河南豫光金鉛股份有限公司制氧廠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、全精餾無氫制氬、氧氮外壓縮流程。其核心動設備原料氣空壓機系開封空分集團公司生產(chǎn)的H440-6.2/0.98型離心壓縮機，是單進氣、雙軸、四級等溫壓縮型機組，壓縮機通過大齒輪端的齒式聯(lián)軸器與同步電機相連。電機采用沈陽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，配套沈陽電機廠電氣成套分廠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

    某日21：30分，當班人員監(jiān)控中，DCS畫面上循環(huán)水泵、預冷水泵、冷凍機等動設備運行狀態(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(xiàn)場準備重啟循環(huán)水泵，但發(fā)現(xiàn)啟動不起來，運行、停止指示燈均不亮，于是聯(lián)系電工過來送電準備再次啟動相關低壓電機。這時因斷水，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上人為點停空壓機。停機后在低壓配電室內(nèi)查到I段1#變壓器下的低壓I段進線柜1000A斷路器失壓線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。待更換過新斷路器之后，系統(tǒng)準備開機，在對空壓機進行盤車時多人盤不動，有明顯卡阻現(xiàn)象。于是拆機檢查，發(fā)現(xiàn)三四級軸封與葉輪摩擦住，軸封的鋁迷宮密封齒磨損嚴重，見附圖照片。于是空壓機被迫解體大修，將兩套轉(zhuǎn)子拉開封專業(yè)廠進行清理密封齒和葉輪積垢，做動平衡校驗。經(jīng)過55個小時的連夜搶修，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、油冷卻器無法發(fā)揮冷卻降溫作用，電機6個定子溫度漲到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(xù)波動，各級軸振上升10um多，直至在DCS上點停空壓機，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，由于同步電機過載力矩大，導致同步電機失去靜態(tài)穩(wěn)定，滑出同步。電機失勵失步時，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倍額定電流時只會過負荷報警并不跳閘；當運行電流達到額定電流的7.5倍時速斷保護跳閘，但事故發(fā)生時電流最大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(xù)10秒會電機堵轉(zhuǎn)保護跳閘，但當事故發(fā)生時電流在200～400A之間波動，并未出現(xiàn)持續(xù)10秒以上情況，所以并未保護跳閘。

    查線路，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(nèi)僅有兩項能夠讓主電機跳閘的保護條件：可控硅的上線快熔動作，快熔撞擊器（熔斷報警器）的常開點閉合，故障繼電器得電，其常開點閉合去高壓配電室停主電機；勵磁集控單元故障，輸出的常開點閉合讓故障繼電器得電，其常開點閉合去高配室停主電機。但是當勵磁柜斷電時，其故障繼電器就無法得電動作。

    三、改進措施

    1、在勵磁柜內(nèi)增加一中間繼電器，其線圈與故障繼電器的一副常閉點串聯(lián)接在勵磁柜內(nèi)控制電源上。中繼常閉點與上述勵磁柜內(nèi)兩項跳閘保護條件的故障繼電器的常開點并聯(lián)去高壓配電室。控制系統(tǒng)有電時，該中繼常閉點斷開不會讓主電機跳閘；當勵磁柜斷電，控制電源失去，新增的中間繼電器失電，常閉點閉合去停主電機。上述控制線路完善后，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驗該項功能，將勵磁柜總空開斷電，主電機能夠跳閘。并規(guī)定在以后的每次開機前模擬實驗工藝聯(lián)鎖時增加這一項勵磁柜斷電聯(lián)鎖停主電機的實驗內(nèi)容。

    2、DCS程序中增加6個電機定子溫度任一個達到120℃時聯(lián)鎖停主電機功能。

    3、DCS畫面上增加高低壓系統(tǒng)配電圖，將各動設備的運行狀態(tài)和主要設備名稱畫到上邊，當遇到突發(fā)停電事故時，立即切到該畫面，能夠比較直觀看到哪部分設備停機以及該段線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。見附圖照片。

    4、加強職工的操作規(guī)程學習，在遇到斷電斷水時必須執(zhí)行緊急停機程序，不能存在僥幸心理，從而導致事故的進一步擴大。

    空壓機作為空分裝置的核心動設備，其穩(wěn)定運行與否決定著空分的運行穩(wěn)定性，需要特別加強維護和按照廠家提供的使用說明書執(zhí)行例行大修，消除隱患。通過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)中避免了類似事故的再次發(fā)生，對我廠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(xiàn)由防喘振閥前向機組充入干燥氮氣，從自潔式過濾器出來，氮氣保持流通，避免機組內(nèi)部銹蝕；每周開動油泵進行機組盤車，保持完好備用狀態(tài)。

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