微正压装置气源可行性分析论证及改造

阿拉尔盛源热电有限责任公司 鲁 鹏

目前，在电厂中，随着机组容量的增加，发电机出口通常采用封闭式母线，以满足高可靠性的要求。封闭式母线具有减少接地故障、避免相间短路、消除周围钢构的发热、维护工作量小、结构简单等优点[1]。但是，环境温度下降，单元机组负荷下降，母线温度下降，单元机组停运的话，封闭母线内的气压下降，从封闭式母线的漏点吸入空气等潮湿气体，造成封闭式母线有粉尘和水汽，母线的绝缘值有降低的危险。为确保母线的安全运行，必须配置微正压装置。

1 引言

常规的离相封闭母线在发电机停机、维护期间，由于封闭母线没有设置自密封系统，因此周围环境的灰尘和潮气很容易侵入到封闭母线外壳内。这不仅会影响封闭母线的内部清洁，还会降低封闭母线的绝缘强度，给封闭母线的运行带来隐患[2-5]。

2 概述

2.1 技改背景

盛源热电#1、#2机发电机出口封闭式母线是管型封闭式母线，#1、#2单元机组微正压置是管形封闭式母线的辅机设备。在发电机组停运和恶劣天气条件下，微正压力装置向封闭母线注入干燥过滤过的清洁空气或热空气，维持封闭式母线内的正压力，防止外部粉尘和水汽的侵入，确保封闭式母线内的清洁和干燥。

当前，单元机组的#1、#2机组微正压装置由设备本体压缩机自行提供气源，自2013年投运以来，其压缩机内部元件均出现不同程度老化现象；2019年下半年，压缩机皮带断裂5次，电磁阀动作不正常，空滤、油滤均出现不同程度堵塞现象，造成微正压装置频繁故障，无法长时间稳定运行。

2.2 微正压装置系统原理

微正压系统首先控制并启动自带的压缩机，压缩机产生的压缩空气首先进入储气罐，通过连接管路进入微正压装置的设备控制柜内。压缩空气通过设备控制柜中的电磁阀进入分水滤气器装置，空气中的水汽通过分水滤气器装置进行过滤分离，然后进入干燥筒装置，由于筒内干燥剂的吸附能力使空气被净化并进一步干燥，然后进入管型封闭式母线中的空间。当管型封闭式母线中的正压力达到上限值时，压力传感器将测量的压力信号传输至微正压装置控制柜中的二次仪表测量设备，仪表中二次测量的继电器进行切换，关闭二次测量的中间继电器控制的设备关断电磁阀，停止气源的供气，同时停止设备压缩机的工作。当管型封闭母线内的空气气压因泄漏等原因降至下限时，二次设备仪表中的二次测量继电器发生变化，二次测量的中间继电器自动接通电源并打开前面关断的电磁阀，设备自带的储气罐内的剩余空气等气体向管形式封闭母线供气体。当储气罐压力降到一定值时，微正压控制柜控制压缩机重新启动向储气罐进行补气，由此重复初始过程。

2.3 微正压装置气源技改必要性的探讨

由于微正压装置供气气源为其配套的压缩机，当压缩机经长时间运行且频繁进行启、停操作时，因压缩机空滤、油滤未得到有效清理、维护和压缩机内各元器件老化因素的影响，势必会造成压缩机故障率上升。当压缩机故障或供气质量下降时时，则无法有效向微正压装置进行供气，进而影响微正压系统的运行，无法有效保证封闭母线内部的清洁和干燥。如何有效杜绝因压缩机故障进而影响微正压装置的运行，那么加强对压缩机的日常维护和对微正压装置供气气源的技改则成了行之有效的方法。

2.4 微正压装置气源技改方案的比较

根据微正压装置实际运行情况，其气源技改方式共计有两种方案。第一种方案即为增加第二台压缩机，由两台压缩机相互切换，通过微正压装置控制柜向封闭母线进行供气。第二种方案则利用发电厂自有的仪用压缩空气通过气源管道连接至微正压装置（储气罐）气源入口处，通过原有压缩机和新增的仪用压缩空气相互切换，通过微正压装置控制柜向封闭母线进行供气。

第一种方案增加第二台压缩机，经济费用较高，且需对微正压装置控制柜内控制回路进行改造，已达到两台压缩机定期或故障时可自动切换的功能，后期也需加强对两台压缩机维护的工作。

第二种方案则只需要通过气源管道将发电厂自有的仪用压缩空气连接至微正压装置（储气罐）气源入口处，并增加相应的手动阀门，则可实现仪用压缩空气和压缩机之间的相互切换，向微正压装置供气的要求。该方案投资较少，且技术改造部分较少。

通过上述方案一和方案二的综合比较，推进使用第二种方案进行技术改造。

2.5 微正压装置气源技改方案的实施

一是因技改需要，为保证生产安全及人员安全，在#1、#2机组停机期间，由电厂电气专业检修人员对#1、#2机微正压装置控制原理、图纸进行查阅、确认，确认技改后生产厂区仪用高压空气供气接点，在技改工作开始前，确认改造所需材料（气源管、接头、阀门等材料）已准备完毕。

二是由电厂电气专业配合电气检修人员在前期做好现场气源管敷设路径数据测量工作，并在工作开始前对测量数据进行再次比对，防止因数据测量不准确造成技改工作无法如期进行。

三是技改工作开始前，电厂电气专业组与运行电气检修人员至现场共同确认施工工作地点、范围，以及所需工作的设备地点、设备情况。

四是由技改工作负责人办理工作票，并向施工人员进行现场施工安全技术交底，并在现场装设醒目的安全隔离措施。如需在现场使用电钻、焊接等动火作业，需提前一天办理动火作业工作票，并在动火作业开始前，对工作区域内可燃气体含量（氢气）进行测量，无漏氢现象才可动火作业。

五是由检修公司电气检修人员对#1、#2机微正压装置压缩机至微正压装置储气罐间气源管进行拆除，拆除过程防止损坏其气源管接头。拆除完毕后，所有的气源管接头应做好标记。

六是微正压压缩机至储气罐间供气气源管拆除完毕后，由电气检修人员根据生产厂区仪用压缩空气接点与储气罐间测量的数据敷设新的供气管道，并进行新气源管连接。仪用压缩空气气源管与储气罐入口连接时，加装相应的三通接头及阀门，并把压缩机至微正压装置储气罐间气源管回装，通过切换手动阀门来实现仪用压缩空气或压缩机分别进行供气的功能。气源管及阀门各接口应正确，且各接口应缠绕生料带，防止出现漏气现象。

七是仪用压缩空气侧气源管连接完毕后，打开厂区仪用压缩空气接点侧的手动阀门，并根据微正压装置储气罐顶部压力表对仪用压缩空气接点的手动阀门进行调整，确保其压力不可过低或过低，压力应维持在0.2～0.8MPa。然后投入微正压主机控制装置，观察控制装置内部进口处压力表压力，并对微正压主机控制装置上的温控表、压控表进行调节设定，确定微正压主机装置至送至封闭母线内的气体压力保持在300～2500Pa，防止出现因压力过高造成封闭母线套管外壁因压力过高出现损坏现象。

八是经过上述技改，#1、#2机组微正压装置供气气源可分别由原微正压装置压缩机或厂区仪用压缩空气进行供气。两个供气气源不可同时投入。当使用原微正压装置压缩机供气时，需将微正压装置压力罐入口处仪用压缩空气来阀门关闭，并合上压缩机电源开关。当使用厂区仪用压缩空气向微正压装置供气时，需断开压缩机电源开关，关闭压缩机出口处阀门，打开微正压装置压力罐入口处仪用压缩空气来阀门。

九是技改前，盛源热电#1、#2机组微正压装置原供气气源为微正压装置压缩机供气，因压缩机频繁故障，会造成微正压装置无法正常运行。技改后，现在#1、#2机组6.3m 6抽逆止门旁厂区备用仪用压缩空气管道接口经敷设一段约15m 长气源管道接至微正压装置压力罐入口处，并加装一三通及进口阀门，在压力罐出口处加装一阀门。经上述技改后，#1、#2机组微正压装置原供气气源可分别由原微正压装置压缩机或厂区仪用压缩空气进行供气，通过微正压装置压力罐入口处阀门、压缩机电源开关、压缩机出口阀门进行两处供气气源的切换。

十是#1、#2机组微正压装置供气气源经技改后可分别由原微正压装置压缩机或厂区仪用压缩空气进行供气。两个供气气源不可同时投入。当使用原微正压装置压缩机供气时，需将微正压装置压力罐入口处仪用压缩空气来阀门关闭，并合上压缩机电源开关。当使用厂区仪用压缩空气向微正压装置向微正压装置供气时，需断开压缩机电源开关，关闭压缩机出口处阀门，打开微正压装置压力罐入口侧阀门。

十一是微正压装置保持封闭母线内的正压，防止外部粉尘和水蒸气的侵入，保证管形式封闭母线内的清洁干燥。微正压置的控制方式是自动控制的，封闭母线保持微正压500～2500Pa 运行，低于50Pa时自动补气，当达到2500Pa 时自动停止补气。根据运行规程，建议当机组停运后，投入微正压装置，当机组启动后，退出微正压装置。

3 技改前后说明及图纸

设备技改前：盛源热电#1、#2机组微正压装置原有供气气源为微正压装置内部压缩机供气，因设备使用年限过长，压缩机频繁启动导致微正压装置内部压缩机故障频发，无法保证微正压装置正常运行，无法确保封闭式母线内的清洁和干燥，容易导致封闭式母线绝缘降低，封闭式母线存在隐患，不能保证机组的安全稳定运行。

设备技改后：现在将#1、#2机6.3m 6抽逆止门旁厂区备用仪用压缩空气管道接口接至微正压装置内部压力罐入口处，由原来的两通阀技改为三通阀并入口处加装进口阀，在压力罐出口处加装手动阀。经技改后，#1、#2机组微正压装置原供气气源可分别由原微正压装置内部压缩机或厂区仪用压缩空气进行供气，通过微正压装置压力罐入口处阀门、压缩机电源开关、压缩机出口阀门进行两处供气气源的切换。

4 结论

图1 #1机6.3m 6抽逆止门旁厂区备用仪用压缩空气管道接口

图2 微正压压力罐入口阀门（厂区仪用压缩空气侧阀门）

图3 微正压压力罐出口阀门

图4 技改前后图纸

经上述分析对比可知，#1、#2机组微正压装置系统优化改良后，来自设备本体空压机的压缩空气首先进入设备本体的气体储存罐内。在不改变设备本身的储存容量的情况下，在设备本体的储存罐缓冲后进入干燥净化系统的气流具有连续性和稳定的空气气压。此外，通过设备本体的压缩空气干燥装置的除水油设备，下游净化系统可以更好地发挥其功能，并提供优质的压缩空气来给管形式封闭母线。因此，优化方案可用于提高设备利用率、降低设备维护成本。对其他行业压缩空气净化系统的设计和改造具有一定的指导意义。