探讨新型抗晃电应用技术在煤化工生产中的运用

张宇

（陕煤集团榆林化学有限责任公司，陕西 榆林 719000）

0 引言

在经济的多角度引领下，煤化工企业迅速发展，再加上电力需求上涨，企业数量逐年增加。现阶段，煤化工产业无疑是新兴的重点产业，在国民经济中地位特殊。想要保证煤化工产业健康、长期发展，就要采取适当的抗晃电技术，借此来提高生产稳定性。现实表明，晃电会导致生产中断，影响煤化工企业连续生产，不仅降低生产质量，经济损失也较为严重。基于此，对抗晃电技术的应用具有一定前瞻性，是煤化生产稳定性的长久保证，同时也是提高企业效益的法宝。

1 造成晃电的因素分析

1.1 自然因素

形成晃电的原因较多，其中自然因素占据主导。晃电极易出现在夏天、冬天，主要是因为夏天天气多变，雷电和大风多发，而冬天温差大，大雾和大雪交替出现，这些特殊天气，都会增加晃电的可能性。除了天气影响外，空气污染严重时，“污闪”将会直接演变成晃电。研究发现，在众多的自然因素中，雷电和“污闪”最具影响力，会导致供电电压暂停，这将严重影响生产效率。

1.2 设备因素

除了自然因素外，设备因素同样关键。结合实际经验可知，动力设备连接开关、执行器等，如果服役时间较长，并且在服役期间，设备始终没有更新，就会让电动阀门性能降低，开关出现绝缘老化，电动设备也会减缓效率，这种情况，会让运行状况偏离正常，运转中时常失灵，晃电的频率也会因此变相增加。结合实际生产经验可知，瞬间晃电影响较大，可以加剧供电网的压力，让供电系统面临瘫痪。

1.3 电网负荷因素

现阶段，用电需求日益递增，在这样的背景下，加重了电网负荷。现实应用中，重载设备突然起动作用显著，会给电网运行制造麻烦，带来较大的威胁，最终让电网因过载而诱发故障。

1.4 人为因素

人为因素同样关键，电力的不合理使用会损害设备寿命，同时调动、维护不当等，也会扩大事故影响。晃电现象出现，和人员的操作存在关系，在现实工作中，失误会引起过电压形成，或者是出现欠电压，相应的保护动作就会发挥作用，这些调节保护能够促使供电电压瞬时下降，这种强烈反差，会给生产造成影响，损害设备的性能和寿命。

2 电力拖动系统要求

在经济优质发展背景下，煤化工业迎来了新契机，现已进入深入发展阶段，在现实生产中，煤气化技术运用广泛，取得了一定成效。而煤气化技术的关键在于气化炉，为了达到理想生产目标，安全连续稳定运行是基础保障，极为重要，现实中，生产的顺利推进需要由高压液氧泵来带动，需要将液氧连续输入，确保氧煤比稳定。结合现状来看，在化工生产环节，高压液氧泵功能的实现，主要通过变频器来带动，用其拖动电动机，进而实现生产全过程[1]。基于此，高压液氧泵想要发挥作用，对电力拖动系统要求较为严格，主要体现在：①连续稳定不间断运行。这是一项基本要求，因为一旦停止运行，氧煤比就会变化，诱发联锁跳车，整个生产系统将会中断。②在实际运行中，要求电动机输出力矩达到恒定以及平均的要求，确保实际输出的液氧流量维持始终恒定水平。之所以会提出这样的要求，核心原因在于当电网出现晃电时，系统的电压波动幅度较大，电动机输出力矩会打破之前平稳的状态，随之出现波动，在这样的影响下，气化炉性能也会受到牵连，同样会因为液氧流量问题而跳车。基于此，怎样维持液氧泵变频器性能，即使在晃电的情况下，也不会影响其安全连续运行，是非常重要的环节。现实中，变频器的耐受范围（对电网电压波动耐受）为-10%～+15%，在这样情况下，一旦晃电情况出现，轻则会让液氧流量波动加剧，严重时就会直接诱发变频器跳车，影响整个气化系统，让系统停滞。研究发现，煤气化生产想要稳步推进，对电力拖动系统要求就要十分明确，只有这样，才能保证生产稳定性。

3 解决煤化工生产中电气设备抗晃电的方法

3.1 抗晃电方案

3.1.1 防晃电交流接触器

通过前文中对电力拖动系统要求的分析，可以通过增加防晃电交流接触器来优化系统的性能，提升系统安全性。该接触器原理简单，发挥作用的关键在于磁极异性相吸，在实际应用中，永磁驱动机构作用显著，用其代替传统电磁铁驱动，可以达到理想效果。因为通过简单的驱动结构替换，就形成了一种稳定且安全、高效的微功耗接触器。实践证实，该接触器性能优越，将其安装在联动机构，可以发挥整个接触器的作用，在接触器中，设置了永磁铁，这种永磁铁极性固定，并且长久不变，通过其和可变极性软磁铁作用，最终实现吸合与释放[2]。通过实践发现，软磁铁的可变极性接近理想状态，非常可观，在电子模块作用下，形成脉冲电流（正反向），这样便可以出现不同的极性。在现实使用中，需要结合现场需要，将释放电压值科学设置，这样做归根结底是为了满足断电延时释放的客观要求，增强系统稳定性。

JNYC-3F系列的接触器，性能十分优越，在防晃电方面作用显著，操作简便，发挥作用不需要依靠辅助电源，具有体积小、并且性能稳定等优势，现阶段，应用范围较广，已经在石化、冶金等生产行业大范围推广，发挥了积极作用，借助该接触器，可以实现不同条件下的连接，能将电源电压不稳等棘手、特殊情况平稳控制，有效抵御晃电风险，实践证明，即使瞬间失压和断电，也能让系统保持平稳，不受断电干扰，切实满足连续性生产的客观要求，大大提高生产效率。但需要注意的是，该方法存在局限性，为了防止系统瞬间失压，导致接触器丧失释放功能，无法将电压的参数从根本改变，所以在出现电压波动时，电动机转矩下降是很难避免的，由此就会诱发介质流量和压力的不规律变化，为了降低影响，该方法比较适用泵类、风机类，工艺参数不敏感的设备。

3.1.2 DC-Bank不间断电源系统

通过多方论证，DC-Bank系统是解决电动机性能稳定以及不间断供电的直接、有效方法，应用价值较高。由于此方法适用范围广，对硬件要求并不严格，可以有效解决晃电带来的影响，因此在业界认可度较高。采用DC-Bank系统，即使出现晃电，转速及转矩始终稳定，不会发生太大变化，这种就可以将电动机输出力矩变化从根本上规避，减轻系统电压波动影响，保证了工艺参数稳定，在系统运行中不发生任何微弱变化，有利于抗晃电目的达成，应用水平较高。

3.2 回路增加时间继电器

除了上述方法外，还可以追加时间继电器，将其添加在回路中，实践证明，该方法同样具备抗晃电的能力。结合现实可知，部分关键电气设备，在服役期间，短暂停运不会导致系统运行紊乱，对其性能构成威胁，并且通过多方论证发现，工艺装置连续运行这一理想状态依旧可以保持，针对这样的情况，建议在控制回路中，适当、科学增设时间继电器，借助这种方法，强化抗晃电的效果[3]。具体来说，就是利用其线圈失电后，可以继续发挥作用和延时断开的功能，让节点闭合受到保护，晃电一瞬间结束后，功能还可以延续，能够自动起动，借此来提高抗晃电能力。

3.3 马达保护器的应用

投入马达保护器，可以保障晃电再起动功能。现实中，部分关键电气设备，在运行中呈现出的性能非常特殊，以电动机回路为例，在其服役期间，需要辅助马达保护器，在马达保护器帮助下，实现电路的全方位保护，研究证实，投入此功能，可将抗晃电能力大幅度增强。原理如下：如果晃电时间合理、可行，在最初设定的时间内，那么在现实运行期间，马达保护器会发挥常态化作用，结合现实需求，立即发出合闸命令，在此基础上，将电动机重新起动，体现出马达保护器的应用价值；当系统停电时间过长，一旦电压恢复，马达保护器同样会作出反应，根据现实所需延时时间，将合闸命令发出，需要注意的是，合闸命令是分批次、连贯发出的，保障启动电动机的功能，通过这样的运行机制，实现抗晃电能力提升。

3.4 变频器欠压自复位

借助变频器将起停动作合理控制，也可以发挥抗晃电功能。在此期间，建议使用UPS供电，在其辅助下，完成对整个回路的高效控制，同时调整欠压故障复位，将其变更为自复位，这样一旦出现晃电，约2s时间内，输出频率将恢复正常，保证自复位发挥作用，在跨越晃电的同时，实现抗晃电功能。

3.5 增加抗晃电模块

通过前文介绍可以发现，抗晃电较为复杂，涉及多项内容，除了上面提到的措施外，增加抗晃电模块在控制回路中，也可以发挥抗晃电的作用。针对某些关键设备来说，在运行信号参与联锁的同时，电压又较低，特别是大机组设备，像润滑油泵等，在进行抗晃电设计时，需要借助增加抗晃电模块的原理，确保交流接触器发挥正当作用，由控制回路电源供电[4]。在现实应用中，当监测到电压出现不稳定、持续下降时，需要将系统切换到“晃电”模式，维持系统稳定性。另外，需要注意接触器线圈的设计，线圈应采用超级电容，这样可以存储更多电能，在此基础上，维持正常供电。与此同时，当电压恢复正常时，抗晃电模块还可以自动切换，将目前的工作状态切换至“交流工作”模式，确保系统运行顺畅，状态良好[5-6]。

4 结语

综上所述，抗晃电应用技术成效显著，在煤化工领域应用价值较高，结合现状来看，实施抗晃电技术，可以助力企业安全生产，同时让企业生产保持高效。随着产业结构调整，煤化工生产规模加大，在这样的背景下，生产连续性逐渐加强，为了避免大规模设备跳车，从源头减少晃电现象，保证生产系统连续运转，需要对新型抗晃电技术研究投入更多的精力，结合现实需求，开发新技术，减少晃电不良影响，帮助煤化工生产创造更多的价值。