MVR 制盐项目中使用高压降补解决压缩机起动问题

2020-02-06贾煜JIAYu李友红LIYouhong彭刚PENGGang

价值工程 2020年35期

贾煜JIA Yu；李友红LI You-hong；彭刚PENG Gang

（中国轻工业长沙工程有限公司，长沙410023）

1 概述

泰国THAI KALI 公司30 万吨/年制盐项目是目前泰国最大的制盐工程，且为泰国首套MVR 制盐装置。项目原材料为井矿盐。工程包括卤水净化车间和MVR 制盐车间，即采用原盐化卤、两碱法净化除去原料中的钙镁离子，再通过卤水预热、MVR 蒸发、离心干燥的生产工艺。工程的主要核心设备包括蒸发罐、蒸汽压缩机、离心机、干燥床等。其中，蒸汽压缩机功率5400kW（6.6kV），功率较大，根据用户电网条件，不能直接起动，因此我们初期选用晶闸管软起动作为蒸汽压缩机的起动装置，结果在使用过程中出现了比较严重的问题。

2 用晶闸管起动蒸汽压缩机的问题

最主要的问题，起动时母线降压过大。根据现场检测，蒸汽压缩机起动时，6.6kV 母线电压最小值约72%Un，（6.6kV 母线电压起动前为105%Un）。并引起了连锁反应：①低压密封水泵热继过载跳闸。A 泵跳闸后，DCS 联锁投入B 泵，B 泵投入不到1S，同样因为热继过载跳闸，只能通过人工在MCC 手动复位，重新合闸。②压缩机油泵只能接在施工用电低压母线段，怕油泵跳闸损坏压缩机。③起动时上级变电站22kV 母线电压最小值约为87%Un，引起其它装置低压柴油发电机误以为0.4kV 母线失压，自起动，影响较大。通过此次起动数据分析，可以看出：蒸汽压缩机起动过程低压设备风险较大。起动过程中，低压电机均有可能因低电压导致热继过载跳闸，且两台泵一用一备均会跳闸，需人工复位。因业主全厂22kV 母线容量有限，导致压缩机起动过程对全厂22kV 母线有影响，各处低压母线都存在发电机误动作的风险。改善电网条件，投入大且周期长，不适合此次工程。因此，只有更换起动方式，才能解决蒸汽压缩机的起动问题。通过查找资料和同行业参考，我们选择了降补起动方式。

3 用降补起动蒸汽压缩机的技术论证

由于电机起动时需要大量的无功功率，降补起动采用了一种无功发生器直接提供电机起动过程中所需要的部分无功电流，减小了从电网中所需要的无功电流。同时为了进一步减小电网侧电流，又采用了一台降压器，以降低一些电机端电压的微小代价大大降低了起动时网侧电流，显著减小了电网压降。

为了进一步降低母线电流，本装置还采用降压器适当降低了电动机的端电压，从而降低了一些电动机电流。此时电机侧起动电流为电机全压直接起动电流的k 倍，降压器输入电流（网侧起动电流）为降压器输出电流（电机电流减去无功发生器补偿电流）的k 倍（k 为降压器变比，k＜1）。

4 降补软起在泰国MVR 制盐项目上的应用效果

4.1 相关技术参数

电机、负载和电网参数如下：

4.1.1 电机参数

额定功率：5400kW；额定电压：6.6kV；额定电流：541A；额定转速：1489 r/min；堵转电流倍数：5.9 倍；堵转转矩倍数：0.67 倍；最大转矩倍数：2.5 倍；

电机飞轮矩：2937kg.m2；功率因数：0.90。

4.1.2 负载参数

负载类型：离心压缩机；静阻转矩：6932N.M；空载阻转矩：11438N.M；

负载飞轮矩：6605kg.m2。

4.1.3 电网参数

全厂电源进线为：1 回115kV，采用1 台35MVA 主变115/22kV；

马克思的《〈政治经济学批判〉导言》指出，“生产、分配、交换、消费是构成一个总体的各个环节”，“生产既支配着与其他要素相对而言的生产自身，也支配着其他要素”。㉖引起疯狂地追加投资、诱发商品过剩、刺激人们以高消费为生活目标从而威胁地球生态平衡的根本因素，是资本主义的生产关系。把高消费活动归结为一般人性，是把资本主义社会的特殊风尚夸大为人类社会的普遍习性，把历史发展的结果幻想成历史发展的原因。从理论上看，马克思在批判卢梭、亚当·斯密、大卫·李嘉图政治经济学的“上古渔夫”虚构时早已经揭示了这一点;从经验上看，我们只要观察一下尚未彻底商业化的少数民族群体对于挣钱和花钱的冷漠态度，就足以证伪莱斯的命题。

MVR 制盐车间电源进线为：1 回22kV，采用1 台10MVA 主变22/6.6kV（图中TR-13），蒸汽压缩机为6.6kV 5400kW（X-S-201）；

6.6 kV 单母线最小短路电流：7.22kA。

4.1.4 技术要求

由于前期使用的是晶闸管软起动装置，起动时6.6lkV系统电压压降达到了20%以上，压降太大，导致同母线下的低压电机几乎全部停机。因此，本次改用高压降补起动软起动装置，对起动提出了以下几点要求：

①6.6kV 网侧起动电流不大于2.2 倍电机额定电流；

表1

②电机侧起动电流不小于3.0 倍电机额定电流；

③6.6kV 母线电压不低于85%额定电压；

⑤电机起动时间不大于60s。

4.2 设计参数

4.2.1 起动计算

通过详细计算，得到以下的计算结果：

网侧起动电流最大为2.1 倍电机额定电流；

6.6 kV 网侧电压在86%Ue 以上；

22kV 母线电压在90%Ue 以上；

电机端电压为60%Ue 以上；

起动时间36s。

4.2.2 起动模拟

起动模拟曲线如图1、图2、图3 所示。

4.2.3 项目调试及验收

起动之前，为了确保一次起动成功，现场进行了反复确认和多次模拟起动试验，确保了一次、二次回路都准确无误。

图1 网侧电压曲线图

图2 起动电流曲线图

图3 起动转矩曲线图

2018年8月10日，带压缩机起动5400kW 电机，一次起动成功。现场记录的数据为：起动时间30s，起动电流970A（为1.8 倍电机额定电流），母线电压5850V（88.6%Ue），电机端电压4800V（72.7%Ue），起动之前母线电压6.6kV。从起动数据来看，起动时母线电压压降小于12%，起动时间只有30s，效果远远好于业主的要求。

4.2.4 高压降补软起动装置与晶闸管软起动装置使用情况对比

该项目之前采用的是晶闸管软起动装置进行起动，由于压降太大，就换成了降补软起动装置，使用情况良好。现将二者的使用情况进行对比，如表1。