封母微正压装置的运行与应用.docx

浅析国内封闭母线保护装置-微正压装置的运行与应用
一、封闭母线微正压装置的目的、作用
1、安装封闭母线‘微正压装置’的目的、作用就是提高封闭母线整体健康运行水平，该装置使离相封闭母线外壳内部产生一个略高于外部大气压的干燥气压差，使外界环境中的潮气、灰尘、盐雾等不能侵入离相封闭母线的外壳内，使绝缘子、外壳与导体间的工作环境始终保持洁净、干燥状态。从而保证和提高母线绝缘强度，确保安全可靠运行。是硅胶呼吸器、热风吹扫、热风保养装置的替代产品。
2、地处北方、湿热和沿海等地区的母线，由于运行和停机温度的变化及昼夜、季节温差变化，对母线产生“呼吸”作用，使得潮湿的空气夹带着灰尘和盐雾进入到母线外壳内。使封闭母线绝缘强度降低、给运行安全生产带来隐患。
3、由于母线外壳内部的容积较大，只使用硅胶呼吸器的作用不明显，且硅胶需要经常更换，给维护工作带来不便；另外进入母线的灰尘颗粒，不能彻底清除，这样给母线运行带来了安全隐患。如果采用微正压装置，就可避免上述情况的发生。
4、微正压装置在母线内部形成一个略高于大气压的环境，使母线只有“呼气”，没有“吸气”，使外部的环境空气不能进入到母线内部。该装置，随时在对母线内部压力检测和充入经过处理后的干燥、洁净的空气。既保证母线的良好运行环境又达到降温和免维护的状态。
二、运行及应用
　摘要:随着电力工业的发展,离相封闭母线以其独特的优势被广泛采用.而母线的保护装置-微正压装置因各种原因却依然落后.本文针对国内目前几种微正压装置的工艺、配置及使用中的问题做了详细的阐述及比较分析.仅供参考.
关键词:吸附式微正压装置 冷冻式微正压装置 高分子膜式微正压装置
当前,国内外离相封闭母线的保护方式多采用微正压装置,国内微正压装置主要以吸附式微正压装置为主,该装置存在着工艺及装备落后等诸多问题.而冷冻式微正压装置和高分子膜式微正压装置以其独特的工艺、先进的装备及低廉的价格将会被广大发电企业所认可和接受.
吸附式微正压装置的工作原理及现状 目前在国内许多发电企业的大中型机组中，采用的均为吸附式微正压装置。吸附式微正压装置大多为母线厂的配套装置.该装置按间歇工作制设计,采用分子筛除湿,但因且装置配置低,工艺不合理,致使分子筛易失效,且分子筛购买困难,造成维护不便.同时，随着风冷发电机组大量的设计、推广和使用，封闭母线的长度较以往水冷发电机组封闭母线的长度增加了许多,使封闭母线对洁净空气的需求量也成倍的增长，而吸附式微正压装置因其流量有限，远远不能满足封闭母线对用气量需求，致使微正压装置频繁或长时间的工作，在无法对封闭母线起保护作用的同时、也增加了自身的故障率。
一.吸附式微正压装置工作原理 吸附式微正压装置其工作原理为;压缩空气进入控制柜后,首先通过一充气电磁阀,然后进入一汽水分离器,在汽水分离器中,压缩空气中的水分被初步分离出来,经人工手动排出.经初步分离以后的压缩空气然后进入一减压阀,在减压阀内,压缩空气被减为低压,低压空气随后又进入吸附式干燥器,干燥器有两个充填了5分子筛的吸附筒T1和T2,压缩空气通过T1筒体上的电磁阀由吸附筒T1的下端充入,通过5A分子筛层流到上部,在此过程中,空气中的水分被分子筛吸收,成为干燥的空气,大部分由输出口输出,进入封闭母线.同时,约占10%-15%的干燥空气经一固定节流孔进入T2筒.T2筒上的排气电磁阀同时开启与大气相通,使T2筒中的已吸收饱和水分的分子筛在低压下脱附还原,脱附出来的水分随空气排至大气,由定时器周期性的对T1筒和T2筒上的充气和排气电磁阀进行切换(通常5-10秒切换一次),T1筒T2和筒定期交换工作,使分子筛轮流吸附和再生.这样母线便可源源不断的得到干燥,洁净的空气.
　　吸附式微正压装置弊端及现状 吸附式微正压装置为母线的配套装置,其设计和保护上存在诸多弊端,选用的核心部件均不理想,其主要表现为; 1 .吸附式微正压装置采用的是吸附式干燥器,吸附剂为分子筛,分子筛长期使用会潮解.粉化,应在粉化之前予以更换,以免粉末混入压缩空气中，(分子筛的正常使用期为6-10个月).另外由于分子筛长期处于压力下工作,分子筛之间会经常碰撞,磨擦,造成分子筛破碎,且破碎的分子筛颗粒或粉末易跟随压缩空气进入母线,造成对母线的二次污染. 2.充气电磁阀选用不合理.由于大型机组的封闭母线特别长,特别是风冷机组，所以母线对用气量的要求也非常大,对电磁阀的要求也比较高,吸附式微正压装置所选用的充气电磁阀只是普通的电磁阀,如长时间通电,必然会导致电磁阀线圈烧毁,一旦充气电磁阀失控,必然会影响到封闭母线的安全. 3.无超压保护系统.众所周知,封闭母线的外壳是铝制的,不能承受过大的压力.如山东腾州电厂就曾发生过微正压装置失控致使母线变形的事故.吸附式微正压装置没有一套成型的保护系统,一旦压力失控,母线必然会受到威胁,甚至会造成母线变形事故. 4.压力传感器控制精度低.吸附式微正压装置使用的压力传感器是机械式,它的控制精度比较低,往往不能真实的反映出母线内的真实压力,一旦失控势必会对母线造成威胁. 5.过滤精度低.吸附式微正压装置在整套空气净化系统中只有一个汽水分离器,它只能起到汽水分离的作用,而不能去除气体中的杂质和油雾,气体中的杂质和油雾通过汽水分离器直接进入分子筛筒,造成分子筛污染,这也是造成分子筛失效的主要原因之一.例如，石家庄热电厂在更换分子筛时，发现分子筛内搀杂大量细沙和油污，就是此原因造成。 6.无旁路应急系统.设备在维护保养时,应使用旁路应急系统,而吸附式微正压装置则无此应急系统. 7.流量低,吸附式微正压装置的最大充气量只有0.42立方米/每分钟,远远低于母线对于洁净空气的需求量.
冷冻式微正压装置和高分子膜式微正压装置的工作原理及特点
冷冻式微正压装置和高分子膜式微正压装置主要应用于发电机封闭母线的保护.该装置将压缩空气过滤,干燥后充入到封闭母线中,使母线中的空气压力始终保持在微正压状态,防止外界含有水分.污物的空气进入封闭母线,避免母线绝缘下降,闪烙,氢漏等不正常现象,保证发电机正常开机运行. 　　以牡丹江市华源电力设备有限公司生产的WZK型冷冻式微正压装置为例，其工作原理为;空气压缩机将空气压缩后进入贮气罐,在贮气罐内,压缩空气缓冲和降温并初步析出部分水分，经排水电磁阀排出罐体.压缩空气经贮气罐进入主管路过滤器,在主管路过滤器中,压缩空气中大于0.3mm以上的杂质或颗粒被析出,经自动排水器排出,然后压缩空气又进入冷冻式干燥器或高分子膜式干燥器,空气中的水分绝大部分在这里析出,析出的水分被自动排出.然后,压缩空气再近入微雾分离器,在微雾分离器中,压缩空气中的油物和大于0.01 mm以上的颗粒被分离出来,并自动排出,这时的压缩空气已成为干燥,洁净的空气.最后,经限流阀及双点控电磁阀充入到封闭母线中,当母线内的压力低于500Pa时,充气电磁阀自动开启,压力达到1500Pa时,充气电磁阀自动关闭,并始终保持这一区间压力. 冷冻式微正压装置的特点在于: 1.冷冻式微正压装置用冷冻式干燥器和新纳米材料研制的高分子膜式干燥器代替了传统的分子筛干燥器.这两种干燥器具有精度高,故障率小,运行指标稳定,带有露点指示剂,使用寿命长等特点. 2.冷冻式微正压装置有电控,气控,机械三种不同的保护方式,绝对安全.当母线内压力超过3500Pa时,液控安全阀开启,当母线内压力超过5000Pa时,泄压电磁阀开启,同时并启动自我断电保护功能,当母线内压力超过10000Pa时,机械式安全阀自动开启.这三种方式对母线实行全方位,立体保护. 3.充气电磁阀选用双电控电磁阀.该阀只受脉冲信号控制,可避免因线圈长时间通电而烧毁,造成母线的不安全隐患.且该阀具有记忆功能,在出现异常情况时能自动恢复到关闭状态.彻底保护母线的安全． 4.用数字式压力表取代了磨合压力表,提高了控制精度,增加了可靠性.压力传感器精度比较高,充气压力控制精度可达FS+1%+1字. 5.具有主管路过滤器(过滤精度可达0.3mm),微雾分离器(过滤精度可达0.01mm)和高分子模式干燥器或冷冻式干燥器三级过滤,控制精度高. 6.具有旁路应急系统. 7.分别具有厂内气源.自配气源接口,还具有两种气源同时供气的功能. 8.具有远程监测封闭母线压力变化的端子. 9.高分子膜式微正压装置采用纳米材料研制的高分子膜式干燥器，不需要电源和冷媒，具有２４小时不间断充气功能，适用于各种气密性较差的封闭母线．
.　10.充气流量大，空气处理量≥1M3/min
微正压装置的使用与母线的密封性能 　　
在国内发电企业中，普遍存在一种现象，认为如果投入微正压装置，必须保证封闭母线的气密性，否则，封闭母线无法维持微正压，从而无法保证母线的绝缘及闪烙、漏氢等现象．但在实际运行中，封闭母线密封过于严密，并不能提高母线的绝缘性能，反而会阻碍绝缘的提高．其原因为：微正压装置虽然能将干燥、洁净的空气吹入封闭母线，但由于封闭母线过于严密，无法将母线内潮湿的空气置换出来，使湿空气长时间滞留在封闭母线内，从而影响到母线的绝缘．众所周知，微正压装置是依靠母线内的区间压力来工作的（一般为３００－２５００Pa)，如封闭母线内的潮湿空气不能正常排出，从而会影响微正压装置的正常投入，致使微正压装置长时间处于待机状态，无法向母线提供干燥、洁净的空气，无法对封闭母线绝缘提供保证．实践证明，封闭母线的保压时间一般在１０－３０分钟为最佳．如保压时间过长；母线的绝缘值将升高缓慢．如保压时间过短；会使微正压装置启动频繁，不利于微正压装置的正常工作．以哈尔滨第三发电责任有限公司为例，该公司对封闭母线气密性进行技改后，母线保压时间长达接近４小时，但封闭母线绝缘却达不到开机的要求，后将微正压装置上的取样管拔下后，对母线进行长时间充气，将母线内潮湿的空气由微正压装置的取样管排出，经微正压装置的长时间充气后，母线的绝缘值达到了开机的要求．类似的事例在山东邹县电厂也同样发生过．
结论　 　 吸附式微正压装置作为作为封闭母线的配套装置，在许多大型机组中得到采用，但由于上述原因，致使装置不能在封闭母线的保护中发挥其功能。多数发电企业的吸附式微正压装置处于闲置或半闲置状态，无法发挥作用。既浪费了资源，又增加了封闭母线运行与维护的负担，增加了维护成本，得不偿失。而冷冻式微正压装置以其独特的安全性、经济性、可比性等优点，必将会得到广大发电企业的认可，在安全生产方面发挥重要作用．