的无保护烧坏 另外 整流柜厂家都是把过电 压保护装在整流柜内 为增加整流柜的检修空间和 防止喷水烧毁过电压保护元件 建议把过电压保护 回路移到柜顶或柜侧 并做好防护和散热工作 2 5 整流控制柜的安装 整流控制柜内有非常多的电子元件 对环境的 温度和湿度要求较严格 一般严禁安装在整流柜旁 边 因为整流控制柜不易单独散热和除湿 还不易 避免氯气的腐蚀 所以目前都安装在单独密闭的操 作室内 并配备了空调 2 6 整流柜的 日常维护 整流装置运行时 应经常巡视检查整流器是否 有异常发热 异常气味和异常声响 同时还要注意检 查电流表 电压表 水压表 水温表等表头读数是否 维普资讯 第 9期 耿庆鲁等 整流系统的运行管理经验 与实际运行情况相符 除了经常性巡视检查 还应 定期对设备作下列检修 1 定期去除装置内的尘埃 周期为 1 个月 2 用化学清洗办法清除水道系统的水垢 周 期一般为 1年 3 每月测量 1次温升 晶闸管和快速熔断器 的极限温升不超过 5 0 4 每月测量 1 次均流系数 5 适时检查装置 内是否有导线绝缘 和其他绝 缘老化 绝缘电阻降低 紧固件松动 焊点脱焊 电接 触不良等现象 2 7 整流柜的启动和停止 整流柜启动时 整流柜输出的直流电压 在低于 电解槽 的分解 电压 约是 电解槽额定 电压 的 1 3 时 电解槽根本不进行电化学反应 对电解槽几乎没 有影响 并且 电解槽 在低 电流 负荷时 约 3 5 k A 电化学反应非常慢 对氯气和氢气输送的影响 也非常小 又因为整流柜在启动并 升 电流到 3 5 k A电流期间 整流柜 的空载电压相当高 在此位置 停留对过电压保护元件是不利的 因此 整流柜启动 升电流时速度应稍快 直到分解电压有直流电流指 示 略微快速升电流到 5 k A附近后 再根据调度指 令渐渐升电流 如果整流柜在高负荷 电流下突然停车 会造成 电气负荷的协调故障 还会造成电解槽隔膜的损坏 引起电解淡碱浓度过高 因此 整流柜的停车一定要 按操作规定进行 只有 当电流低于 5 k A时 才能紧 急停车 2 8 整流柜的软水装置 对有扩建计划的整流装置应尽量不选用成型的 软水冷却装置 因为不利于扩建 应该选用软水罐 换热器和两台互为备用的冷却泵组成的软水冷却系 统 一般 1 个 1 2 m 的软水罐 1台4 0 m 的换热器 和两台流量为 6 5 m 的冷却泵 就可以很好地为 l 0万t a烧碱装置 的整流系统进行 冷却 在运行 中 两台泵出口应分别装配逆止阀门和检测压力表 当运行泵出故障 水压降低时 自动开启备用 泵 还应把冷却软水罐的温度和液位传到操作室 以更好地进行控制 3 整流高压柜的运行管理 3 1 高压柜的选型与安装 高压柜一般应选用密封手车式高压柜 该种高 压柜的铜排不裸露 避免 了柜顶铜排 的短路事故 选用手车柜是因为手车可 以互换 和备用 缩短了高 压柜内故障时恢复送电时间 高压室安装净高应达 到 4 5 m以上 顶部侧面开百叶窗进行散热 门也 应选用百叶门 电缆沟严格密封 防止老 鼠 猫等小 动物进入而造成事故 3 2 高压柜的开关 高压柜的高压断路器应选用真空断路器 因为 现在少油断路器正面临淘汰 而且整流柜在带负荷 跳闸两三次后就必须检修油开关 或更换油开关 否 则易引起大的事故 3 3 高压柜的引出电缆 整流机组功率较大 高压柜引出到整流变压器 的高压电缆的截面积也较大 因为三相高压电缆头 制作工艺复杂 并且三相高压 电缆头的三叉 口处极 易放电发生短路事故 因此 建议采用单相高压电 缆 当选用单相高压电缆时 即使单相电缆损坏 也 只能是单相接地 一般都能紧急停车 不致于突然短 路跳闸 3 4 高压开关柜的母排连接 高压开关柜的母排连接 不管是柜 内母排还是 柜顶母排 都应采用铜母线 而不应采用铝母排 因 为目前所有高压设备都采用铜金属导电 这样可以 减少铜铝过度发热造成的停车故障 尤其是开关柜 隔离开关上口引出端子发热 将导致整流所的全部 停电检修 3 5 高压柜的保护接地 要经常检查高压柜的直流继电保护正负极接地 情况 当出现一点接地时 一定要及时排除故障 防 止发生两点接地时接地电流流过跳 闸线圈 造成事 故跳闸 因此 与整流高压柜的直流继电保护相联系 的继 电器接线端子和端子排要定期除尘 避免直流 接地事故 4 直流刀开关的运行管理 4 1 直流刀开关的选型 在安装空间较小的整流所 选用 H D 2 9系列直 流刀开关 比较合适 并且选用开关的额定 电流一定 要稍大于实际运行的最大电流 这样 当整流装置运 行在最大 电流时 直流刀开关仍有部分散热裕量 不 易发热烧毁 4 2 直流刀开关的安装 在安装直流刀开关时 安装铜排的宽度和厚度 应同直流刀开关要求的一致 否则会 因接触面变小 引起开关发热 按直流刀开关的要求选用铜排后 不管用螺栓紧固还是用夹板紧固 不接软连接 也不 会引起开关发热 不会对开关造成损害 还要注意 7 维普资讯 氯 碱 工 业 2 0 0 7卑 接直流刀开关的铜排一定要插到开关槽的底部 保 证最大的接触面积 安装直流刀开关的两端铜排时 直流刀开关要在合闸位置 防止在分闸位置安装后 因开关铜排变形而合不上闸 直流刀开关安装后 在 开关的刀口处还要抹上凡士林 既可润滑刀 口 又可 防止刀 口铜排氧化造成的接触不良 4 3 直流刀开关的合闸和分闸 直流刀开关的合闸和分闸都分两步进行 合闸 时 操作连杆先把开关触头合到位 动静触头对齐 继续转动连杆 把动静触头的铜排夹紧 连杆转到位 后 合闸指示灯亮 合闸结束 分闸时 操作连杆先 把动静触头的铜排松开 然后 继续转动连杆 把开 关动静触头分开 此时 分闸指示灯亮 分闸结束 4 4 直流刀开关的运行 在直流刀开关 的运行 中 可根据动静触头上凡 士林的状态来判断开关的运行情况 1 凡士林成固态 在动静触头上附着较好 说 明直流刀开关运行正常 温度适当 2 凡士林成液态 在动静触头上附着较少 说 明直流刀开关运行不正常 有发热现象 3 凡士林成气态 在动静触头上看不到 说 明 直流刀开关严重发热 应立即停车检修 5 直流电流测量仪的运行管理 5 1 直流电流测量仪的选型 根据 目前技术的发展状况 霍尔芯片式 的直流 电流测量仪已可以长期稳定可靠运行 而且相比于 需要电源形成的磁场与直流电流形成的磁场进行比 较的零磁通比较仪 具有节能的优点 因此 直流电 流测量仪要选择霍尔芯片式的 在选择直流电流测 量仪的额定电流时 为了防止直流过电流对直流电 流测量仪的冲击和危 害 一般直流 电流测量仪的额 定电流要 比实际运行的最大电流大一些 大5 1 0 k A较好 5 2 直流电流测量仪的运行 直流电流测量仪一般有两路 5 V输出 分别 供一只数显电流表和整流控制柜进行控制 供整流 柜的 5 V信号非常重要 如果该反馈信号忽高忽 低 会造成整流柜输出电流忽高忽低 相当危险 应 立即退出自动状态 在手动状态运行 当直流电流测量仪退出运行后 整流柜可根据 变压器交流电流的大小靠手动控制 6 冷却水系统的运行管理 1 冷却水系统的选型 整流柜一般采用循环 水冷却系统 用循环软水冷却整流柜 同时用自 来水 8 或冷却盐水通过热交换器对循环水进行二次冷却 这样 不仅保证了水质不受污染 而且一旦二次冷却 停车 则整流柜仍保留有循环水 不至于立即损坏元 件 因此 冷却水系统应设 1只独立的软水罐 1 只 热交换器 两只互为备用的冷却泵 软水罐的容量以8 1 0 m 为佳 既可以自动补 充损耗的软水 又可以做膨胀水箱 两台冷却泵出 口均装有可 自动逆止的指挥阀 其公共出口处接 1 只电接点压力表 当水压降低