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超临界空冷机组烟气脱硫工程电气设计探讨

时间:2011-7-10 22:59:32 点击:446

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  1 工程概况

  本脱硫岛电气系统设计包括烟气吸收系统,石灰石磨制系统、石灰石粉输送系统、石灰石浆液制备、石膏脱水系统、脱硫废水处理系统、仪用空气系统及相关配套设施和建筑物的电气部分,以及事故保安电源系统、直流系统、UPS系统等配套部分。电气系统包括:供配电系统、电气控制与保护、照明及检修系统、防雷接地系统及安全滑触线、通讯系统、电缆和电缆构筑物、电气设备布置等。脱硫岛行政通信及调度通信利用主厂房交换机,脱硫岛设配线箱(行政通信及调度通信分开设置)。通信工作的分界点在脱硫岛通讯总配线箱处,此配线箱及之后在脱硫岛内的如电话机、线缆、接线盒等通讯设备属于本设计范围。连接主厂房设备和脱硫岛设备之间的电缆,其分界点在脱硫岛电气设备电缆端子处,即由主厂房负责设计、供货、安装。连接脱硫岛内设备/装置之间的电缆属于本设计范围。

  2 电气设备负荷计算

  根据初步设计阶段数据,本燕山湖发电厂新建工程2×600MW空冷超临界机组烟气脱硫工程的电气设备负荷计算结果如下:

  高压负荷: Pjs=18049kW ,Qjs= 12108 kvar,Sjs=21734kVA,COSΦ=0.83。保安负荷(事故工作时):Pjs= 257kW,Qjs=153kvar,Sjs=299kVA,COSΦ=0.86。低压总负荷:Pjs=2378kW,Qjs=1411kvar,Sjs= 2765kVA,COSΦ=0.86总负荷:Pjs=20426W,Qjs= 13462kvar,Sjs=24463kVA,COSΦ=0.835

  3 供配电系统设计

  3.1 10kV系统及400V供电系统设计

  本烟气脱硫厂用电系统采用10kV和380/220V两级工作电压,容量为200kW及以上的电动机采用10kV供电。

  3.1.1 脱硫岛内10kV系统设置2段母线,通过母线桥连接,为整个脱硫系统的10kV负荷提供电源。中性点接地方式为低电阻接地,单相接地短路故障动作于跳闸。在正常工作时分段断路器断开,而当任一路电源故障时此断路器闭合,两路电源互为备用,设置2套备自投装置。主厂房仅为每段10kV配电装置提供1路10kV电源,由主厂房相应机组10kV段电源引接。每段10kV母线设置1个备用断路器柜和1个备用FC回路柜。每段10kV母线设置一台接地手车和一台搬运小车。容量为1000kW及以下的电动机和容量为1600kVA及以下的变压器采用F+C回路柜,其它采用真空断路器柜。经短路电流计算,10kV开关柜额定短路开断电流为40kA,热稳定电流为40kA 4s,动稳定电流为100kA,F+C回路柜额定电流400A、额定接通和开断能力4kA。10kV开关柜保护采用微机型综合保护装置。

  3.1.2 低压厂用电系统采用PC(动力中心)、MCC(电动机控制中心)两级供电方式。脱硫岛设置2段380/220V脱硫吸收区动力中心,分别由2台低压变压器供电,变压器互为备用;2段380/220V脱硫公用动力中心,分别由2台低压变压器供电,变压器互为备用。低压PC采用单母线接线,进线断路器采用框架断路器。PC A、B段之间分别设联络断路器,正常时联络断路器打开,当某一段进线电源故障时跳开该段进线断路器,联络断路器手动合闸。4台低压干式变分别交叉接于脱硫10kV A、B段上。380/220V系统为中性点直接接地系统。380/220V系统采用PC(动力中心)、MCC(电动机控制中心)两级供电方式。75kW及以上的电动机回路、所有MCC电源回路、及I类电动机由PC供电,其余负荷由就近的MCC供电。低压干式变和PC采用单母线分段接线方式,成对配置,互为明备用,成对PC间一侧设联络开关,另一侧设隔离插头,并在DCS中可选择为自动切换或手动切换方式。MCC均采用双回供电,两路电源互相闭锁,MCC进线采用负荷开关或框架断路器,当接有I类负荷时,两路电源自动切换。132KW及以上的电动机回路采用框架空气断路器,132KW以下的电动机回路、MCC上的馈线回路采用塑壳断路器。低压电器的组合保证在发生短路故障时,各级保护电器有选择性的正确动作。低压系统有不少于20%的备用配电回路。

  3.2 直流系统设计

  脱硫系统设置一套220V直流系统。每组直流系统包括蓄电池组、蓄电池充电器、直流配电屏等。直流系统蓄电池采用密封阀控铅酸蓄电池,直流系统额定电压为220V,直流系统的蓄电池组容量能满足2台机组事故交流停电1.0h以上的全部负荷。一组220V蓄电池设二组充电器,充电器采用高频开关型。220V蓄电池采用单母线接线。220V直流系统主要为厂用电源系统继电保护和监控/监测、UPS电源、直流事故照明等负荷供电。220V直流系统设置微机型直流接地监测装置。直流馈线回路采用塑壳断路器,并能保证在发生短路故障时,各级保护电器有选择性的正确动作。

  3.3 不停电电源系统(UPS)

  脱硫系统设置一套交流不停电电源(UPS)系统,UPS系统包括整流器、逆变器、静态转换开关、旁路变压器、手动旁路开关和交流配电屏等。UPS装置的正常输入电源和旁路输入电源取自脱硫0.4kV厂用电源PC段,直流输入电源取自脱硫系统220V直流馈线屏。UPS输出为单相交流220V,50Hz。UPS电源系统能在厂用交流电源中断情况下保证连续供电0.5h。UPS系统主要向脱硫DCS控制系统、电气变送器、区域火灾报警和控制系统等负荷供电。

  4 电气设备布置

  脱硫岛设综合楼,脱硫10kV段、低压脱硫变、PC段、脱硫区域MCC段、保安段、直流系统、UPS系统等集中布置在综合楼内,制浆脱水区域、脱硫废水处理系统等就地设MCC配电室。电气设备的布置应考虑足够的操作、检修空间,配电室考虑防火要求。配电室的长度大于7米时,最少设两个出入通道。

  5 电气二次接线、继电保护及自动装置设计

  5.1 控制电源

  所有10kV断路器、380V框架式断路器的控制电压采用直流220V,其余控制电压采用交流220V。10kV断路器、380V框架式断路器的控制、保护及信号系统所需的直流电源由脱硫岛直流装置提供。

  5.2 控制方式

  脱硫岛电气系统纳入脱硫岛DCS控制,不设常规控制屏。纳入脱硫岛监控的电气设备包括:10kV电源进线开关、分段开关、PT、馈线回路、低压脱硫变压器、400V PC进线、母联、PT、至MCC的电源馈线、MCC进线、中低压电动机、直流系统、UPS等设备。

  5.3 继电保护

  脱硫10kV厂用系统进线及母联、脱硫变压器及10kV高压电动机采用微机式综合保护装置,放置于10kV开关柜;380V厂用系统及电动机由空气开关自带智能型脱扣器实现相关设备的可靠保护功能,电动机使用塑壳断路器,有连锁要求的电动机采用接触器+智能马达控制实现保护。其余电动机采用接触器+热继电器实现保护。

  6 结语

  本文通过结合工程实例,给出了发电厂烟气脱硫工程的电气设计方法,同时通过对脱硫岛电气设备负荷计算,设计出2×600MW空冷超临界机组烟气脱硫工程的供配电系统、电气设备配置以及电气二次接线、继电保护及自动装置设计等。实践证明本超临界空冷机组烟气脱硫工程所采取的电气设计方法具有较高的安全可靠性以及自动化程度,同时能有效地减小人员的工作量,设计方法可供同类工程参考借鉴。

  参考文献:

  [1] 李冰毅.2×600MW热电厂烟气脱硫工程的电气设计[J].科技信息(科学教研),2008,25(17):44~45.

  [2]我国首台600MW等级超临界空冷机组投产[J].中国电力,2008,18(08):31~35.

  [3] 刘利.大同二电厂600MW直接空冷汽轮机设计特点[J].中国电力,2007,15(06):112~114.

  [4]王佩璋.我国60万kW直接空冷机组的技术特点及其示范性[J].山西能源与节能,2006,21(02):101~103.

  

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