中压系统

中压系统（精选12篇）

中压系统 篇1

0 引言

配电系统作为电力系统的最后一个环节直接面向终端用户,其完善与否直接关系着广大用户的用电质量,因此配电系统已成为众多专家学者以及电力工作人员日益关注的焦点[1,2,3,4]。

网架结构是配电系统规划和改造工作中的一个重点。以往对于网架结构的研究主要集中于接线模式方面[5,6,7,8,9],而各级配电系统的接线模式仅体现了本级线路间的联络关系,无法体现区域电网中不同地形和不同负荷密度条件下变电站的供电结构,也无法反映该结构的细化供电指标。针对这一问题,文献[10]提出了中压配电系统供电模型,从整体角度反映了变电站与中压馈线的综合供电方式。

由于供电模型需要为配电系统规划过程中的网架结构的选择提供指导,因此必然需要对供电模型进行充分的分析和评价,为各个供电区域的供电模型选择提供依据。然而,当前对配电系统的评价研究多集中于整个配电系统[11,12,13,14,15],包含了诸多反映电力设备运行情况的指标,无法直接用于供电模型的评价。本文提出适用于中压配电系统供电模型的评价指标体系,对供电模型进行了充分的分析和评价,得出的供电模型特性结果能够为配电系统的规划和建设提供实际指导。

1 供电模型基本概念及典型类型

1.1 基本概念

定义1中压配电系统供电模型是指以高压变电站为源、中压馈线为网的供电网络单元。

定义2中压配电系统供电架构是指作为中压配电网电源的高压变电站的互联结构。

定义3中压配电系统接线模式是指中压配电网中馈线的互联方式。

综上可知,供电模型涵盖了高压变电站互联结构和中压配电网互联结构,而供电架构和接线模式分别只描述了高压变电站和中压配电网的互联结构,因此,供电架构与接线模式均是供电模型的组成部分。

1.2 中压配电系统典型供电模型

中压配电系统典型供电模型可分为以下几类。

1.2.1 点状类供电模型

点状单联络、两联络供电模型如图1所示。

1.2.2 链式类供电模型

链式单联络、两联络供电模型如图2所示。

1.2.3 三角形类供电模型

三角形单联络、两联络和三联络供电模型如图3所示。

1.2.4 四边形类供电模型

四边形单联络、两联络和三联络供电模型如图4所示。

需要说明的是,以上供电模型并非单纯采用一种接线模式,如三角形三联络供电模型的中压线路主要采用多分段三联络接线模式,同时辅以多分段两联络和单联络接线模式。

2 供电模型评价指标体系

供电模型评价指标体系的总体构建思路如下:

供电模型需要实现对用户的电力供应,这是供电模型的最基本作用,因此,评价供电模型,首先要评价其“供电能力”,考量模型能够供应的负荷量和供应区域的大小。确定了模型的供电能力之后,就要考量模型的“供电质量”,对其供应负荷的水平进行评判,包括供电的持续性、电能质量等指标。当供电无法持续,即故障等情况发生时,需要评判模型的“转供能力”,即模型是否能够将停运的主变、线路所带的负荷在模型内部实现转带,当发生更为严重的故障时,考量模型能够抵抗大面积供电中断发生的能力。当模型达到以上指标体现的技术水平时,需要考量模型达到该技术水平的“经济性”如何。由于电网是一个密不可分的整体,高中压电网之间需要良好配合,局部负载过重或过轻,都会给电网的安全、可靠和经济造成巨大影响,因此,要对模型的“协调性”进行评价。

综合上述考虑,结合供电模型本身的特点,建立了一套能够全面评价供电模型的评价指标体系,如图5所示。

本文建立的供电模型评价指标体系中,包括供电能力、供电质量、转供能力、经济性、协调性五个一级指标,每个指标包含多项下属指标,从不同的角度加以定性和定量的分析。这五个一级指标构成一个整体,能够对中压配电系统供电模型进行较为全面的分析和评价。

以下给出各个指标的具体分析方法。

2.1 供电能力

供电模型的供电能力包含两层含义:能够供应的负荷量,体现为负荷供应能力;能够供应的区域大小,体现为区域供应能力。

2.1.1 负荷供应能力

负荷供应能力即传统意义上的供电能力,其计算方法采用文献[16]和文献[17]中所述方法。

2.1.2 区域供应能力

区域供应能力包含以下两层含义:模型供电范围,即模型能够提供电力供应的区域的面积,可由模型负荷供应能力和供电区域负荷密度求出;线路供电距离,即单条线路能够供应负荷的范围,传统的线路供电距离R的计算方法为

其中:r为变电站供电半径;k为线路曲折系数,与线路走廊地形相关,一般取1.2。实际上,由于线路的负载率不同,线路所供的范围即不同,实际供电距离也有所差别。

设供电区域负荷密度为w,出线条数为n,线路满足“N-1”安全准则能够达到的最大负载率为T,对应线路安全电流限值的线路容量为S0,线路功率因数为cosφ。在不考虑线路曲折的情况下,变电站供电半径即线路供电距离。考虑变电站供电范围为一个圆,则每条线路供电范围可以认为是一个扇形,因此有下式成立

在其他条件不变的情况下,有,即采用线路最大负载率越高的接线模式,其线路供电距离越大。考虑线路存在曲折的因素,在变电站供电范围不变的情况下,线路最大负载率越高的接线模式,其线路越曲折。因此,应在线路供电距离的传统计算方法基础上增加一个能够考虑不同线路利用水平因素的系数。修正的线路供电距离计算方法为

其中,μ为线路曲折系数的修正系数。在各常见接线模式中,单联络线路最大负载率最小,因此以单联络线路负载率为基准值,各类接线模式线路修正系数的计算方法为

其中:T0为单联络线路最大负载率;Tx为所采用某接线模式线路的最大负载率。由上式可得,单联络、两联络和三联络线路的修正系数分别为1、1.15、1.22。

2.2 供电质量

2.2.1 可靠性

供电模型供电可靠性评估采用故障模式后果分析法(FMEA),以平均用电有效度(ASAI)作为评价指标。

2.2.2 电压质量

根据模型内线路的负荷情况,通过理论潮流计算得到模型中电压降落最高的线路的电压偏差率。

2.3 转供能力

以线路“N-1”负荷损失率、主变“N-1”负荷损失率、变电站全停负荷损失率为评价指标,考量模型在故障发生时对故障元件所带负荷进行转供的能力。

2.4 经济性

采用全寿命周期成本方法,以供电模型的单位负荷年费用、单位负荷建设年费用、单位负荷运行年费用、单位负荷报废残值为量化指标来评估供电模型的经济性。

2.5 协调性

2.5.1 负荷供应能力协调性

高中压电网之间需要良好配合,否则网络较弱的电网将会削弱较强电网的供电水平。可以用模型负荷供应能力和线路供电转移能力的匹配度来反映供电模型是否达到了负荷供应能力的协调。供电模型高中压负荷供应能力匹配度h的计算方法为

式中:C为模型负荷供应能力;ni为模型第i种接线模式的出线条数;Ti为第i种接线模式线路最大负载率,其他参数意义同上。该指标的数值越接近于1,说明模型的负荷供应能力协调性越好。

2.5.2 负载最大不均衡度

负载均衡是电网稳定和经济运行的重要保证。对于供电模型,这种均衡性体现在模型内各个变电站站间负载均衡、站内主变负载均衡和出线负载均衡三方面。变电站站间(单座站站内主变、出线)负载最大不均衡度d的计算方法为

式中:Tmax、Tmin分别为模型变电站(单座站站内主变、出线)的最大负载率、最小负载率;n为模型内变电站座数(单座站站内主变台数、总出线数);Ri为模型内第i(1≤i≤n)座变电站(第i台主变、第i条出线)的额定容量,Pi为第i座变电站(第i台主变、第i条出线)的实际负荷大小。d越小则表明变电站站间(单座站站内主变、出线)负载越均衡。

3 供电模型综合评价结果

由于篇幅所限,本文仅给出三角形类供电模型综合评价结果,其余类供电模型按照本文建立的评价体系能够得出相似结论。变电站容量配置为3×50 MVA,线路选取架空线路JKLYJ-240,考虑允许主变短时过载的情况,过载系数取1.3,使模型的站间供电单元组数刚好满足主变“N-1”校验,为负荷密度为30 MW/km2的某区域供电,经计算,三角形类供电模型的属性如表1所示。

表1所示的供电模型属性给出了供电模型的具体结构,是进行模型评价的基础。三角形类供电模型的评价结果如表2所示。

3.1 供电能力评价结果

各供电模型采用相同的供电架构,则模型内各个主变平均负载率相同,因此负荷供应能力和模型供电面积相同。由线路供电距离计算方法可知,联络数较多的线路的供电距离较长。

3.2 供电质量评价结果

联络数较多的线路的供电距离较长,因此其可靠性较低,电压偏差率较高。

3.3 转供能力评价结果

由于各供电模型均按照满足主变“N-1”校验进行设计,因此各供电模型的转供能力仅由于出线条数取整存在细小的差别。

3.4 经济性评价结果

联络数较多的线路的最大负载率较高,出线条数较少,其建设费用较低,但在线路负载率较高的同时,功率损耗及停电损失也随之增加,导致运行费用增加,报废残值与建设费用大小趋势相同,综合考量,采用联络数较少的线路的供电模型经济性较好。

3.5 协调性评价结果

各供电模型高中压负荷供应能力均能实现很好的匹配,模型内全部主变均按照平均负载率运行,能够达到负载的均衡。由于各模型内包含不同的接线模式,因此线路负载均衡程度存在差异。

3.6 综合评价结果

综合以上指标的分析结果可见,三角形类供电模型由于采用相同供电架构,故均适用于变电站分布较为密集、易于构成互联的区域。从评价结果可以看出,各个供电模型各有优劣,在为规划区域选择供电模型时,可根据实际需求选择在某些指标方面更适合该区域的供电模型。对于负荷密度较高的区域,由于线路通道走廊的限制,宜选择采用较多联络接线模式的供电模型,以较少的廊道资源获取较大的负荷供应能力。对于负荷密度较低的区域,线路通道走廊资源较为充裕,宜选择采用较少联络接线模式的供电模型,当负荷进一步增加时,可增加线路间的联络,提高线路利用率,从而满足负荷供应。

4 总结

本文建立了中压配电系统供电模型评价指标体系,并以三角形类供电模型为例,给出了供电模型的评价结果。点状类、链式类和四边形类供电模型亦可应用该体系得出类似结果。

在规划工作中,可依据本文所提出的供电模型评价方法与结果,并针对规划区域变电站分布情况及对各运行指标的实际需求,选择适合该区域的供电模型。继而,与现状电网存在问题的解决方案相结合,即可提出更加有效的配电网规划方案。

摘要：针对当前中压配电系统供电模型的研究缺乏有效分析和评价方法的问题,提出了供电模型评价指标体系与指标计算方法,并对典型供电模型进行了评价。首先对中压配电系统供电模型进行了定义并给出了典型类型,然后从供电能力、供电质量、转供能力、经济性、协调性五个方面建立了供电模型评价指标体系,并提出了各个评价指标的分析方法。其中,在各指标分析中,考虑了由于线路最大负载率的不同而造成的线路实际供电距离的差别,进而修正了可靠性、电压偏差、经济性等传统分析中的线路长度计算方法。最后应用该评价指标体系对三角形类供电模型进行了评价,得出了各个供电模型的适应结果。

关键词：配电系统,供电架构,供电模型,指标体系,综合评价

中压系统 篇2

Kerr介质中压缩真空场与耦合双原子依赖强度耦合系统的光子统计性质

研究了存在Kerr介质时依赖强度耦合单模压缩真空场与耦合双原子非共振相互作用系统中光子的`统计性质,运用数值方法讨论了系统参数对光子统计性质的影响.结果表明:Kerr介质、失谐量、原子间相互作用、光场初始压缩因子和原子的初始状态对光子的统计性质有较大的影响.

作 者：方家元 黄春佳 唐立军 孔凡志 FANG Jia-yuan HUANG Chun-jia TANG Li-jun KONG Fan-zhi 作者单位：长沙理工大学物理与电子科学学院,长沙,410077刊 名：原子与分子物理学报 ISTIC PKU英文刊名：JOURNAL OF ATOMIC AND MOLECULAR PHYSICS年，卷(期)：200724(6)分类号：O431.2关键词：量子光学 Kerr介质 非共振相互作用 依赖强度耦合 光子统计性质

中压系统 篇3

关键词：供电系统 中性点接地 可靠性

0 引言

在我国，长期以来都是通过中性点不接地或经消弧线圈接地的方式对6～35kV的中压配电网进行处理。近年来，电缆线路的使用量随着电网的不断发展呈现出不断增加的趋势，进而造成系统单相接地电容电流逐渐增加，导致电网单相接地故障频繁发生。按照我国电气设备的规范要求：对于35kV电网，如果单相接地电容电流超过10A，或者3kV-10kV电网其接地电容电流超过30A，那么，中性点必须采用消弧线圈的接地方式。然而施行的《城市电网规划设计导则》明文规定：“对于运行的35kV、10kV城网，如果电缆铺设较长，并且流过系统电容的电流比较大时，需要采用电阻方式。”正是基于上述问题，关于中性点接地方式受到社会各界的关注和青睐，关于发展方向的决策性问题，需要研究和分析中性点的接地方式，确保供电系统运行的可靠性和安全性。

1 大电流接地系统

该系统就是指中性点直接接地系统。运行中大电流接地系统，如果系统一相出现接地，必然引发单相接地短路，出现短路电流，线路保护装置在刺激下被迫做出动作，线路通过断路器跳闸排除故障。

大电流接地系统的优点：系统单相接地出现故障时，中性点处于零电位，而其它对地电压没有改变。所以，在大电流接地系统中，结合电网的相电压，单一地考虑输电设备的绝缘情况即可，在我国110kV以上的电网大电流接地方式得到广泛应用。

大电流接地系统的缺陷：

①电网运行受到系统单相接地故障的影响和制约，需要将短路电流造成的经济损失降到最低。小电流接地系统在可靠性方面要优于大电流接地系统；

②运行的中性点直接接地系统出现单相接地现象，将会产生跨步电压与接触电压，形成安全隐患。工作人员此时登杆或接触带电导体，容易出现触电事故，给人们的生产生活带来影响。在这种情况下，要提高安全意识，设置继电保护装置，制定切实可行的保障措施；

③中性点接地系统出现单相接地故障将在一定程度上影响通讯系统，并对其造成一定的干扰。

2 小电流接地系统

小电流接地系统分为三种，这三种系统各具优缺点：

2.1 中性点不接地系统

对地而言该系统的中性点是绝缘的，结构简单、运行方便、不许附加设备、投资费用少这是中性点不接地系统的特点所在，对于10kV辐射形或树状形的架空线路应用比较广泛。

优点：中性不接地系统发生单相接地故障时，产生的电流很小，对其他的非故障电压影响不大，不会破坏系统的对称性。如若接地故障是在瞬间产生，系统通常情况下能够自动熄弧。根据相关规定：出现单相接地故障后，中性点不接地系统持续工作时间不得超过两小时，从而为排除故障争取了一定的宝贵时间，提升了供电系统的可靠性；

缺点：由于该系统的中性点是绝缘的，导致电网的对地电容中存储了大量的电荷而没有相应的通路进行释放，出现弧光接地时，电弧的不断熄火与重燃给电容持续地充电。由于中性点的绝缘性使得对地电容不能释放能量，使得电压逐渐攀升，最后形成弧光接地过电压或者谐振过电压，过高的电压给设备绝缘层造成破坏。

2.2 中性点经消弧线圈接地系统

通过电感消弧线圈将系统中的中性点进行接地处理。

优点：中性点经消弧线圈接地系统能够迅速补偿容性电流，进而抑制弧光过电压的产生。在该系统中，消弧线圈是一个可调电感，并且带有一个铁心，在电网出现接地故障时，接地电流通过消弧线圈处理，变成相应的电感电流，对接地电容电流进行补偿，在一定程度上降低了故障点处的电流，把电流控制在自行熄弧范围之内。消弧线圈在电弧熄火后，延长故障相电压的恢复时间，有效地预防了电弧重燃，排除了单相接地故障。

缺点：

①系统接地时，根据要求确保消弧线圈处于补偿状态，在方向上使得流过接地和非接地线路的零序电流保持一致，然而零序过流难以对故障线路进行检测。

②投入使用的中压电网，其消弧线圈主要是手动调匝的结构，调整只能在退出运行后进行，尤其是电网电容电流发生变化时，不能对消弧线圈进行及时调节，难以发挥补偿作用，过电压问题以及弧光不能自灭依然存在。

2.3 中性点经电阻接地系统

该系统是将一个定值电阻接入中性点和大地之间，使电阻通过并联的方式和系统对地电容之间构成一个回路。电阻作为电荷释放元件以及谐振的阻压元件消耗一定的电能，在一定程度上对谐振过电压以及间歇性电弧接地过电压起到预防作用。另外，变电所通过采用电阻接地方式处理，健全相电压值在一相金属性接地时就会达到系统电压值，接地跳开，三相电压还原正常运行状态，系统电容电流与中性点电阻值决定接地点电流值。出现非金属性接地情况后，在接地点电阻的作用下，发生金属性接地时的电流值高于通过中性点与接地点的电流值，而且健全相電压升幅变缓，零序电压值大致能达到单相金属性接地的一半。

通过对上述进行分析可知，发生单相接地事故，通过采用中性点经电阻接地系统能够在一定程度上发挥限流降压的作用，并且该系统的接地方式对设备的绝缘性要求不高，其耐压等级可以根据相电压进行选择。该系统的不足之处是：流过接地点的电流较大，当零序保护拒绝动作或延迟动作，可能会损坏接地点和点周围的绝缘设备，引发相间故障。另外，出现单相接地现象时，永久性的或非永久性的都可能导致线路跳闸，破坏线路供电的稳定状态，大大降低供电效率。

3 单相接地电容电流

连接电气线路的电容电流、与地跨接的电容器产生的电容电流、由变配电设备造成的电网电容电流的增值共同构成中压电网单相接地电容电流。通常，通过下列公式求得电容电流：

∑Ic=（∑icl+∑ic2）（1+k%） [式1]

其中，∑Ic代表电网上单相接地电容电流之和，∑Ic代表线路和电缆单相接地电容电流之和，l∑ic2代表系统中相与地间跨接的电容器产生的电容电流之和，而k%表示配电设备造成的电网电容电流的增值，通常情况下，10kV取16%，35kV取13%。

我们可以通过中性点外加电容法、偏置电容法等多种方式来检测单相电容电流。为确保消弧线圈的容量配置符合设计要求，微机在线实时检测装置不失为一个最佳检测手段。通过一定的采样周期检测线电压UAB，中性点位移电压U0及中性点位移电流Io的方式，对系统不平衡电

压Eo进行检测，其单相接地电容电流可通过下列公式计算：

Eo = Uo+Io×Xc [式2]

由于xc=（Eo-Uo）/Io，得Ic=U相/Xc=U相Io/（Eo-Uo）。其中，Xc、Ic分表代表系统对地容抗和单相接地电容电流。

4 小结

中压电网中性点的接地方式的研究备受业界关注，因为它综合技术研究、经济利益等多方面的问题。其一，供电系统能否正常供电，人员安全是否有保障，接地装置如何配置等等诸多问题都与中压电网中性点接地方式的研究有密切的关联；其二，应该根据现阶段供电系统的运行状况和未来规划，结合技术经济指标，选择最佳电网中性点接地方式。诸如此类问题还需要在供电过程中不断摸索，力求在技术上和经济合理性方面寻求突破。

参考文献：

[1]胡汉才.单片机原理及其接口技术[M].清华大学出版社，2010.

[2]童敏明，唐守锋.检测与转换技术[M].中国矿业大学出版社，2008.

[3]康光华.电子技术基础[M].高等教育出版社，2008.

中压系统 篇4

关键词：细水雾,水喷雾,灭火系统,喷头

0 概述

细水雾灭火系统为我国“九五”科技攻关项目,其以易取、廉价的水为灭火剂,具有快速冷却、降尘的效果,具有灭火用水量和系统储水量极少,水渍损失极小,不需水池,安装十分简便等特点。一些科研院所进行了大量的研究,但都仅限于理论上的研究,与实际应用还有遥远的距离。现主要介绍湿式中压细水雾灭火系统。

该系统能用于扑灭A类火灾、B类火灾、C类火灾及带电电气设备火灾。广泛适用于计算机房、通讯机房、控制室、贵重设备室、磁带库、图书馆、档案库、珍品库、配电房、发电机房、油浸变压器室、变电室、液压设备、除尘设备、喷漆生产线等场所或设备的消防保护。以及新造、改造的船舶A类机器处所:如机舱中的柴油发动机、柴油发电机、燃油锅炉、焚烧炉、燃油装置等设备的消防保护。另外,还可以应用于一些化工设备的降温,及环保上的降尘和控温。

细水雾自动灭火系统必将以其无污染,对人体无害,良好的灭火效能,安装、操作、维护简便,省时省力,适用范围广等优点,日益受到用户青睐。细水雾灭火系统不仅改变了传统水喷淋系统的构成,而且在喷水方式、成雾原理、灭火机理、灭火效能、应用范围及经济性能上均产生了质的飞跃,市场前景非常乐观。

1 术语

a) 细水雾

在喷头最小设计压力下,以距喷头1m平面中喷雾的部位,所测得的水喷雾的Dv0.5不超过300m。

b) 细水雾灭火系统

具有供水部件或同时供水及雾化介质的部件,并且配备一个或多个喷头,能够喷放细水雾来控火、抑制火或灭火的配水装置。

c) 中压细水雾灭火系统

是指系统的最大工作压力为大于1.2MPa但小于3.5MPa的细水雾灭火系统。

d) 闭式系统

系统管网平时充满水,喷头为闭式喷头。

2 设计说明

闭式系统和开式系统相比,用水量更小,解决了对于特大空间供水的技术难题。主要适用于A类火灾场所,如:宾馆、饭店、图书馆、档案馆、停车库、隧道、地铁等场所。

闭式中压细水雾灭火系统总体方案主要依据美国消防协会标准NFPA750《细水雾灭火系统标准》进行设计。同时参考了开式细水雾灭火系统、自动喷水灭火系统,以及国外闭式细水雾灭火系统的设计方案,本着安全可靠、技术先进、经济合理的原则,确定了该系统的设计方案。

通常来讲,闭式系统包括:湿式系统、干式系统及预作用系统。

对于自动喷水灭火系统来讲,预作用系统主要用在不能有水渍损失的场所,而细水雾灭火系统本身几乎不会造成水渍损失,因此,对于闭式细水雾灭火系统来讲,只考虑湿式系统和干式系统。

闭式细水雾灭火系统是一种新的技术,对于关键部件闭式细水雾喷头的工程应用参数(如:作用面积等)需要进行大量的试验来确定,这里介绍的总体方案为湿式中压细水雾灭火系统。

3 系统总体方案

3.1 系统组成

湿式中压细水雾灭火系统主要由泵组、管网、水流指示器、闭式细水雾喷头等部分组成,如图1所示。

3.2 工作原理

湿式中压细水雾灭火系统的管网总是充满水,并由稳压泵维持1.6MPa～1.8MPa范围的压力,管网中微小的压力波动则由泵组中的稳压罐消除,当管网压力下降到1.6MPa时稳压泵启动补压,达到1.8MPa时稳压泵停止。

当有一个或几个喷头的玻璃泡因起火而破裂时水就会从喷头喷出,管网中的控制压力就随之下降,稳压泵在收到由压力传感器传来的压降信号后就马上启动,试图维持原有的压力水平。于是压力传感器的压降信号就会传输到系统的控制箱。

如果管网的控制压力下降到1.3MPa以下,则高压泵就会启动(同时关闭稳压泵)以提供3.5MPa的工作压力,水流指示器发出起火区域的信号。如果高压泵的流量高于已打开喷头所需的流量,则超出部分将通过溢流阀流回储水箱。

泵组系统一旦启动后应持续运行直到被管理人员或消防员关闭为止。

3.3 动作流程

系统动作流程如图2所示。

3.4 总体基本结构

考虑到系统的外观美观及安装与维护的方便性,尽量使泵组结构紧凑,外形小巧。

因此,采用了将高压泵、稳压泵、储水箱、控制箱、高压集流管等部件通过框架集成在一起的结构。

3.5 主要零部件a)泵组

泵组主要由储水箱、水箱支架、水箱补水管总成、回水管、吸水管、高压泵组、高压集流管、稳压泵组及控制箱等部件组成,泵组部件示意图如图3所示。

1) 水箱补水管总成。水箱补水管总成主要由过滤器(低压)、电磁阀(低压)、维修阀(手动球阀 低压)、连接软管(与用户提供取水口相连)等部件组成,水箱补水管总成如图4所示。

水箱补水管总成一端通过连接软管与用户提供的取水口连接,另一端与水箱补水口连接。用户提供的取水口必须要有适当的关水装置,过滤器的作用是防止水源中的杂质进入水箱,通常只使用达到自来水标准的水源。另外为进一步安全起见,电磁阀带有手动开启装置。

补水管的通径应保证进水流量不小于最大出水流量。

2) 储水箱。储水箱的主要作用并不是用来储存整个系统的用水量,而是保证平稳供水。储水箱的大小取决于泵组的容量,也就是取决于作用面积内喷头流量与数量,一般应保证3min的供水量。

储水箱主要由水箱支架、水箱、液位仪、排水阀等部件组成,带有溢流口、补水口、出水口、回水口,储水箱如图5所示。

水箱支架除了用于安装水箱外,其主要作用是升高水箱以保证水箱出水口的位势,使高压泵进水口保证正压。

溢水口的主要作用是防止水箱过量充水造成水箱内压力过高,另外,当水箱水位下降时可起到通气的作用,溢水口上应安装一条溢水管。

液位仪能够输出高液位、低液位和过低液位信号,通过控制箱控制电磁阀进行水箱的补水。

排水阀可以排空水箱里的水,以便对水箱进行清洗。

3) 吸水管(包括水箱排水管)。吸水管主要由维修阀(手动球阀)、过滤器和连接管等部件组成。

维修阀的作用是维修时关闭水源的供应,在系统动作或待命状态时必须保持常开。

过滤器的作用是防止杂质从水箱进入吸水管。

4) 回水管。回水管采用柔性软管,作用是将溢流阀、试水阀、旁通阀等部件中卸出的水回流到水箱。

5) 高压泵组。高压泵组主要由基架、电动机、联轴器、联轴器保护罩、柱塞泵、启动旁通电磁阀、安全阀及各种连接件、配件、软管等部件组成,高压泵组如图6所示。

泵组的各个组件都安装在基架上。

电动机通过联轴器与水泵连接,联轴器保护罩的作用是防止人员误触旋转部位。

旁通电磁阀的作用是让水泵空载启动,在启动阶段,水泵的高压侧由电磁阀旁通至吸水侧直到驱动电动机由星形启动转到三角运行,电磁阀的开关由控制箱控制。

安全阀的作用是为系统提供过压保护,其动作值由制造商设定为高于系统工作压力15%(即4MPa)。

6) 稳压泵组。在待命状态时,湿式中压细水雾灭火系统的管网压力由稳压泵组维持,它可以对小的压力波动以及泄漏进行补偿。稳压泵主要由稳压泵、单向阀(低压)、稳压罐和安全阀等部件组成,稳压泵组如图7所示。

稳压泵的作用是一旦需要(如压力波动、微小泄漏等)就向管网补充小量水以维持压力不变。

单向阀用以防止管网压力通过稳压泵泄漏。

为了避免稳压泵频繁启动,微小的压力波动可以由稳压罐补偿。

安全阀的作用是保护低压元件免受过压冲击。

7) 高压集流管。高压集流管用于集流所有水泵的出水,在其上面还配置有系统所必须的功能组件。高压集流管主要由高压集流管、单向阀(高压)、连接软管、压力传感器、压力表(耐震)、溢流阀、测试阀和系统维修阀(手动球阀)等部件组成,高压集流管如图8所示。

高压集流管由管夹固定在框架上,一般在出厂前相应的功能组件已装配在高压集流管上。

单向阀的作用是防止停泵时水倒流入水泵的出口侧以防止泄漏,同时防止高压泵与稳压泵出水干扰。

压力开关的作用是提供压力信号,通过控制箱控制稳压泵启停和高压泵的启动。

压力表用于直观检查压力值。

系统的运行压力由溢流阀控制,如果泵的供水量大于系统的用水量时,多出的部分就经由溢流阀及回水管流回水箱。

测试阀为手动球阀,其作用是泄放管网存水,定期对泵组进行试验。

系统维修阀的作用是隔离泵组与管网之间的连接,系统进行维修时关闭。

为了防止振动从泵组传至管网,泵组与管网之间的连接使用软管连接。

8) 控制箱。根据闭式中压细水雾灭火系统对控制箱的要求进行设计。控制单元的核心采用PLC控制,完成两台泵的自动/手动启动控制,还可根据液位传感器信号自动控制水箱的水位,能接收水流指示器的信号并分区显示,同时启动相应区的声光报警器。控制箱原理框图如图9所示。

控制箱的主要功能是:1) 能监控管网中的压力,自动控制稳压泵的启闭。2) 具有手动/自动转换功能,在自动状态下具有手动优先功能。3) 能控制两台泵电动机的启停,当柱塞泵启动时,应立即停止稳压泵的工作。当泵电动机出现故障时均能发出声光报警信号。4) 能检测水箱中的水位,水位低时自动打开补水电磁阀,水位高时关闭补水电磁阀,水位超低时停止泵的运行。5) 能分区显示各区动作信号(由各区水流指示器传出)并发出联动指令,控制相应区域的声光报警器。6) 具有复位、消音、自检的一般操作功能。7) 能远传运行、故障和各区动作信号。

b) 区域维修阀

为手动球阀,常开,区域检修时关闭。

c) 水流指示器

区域报警,发出失火区域的报警信号。

d) 闭式细水雾喷头(图10)

由装饰盘(有吊顶时用)、喷头体、滤网、活塞阀、玻璃泡、玻璃泡支架和多个微型喷嘴组成。闭式自动喷头还可根据不同应用场所设计成不同的流量和喷雾角度。玻璃泡额定动作温度采用快速响应玻璃泡,根据现场条件可采用表1等级。

e) 排气阀

排气阀的作用是在管网充水的过程中排除管网中的空气。

f) 末端泄放试验装置

由压力表、手动球阀及等效孔口(与一个喷头的k系数相同)组成,其作用是泄放支管存水或进行系统动作试验。

g) 管道与管接件

采用开式细水雾管道和管接件的连接方式。

h) 其他说明

本系统中所有零部件的材质均采用铜合金或不锈钢。

4 设计

4.1 一般规定

a) 储罐式细水雾灭火系统水容器应充装洁净淡水,泵的供水既可用消防水池,又可以直接接市政供水管网。

b) 根据防护区和保护对象的实际情况,可采用全空间应用灭火方式、局部应用灭火方式或分区应用灭火方式。

c) 喷雾灭火前,防护区内所有影响灭火效果的通风、排烟系统应自动关闭。

d) 采用全空间细水雾灭火系统的防护区,应符合下列规定:

1) 防护区允许开口面积系数β不应大于0.2%,且单个最大开口面积不应大于1.0m2。开口设置的高度不应大于防护区总高度的50%并不应小于防护区总高度的10%。

2) 如果开口设置不能满足要求,则需在开口位置增设喷嘴保护。

3) 防护区的维护结构及门、窗的耐火极限不应低于0.5h,吊顶的耐火极限不应低于0.25h。

e) 采用局部细水雾灭火系统的防护区,应符合下列规定:

1) 保护对象周围的空气流动速度不宜大于3m/s;2) 在喷嘴与保护对象之间喷嘴喷射角范围内不应有遮挡物。

f) 采用组合分配灭火系统,应符合下列规定:

1) 组合分配灭火系统的储水量或泵组流量,不应小于所需储水 量或系统流量最大的一个防护区或保护对象的储水量或泵组流量。2) 组合分配灭火系统的防护区不宜超过8个;如果超过8个防护区应设置备用量,备用量应不小于设计灭火用水量。

4.2 基本设计参数

a) 细水雾灭火系统的设计基本参数应根据防护区和保护对象的具体情况确定。

b) 设计喷雾强度应在下表规定的范围内,持续喷雾时间不应小于下表的规定(表2)。

c) 喷嘴

1) 应根据防护区高度、面积、火灾类型、被保护物体外型及灭火系统类型合理选择喷嘴。2) 全空间应用灭火方式和分区应用灭火方式的喷嘴宜按矩形、正方形或菱形均衡布置在防护区顶部,对于高空间宜分层布置。3) 局部应用灭火方式喷头宜均衡布置在被保护物体周围,对于较高物体应分层布置。4) 当保护对象为带电体时,喷嘴布置还应符合表3。

4.3 水力计算

a) 系统设计流量按相关规范并参照各地区具体规范进行设计,这里不做具体计算。

b) 管网计算 同样按相关规范并参照各地区具体规范进行设计,这里不做具体计算。

5 细水雾适用范围、应用场所及工程造价

细水雾灭火系统的适用范围是由细水雾的雾滴直径和灭火机理决定的。传统的水喷淋灭火系统必须使水滴具有足够的初始冲量,克服上升热气流和烟羽区的上升浮力,并迅速穿过,尽量降低蒸发损失,将足够数量的水送达燃烧物表面,经流淌、浸润的渗透,使燃烧物表面冷却,逐渐减少可燃物汽化速率和汽化量,达到灭火的目的。因此,水喷淋灭火系统一般主要用来扑灭固体火灾,很难扑灭可燃液体火灾。细水雾系统虽然可视为水喷淋系统的拓展,但二者在灭火机理上却大相径庭。细水雾灭火系统是通过冷却上升气流和烟羽区,驱逐燃烧物周围的氧气,隔绝热辐射进行灭火。因此不论燃烧表面是固体还是液态甚至气态均能有效灭火。

细水雾灭火系统在备用状态时储水瓶为常压,克服了气体系统难以解决的泄漏问题,工程应用十分便捷,日常维护工作量和费用较气体系统大大降低。另外,经过世界各个研究机构进行大量带电喷放试验表明,细水雾具有良好的电绝缘性能。可见细水雾灭火系统的适应范围非常广泛,一般包括:A类火灾、B类火灾、C类火灾、D类火灾。

我国规范规定,变压器室和高低压电气设备间多采用卤代烷1211、1301或CO2灭火系统进行保护。几乎每座建筑都有这两种场所,因此在这两种场所中卤代烷灭火系统的使用量相当可观,也是哈龙替代的重点。一般这两种场所的容积较小(200m3～500m3),非常适合细水雾灭火系统。现以一台1000kVA室内变压器(外形尺寸2230mm×1595mm×2610mm,油质量1485kg,变压器室7m×7m×5.1m)为例,分别采用卤代烷1211,1301,高压CO2,水喷雾和细水雾灭火系统保护,灭火剂用量和工程造价对比情况见表4(不计入报警系统)。

6 结语

以上是对所开发的湿式中压细水雾单元独立灭火系统的介绍。

参考文献

[1]GB50129-95.水喷雾灭火系统设计规范[S].

[2]GBJ84-85.自动喷水灭火系统设计规范[S].

术中压疮相关因素及预防进展 篇5

摘要：

本文通过对术中压疮的相关危险因素进行综述，并提出了相应预防措施，明确了预防措施对术中压疮预防的重要性和必要性。提出了合理安置手术体位、选用合理的体位垫、保护受压部位及保持病人正常体温，有效的降低压疮的危险因素，加强术中观察和护理，提高手术室整体护理质量。

关键词：术中压疮；相关因素；预防措施

【中图分类号】

R758.11 【文献标识码】B 【文章编号】1002-3763（2014）05-0027-01

由于局部组织受压严重，血液循环发生障碍，营养供应不足，而引起的组织溃烂或坏死称为压疮。压疮一直是临床护理的重点难点。手术病人术中压疮发生率高达4.7%-66%[1]。如何预防术中压疮的发生越来越受到手术室护理人员的重视，现将其发生的相关因素及预防措施综述如下： 压疮形成的相关因素

1.1 力学因素：包括压力、剪切力和摩擦力，其中压力是最重要的诱发压疮因素，并与受压时间密切相关。当外在压力大于毛细血管平均压力时，毛细血管和淋巴管内血流减慢，导致毛细血管血流闭塞和组织缺血[2]。长时间手术病人采用一定的被动体位或不正确的体位，使身体与手术床面呈点状接触，压力分布集中。全麻后骨骼与肌肉产生向下的剪切力、手术床与躯体产生向上的剪切力使主要受压点受到双向压力，导致压疮发生率增高。

1.2 皮肤自身抵抗力改变：冲洗液浸渍皮肤，引起PH值改变和保护性油脂丧失，导致皮肤更易受到压迫和摩擦，同时皮肤潮湿使身体更紧贴手术床而增加剪切力。体温每升高1℃，组织代谢需氧量增加10%。当组织持续受压缺血缺氧和营养物质供养不足，合并体温升高引起高代谢需求，可增加压疮的易感性[3]。

1.3 应激反应：手术对病人来说是一种急性损失，个体会产生强烈的应急反应。肾上腺素大量释放和胰岛素抵抗引起糖代谢混乱，机体内环境稳定性破坏[4]。术中低血压时间过长可引起组织灌注不足，降低组织对缺血、缺氧耐受能力，增加术中压疮危险性[5]。

1.4 麻醉因素：由于药物的阻滞作用，使受到阻滞部位以下的血管扩张，血流缓慢，受压部位失去正常血液循环，在由于麻醉药物影响，病人反应迟钝或暂时丧失了对身体某些部位不适的反应，这些因素都使皮肤组织缺氧加重，无氧代谢产物不能及时排除，极易形成术中压疮。

1.5 手术室护士思想上重视程度不够： 有部分护士认为体位是手术必须，无法避免压疮，没有主动采取有效措施来预防。尤其是大外伤诸如颅脑外伤、心、胸外伤、肢体多发性开放性骨折等病情危急的情况下，病人大多合并全身皮肤擦伤或皮下组织挫伤，但由于必须争分夺秒地开展手术，往往容易被忽略或根本来不及对病人进行妥善的防压疮护理，就更容易发生术中压疮。预防措施

2.1 压疮的预警管理： 术前访视病人，评估患者的营养状态、手术部位及体位、麻醉方式、预计手术时间等，护士采用压疮危险评估工具提前对有压疮发生可能的病人进行压疮危险度的测定。车慧等[6]制定的压疮预警程序说明术前评分高于18分的，给予常规干预；18-14分给予科内管理干预和加强预警干预，护士长给予必要指导，在风险部位喷涂赛肤润喷剂等；小于13分向护理部报告，护理部给予指导，同时向病人及家属做好解释。加强相关科室之间的沟通。

2.2 规范手术体位摆放：制定标准手术体位摆放规范便于护士准确熟练应用，降低因手术体位安置不当给病人和手术护士带来的风险。马育璇等[7]通过制定术中压疮预防计划，实施了有预见性的护理，使压疮的发生率降低了50-60%，提高了术中护理质量，降低了患者的医疗费用。

2.3 使用合理体位垫，定期调节手术床状态：凝胶减压垫质地柔软，可使体重和压力均匀的分布在垫上，减轻了局部皮肤的压强，对手术患者受压部位的皮肤有良好的保护作用；其材料为凝固胶体，安置体位比较稳定，减少了受压部位剪切力、摩擦力。王志成等[8]应用自行设计的交替性减压体位垫减低脊柱手术受压部位皮肤压红、压伤发生率，效果明显。术中在不影响手术的情况下，每小时交替调节手术床左倾、右倾、头低脚高、头高脚低10-15°，起到类似翻身的作用，对预防术中压疮起到了良好效果。

2.4 术中注意保暖及防潮湿将手术室的温度控制在22-24℃，使用棉被、毛毯等遮盖物保持病人体温在正常范围，体腔冲洗液加温至37℃.术中保持手术野周围干燥，避免术中冲洗液、血液、体液等刺激皮肤，及时更换敷料，可预见性地在术前使用粘贴型手术巾保护切口周围，避免切口周围潮湿。防止患者低体温引起躯体血液循环不良，皮肤抵抗力下降继发术中压疮的发生。

2.5 加强责任心：加强术中巡视，动态管理病人，密切观察手术进展的同时也应注意观察受压肢体末梢血运状态如皮肤颜色的改变，病人清醒时询问其感受。穆燕等[9]针对手术时间长和特殊手术体位的手术患者，设计应用了“手术中护士巡视记录单”，每小时巡视检查患者受压情况，有效预防了压疮的发生。手术结束后，如发现患者受压部位皮肤有压痕、潮红、完整性未破坏时，可及时在病人受压处皮肤局部湿敷75%酒精等，防止局部压疮进一步加重。认真填写手术护理记录单，与病房护士详细交接皮肤情况。小结

术中压疮的发生率是评价手术室护理质量的重要指标。手术病人因其强迫手术体位、不可控制的手术时间等原因而成为压疮的高危人群。术前应用合适的评估工具对病人进行全面评估，制定防范措施，合理安置手术体位、选用合理的体位垫、保护受压部位及保持病人正常体温，有效的降低压疮的危险因素，加强术中观察和护理，提高手术室整体护理质量。

参考文献

中压系统 篇6

【关键词】中压系统；应用；故障诊断；处理

中压传动系统实际上就是中压传动无级调速系统的简称，该系统能够直接在直流母线上来进行多个单元的逆变、整流，因此，该系统的存在能够达到对多机械设备进行拖动的目的。在2100mm热精轧机的主传动控制系统中就利用了西门子的S150中压传动系统来运行，中压传动系统的存在，切实有效的提升了传动控制系统之中所存在的可靠性、先进性，促使电网本身的质量得到了较大幅度的改善。但是，在实际使用的过程中，S150中压传动系统也会呈现出部分问题，在经过大量经验分析、总结后，本人针对S150中压传动系统故障现象进行了全面详细的分析，并提出了相应的解决措施。

1.S150中压传动

S150中压传动系统主要由七大部件组成：有源整流单元、逆变单元、电容组单元、终端单元、控制单元、水冷单元、电压控制单元。有源整流单元主要是用于进行整流和能源的回馈；逆变单元是INU变流器把直流变成交流；CBU电容组单元使中间的直流电压平滑，它主要包括直流总线电容器、充电单元和接地隔离器，它的主要组成部分分为水冷电容、充电单元、放电单元和安全接地开关；COU控制单元具有对变频器控制、监控和保护功能。

2.S150中压传动的应用

高速卷材轧机在进行生产的过程中，其生产系统本身必须要具有高效率、高经济的特性，而要使得卷材生产系统能够满足这方面的需求，当前使用最为广泛的便是调速传动控制系统以及计算机过程控制系统，这两个系统本身主要是具备了较为良好的故障迅速诊断、人机对话等方面的功能，这方面的技术实际上已经成为了生产体系中的核心技术，并且在生产行业之中得到了极大的发展。

该系统具有的特点为：（1）计算机、仪表、电气全部通过PLC， 实现三电合一；（2）设备控制、操作台通过PROFIBUS-DP 现场总线互连，大大减少电缆使用量，降低建设成本为系统提供了更大的灵活性和扩展性；（3）具备全线设备监控、参数设定、轧件跟踪、故障诊断、趋势分析等多种功能，促成了友善的人机关系，为产品质量和工作效率提高了可靠的保障。

3.故障诊断

在西门子S150中压传动系统运行中，维修人员根据自己的经验做出了关于故障诊断的总结，基本上可以分为8 个步骤：

（1）依据现场操作平台，来对于故障进行核查，并且对相应的警报信息进行审查工作，从手动操作台上来进行全面详细的检测。

（2）仅仅从中压传动系统的相应使用说明上来看，针对相应的警报信息进行核查后，再进行相应的检查工作。

（3）当系统本身在出现故障的时候，首先要针对故障的具体时间加以核实，同时立即采取科学合理的措施来对故障进行处理，最大限度的避免其他故障出现的可能性，只有通过对故障具体时间进行确定之后，才能够第一时间找出故障发生的位置。

（4）当系统在运行过程中呈现出了较为严重的故障现象下，可以对西门子S150中压传动系统、电脑等系统中所存在的电路板进行连接，在连接完成后再针对其中所出现的具体故障情况进行诊断、分析、查询。

（5）依据故障现象在电脑上所生成的记录文本来看，能够对故障出现的时间进行确定，在故障时间的帮助下，能够对故障本身的发生点进行控制。

（6）依据电脑存储数据上所记录的多个故障文件，能够针对故障发生的具体原因进行查询、分析，并且在信息充足的情况下，也可以自定义设置故障发生条件，依据存留的故障信息来第一时间找出故障解决方法。

（7）依据电脑上所显示出的故障现象瞬间信息，能够将部分信息进行定义之后再保存，这 对于未来解决类似问题能够起到一定的帮助作用。

（8）如果电动机之中所存在的励磁单元EXU出现了运转故障的现象，那么就必须要把电脑、励磁控制单元中所存在的控制板利用电脑来进行连接，从而达到对故障现象进行查询、分析的目的。当中压传动系统本身在调试完毕之后，绝大多数情况下是不会出现异常状况的的。

4.故障处理举例：电机过电流跳闸故障处理

4.1新电机过电流跳闸

由于新电机的实验数据不是很准确，或者电机本身的性能不好，会使电机速度不稳定，导致过电流跳闸。在工艺要求满足的基础上可以对中压传动系统响应时间进行适当的调整，在进行故障处理后根据电机不稳的原因进行分析，可能的导致电机不稳的的因素为电机的轴承不稳定，电机编码器的接手和固定杆不牢固等。

4.2正常运作时的过电流跳闸

中压传动系统主要依靠编码器速度和绝对值反馈的数据控制电动机的速度，进而控制电动机的转矩和电流。当绝对值编码器反馈的转子角度与定子磁场角度产生偏差的时候，中压传动系统就会不断增加输出电流，这样就有可能导致过电流跳闸。所以在遇到这样的问题时要对绝对编码器进行重新定位。

首先，将中压传动系统变频器的控制从远程拉到本地，将参数偏移量计算命令设置为打开，然后检查计算出来的偏移量参数是不是为0，若不是，就设置为0，同时观察绝对值编码器的偏移量。

完成绝对值编码器的重新定位后，电动机的电流恢复正常，由此可见，正常运行时的过电流主要是电机负载和绝对值编码器反馈的关系，可以对动态性能进行检测来调整参数，使系统拥有良好的动态性能指标。

5.结语

综上所述，企业在使用西门子S150中压传动系统之后，能够极大的提升生产效率，这也就代表着，中压传动系统的应用能够给企业带来更多的经济收益。但是在中压传动系统长久使用的过程中，由于高负荷运转，必然会出现一定的问题，这就需要企业采取相对良好的措施来加以维护，在出现故障之后第一时间采取措施加以解决，排除故障，提升中压传动系统本身所具有的安全性，帮助企业生产提高效率。 [科]

【参考文献】

[1]樊建忠，宋明.西门子S120在宣钢棒材轧制中的应用[J].冶金自动化，2013（02）：34-35.

[2]李建刚，宋占峰.ABB大功率变频三相异步电动机结构简介[J].防爆电机，2011（03）：56-57.

中压系统 篇7

关键词：业务流程重组,程序接口,ERP

1 引言

ERP(Enterprise Resource Planning,企业资源计划)是国外90年代以来发展成熟的企业生产管理技术,它利用Internet及企业内部局城网、先进手段,实现了物流、资金流、信息流的统一管理,把信息系统拓展到企业的外部,实现了包括供应商和客户资源在内的信息集成。ERP系统这几年在我国发展很快,但实施成功并对企业产生直接效益的较少,造成这样的结果,主要有以下几种原因。

(1)ERP的理论是西方市场经济下企业管理经验的总结和升华,归属于管理科学的范畴。国内许多企业的领导误认为ERP是计算机技术,把实施ERP的任务交给计算机技术人员,没有充分考虑和发挥管理人员的作用,这种认识上的偏差势必造成ERP实施中主次位置的倒置和人力、财力的浪费。

(2)企业实施ERP系统,要求企业有一定的管理基础,企业的业务流程要顺畅,流通的票据和报表要规范,对人员素质也有相应的要求。有些企业,在实施ERP系统之前,不重视这些基础工作,梦想只要使用了ERP系统,企业的管理工作就会改进,这是不现实的。不切合实际的盲目乱上也是ERP系统失败的主要原因。

(3)有些企业在实施ERP系统时,没有明确的工作目标,不知道应该做到什么程度终止,或者工作目标定得过大,超出了企业自身人力、物力、财力所能承受的范围,最后由于投资不到位而使系统失败。

(4)有些企业在实施ERP系统前,没有考虑好同CAD/CAM/CAPP/PDM的接口,系统集成做得不好,各系统独自运行,没有形成信息共享,造成资源的浪费和信息的不一致性。

企业建立ERP系统是一个庞大的系统工程,首先要从管理入手,对企业的现状进行诊断分析,确定适应本企业产品加工特点的管理模式,必要时进行业务流程重组或优化,明确ERP实施后最终达到的目标,规范流通的票据及报表,选择或开发适应本企业特点的ERP软件,成立有管理人员、技术人员、ERP软件专家及业务管理人员参加的实施小组,负责建立本厂的ERP系统,同时形成一整套完善的企业管理标准。

在实施ERP系统时,切忌好大贪全,选择和开发的ERP软件一定要适应本企业的生产特点,只有这样,成功的把握才会更大一些。下面以某中压开关生产企业为例,分析这类企业的特点:

(1)成品生产是典型的单件小批量加工装配型生产模式,原则上要按照用户定单来执行,不允许有成品存货。

(2)成套电器在产品设计阶段,一般都按照系列化设计的原则进行。同一系列的产品,其大部分的零部件为通用件,对于诸如柜体面板之类的零部件,由于开孔位置及大小不同,形成了许多非标件。在同一台产品中,通用件与非标件共存,设计中有一个从通用钣金构件和电器方案中抽取通用钣金件和通用电器元件过程,即PDM系统中的产品配置在成套电器设计过程中特别重要。

(3)成套电器生产中用到的两大类物料为钣金件和电器元件。通用钣金件按批量加工方式生产,采用补库存的思路确定生产量。专用钣金件采用定做方式,不允许有库存。电器元件的采购也雷同,分成批量采购和专项采购方式。

(4)合同更改是成套电器类企业生产组织的难点问题。能否处理好合同更改引发的生产管理问题是衡量ERP系统优劣的一个重要指标。计划的控制、反馈、调整能力也是该类软件实用性、灵活性和适应性的标志之一。

2 实施程序

针对高中压开关设备生产企业的生产管理特点,提出这类企业实施ERP系统的工作程序,如图1所示。首先要进行企业现状的调查,找出在管理方面制约企业发展的主要问题,重点调查生产、销售、采购、质量等主要环节的业务流程是否顺畅,单据报表是否规范,注意发现本企业管理上有特色的地方。以同行业标杆企业的业务流程为依据,结合企业自身的特点,适当考虑今后发展的需要,提出管理业务流程重组或改良的方案,并请同行业的企业管理专家审查,确定该企业今后的业务流程。根据企业人力、财力等储多因素制定有限的ERP工作目标,切忌贪大求全。也可以在一个宏伟的大目标下,列出分期实施的若干个具体的小目标,并在此基础上形成本企业ERP系统的软件设计任务书。然后根据软件设计任务书的要求,购买合适的ERP软件或组织人力进行开发,这时要着重考虑ERP系统与CAD/CAM/CAPP/PDM的系统集成问题,最好统一数据库平台和前台开发工具。软件调试和试运行阶段要注意做好基础数据的准备工作,搞好人员培训,形成适应ERP软件的企业管理标准。最后一个阶段是对ERP系统进行评估,找出实施中存在的不足,提出改进办法。

3 业务流程重组

1991年,美国哈佛大学教授Michael Hammer和James Champy提出了业务流程重组(BPR)的概念,目的是想从根本上重新考虑并彻底重新设计业务流程,利用计算机局域网及Internet技术,以实现在关键业绩上(如成本、质量、服务和响应速度)取得突破性的进展。

首先要确定BPR的目标,这些目标可以是一些纲领性目标(如提高客户的满意度、增强企业的竞争能力、降低业务成本、提高企业的控制力等),也可以是一些具体的工作目标(如缩短生产周期、推行限额发料制度、提高零部件的配套性等)。BPR的目标不要定的太大,越具体越好。现有流程分析,可以从岗位和实际工作流程二个角度分析现有的业务,找出哪些是增值作业(指该作业增加产品成本的同时也增加产值),哪些是非增值作业(指该作业不增产品的产值,却是增值作业实施中必须的),哪些是无效作业(即不增值,也不驱动增值)。分析现有流程的目的在于把增值作业重新组织成一个新的更有效的业务流程,而将非增值的作业找出来并减少到最低程度,无效作业要剔除。找出影响企业发展的制约因素和薄弱环节是BPR的关键,可以通过作业流程分析、听取员工反映、同企业管理者交谈等手段,结合BPR的目标,综合分析并列出制约因素和薄弱环节,并取得企业领导的认可。目标流程的设计是BPR的主要工作,做法有两种,一种是在现有业务流程分析的基础上,剔除无效作业,减少非增值作业的数量,优化增值作业的流程,结合信息化技术的手段,设计出目标业务流程。另一种方法是在同类企业(最好是同行业内规模大小相当的企业)中找一个标杆企业(样板工程)分析本企业现有业务流程同标杆企业业务流程上的差异,结合本企业的特点,设计出目标业务流程。为了保证BPR的顺利实施,必须重新设计管理制度,包括调整人力资源、改组机构、编制岗位职责和管理标准等。实施BPR要首先注意BPR的培训,让每个员工认识到BPR的重要性,建立相应的激励制度,BPR在实施一段时间后,要定期进行评估,找出不足,便于今后的改进。

4 有限工作目标

企业实施ERP系统一定要有一个明确的有限工作目标,它有三层含义:(1)有限。确定的工作目标不要太大、太多,不能超出企业的承受能力,不要指望通过一次ERP的实施,就能把所有的管理问题都解决掉。(2)具体。确定的工作目标要切合企业的实际,是一些具体可行的可控目标,该目标要注意解决目前生产管理中的瓶颈问题。(3)与BPR同步。ERP的工作目标要同BPR结合起来考虑,强调管理业务流程的优化,加强企业的控制力度,注意重组后的流程要适应员工的整体素质。下面是某中压开关设备企业实施ERP系统时制定的工作目标。

(1)优化业务流程、合理设置生产管理机构。主要优化生产计划、物料供应商和采购管理、车间生产管理、外协管理的业务流程。提出集中设置的生产计划部、采购中心、成本中心等管理机构。

(2)生产计划的有序控制及反馈。生产计划是一个很宽广范畴,它包括产成品的销售计划、宏观生产计划、主生产计划,零部件生产计划和外协计划,车间作业计划,采购计划,限额领料计划等。在生产计划的管理上强调采用闭环式的控制方式,既计划管理要有如下几个过程:计划编制→审定→跟踪→完工反馈→拖期报告。

(3)提高均衡生产水平。均衡生产一直是企业管理者追求的理想状态,实现了均衡生产,就意味着企业的所有资源均在有条不紊地运转,很少出现加班及等待现象,产品的生产成本也会处在较低状态。具体做法是从生产计划的编制阶段就开始考虑生产的均衡性,所有的生产计划都要进行能力分析,包括工时能力平衡、工作中心生产能力分析、关键物料的供货能力、工装模具的能力分析等。

(4)解决配套缺件问题。中压电器产品在生产管理中的一个最棘手的问题就是配套缺件问题,它有两个方面的表现,一方面是成品装配过程中的零部件缺件,另一方面是材料供应上的缺料。解决该问题的办法是:其一,要改变生产管理中重调度而轻计划思想,将企业生产管理从以调度为中心转移到以计划为中心,在编制零部件生产计划、物料采购计划及库存控制上,要充分考虑其零部件生产和材料采购上的配套性,严格推行限额发料及限额领料制度。其二,从软件的角度提供一套配套与缺件的分析程序。

(5)控制有效库存。加工装配型企业有许多种类的仓库,如原材料仓库、零部件仓库、成品仓库、外协厂家暂存仓库等,有了仓库就有了库存控制的问题。经典的管理哲学认为,生产经营过程离不开库存。现在的管理哲学中推行的准时制(JIT)生产体系认为,任何库存都是不合理的,完美的生产管理体系应该是零库存生产。在我国由于受诸多因素的影响,实现零库存的生产管理是不现实的,库存过多或过少都也是不合理的。在库存控制中,强调控制库存总量,减少无效库存,提高库存物料的配套性。

(6)抓好供应链管理。为了适应企业的生产管理体系向“两头在内,中间在外”的方向发展,抓好供应链管理就很必要。具体讲对主要的物料供应商和外协厂家建立物料供应商档案和采购协议;支持比价采购,用电子文档的形式下采购定单;监控外协厂家的生产完成情况;对于质检中出现的不合格品问题,向物料供应商和外协厂家下达质量整改通知单;通知交货期和预计的付款周期,便于物料供应商和外协厂家准备发票等。

(7)强化限额发料制度、严格控制材料成本。随着市场竟争的日益激烈,产品的毛利润不断下降,产品成本中材料所占的比重越来越大。这样一来,严格控制物料的出库、降低产品的材料成本就成为企业管理的一个重要方面。因此,有必要从计划体制上强化限额发料制度,车间凭限额领料单领料,仓库凭限额领料单出库,财务凭限额领料单核算成本。限额领料的含义有两层:其一是限量,根据生产与装配的需求,限制出库数量。其二是限时,在限定的发料时间内发料,原则上不允许提前发料。

(8)搞好成本核算、降低生产成本。市场经济中的企业竞争,从某种意义上讲是价格的竞争,只有那些生产出质优价廉产品的企业才能得到生存与发展的空间。成本控制也就成了生产管理的重要方面,应体现在企业的整个生产过程中。成本控制的目标是要实现:产前预测,产中跟踪,产后分析。产前预测是指在产品生产之前,根据产品加工的各种定额数据及经验分摊系数,计算出产品及各种中间在制品的定额成本。产中跟踪,是指跟踪产品加工过程中每道工序的实际成本,并计算与定额成本间的差异及分析产生差异的原因。产后分析是指产品完工后,归集产品的实际成本,分析实际成本与定额成本的差异,同时在一段时间之后,通过统计有目的地修正各种定额数据及产品的价格。

5 接口设计

在实施ERP系统时一定要考虑与企业中其他相关应用软件的数据接口。企业今后发展CIMS系统是高中压设备企业未来几年信息化建设的必经之路,解决好ERP系统与CAD/CAM/CAPP/PDM系统的接口是建设CIMS系统的关键技术问题之一。ERP系统与CIMS系统中其它应用软件的数据接口主要有以下几个方面:

(1)物料清单(BOM)数据,是ERP系统与PDM系统进行交换和共享的主要数据。

(2)工艺路线数据,是ERP系统与CAPP系统进行交换和共享的主要数据。

(3)帐务与成本数据,是ERP系统和商品化的帐务处理软件进行交换和共享的主要数据。

(4)考勤数据,ERP系统可查询出考勤机系统的考勤数据。

(5)编码原则和属性编码字典。编码原则的制定,如产品编码、零部件编码、材料编码、人员编码、设备编码、工装模具编码、生产指令号等都是ERP系统和CAD/CAM/CAPP/PDM系统共同遵守的原则,应通盘考虑。同样,各类属性编码字典,如物料标志、设备分类、工装模具状态、材料大类、产品分类等,也应统一编码。只有这样才能保证今后数据传送上的一致性,才能实现数据共享。

考虑ERP系统与CAD/CAM/PDM的数据接口问题,首要的原则是统一后台数据库,在这个基础上才有可能作到各系统之间的无缝连接。这一点应是企业CIMS规划和选择软件系统集成商必须考虑的一个主要问题。

6 软件结构

ERP资源计划管理系统以面向制造业的先进管理思想ERP为核心,实现企业各方面资源管理软件结构如图3所示。

整个ERP系统应充分考虑PDM/CAPP/ERP系统之间的信息集成需求,利用集成数据库技术,在保持各个功能模块相对独立的前提下,保证各个功能模块之间的信息集成,ERP系统之间的关键信息集成如图4所示。

7 实施方法

ERP系统是一个庞大的软件系统,实施ERP是一个繁杂的系统工程,它涉及到企业管理的方方面面。ERP的实施应从企业管理的角度解决企业中实际存在的管理问题,使其更方便的适应市场经济的运作规律,单纯靠计算机技术人员是实施不好ERP的。要有稳定的实施组织,要加强多层次的人员培训。

8 结束语

中压系统 篇8

1 传统变配电方式给大型桥梁供电带来的问题

普通桥梁的长度在0.1 km～1 km左右。其通常采取在桥梁单端或两端设置箱式变电站的方式给桥梁0.23 kV/0.4 kV低压设备供电,低压供电半径约为500 m～600 m。而大型桥梁的长度已达到几千米甚至几十千米,沿线用电负荷较小且分散。如继续采用传统的供电方式,将会碰到以下问题:

1)供电距离过长,势必造成0.4 kV线路电压降过大和短路电流过小,以至于不得不数倍加大低压电缆截面面积来满足电压降和开关短路电流灵敏度校验。2)桥梁可供电缆敷设的地方较少,如采用过多、截面过大的低压电缆,势必挤占一些市政管线的通道路由,更有可能因此影响到桥梁的构造,且对电气施工及日后检修带来相当的不便。3)由于上述原因,其造价必然很高,经济性相当不合理。4)大型桥梁可用于安装电气设备的空间较小,虽然箱式变电站已较为紧凑,但仍然不能满足安装。5)桥梁上由于受到河(海)面环境的影响,对设备的防护等级要求更高。

2 中压电能传输系统介绍

中压电能传输系统,在我国的范畴定义上,是指以10 kV或6 kV作为中压输电系统的配电电压,其基本思路为:将国家电网供10 kV或35 kV供电电压变为中压10 kV或6 kV,再通过中压配电柜10 kV或6 kV电源经电缆配送至分散性负荷供电点处的埋地式变压器,再将电压配变为0.4 kV给用电设备供电。中压配电系统一般大多为树干式接线,也可形成环网接线,可进一步提高供电可靠性。目前国内很多新建大型桥梁,如东海大桥及杭

州湾跨海大桥均采用中压电能传输系统。

3 中压电能传输系统的技术特点

中压电能传输系统能很好的解决传统变配电方式给大型桥梁带来的问题,下面就以6 kV中压电能传输系统,以法国欧其公司产品为例介绍中压电能传输系统的特点。

3.1 中压电能传输系统

中压电能传输系统如图1所示。

1)通过对市政10 kV或35 kV电压降为6 kV后,再通过6 kV配电柜、保护柜经中压电缆传输至分散式负荷埋地式变压器后再供向低压设备。2)系统主要由前端变压站、中压电缆、中压三通、埋地式变压器等组成。3)系统所有元件均有成套、成型的可靠产品。4)本系统可为树干式接线,也可为环网接线,中压三通可分接线,系统简单可靠,配置灵活。5)本系统供电范围可达到20 km,0.4 kV供电半径为500 m～600 m。

3.2 中压开关柜保护系统

中压开关柜保护系统如图2所示。

1)系统可手动控制,也可自动控制,数字式保护整定值可现场调解,并具有故障记忆与显示功能。2)采用SF6接触器,使用SF6绝缘,可避免操作过电压,电气寿命达30余万次。3)桥梁主要用电负荷为照明负荷,日常需频繁开、断。系统可通过控制SF6接触器的开断来实现,避免在低压段控制,更为简单方便4)通过使用HRC熔断器提供系统过流保护。5)电流互感器提供过载保护。6)零序电流互感器提供接地故障保护。

3.3埋地式变压器系统

埋地式变压器系统如图3所示。

1)传统箱式变电站虽然紧凑,但通风效果不佳,且金属外壳易腐蚀,最重要的一点是:传统箱式变电站在大型桥梁上无空间可以放置,埋地式变压器很好的解决了这一问题,其体积小,可放置于桥梁钢箱梁内部或主塔下横梁上。

2)埋地式变压器还具有防护等级高、免维护、寿命长、可靠性好的优点。

3)中压保护也采用HRC熔断器保护,整定电流比上级熔断器低两级,以形成选择性保护。

4)特别设计的中压配电网络插入连接方式使得系统灵活,扩展容易。

5)变压器绕组采用Y-zn11连接,具有抗雷击功能

6)小容量变压器负荷为大型桥梁电气负荷小且分散、供电距离长的特点提供了方便。7)低压侧采用电磁式微型断路器作为保护,并由其内部的热敏元件作为过载保护。

8)中压电缆插入终端能防水。变压器采用环氧树脂外壳,防护等级达到IP68。

4结语

中压电能传输系统为大型桥梁提供可靠的电力保障,相对于其他供电方式可节省投资30%左右,除大型桥梁外,中压电能传输系统还广泛应用于隧道、道路、地铁、机场等工程,是一种值得推广的电力配电系统。

摘要：分析了传统变配电方式给大型桥梁供电带来的问题,对中压电能传输系统及其技术特点作了介绍,通过运用中压电能传输系统技术,解决了大型桥梁在传统供电方式上产生的一些问题,使大型桥梁的供电变得更安全、经济、合理。

关键词：大型桥梁,中压电能传输系统,埋地式变压器

参考文献

中压系统 篇9

热量回收利用是尿素装置节能降耗措施中极为重要的一环, 因为它直接与产品成本关联。

最大限度地利用分解气体在回收过程中产生的冷凝热 (主要是氨基甲酸铵的生成热) , 并直接将其用于装置后续的分解和浓缩工序 (如低压分解、解吸、蒸发等) 等耗能单元, 或将回收的热量转化为其他形式能量, 如电能、动能等供本装置使用, 可以达到全系统节能降耗之目的。

上世纪50年代末60年代初盛行传统水溶液全循环法, 当时关注的重点是如何将未反应的NH3和CO2回收循环利用, 故而回收工序中甲铵冷凝热未作利用;相反, 还必须用冷却水移走热量, 造成装置能耗过高, 每吨尿素的蒸汽耗为1.5~1.8t;冷却水100~160m3;电130~160kW·h。

如何将甲铵冷凝热在内部回收利用而不用冷却水移走成为尿素工艺实现传统水溶液全循环法之后各大尿素技术公司研究的重点。

技术路线有两条:一条为高压汽提法, 这是大多数尿素技术开发公司采用的技术路线;另一条为中压调整法, 即UTI公司采用的技术路线。分别讨论如下。

1.1 高压汽提法[1,2]

以荷兰Stamicarbon公司开发的CO2汽提法为代表。汽提技术的基本思路是, 将分解压力由中压等级1.8~2.0MPa提高到亚高压等级13~14MPa, 以提高分解气的冷凝温度。用汽提法在亚高压条件下得到高分解率, 这样就可使分解 (汽提) 气冷凝时输出大量的低压蒸汽 (一般压力在0.4~0.5MPa) , 作为系统内部能源, 从而使装置能耗大幅降低。每吨尿素耗蒸汽0.9~1.0t, 冷却水50~60m3, 电20kW·h。

1.2 中压调整法[3~5]

美国UTI则走的是另一条热量回收路线。它沿续了传统法的中压条件, 仅将压力稍提高至2.3MPa。在中压分解系统中送入40%的CO2原料气, 用调整分解气参数等措施来提高分解气的冷凝温度和热量回收能力。从上世纪60年代中期开始, 经过20a的试验研究, 终于成功开发了中压热量回收法, 使装置能耗稍优于汽提法。每吨尿素的蒸汽耗0.8~0.85t, 冷却水54~88m3, 电115kW·h。

对于我国传统法尿素装置而言, 提升热量回收能力以进一步节能降耗非常重要, 当然特别关注UTI创建的中压热量回收法, 希望通过学习, 受到启发而加以借鉴。

此前通常认为, 中压段由于压力过低 (p1.8~2.0MPa) , 致使中压分解气冷凝温度过低, 仅为90~120℃, 导致中压热量回收能力差;而UTI工艺的中压热量回收技术, 促使人们对中压条件下热量回收能力重新认识。因而有必要对其进行科学分析。

另外, 在UTI中压热量回收系统的前置部分还设置了几个在尿素工艺中独特并不常见的设备, 如回流冷却器, 液体分配器等。它们的作用是什么, 对节能降耗有何贡献, 为何只在UTI流程中出现。凡此种种, 都必须应用热力学方法加以剖析和解读。

总之, 只有通过热力学这一科学工具, 将中压热量回收系统的技术原理分析透彻, 才可能进行技术应用和移植。

2 UTI热量回收策略

2.1 工艺上的调整

Mavrovic等人对中压条件下NH3-CO2-H2O三元系汽液平衡热力学模型进行充分的研究, 认为只要对物系作一定的调整处理, 中压条件下同样可以合理利用甲铵反应热, 达到节能降耗之目的。

为此, UTI开拓者们设计了如下方法来提高中压条件下物系之热量回收能力。

第一, 稍提第一段压力, 由1.8MPa提到2.3MPa, 以提高物系冷凝温度。

第二, 将低压甲铵回收液 (溶液中水含量较高) 加入到中压分解气中, 由于混合物水含量上升, 物系的冷凝温度升高。

第三, 低压甲铵液在加入中压分解气之前, 先引至回流冷却器进行加热增焓, 以提升混合物的热利用能力。

第四, 在中压分解气中引入CO2原料气, 以调整物系NH3/CO2, 这一措施既能进一步提高物系冷凝温度, 又增加甲铵反应热量。

2.2 引入CO2的作用

有人认为, UTI在中压段引入40%的CO2是为了汽提分解合成未反应物, 其实不然!关于这一问题, 可从两方面来分析讨论。一方面可以从CO2引入部位来考察, UTI引入CO2的部位是第一分离器而非第一分解器。因为在第一分离器没有热量供给, 当然不可能发挥汽提之功能。另一方面, 若果真将CO2引入第一分解器的话, 最终起何作用, 还是个未知数。因为UTI工艺合成的NH3/CO2为4.2, 氨过量率很大, 合成出口液中NH3/CO2更高, 其系统点位于相图的顶脊线上方, 如果缺少相图作依据, 当加入非全气量原料CO2时, 可能发生两种情况:第一种情况, 加入的CO2量>最小汽提剂量, 则总系统点将移至顶脊线下方 (CO2精馏区) , 这样加入的CO2能起汽提作用;第二种情况, 加入的CO2量<最小汽提剂量, 则总系统点仍处于顶脊线上方 (NH3精馏区) , 加入的CO2只能冷凝而被吸收, 不起汽提作用[6]。

在缺少相图指导下, 为稳妥起见, 避免后一种情况发生, UTI未将CO2引入第一分解器, 而是引入第一分离器。

再从UTI的热量回收策略来考察, 将40%的CO2原料气引入中压系统之目的也非为汽提, 而是为了调整物系之NH3/CO2值, 使物系冷凝温度接近最高值。

综合上述讨论, 本文认为, UTI将40%的CO2原料气引入中压系统有两层涵义:其一, 主要起调节物系NH3/CO2之作用, 提高物系冷凝温度, 使其接近最高值, 从而为中压条件下热量回收循环利用奠定基础;其二, 增加放热量, 原先分解气中CO2量太少, 仅靠其生成甲铵的反应热有限, 不足以供后续工序使用, 因而需引入原料CO2作补充。

上述的这些热循环策略设计将在后面的热力学分析中详细介绍。

当然, UTI也意识到, 毕竟是在中压条件下 (2.3MPa) , 物系的冷凝温度还是较低, 仅140℃, 不可能如汽提法那样, 因压力处于亚高压, 13MPa, 物系冷凝温度高达167℃, 可以产生低压蒸汽 (0.4~0.5MPa, t145℃) , 实现热量输出利用。中压条件下是不可能以输出蒸汽的方式实现热量利用的。

因此, UTI只能用热交换器来实现热量回收利用。

3 UTI中压热量回收流程 (图1)

3.1 流程简介

UTI中压热量回收流程由预处理系统, 中压分解系统和热量回收系统三部分组成。

预处理系统由回流冷却器, 液体分配器组成。设置预处理系统之目的在于从系统工程出发, 降低整个装置返回物料的H2O/CO2 (液体分配器功能) , 以及提高中压热量回收能力 (回流冷却器功能) 。

中压分解系统由第一预分解器, 第一分解器和第一分离器组成。设置本系统的目的众所周知, 是为了将排出的合成液中绝大部分未反应物分解分离出来。

热量回收系统由热源和后续工序五个塔器 (第一预分解器、第二分解器、尿液浓缩器、甲铵加热器、NH3加热器等五个塔器) 组成。

设置热量回收系统有两个目的, 第一形成热源, 提供热量;第二将热源代替低压蒸汽, 用来加热后续需加热物料。

3.2 流程说明

为方便说明, 在流程图上标注了物流号 (1) ~ (14) 。

3.2.1 合成出口液

合成出口液分为两股。

大部分合成液即物流 (1) , 直接减压到2.6MPa, 进入液体分配器下部, 闪蒸后溶液喷淋在塔内液体分布器上进行气液分离。

小部分合成液物流 (2) , 先流经回流冷却器管程, 被返回的低压甲铵液冷却降温后再减压至2.6MPa, 然后进入液体分配器上部, 闪蒸液流经塔内设置的填料层, 洗涤 (1) 物流闪蒸气相中的CO2和H2O。随后两股液相物流合并从液体分配器底部排出, 成为物流 (3) 和 (4) 。塔内两股气相物流从液体分配器顶部排出, 成为物流 (5) , 作为热回收系统的补充气。

3.2.2 液体分配器出液

液体分配器排出的主要部分物流 (3) , 压力由2.6MPa减至2.3MPa, 送入串联的第一预分解器 (管程) 和第一分解器 (管程) , 分别被第一预分解器壳程的气液混合物 (冷凝热) 和外部引入的1.05MPa饱和蒸汽加热。物料温度升高, 当超过离解温度时, 甲铵分解, 过剩NH3汽化逸出, 物系成为气液混合物。然后将分解后的高温气液混合物引入第一分离器中部, 以进行气液分离。

液体分配器次要部分之液体物流 (4) , 压力亦减至2.3MPa, 闪蒸后送至第一分离器顶部。闪蒸后气体温度较低, 因而气相混合物中水含量低, 有利于用较多的水来洗涤低压吸收系统。

闪蒸后温度较低的洗涤液在塔板精馏作用下与来自第一分解器的热气体质热交换, 气相中水蒸气冷凝, 液流温度升高, 液相中NH3解吸, 甲铵分解。

3.2.3 第一分离器

液相流由主体液相与次体液相两部分混合而成。液相中仅含少量NH3与CO2, 与塔底进入的CO2气体 (40%中的大部分) 接触, CO2起提馏作用, 残液中的NH3被CO2进一步离解而再度降低。调整出液的NH3/CO2后进入低压分解系统, 然后将液体减至0.15MPa进入第二分解器, 即物流 (6) 。

气相流 (7) 底部进入的纯CO2气体在塔板上与下降的热液流接触, 进行质热交换, 建立新的平衡, 液相中NH3进入气相, 部分CO2溶解进入液相。这股含有CO2+NH3的气相流与中部第一分解器进入的热气流合并, 一起上升, 在上部精馏板作用下, 热气流与下降的冷液流质热交换, 气流中水因冷凝而减少, 液流则水含量及温度均升高。排出的气相物流 (7) 中水含量很低, 这样有利于降低返回合成的NH3/CO2, 提高转化率。

第一分离器塔底液相物流 (6) , 减至0.15MPa后进入第二分解器管程, 被壳程从第一预分解器来的气液混合物加热。第二分解器内尿液中剩余的甲铵和过剩NH3绝大部分分解为气相, 然后将第二分解器气液混合物引入第二分离器, 分离出的气相与水解汽提塔来的气相一并进入第二冷凝器, 冷凝为低压甲铵液。随后用泵加压至2.3MPa进入回流冷却器壳程, 被合成液 (物流 (2) ) 加热增焓。成为物流 (8) 。

3.2.4 热源的形成与热量回收流程

热源物流 (9) 由三股物流组合而成, 分别是第一分解气, 即物流 (7) , 40%的CO2原料气, 以及加热后的低压甲铵液, 即物流 (8) 。

由于在分解气中引入40%的CO2, 使原来分解气NH3/CO2偏高现象得以改善, 并将物系NH3/CO2调整至优惠值, 以使物流处于该压力下的最高冷凝温度区域。

低压甲铵液的引入为这一气态混合物增加了水含量, 同样也使物系的冷凝温度提高;同时由于低甲液经过回流冷却器加热, 转化为气态混合物, 进一步提高了混合物的冷凝温度。

总而言之, 经过上述一系列的处理, 物流 (9) 成为热量提供源, 相当于低压蒸汽。

因而, 实际上物流 (9) 是一个压力为2.3MPa, 含有NH3、CO2、H2O的气态混合物。在第一预分解器壳程形成热源。再通过下述一系列的设备, 放出冷凝热, 从而回收热量。

物流 (9) 首先加热第一预分解器, 成为物流 (10) , 进入第二分解器壳程。加热第二分解器后, 成为物流 (11) , 进入尿液浓缩器壳程, 从尿液浓缩器出来, 与液体分配器出口气相混合, 成为物流 (12) , 进入甲铵加热器壳程, 加热甲铵液后的物流, 成为物流 (13) , 加热液氨, 出来后成为物流 (14) 进入第一吸收系统, 全冷凝后进入第一吸收塔用氨水洗涤, 塔顶纯氨气去氨冷器冷凝回收;塔底高浓低水甲铵液返送合成塔。

4 预处理系统的热力学分析

4.1 技术思路

工业化前期的尿素装置, 即上世纪50年代末60年代初形成的第一代水溶液全循环法, 由于当时关注的重点是未反应物的回收, 力争实现回收的氨与二氧化碳全循环运行, 因而装置各工序相对独立, 组装运行。在缺少整体一盘棋的思路下运行是低效的, 导致产品成本高, 能耗高。

上世纪60年代中期之后, 各大尿素公司都投入精力进行以提高装置能量利用率为主旋律的技术创新和改造。

UTI工艺以装置的中压系统为重点, 开展了降低装置能耗的技术改进。

预处理系统新添置两个塔器:回流冷却器和液体分配器。目的是为了提高装置的热量利用率, 降低分解气水含量, 以此来提高合成转化率。

4.2 过程分析 (图2)

(1) 回流冷却器回流冷却器是一个换热器。

冷热物流换热, 合成出口溶液的高温显热传递给低压甲铵液。

通过这一换热, 预计合成液 (部分) 从192℃降至140~150℃;低甲液从40~45℃升至80~100℃。

(2) 液体分配器分配器内进行的是绝热减压分解过程。

将合成液分上下两股分别进入液体分配器为UTI独特设计, 与回流冷却器的设置密切相关。分析见下。

上塔为降低温度之后的小部分合成液, 在此物系压力从21.38MPa减到2.6MPa, 进行绝热膨胀。

由相图通过试差法可求得出口气的温度t5110~115℃;吨尿V1约500kg (几乎全为NH3) 。

下塔为温度192℃的大部分合成液, 压力从21.38MPa减到2.6MPa, 绝热膨胀。

通过试差法可求得出口液温度t6约125℃, 液相L1。

4.3 效果

(1) 回流冷却器的作用是双重的。一方面对于低甲液而言, 增加的热焓为后续形成的“热源”提高了品位;另一方面对于合成液而言, 减少的焓值有利于后续液体分配器降低出口气量, 使回收系统能耗下降。

(2) 液体分配器的设置与回流冷却器相辅相成, 密切关联。若不设置回流冷却器, 则绝热减压后物流的温度130℃, 吨尿出口气700~750kg, 两者都高于前面的计算值。

出口液温度的降低为洗涤精馏第一分解气中水分打下了基础, 从而为合成返回液水含量的降低创造了条件。

5 中压分解系统的热力学分析

5.1 技术思路

UTI的分解工序仍采用传统的减压加热法来分解尿素合成液中未反应的甲铵及过剩氨, 并以气态形式分离。设置了第一预分解器、第一分解器和第二分解器三个塔来完成, 见图3。

鉴于传统减压加热分解法存在的缺点, UTI在中压分解系统考虑了如下技术措施来改善。

(1) 引入40%的原料CO2气来调整分解气过高的NH3/CO2, 使其在适宜值范围, 为热量回收作准备。

(2) 将40%的原料气分出一部分来提馏分解出口液, 以改善出口液更高的NH3/CO2, 节省后续回收系统能耗。

(3) 降低洗涤液温度, 以降低分解气中水含量。

液体分配器出口液温度为125℃, 分出部分再绝热减压至2.3 MPa, 温度可降为122~123℃。

5.2 相图

UTI的中压分解系统各化工过程均是合成出口液在压力2.3MPa条件下进行的, 故而可用压力2.3MPa下NH3-CO2- (Ur+H2O) 似三元 (H2O/Ur=2.1) 相图来说明和分析, 见图4。图中第三角为近似不挥发物 (Ur+H2O) , H2O与Ur的摩尔比为2.1。因为当UTI合成H2O/CO2为0.85, 转化率xCO20.75时, 反应后的合成液H2O/Ur=2.1[7]。

图中绘有液相等温线, 顶脊线, 气相等温线, 结晶包络线。

下面应用该相图来分析系统的各个化工过程, 并求取定性半定量化工参数。

5.3 化工过程

UTI采用传统的等压加热法分解。

分解物料减压后合成液 (p2.3MPa, t 125℃) , 见图中L2。

被加热塔器第一预分解塔, 第一分解塔。

热源新生成的热源, 温度大于140℃。

加热分解过程用相图来描述如下。

当L2被加热, 温度超过离解温度时, 溶液中的甲铵与过剩NH3开始分解逸出为气相, 物系温度升高, 溶液沿顶脊线方向移动, 与顶脊线相交后, 溶液的移动规律为沿顶脊线向 (Ur+H2O) 角方向移动。若终态溶液温度确定, 液相组成点即为顶脊线与液相等温线之交点, 见L3。连接L3与L2, 并延长, 与150℃气相等温线交于V3。从相图可读得L3, V3组成。此即用相图表示传统减压加热法的分解过程及参数求取方法。

从分解后的气液相数据来考察, 普遍存在着“三高”现象。

(1) 分解气NH3/CO2偏高, 约为5.0。

NH3/CO2偏高会造成分解气的冷凝温度偏低, 最终导致热量回收率降低;回收系统能耗增加。

(2) 分解液NH3/CO2亦偏高, 约为8.0。

分解液的NH3/CO2高会使下一级回收气的冷凝温度更低, 从而造成用冷却水移热困难, 能耗增加, 投资增加。

(3) 分解气平衡态水含量偏高, 为13%~14%。

分解气带水量偏高, 最终会导致合成返回液的H2O/CO2高, 使合成转化率下降。

加热分解法的气液平衡规律, 以及分解相图的顶脊线走向是产生上述“三高”现象的原因, 不可避免。因而“三高”现象是传统减压加热分解法普遍存在的弊病, 也导致尿素装置能耗偏高的原因之一。

为了改善由于传统减压加热分解法产生的“三高”现象, UTI采取了以下三项针对性技改措施。

(1) 分解气中加入CO2原料气, 以调整分解气偏高的NH3/CO2。至于为何加入40%的原料CO2气体, 这是精心设计的, 既要满足中压系统回收热量之需, 还要顾及合成塔的热平衡。由计算可知, 加入40%的CO2之后, 中压分解气的NH3/CO2变为2.5。这样的处理, 既提高了分解气的冷凝温度, 又增加了甲铵冷凝量, 从而为热量回收系统的创建奠定了基础。后面将详细介绍。

(2) 从40%原料CO2气中分出小部分加入分解后液相中。这样处理的目的是为了调整出口液高达8的NH3/CO2。其化工过程可表达如下 (见图4) 。连CO2-L3, 按杠杆定律得L4及V4, 可见, CO2气体引入系统可馏出液相中NH3, 并提高总分解率, 使残液中NH3与CO2之含量更低, 从而为后续低压工序降低压力及能耗奠定基础。

(3) 降低塔顶部洗涤液温度。前已述, 洗涤液温度下降至122~123℃, 出口气平衡态水含量更低, 其化工过程可表达为, 延长L3-L2-V3之连线, 与123℃气相等温线相交, 得V5, 在相图上读得气相水含量为5%, 从而为合成H2O/CO2的降低创造了条件。

6 热量回收系统的热力学分析及计算

6.1 热源概述

中压条件下回收热量是UTI重要的创新之举。为了回收大量气体冷凝热, 首先需建立一个产生热量的热源。

作为热源, 技术参数有两个。

(1) 加热温度

随被加热介质之要求而设定其值。若用于尿素装置, 其值随后续分解、浓缩工序要求而定, t应大于被加热方温度10℃。

(2) 输出热量

由被加热方所需热负荷而定。若用于尿素装置, 则应满足后续工序之需。

Stamicarbon CO2汽提法是热量回收技术的典范。

20世纪60年代中后期, 荷兰Stamicarbon公司开发的CO2汽提法分离技术, 用CO2汽提高效分解分离合成液, 使汽提气在高温下冷凝并副产低压蒸汽, 作为热源, 用于后续分解、浓缩工序。其热源如下:

加热温度145℃ (p蒸0.4~0.45MPa)

吨尿输出热量880kg

可见, CO2汽提法能产生非常富裕而稳定的热量来满足后加工之需:Q1低压分解热量140kg, Q2尿液浓缩蒸发430kg, Q3解吸30kg, 合计600kg。其余280kg用于蒸汽透平, 节省电能[8]。

然而, CO2汽提法热源的取得也付出了代价。因为CO2汽提法的合成压力低, 导致合成转化率低下, 总转化率仅53%, 从而导致合成液中存在大量未分解的甲铵及过剩氨, 需在汽提塔内输入大量高品位的中压蒸汽 (2.2~2.5MPa中压饱和蒸汽) 来分解。换言之, 回收的大量低压蒸汽, 是以消耗大量高品位中压蒸汽为代价的, 虽然实现了热量回收, 吨尿总能耗 (理论值) 仍在1.0t左右 (2.2~2.5MPa中压蒸汽) 。可见在这一过程中造成了能量降级, 有效能 (火用) 的损失。

基于CO2汽提法存在上述缺陷, UTI的技术思路为, 既要开发新型的等温尿素合成塔, 以进一步提高合成转化率;同时, 创建中压条件下的热量回收技术, 以降低能耗。

为此, 首先必须开展中压条件下形成热源的可能性研究。而对现行的中压热量回收技术作一疏理, 分析其不足和存在的问题是创建中压新热源之前提。

6.2 对传统中压热量回收技术的热力学考察

讨论两种情况:第一种情况为, 中压分解气单独冷凝;第二种情况为, 中压分解气与低压甲铵液混合物的冷凝。

6.2.1 中压分解气单独冷凝

(1) 物系数据

由UTI物料平衡计算得到中压分解气组成 (质量分率) 为:

NH361.4%, CO233.3%, H2O 5.3%。

温度125℃, 见图4中V5点。查得结晶温度110℃。

(2) 相图

压力为2.3MPa时, 无水纯NH3-CO2二元系相图呈现气固平衡。当物系中含有少量H2O时, 相图呈现气液与气固混合相平衡。图5为压力2.3MPa下NH3-CO2似二元系[H2O5% (质量分率) ]相图。图5是以V5为基础构筑的。M点为其组成点。

相图上区为气液平衡区, 见顶部的狭长液相区L, 中下区为气固平衡区。相图的最高温度在AZ点, 约124℃, 为物系共沸点。

相图中下部为气固平衡区, G-S平衡, 固相区由结晶包络线围成。在L-G平衡与S-G平衡之间设置了警示线, 这是操作时应控制的温度限, 112℃, 以防结晶。

(3) 冷凝过程分析

当气相组成为M的物系从125℃冷却至M0时, 开始冷凝 (露点, 120℃) , 之后物系出现液相, 放出甲铵冷凝热。随着热量的移走, 温度下降, 这一冷凝过程最终只能进行到与结晶警示线相交之温度, 112℃。必须控制冷凝温度高于结晶温度2℃, 不然有结晶之危险。由此可知, 本法冷凝温度为120~112℃, 平均116℃。

由相图, 应用杠杆定律得到物系冷凝量约为42%, 也即仅有42%的气体可以冷凝并回收热量。

由焓模型方程[9]计算得到物料点V5全凝时吨尿放热量为240kg, 从而可得V5的吨尿有效放热量为100kg。

若以热源参数来衡量, 单独冷凝法温度太低, t约116℃;热量太少, 吨尿约100kg, 且不稳定, 还要防结晶, 可供应用之处甚少, 只可供第一段蒸发器加热段用。

6.2.2 中压分解气与低压甲铵液混合冷凝法 (1) 物系数据

由物料平衡计算得组成如下 (以质量分数表示) :

中压分解气NH361.4%, CO233.3%, H2O 5.3%

低压甲铵液NH331.8%, CO210.3%, H2O 57.9%

混合后物系NH347.1%, CO222.1%, H2O 30.8%

(2) 相图

以上述混合物系的水含量为基础, 构筑压力为2.3 MPa条件下NH3-CO2似二元 (H2O30.8%) 相图, 见图6。

本相图与前面的相图 (图5) 十分相似;相图的上区为气-液平衡;下区为气-固平衡, 固相区的包络线也与图5相同。

由于后者水含量 (30.8%) 大大高于前者 (5.3%) , 水含量的差异导致两相图上半区的不同;相图6的气-液沸腾环较图5大为向上移动;液相区亦进一步扩大;物系沸点温度进一步升高, 共沸温度由原来的124℃升高到148℃, 共沸组成的NH3/CO2也略为升高。

相图的这些变化为提高热量回收效率创造了有利条件。

(3) 热量回收过程

当中压分解气与低压甲铵液混合后, 系统的NH3/CO2为5.5, 在图6中以N-N线表示。由相图可见, 其最高冷凝温度 (即露点) 高达142℃。

若N-N组成是单纯的气体混合物, 其冷凝过程可描述如下:当N-N气体冷却至N1点 (即露点, 142℃) 时, 开始冷凝, N1即为最高冷凝温度, 对应的液相与气相分别为L1, G1, 液相量约为0。

上述情况, 只有两股物流全为气相, 混合后才会出现。实际上, 液态低压甲铵液与气态中分气混合后的物系是一个新的平衡态的气液混合物[10]。

热力学过程分析如下。两者混合时, 进行质热交换, 在2.3MPa条件下达到新的气液平衡态, 其温度、气液组成和气液量可由质量平衡、相平衡、气液焓平衡模型联合求解得到。用试差法解得物系初态参数如下:t 130℃;平衡态液相L2, 气相G2, 见图6。液相量约50%。

可见, 中分气与低甲液混合后, 最高加热温度较前述单独中分气约高10℃, 因而热利用能力提高。

热量回收过程可这样描述:图6中初态物料点N2, 随着热量的移走, 气相中的NH3和CO2冷凝, 生成液态甲铵, 放出冷凝热, 物系温度随之下降, 此过程一直持续到温度降至110℃, 组分点为N3。温度甚至可以更低。平均加热温度120℃。同时本过程由于系统中水含量高, 物系熔点为40℃, 没有结晶之虞。

计算可知, 吨尿热量回收能力Q约为300kg, 实际利用热量Q约150kg。

可见本法 (中分气与低甲液混合法) 较前法 (中分气单独冷凝) 有所进步, 不论从加热温度, 还是热量供应上都有增加。但是若以热源标准来衡量, 加热温度参数还是太低 (120℃) , 较CO2汽提法低20℃以上, 故而不足以满足后续工序加热温度之需求;回收热量也太少, 150kg, 较正常需要600kg还差很多。

6.3 UTI的热源

6.3.1 传统工艺中压系统热量回收存在的问题

通过热力学考察, 已经知道传统中压热量回收技术存在的问题, 可归结为以下两点。

(1) 加热温度低, t 116~120℃。

主要原因是由于物料NH3/CO2偏高, 偏离相图共沸组成。因而造成物系冷凝温度低, 且变化幅度大, 稳定性差。

(2) 回收热量小, 吨尿Q100~150kg。

主要原因为回收物料中CO2量少, 故而, 甲铵冷凝量少, 热量回收随之降低。

6.3.2 UTI的技术措施

为了克服上述缺陷, UTI将原料CO2气引入中压系统的中压分解气与增焓后的低压甲铵液。加入原料CO2气有两层意义。其一是为了调整物系的NH3/CO2, 使其处于相图共沸点附近, 以使冷凝温度达最高值, 从而使加热温度超过140℃。其二, CO2的进入增加了物系放热量, 最大限度地回收了甲铵冷凝热, 提升了热量回收利用能力, 吨尿回收热量可超过600kg。

由物料平衡模拟计算得到加入40%原料CO2气, 能同时满足上述两个要求。从而成为新的中压热源。

6.3.3 UTI热源的热力学考察

(1) 物系数据

加入40%原料CO2后, 物系总组成如下 (以质量分数表示) :

NH337.2%, CO238.5%, H2O 24.3%, NH3/CO2=2.5 (摩尔比)

(2) 相图

以上述混合物总组成的H2O含量为基础, 构筑压力2.3MPa条件下NH3-CO2似二元系 (H2O 24%) 相图, 见图7 (a) 。

相图7与图6基本相同, 上区为气液平衡区;下区为液固平衡区。两者的区别在于共沸温度稍有不同, 本图 (143℃) 稍低于前图 (148℃) 。这是由于CO2进入系统导致物系水含量降低所致, 因为高沸点物质水的浓度下降, 物系沸点下降。

(3) 热量回收过程

前已述, 加入CO2的作用是为了调整物系NH3/CO2, 以期达到提高热端温度之目的。由相图可见, 共沸温度位于最高点。如果调整物系总组成, 使其处于共沸组成区, 这是最为理想的。UTI正是基于上述热力学原理来设计加入CO2量值的。

前已计算, 加入系统的CO2量为40%时, 物系总组成NH3/CO2为2.5, 近于共沸点2.3。系统总组成以R-R线表示。由相图可知R-R处于共沸区, 其最高冷凝温度高达142.8℃[见图7 (b) ]。

R-R冷凝过程描述如下。

R-R冷却至R1点 (露点142.8℃) , 见图7 (b) , 开始冷凝, R1即为最高冷凝温度, 对应的液气相分别为L1、G1。之后, 随着冷端物料的移热, 气体继续冷凝, 温度下降, 液相量增加。例如, 当冷至R2时, 温度141℃, 对应的液气组成分别为L2、G2, 气相量/液相量=L2R2/R2G2, 约90%的气体冷凝。如继续冷凝, 到达R3时, 由相图得温度140℃, 此时气体100%冷凝为液体, 热量回收达最大。

上文已详细论述了热循环技术为了创建高品位高效率中压加热源的复杂而艰辛的过程。将40%CO2原料气引入中压系统是建立热源的核心, 由于它的引入既提升了热端温度, 又增加了放热量, 从而取得了近于0.4MPa低压蒸汽之主体热源。作为第一预分解器加热器、第二分解器和尿液浓缩第一蒸发加热器之热源。

另外, 由于一股由液体分配器排出的气体还有少量热焓 (气体中含有少量CO2和大量NH3) , 若将其引入中压吸收系统, 就要耗能, 起不到节能作用。因而宜将其再引入上述混合系统, 作为补充热源之用。

计算可知, 该气体进入系统后, 混合物的总组成 (以质量分率表示) 为:

NH353.75%, CO228.34%, H2O 17.91%, NH3/CO24.9 (摩尔比)

近似用图7之相图。总系统组成位于Q-Q线[见图7 (a) ]。

露点139℃, 低于R-R组成。

若将Q-Q作热源, 其温度变化幅度大于R-R, 估计在139~120℃之间变化。

因而, 宜将其作为120℃以下加热塔器之热源使用。引入部位应在尿液浓缩器之后, 加热甲铵液和加热NH3。

热源的另一参数———输出热量, 也因40%CO2的加入而大为增加。由UTI流程的物料衡算及气液物流焓模型, 可算得本热源的输出热量可达358kcal/kg。

一个新的中压条件下的热源便建立了, 可供后续分解、浓缩等工序使用。

6.3.4 热源参数

UTI新建的热源参数如下:

加热温度热源1 (N-N) 142℃;热源2 (Q-Q) 139~120℃

单位尿素产品输出热量358kcal/kg

6.4 被加热方的温度和热量

6.4.1 温度

由热力学第二定律可知, 热量只能从高温端流向低温端。因此, 需考察被加热方塔器所需的温度条件。

(1) 第一预分解器

由液体分配器来的大部分液体, 压力由2.6MPa减至2.3MPa, 温度约125℃, 进入第一预分解器管程, 被来自壳程温度约143℃的三股混合物流 (中分气、低甲液、40%CO2气) 加热, 未反应的甲铵及过剩NH3分解, 然后进入第一分解器, 用蒸汽进一步分解。

加热端 (壳程) 物流含NH3、CO2、H2O的气液混合物。

参数t 143~142.5℃, p2.3MPa。

受热端 (管程) 物流含NH3、CO2、H2O、Ur四组分的溶液。

参数t由125℃升高至135℃, p2.3MPa。

(2) 第二分解器

来自第一分离器的液相物料, 压力由2.3MPa减至0.2MPa, 温度103℃, 进入第二分解器管程, 被第一预分解器壳程排出的混合物流加热至130℃左右, 分解后物料进入第二分离器, 分离成气液相物料。

加热端 (壳程) 物流含NH3、CO2、H2O的气液混合物。

参数t 142.5~141.5℃, p2.3MPa。

受热端 (管程) 物流含NH3、CO2、H2O、Ur的四组分溶液。

参数t由103℃升高至130℃, p0.2MPa。

(3) 尿液浓缩器

第二分离器液相物料, 压力由0.2MPa减至0.056MPa, 温度约90℃, 进入尿液浓缩器管程, 被第二分解器壳程排出的混合物加热至115℃, 尿素浓度达88%, 送尿素蒸发器。

加热端 (壳程) 物流含NH3、CO2、H2O的气液混合物。

参数t 141.5~140.5℃, p2.3MPa。

受热端 (管程) 物流含Ur88%的溶液。

参数t由90℃升至115℃, p0.056MPa。

(4) 甲铵加热器

作为热源的气液混合物从尿液浓缩器壳程排出后, 再加入液体分配器排出的气体, 温度降至139℃, 将其作为新热源进入甲铵液加热器壳程, 加热来自高压甲铵泵的中压吸收液, 然后返送尿素合成。

加热端 (壳程) 物流含NH3、CO2、H2O的气液混合物。

参数t 139~130℃, p2.3MPa。

受热端 (管程) 物流含NH3、CO2、H2O的甲铵溶液。

参数t由100℃升至110~115℃, p22MPa。

(5) 氨加热器

甲铵加热器壳程排出之混合物, 温度降至130℃, 可继续作为热源使用, 加热来自高压液NH3泵的液NH3, 可将液氨温度由30℃升到105℃, 然后返送尿素合成。

加热端 (壳程) 物流含NH3、CO2、H2O的气液混合物。

参数t 130~110℃, p2.3MPa。

受热端 (管程) 物流液氨。

参数t由30℃升至15℃, p22MPa。

6.4.2 所需热量

由UTI物料平衡及气液物流焓模型, 可计算上述五个塔器单位产品尿素所需输入热量为

Q1 (第一预分解器) =37.67kJ/kg (9kcal/kg)

Q2 (第二分解加热器) =184.18kJ/kg (44kcal/kg)

Q3 (尿液浓缩器) =916.73kJ/kg (219kcal/kg)

Q4 (甲铵加热器) =33.49kJ/kg (8kcal/kg)

Q5 (氨加热器) =313.95kJ/kg (75kcal/kg)

Q总=∑Qi=1 486kJ/kg (355kcal/kg)

6.5 UTI热量回收系统热平衡

供热方t1142℃, t2139~110℃

输出热量Q供358kcal/kg

受热方t1′135~115℃, t2′115~105℃

需供热量Q受355kcal/kg

两者热量基本平衡。

UTI热量回收系统见8。

参考文献

[1]Kassenbrood, P.J.C, “The urea strpping process”1968.译文:泸天化尿素车间.二氧化碳汽提法尿素, 1971.

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[3]Mavrovic I.UTI尿素技术的开发[J].大氮肥, 1989, (1) .

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[5]Fioler, Hoffman, Oil Gas J.1977, 75 (11) :77.

[6]沈华民.化肥工学丛书·尿素[M].北京:化工出版社, 1997, 148.

[7]沈华民.化肥工学丛书·尿素[M].北京:化工出版社, 1997, 64.

[8]沈华民.UTI工艺的热力学分析[J].化工设计通讯, 2014, (4) .

[9]沈华民.工业装置尿素合成动态模型及其应用——物流焓模型[J].氮肥与甲醇, 2008, (3) ;中氮肥, 2009, (1) .

中压系统 篇10

随着近年来我国城市建设步伐的加快,用电负荷正以非均匀模式快速增长。在此形势下,如何增强配电系统抵御故障并持续运行的能力[1,2]、提高电网安全运行水平便成为我国配电系统建设的重中之重。在配电系统规划、运行及调度时,通常要采用N-1安全准则[3,4]进行配电系统接线模式评估,即检验配电系统规划设计或运行调度方案是否满足N-1安全准则。配电系统N-1校验是分析配电系统运行安全性与可靠性[5,6,7,8]的重要手段,也是电网规划过程中不可忽视的重要组成部分,对电网规划和运行均具有十分重要的意义。

对于中压配电系统N-1校验,无论是传统的逐个元件校验的方法,还是近年来出现的基于安全域的方法[9,10,11,12],都主要采取“一刀切”的方式来考虑转供结果,考虑整条线路是否通过,而没有考虑线路中部分负荷可以分段转供的情况,即当联络通道的容量充足时,则认为能够通过校验;当联络通道容量不足以承载待转供负荷全部时,则粗放地认为不能够通过校验,未能细化计算具体损失负荷的数量。

显然,采用传统的校验方式所得结果不足以反映全部校验信息,难以满足配电系统精细化分析与管理的要求。而且从电网现实运行角度考虑,配电系统N-1校验主要针对线路与主变两类设备,在故障和检修的过程中,通常也并非是将整条馈线全部退出运行,而是通过运行与维护操作以实现部分线路及其所带负荷的转供。为此,本文提出基于线路分段特征的配电系统N-1校验方法,通过对网络线路和变电站主变校验时馈线负荷转移情况的详细分析,精确计算故障时负荷转带与切除的数量。同时,较之传统、笨拙的逐个主变校验的方法,通过基于配电系统整体数学描述以及变电站供电能力计算,实现对全网主变一次性进行整体校验,提高了N-1校验效率。

2 网络分段负荷转移模型

假设某供电区域共有X座变电站以及N台主变,采用文献[13]的方法对变电站和主变进行编号,设1,2,…,N号主变对应的中压出线数分别为m1,m2,…,mN,则对第s号主变第t条出线编号为msΣ+t,其中,。

2.1 线路联络关系分析

研究区域内电网线路联络关系,可用下面的线路联络关系矩阵L来表示:

式中,Li,j表示第i条线路与第j条线路的联络关系(i=1,2,…,mNΣ,j=1,2,…,mNΣ),有联络关系时取Li,j=1,否则Li,j=0。

2.2 基础数据筛选与估算

与传统方式相比,基于线路分段负荷转移的校验方法需要掌握各线路分段的负荷数据,因此需要收集全网所有配电变压器的负荷数据作为基础。若未能取得所有配电变压器的负荷量测数据,则需针对线路各分段所带负荷量进行估算,可用每段线路装接配变容量占总配变容量的比例为权重,将变电站的馈线出口侧负荷分配到各个线路分段。此外,由于N-1校验要满足全年最大负荷的需求,因而应取年最大负荷日的最高负荷时刻数据。

2.3 网络转供能力分析

在L的基础上,定义系统实际线路负荷转移矩阵l:

式中,li,j表示网络转供能力分析过程中第i条线路可向第j条线路转移的负荷。当Li,j=0时,li,j自然也为0;然而当Li,j=1时,li,j依然为0,则代表线路间存在联络,但无转供能力或不计转供能力,这是由于线路传输容量等因素的限制,导致第i条线路所带负荷无法向第j条线路转移。

进一步定义l中第i条线路可向第j条线路转移的分段负荷向量l'i,j:

式中,l'i,j,k表示第i条线路的第k段分段可向第j条线路转移的负荷(k=1,2,…,Ki;Ki为第i条线路的分段总数)。

同样,对于第i条线路,当Li,j=1时,在考虑负荷分段转移的条件下,由于第j条线路或者其中某些分段的传输容量的限制,导致第i条线路中的某些分段所带负荷无法向第j条线路转移,即l'i,j,k=0,而其他的分段线路所带负荷能够向第j条线路转移。

由上述分析可知,线路负荷转移矩阵l的元素li,j即等于分段负荷向量l'i,j中所有元素之和。

考虑到中压出线和主变的隶属关系,可对式(2)表示的矩阵进行分块,得到如下分块矩阵:

式中,定义l第i行、第j列的子块矩阵l(i-1)N+j:

其中,l(i-1)N+j表示第i号主变对应的中压出线可向第j号主变对应的中压出线转供的负荷。

由此,基于l及其子块l(i-1)N+j,进一步定义主变负荷转移矩阵S:

式中,Si,j表示第i号主变可向第j号主变转移的负荷。当负荷在非同站主变间转移时,非同站主变间负荷转移元素Si,j等于子块矩阵l(i-1)N+j中所有元素之和;当负荷在同站主变间转移时,同站主变间负荷转移元素Si,j等于0,这是由于主变故障时故障主变所带负荷优先选择站内转供,为避免分析变电站站间的网络转供能力时重复计算该部分负荷,因此在S中将同站主变间负荷转供能力的值置0。

3 基于线路分段负荷转移的N-1校验方法

3.1 N-1校验基本概念

根据N-1安全准则规定,电力系统的N个元件中的任一独立元件(发电机、输电线路、变压器等)发生故障时,通过站内主变和网络间的开关动作来实现负荷转带或切除,通常以最小失负荷以及其他非故障设备正常运行为目标,应不造成因其他线路过负荷跳闸而导致用户停电,不破坏系统的稳定性,不出现电压崩溃等事故。网络线路N-1校验与变电站主变N-1校验是判断配电系统规划中评价线路和变电站是否能够满足负荷需求的重要依据。

3.2 线路N-1校验

在得到线路联络关系矩阵L、线路负荷转移矩阵l以及l中第i条线路可向第j条线路转移的分段负荷向量l'i,j的基础上,可以根据以下判据进行线路N-1校验:

(1)对于第i号线路,对所有满足Li,j=1的下标为(i,j)的元素,判断是否为0,若,则线路N-1校验不通过。

(2)否则,对于所有满足Li,j=1且的j下标为(i,j)的元素,判断是否存在(k j=1,2,…,Ki)的元素,若存在,则线路N-1校验不通过;否则通过。

3.3 主变N-1校验

主变N-1校验考察的重点是故障时变电站站内主变容量和变电站间网络转供能力对变电站所带负荷的满足程度,其中,变电站站间的网络转供能力是配电系统网架结构规划的重点。

对式(6)做进一步归并,得到联络单元负荷转移矩阵T:

式中,Ti,j表示第i号变电站可向第j号主变转移的负荷。显然,变电站向本站内主变转移的负荷为0;而向非本站内主变转移的负荷为S中该变电站中各主变分别向非同站主变转移的负荷之和。

文献[13]提出了以主变为中心的联络单元,然而在变电站任一台主变故障时,母联开关合闸,故障主变出线由正常主变承担,在考虑负荷二次及多次转供的条件下,故障主变所在变电站所带的所有负荷地位均等,各个主变的站内供电能力和站间转移能力均相同,继而在负荷转供和切除时,正常主变所带负荷与故障主变所带负荷在处理方式与顺序上并无差异,N-1校验与失负荷计算结果相同,即同站主变地位均等原则。因此考虑以变电站为中心的联络单元在本文中更为合理。

式(7)中,矩阵的第i行表示系统中第i号变电站任一主变发生故障时,该变电站向系统中其他主变转移负荷的情况,称之为以第i号变电站为中心的联络单元。

在T的基础上,需分析受供主变是否过载。将以故障主变所在变电站为中心的联络单元中各元素和与其对应的其他主变的负荷裕度进行比较,如果该联络单元中某一个(或某几个)元素的值大于与其对应的主变的负荷裕度,则说明这一个(或这几个)受供主变过载,需对S和T进行修正,直至受供主变不过载。

修正方法为:在隶属于故障主变所在变电站且与受供主变存在联络关系的中压出线中,寻找距离主变的馈线出口处最近的分段以及距离在之前的修正中减去的分段最近的分段,选择其中负荷最小的分段,并将其从原有联络单元中的过载元素中减去。根据贪心原则,对T进行修正直至受供主变不再过载。

当T经过修正并满足要求后,即可根据T反过来修正S。

通过以上分析与计算,已经可以得到各变电站向系统中其他主变转移负荷的情况;继而,可以计算变电站的网络转供能力,即故障主变所在的变电站可以向系统中其他主变转移负荷的能力。

假定计算某一变电站A的网络转供能力LA。在对变电站联络单元网络转供能力的分析与计算过程中,已经得到修正后的联络单元负荷转移矩阵T。在T中找到变电站A所对应的行向量TA,即以A变电站为中心的联络单元。变电站A的网络转供能力LA即等于TA中所有元素之和。

主变N-1校验过程实质上就是在主变故障时考量该主变隶属变电站的供电能力及其负荷大小的过程。在充分协调主变及其下级中压网络联络关系的基础上,变电站供电能力[13,14,15,16]主要由站内供电能力和网络转供能力组成,具体关系如下:

式中,S表示变电站供电能力;C表示站内供电能力;L代表网络转供能力。

变电站站内供电能力和负荷的计算公式分别为:

式中,Loadmax为最高负荷日变电站负荷量;x为主变台数;M为单台主变容量;η为变电站全站负载率;cosφ1为主变功率因数。

为比较考虑分段负荷转供能力前后校验结果的差别,根据以下判据进行主变N-1校验的判断:

(1)判据1。计算不考虑线路分段负荷转移的网络转供能力L1,若C+L1≥Loadmax,则主变N-1校验通过;否则不通过。

(2)判据2。计算考虑线路分段负荷转移的网络转供能力L2,若C+L2≥Loadmax,则变电站主变N-1校验通过;否则不通过。

4 失负荷计算方法

4.1 线路校验不通过时失负荷计算

在进行线路N-1校验时,为了考虑最严重的情况,假设故障线路在主变的馈线出口处发生故障。当该线路N-1校验不通过时,则需要对故障线路进行切除。传统线路负荷的切除方式是将线路N-1校验不通过的线路整条切除,这样造成了较大且不必要的负荷损失。

在考虑线路负荷分段切除的条件下,假设线路i进行N-1校验不通过,如果第i号线路中所有满足Li,j=1的分段,同时满足,则表示第i号线路中所有分段负荷均无法向其他线路转移,此时应对整条线路进行切除;如果第i号线路中所有满足Li,j=1的分段,满足,则切除线路中满足(k=1,2,…,Ki)的分段负荷。

4.2 主变校验不通过时失负荷计算

在3.3节介绍的主变N-1校验判据2中,通过变电站站内供电能力C与该站网络转供能力L之和,与该站所带负荷Loadmax进行比较判断。其中,网络转供能力是通过网络拓扑分析得到的计算结果,表示该变电站确定能够向网络中其他主变转移的负荷量。该变电站站内供电能力为一固定的连续值,而相比之下,网络分段负荷为离散值。当在该变电站所带线路中分段切除负荷时,如果从能够由其他主变转供的负荷中切除,只会使该站网络转供能力与负荷同步同幅减小,而不会对校验结果有任何正面影响;而如果从站内转供的负荷中切除,既不会降低变电站站内供电能力,也可以避免由于站内供电能力为连续值,而分段负荷的切除是阶跃性的,从而导致转供总能力与负荷比较时产生误差。

因此,尽管在故障主变所带负荷转供时优先考虑站内转供,但在考虑负荷切除的计算时,保证网络转供能力不变,优先从由站内供电能力供给的负荷中进行分段切除。

综上所述,分段负荷切除的范围为:当某一主变发生故障退出后,由该变电站站内供电能力供给的负荷。其中包括在计算线路负荷转移矩阵l时无法进行转供的负荷(无联络关系、存在联络关系但无转供能力或不计转供能力的分段负荷)以及在修正联络单元负荷转移矩阵T时被修正掉的分段负荷。

分段负荷切除的顺序为:由于在主变故障时,需要迅速对网络进行调整,因此为保证分段切除负荷的速度,切除方案选择按照贪心原则,在切除范围内从线路联络开关向主变方向,按照线路分段所带负荷的重要程度以及切除负荷后的影响大小的顺序,依次对该变电站所带所有线路的分段负荷进行切除,直至该变电站依据3.3节判据2主变N-1校验通过。

5 算例分析

5.1 算例概况

假设某供电区块共三座变电站,馈线采用JKLHYJ型号架空绝缘线,该网络联络关系与基本信息如图1、表1和表2所示,表2中各分段负荷数据即是由2.2节所述原则筛选、估算取得。

5.2 算例结果及对比分析

(1)线路N-1校验

按照3.2节所述判据进行线路N-1校验判断,结果如表3所示。

经校验,第5、6、8、14号线路在考虑分段负荷转移的条件下依然无法通过线路N-1校验,需对部分线路所带负荷进行切除。

分别采取传统“一刀切”的方式(不考虑线路负荷的分段切除)与2.1节中介绍的方法(考虑线路负荷的分段切除)对线路进行切除。线路切除对比结果如表4所示。

(2)主变N-1校验

计算各变电站的站内供电能力和负荷,功率因数取0.97,在此基础上,按照3.3节所述判据进行主变N-1校验判断,结果如表5所示。

经校验,变电站B在考虑分段负荷转移的条件下依然无法通过主变N-1校验,需对部分线路所带负荷进行切除。

如果不考虑线路负荷的分段切除,按照传统“一刀切”的方式对整条线路进行切除,则需整体切除第7号线路的两段分段负荷,失负荷大小为2.48MW。

考虑线路负荷的分段切除时,按照本文3.2节中介绍的方法对线路负荷进行分段切除,则仅需切除第10号线路的第2段分段负荷,失负荷大小为0.45MW,相比传统方式失负荷大小减少了2.03MW,相对减少比率为82%。

采取两种不同方案切除后,变电站B的主变N-1校验对比结果如表6所示。

由算例对比分析结果可知,无论对于线路还是主变,采用分段切除的方法所得失负荷的大小以及分段数量,较传统的对整条线路进行切除的方式均有一定程度的减少;同时,对于部分仅考虑所带线路能否整条进行转供时不能通过主变N-1校验的变电站,通过对其所带线路负荷进行分段转供,计及变电站网络转供能力,可以变为校验通过的状态。

6 结论

本文提出了一种基于线路分段负荷转移的N-1校验方法,并描述了该校验方法的流程,其具有如下特点:

(1)通过数学方法对配电系统中线路、主变以及变电站转供能力进行描述,并基于变电站供电能力进行计算,较传统、笨拙的逐个主变校验的方式,实现了对全网主变一次性进行整体校验。

(2)负荷的分段转供降低了线路整条转供给某一主变带来的压力,将该压力分摊到了网络内所有与故障主变所在变电站存在联络关系的主变上,充分利用了网络中各主变的负荷裕度,因此本文方法的校验结果较传统“一刀切”的方式能够更加全面地反映校验信息。

一起燃气中压紧急事件引发的思考 篇11

关键词：模糊综合评判法 抢修决策 应急抢修气源保障风险

2014年11月12日14时40分，在深圳市福田区农林路与红荔路交汇处，某地铁施工单位在进行地铁七号线农林站打桩作业时，重锤撞击导致地下中压燃气管道（管径160mm，PE材质）破损，造成现场燃气泄漏。事故造成2530户居民用气和4户公用户供气中断，未造成人员伤亡。抢险过程如下：14：40调度中心接到中压巡查员报警，立即通知抢修队出警，同时发送预警短信；14：57抢修队到达报警现场。现场有一台已停止运行的打桩机，打桩机周围有疑似燃气味，经仪器检测判定为天然气泄漏。抢修人员立即向调度中心确认警情，并对事故点周围进行警戒疏散，开始应急抢险作业；15：10抢修人员紧急关闭四个气源阀门，使用防爆风机对现场鼓风进行浓度稀释；同时对事故点周边区域沟井进行浓度检测；翌日3：00 修复受损管道，恢复供气。根据资料显示，该区域内地下燃气管道进行了两次迁改。第一次迁改为2013年5月份，采取定向钻施工作业新建一条农林路过路管，同时将红荔西路过路管进行废除；第二次迁改为2014年11月份，为赶项目工期，某地铁施工单位在未完成第二次改迁碰口作业前便贸然施工，将第一次改迁的燃气管道破坏，造成燃气泄漏事件。自2012年9月份开始，某地铁施工单位进行深圳市地铁7号线农林站建设施工，燃气公司便将该站纳入重点管理。为保障施工区域内地下燃气管道运行安全，燃气公司与该站建设单位、施工单位及监理单位其进行多次沟通，协调签署了《施工现场燃气管道及施确认表》和《施工现场燃气管道设施安全保护协议》。施工过程中，燃气公司巡查管理人员向施工单位发放告知函5份，协调记录2份。农林站作为重点管辖第三方工地，燃气公司安排巡查员每天对该站施工区域内地下燃气管线进行巡查。在事故发生当天上午9：50，巡查员已到该工地进行巡查，未发现施工迹象。施工人员在后来进场作业时也未通知燃气公司巡查员。由于该第三方破坏事件发生在供气晚高峰期间，给燃气公司造成了很不好的社会影响，其中两家商业用户因当晚中断燃气供应造成了部分经济损失，因此为把第三方破坏事件影响降到最小，燃气公司必须重点从以下几方面把工作做好：

一、采用模糊综合评判法进行抢修方案决策

2002年9月在西南某城市发生了严重的燃气中压管道泄漏事故，抢修人员接警后立即赶往现场进行抢修，像往常一样首先关闭前后阀门，放空后开始对泄漏点进行开挖补焊，3小时后抢险完毕。虽然顺利完成抢险，但是停气方案使下游汽车轴承加工企业正在加工的一大批汽车轴承全部作废，造成直接经济损失近百万元，不仅给企业带来了严重的经济损失，而且给燃气公司的信誉也造成极大影响。试想如果当时考虑到这些因素，在保证管道周围人身安全的原则下，采用带压作业方案进行补漏，或许就可以避免較大的事故损失。

城市燃气管道在运行过程中，由于第三方损坏、腐蚀、设计和误操作等许多模糊因素的影响，不可避免地会出现泄漏、火灾爆炸等管道事故。当事故发生时，不同的事故模式具有不同的抢修方案，同一种事故又有多种抢修方案，而且影响抢险方案选择的因素不一定是独立的，而是彼此关联的，具有很大的模糊性。因此，如何科学、合理、快速地对抢修方案进行筛选就显得尤为重要。以往一般都是由抢修人员根据经验到现场临时制定方案进行抢修，最直接的方式就是先关闭受损管段两端阀门进行放散后更换受损管道，而不考虑经济、社会影响等其他因素，方案虽然可行，但缺乏准确的量化指标，并非是最优的决策。特别是对于较大的泄漏火灾爆炸事故或者管道下游有重要的工业用户时，影响抢险方案比选会有许多定性和定量的因素，如果仍然依靠主观判断和传统经验进行抢修，往往会忽略上述因素间的关联性而独立进行，一旦抢修出现问题，不仅会造成更严重的事故损失，而且会造成恶劣的社会政治影响。因此，针对这些复杂的、不确定的影响因素采用模糊综合评判法进行方案决策，既能综合考虑诸多因素对事物的影响而作出一个接近于实际的决策，又能避免仅从一个因素就作出评判而带来的片面性影响。此外模糊综合评判还能将许多定性因素（可靠性，抢修时间，事故损失，抢险费用，社会影响，政治影响）转化为定量分析，使得分析更加全面和准确，从而为经济合理地确定最佳抢修方案提供科学依据。

二、建立基于应急抢修气源保障风险的燃气管网完善联网分析

随着深圳市城市建设步伐的日益加速，特别是重大项目建设的整体推进提速，包括旧城更新、轨道交通建设、水污分离改造和电网通讯更新等项目，工程施工与燃气管网交叉的情形日益增多，需要采取临时断开封堵和改迁等方式，对燃气输配管网进行重新调整，势必会导致燃气管网的气源方向发生改变，特别一些区域将由此出现气源瓶颈和唯一气源管道供气、单一点出现紧急事故需要关闭多个气源阀等现象，具体体现如下：单一供气点一次事故需影响较大用户或一些重要用户，应在该区域采用双向或多向供气，以降低事故的影响停气范围，事故的等级和事故造成的不良影响；单一点出现紧急事故需关闭多个阀门，应在该区域增加相应的气源阀，以缩短应急处置的时间，降低应急处置的风险；制定跨片区关闭阀门应急预案，缩短抢修时间，明确抢修责任，实现不同片区抢修队间的无缝对接。针对重点用户（片区）需要进行双气源考虑。

三、切实加强工地管理，落实保护协议

巡查员在日常巡查巡检过程中，发现在燃气管道及设施安全控制范围内有施工的，要向施工现场工程建设单位和施工单位相关人员签发《告知函》，同时通知协调员跟进处理。协调员到达施工现场后，联系施工现场负责人，一起踏勘燃气设施的分布情况，说明施工中的注意事项。如需办理保护协议的，则要求建设单位提供相关资料联合施工单位、监理单位一同与我司签订保护协议。上述内容要在协调记录中标明，并要求现场负责人签字。严格按照一级工地的跟进周期为一天两次、二级工地的跟进周期为一天一次、三级工地的跟进周期为两天一次切实做好巡查工作，协调员和机动巡查员拍照，要求每个跟进周期不少于三张，并且要从不同的角度进行拍摄，尽量显示出工地的全貌，并上传管道完整性系统。巡查员发现建设单位未按照《施工现场燃气管道设施安全保护协议保护协议》的要求对周边燃气管道及设施采取保护措施的，要立即要求施工现场相关负责人按要求执行外，并立即报告协调员。员联系建设单位，要求必须履行已经签订的《施工现场燃气管道及设施安全保护协议》，保证燃气管网安全，并签发《安全隐患整改通知单》。同时到现场协调燃气管道及设施安全保护工作，填写《施工现场燃气管道记设施协调记录表》，每次均应做好相应记录。于此同时还需强化与电力、自来水、通信、燃气等管线单位建立管线保护联动机制，及时通报相关工程施工建设动态，共同做好管线保护的沟通工作。工地管理员须及时掌握到第三方工地施工前期、施工中等每个环节动态，形成严格的闭环管理；通过政府部门、建设、施工等单位的大力支持，做好施工前的有效沟通和协调、施工中的有效监督和监控、加强安全巡查频次，提醒告知，做好各方面的安全宣传，强化联动机制，从而有效的避免和降低第三方施工破坏管道设施。

四、采取新技术、新工具提高抢修效率

2015年3月24日下午5点，前海花园内幼儿园旁边人行道上阀门井测得浓度15000PPM，现场检查地下燃气管道打探孔检测到有燃气浓度，经现场开挖检查是地下钢管腐蚀穿孔，通常燃气公司通过降压补焊后进行修复，但现场补焊后由于周边腐蚀较严重，无法控制，最终被迫通过停气补焊维修（停气民用户1287户、公用户2户）。由于在用气高峰期停气，由此会引起众多用户许多投诉。在燃气公司发现的一般可控制的轻微漏气都是采用不停气方式处置，在这次事件中在降压补焊不成功后应采用临时封堵措施先恢复供气，待供气高峰期过后，在供气低峰期进行停气修补或更换。目前也可以采用新技术立即修复，即采用管夹抱箍加固可接（一种快速填充修补剂），待固可接初始固化后（夏天：15-20分，冬天：30-45分），待卸下夾具后缠绕管立补（高温高压管道泄漏及裂缝修补绷带），在大约30分后即可进行防腐处理实施永久修复，以此提高效率。在争分夺秒的抢维修现场，新技术、新工具的使用都将提高抢修效率，减少对用户的影响。

五、在燃气管道发生第三方破坏时燃气公司的风险控制

如果发生燃气管道第三方破坏燃气公司提供的燃气设施图不准确，燃气公司没有向该第三方尽合理的告知、安全指导义务，没有按时巡查，抢险不及时，停气的范围、期限超过了必要的限度等，则燃气公司需承担相应的责任。在2014年11月12日的第三方破坏中，某地铁施工单位和燃气公司签署了《安全保护协议》、《施工现场燃气管道及设施确认表》，燃气公司向其发了《告知函》，现场有明显的燃气警示标志，巡线人员对该路段按时巡查，燃气公司已合理地尽了义务。根据《深圳市燃气条例》第三十六条第二款规定：“管道燃气企业因施工、维修等原因连续停止供气四十八小时以上的，应当采取相应的应急措施，保障用户的生活用气。”在发生紧急停气后，如果燃气公司没有必要地、合理地告知用戶及没有依法采取保障用户生活用气的措施，居民用户可要求燃气公司承担责任。因此对可能影响燃气公司燃气管网的工地，应签署《安全保护协议》，加强安全宣传和现场指导，完善现场警示标志，加大巡查力度，并保留相关证据，做到事前预防；发生第三方破坏后，按照对外承诺及时抢险。根据抢险要求，燃气公司尽可能减小停气的范围和时间，尽可能早地用多种方式通知到受影响的用户，并依法做好应急保障用户生活用气工作；完善同施工单位签署的《安全保护协议》，比如增加“燃气公司提供的施工图仅作为参考，一切以现场开挖为准”、“施工单位造成燃气设施破坏对第三方造成损失的，应积极采取处理措施”等内容，保护燃气公司的合法权益。如果万一燃气公司可能承担责任，应及时向保险公司报案，争取通过燃气公司所购买的保险处理赔偿；积极向造成破坏的第三方追偿燃气公司的损失，包括抢险人工、材料、可以计算的损失气量和预期收益损失等。

参考文献

中压系统 篇12

需遵循国家规范标准

中压(10KV) SVG与电网的连接主要有两种方式:直挂式和三电平降压式,从可靠性和安全性来讲,降压式结构要远远优于直挂式结构,对于通信工程来讲,现场的用电负荷属于重要负荷,必须保证供电的可靠性,对电网的供电质量要求较高。系统内的用电设备一旦由于故障引起供电突然中断,容易使通信局(站)上的其它用电设备损坏、火灾等危险事故,造成生产中断和重大经济损失。从这一点考虑,中压(10KV) SVG要采用降压式。

2011年9月16日发布、2012年8月1日实施的GB50059-2011《35KV～110KV变电站设计规范》3.4.3条规定“变电站应装设并联电容器装置;必需时应装设交流谐波滤波装置或能根据无功负荷波动自动进行快速调节补偿容量的静态装置”。从通信负荷特性来看,在低压接近负荷侧采用滤波装置,在中压(10KV)侧采用中压(10KV) HVC+三电平降压式结构SVG是最佳选择。

同时,铁道部《铁集成(2010) 258号文》要求:高速铁路(含客运专线、城际高铁)电力工程设计暂不采用SVG补偿装置方案。该文即针对链式SVG装置提出的要求,禁止使用。

中压补偿装置显现节能优势

运营商选择采用大功率IGBT管组成三相逆变器,既补偿感性负荷,又补偿容性负荷,可动态双向连续调节无功功率。整套装置实现大容量和无级补偿,无功容量保证连续调节与平滑输出,克服了电容器分组分级投切的缺陷。该型号设备补偿容量足够的情况下可实现功率因数达到0.98以上。