化工硝化工艺的应急电源系统重要性及应用

陈 涵 荆 坤 陈小涵

（1.青岛海湾精细化工有限公司，山东 平度 266700；2.青岛兴平热电有限公司，山东 平度 266700；3.山东化工职业学院，山东 潍坊 261000）

近年来有关硝化事故频发，造成大量的人员伤亡和财产损失，国家应急管理部门，下达对硝化工艺安全的指导意见，有效管控硝化工艺安全风险，消除安全隐患，坚决遏制硝化企业各类生产安全事故的发生，硝化釜搅拌、紧急冷却设施等硝化系统的关键设备，必须设置独立的应急电源系统。

1 硝化工艺应急电源系统类型

硝化工艺具有硝化釜搅拌、冷冻机组等重要的用电设备。硝化釜搅拌电机为低压380V的用电设备，可选用带有蓄电池的应急电源系统（EPS）。冷冻机组大多数为10KV高压设备，可先用10KV的柴油发电机组作为应急电源系统。

2 硝化工艺应急电源系统原理

2.1 硝化釜搅拌应急电源系统（EPS）原理

EPS采用整流-逆变技术，系统由整流模块、蓄电池、逆变模块、控制器、隔离变压器、切换开关等组成。市电正常供电时，整流模块对市电整流进而对蓄电池充电，当市电失电，控制器控制切换开关，通过蓄电池输出直流电，支流电通过逆变模块逆变成交流电对硝化釜搅拌供电。控制模块对整个系统进行实时的控制和检测，当发生故障时发出故障报警信号。

硝化釜搅拌应急电源系统供电系统图1如下：

图1

当市电供电正常时，切换开关控制通过市电直接给硝化釜搅拌供电，此时的电池处于浮充状态，充电容量约相当于蓄电池容量的10%，逆变器也处于停机状态，通常称整个EPS处于睡眠状态，只有控制器在时刻监视运行状态，可以达到节能的效果，也避免了电池持续的充放电和逆变器持续处于工作状态，延长电池和逆变器的使用寿命。

当市电故障失电或电压异常，控制器检测异常状态，在0.1-4S时间内控制切换开关切换至逆变器给硝化搅拌供电，可根据供电负荷大小、供电时间，确定蓄电池组容量，确保持续的供电能力，保证硝化釜内物料完全反应后安全停车。

当市电恢复正常时，控制器检测后控制切换开关切换到正常的市电供电状态，并对电池进行充电。

2.2 硝化反应配套10KV冷冻机组后备柴油发电机组的工作原理

柴油发电机是以柴油机为原动机带动发电机转动发电的设备，是将柴油燃烧产生的动能，转化为电能的设备。发电机组以柴油机、发电机为主体，以控制器、启动器和蓄电池、柴油箱、保护装置为配套、辅助设备。

柴油机曲轴与无刷同步交流发电机同轴安装，柴油机转动带动发电机的转子转动，根据‘电磁感应’原理，发电机就会输出感应电动势，经闭合的负载回路就能产生电流。

硝化反应配套10KV冷冻机组供电系统图2如下。

当10kv进线突然停电时，10KV母线失电，冷冻机组停止运行，此时迅速启动柴油发电机，断开10KV进线开关，合上柴油发电机开关，给冷冻机组持续供电。

图2

3 硝化工艺应急电源系统使用和维护

3.1 硝化釜搅拌应急电源系统（EPS）使用和维护

EPS系统的操作模式分自动和手动模式。EPS正常运行时，选择自动模式，自动模式为控制器自动检测电网供电情况，电网故障自动切换至电池供电。手动模式为手动选择市电或者电池供电状态，当对EPS电池和逆变系统检修或者故障时可手动选择市电供电。

EPS系统投入运行后，需建立日常巡检制度和维护保养制度。巡检内容包括：自动转换开关状态；整流模块工作状态；电池电压、电流；变压器温度；系统有无报警等。维护保养内容包括：设备定期打扫清理；自动切换定期实验；电池外观检查；电池的定期充放电实验；电池的定期内阻实验等维护保养事项。

3.2 硝化化反应配套10KV冷冻机组后备柴油发电机组的使用和维护

柴油发电机组的操作模式分为自动和手动模式，自动模式为柴油发电机控制器自动检测电网供电情况，电网故障自动启动柴油发电机。手动模式为需现场手动启动柴油发电机。因硝化反应可留有一定的反应时间，所以选择手动模式即可，若外网故障停电，则迅速确认柴油发电机的启动条件，确认无误后手动启动柴油发电机。

柴油发电机组，需建立日常巡检制度和维护保养制度。日常巡检内容包括：检查柴油储油液位；检查电池组；检查发动机润滑油油量；检查冷却水系统和水箱液位；检查燃油系统有无漏油现象等。维护保养内容包括：发电机组水、电、油、气等进行全面的检查，确认机组是否正常；定期更换空气滤、柴油滤、机油、机油滤、水滤、油水分离器滤芯等耗材；定期更换散热水箱冷却液、水箱宝； 定期添加蓄电池电池液或蒸馏水等。

4 结束语

习近平总书记指出，人命关天，发展决不能以牺牲人的生命为代价，这必须作为一条不可逾越的红线。化工生产中的硝化工艺，是国家重点监管的危险化工工艺，保证安全性不言而喻，确保硝化设备的安全供电至关重要。对于硝化工艺，必须安装应急电源系统，从业人员熟知应急电源系统原理和操作保养方法，为安全生产保驾护航。