1、 題目： 配合脫硫煙氣旁路擋板封堵電氣改造方案 編寫： 初審： 審核： 審定： 批準：1.引言根據中國大唐集團公司脫硫煙氣旁路封堵（或拆除）管理指導意見（試行）（以下簡稱意見）的要求，我公司脫硫需在2014年底前對脫硫煙氣旁路進行封堵（或拆除），通過對高廠變進行擴容改造或對煙氣擋板封堵后的電源配置及結合將進行的脫銷工程，對我公司廠用及脫硫系統電源進行計算及負荷重新分配，制定可靠的電源轉移及改造方案兩種方式可滿足意見要求。2.現狀分析 我公司2300MW機組，分別于1995、1996年投產。原設計為電除塵，無脫硫。響應國家環保要求，大唐石門發電有限責任公司2006年、2007年分別增設脫硫系統，
2、按煤種含硫1.2%進行設計。2007年對#2爐除塵器后三個電場進行了布袋改造，一電場仍采用電除塵方式；2008年對#1爐除塵器進行了全布袋改造。脫硫旁路運行時為關閉、鉛封狀態。高壓廠用部分電氣接線方式為：石門發電公司廠用高壓母線可由啟備變或高廠變供電，開機過程中由啟備變供給，并網后倒為由高廠變提供電源；脫硫系統高壓設備全部由單段6kV脫硫母線供電，6kV脫硫母線電源在并網后由直接接于發電機出口母線的高壓脫硫變供電，同時可與另一機脫硫6kV母線進行小容量互供，停機時只能由另一機供小負荷或全停（#1機接有極小容量備用電源，僅供變壓器或一臺漿液循環泵）。現開機過程中煙氣通過旁路排出，并網后脫硫變帶電
3、，提供脫硫各設備所需電源，進行煙氣脫硫。綜合石門發電公司現場實際情況，在脫硫煙氣旁路取消后，主要存在以下幾個問題：1、因我公司脫硫6kV母線目前設計為無100%容量備用電源進線（僅在另一機開機時可以由其提供低壓廠用等部分負荷），正常供電需由接于發電機出口母線的高壓脫硫變提供，在開機過程中及脫硫變故障跳閘后，脫硫段失電，煙氣必須通過旁路排出。一旦旁路取消，脫硫段失電將直接導致機組非停且無法啟機。根據意見要求，取消旁路后，開機過程中脫硫系統必須保證正常運行，因此脫硫啟動電源需從6kV廠用母線取，增加了6kV廠用電母線負荷。2、根據意見要求漿液循環泵需接于不同的供電段，避免因某段電源故障導致脫硫塔漿
4、液循環泵全部停運，目前一臺機僅一個6kV脫硫段，考慮到單元機組獨立性，不能雙機交互設置漿液循環泵，有一臺漿液循環泵需加至6kV廠用；3、目前我公司兩臺機組每臺機有一臺容量為40000kVA的高壓廠用變壓器，雙機共設一臺容量為40000kVA啟備變，經計算，目前廠用負荷分配已接近高廠變額定容量要求，6kV廠用容量已飽和，無繼續增加大容量設備的空間，一旦增加容量需對高廠變進行擴容或在限制運行方式的基礎上對廠用及脫硫負荷進行重新分配，否則無法滿足設計規范（按換算系數法計算）。4、脫硫6kV配電室已無擴充6kV間隔空間，廠用6kV配電室每段僅可擴一6kV間隔。3. 安全、經濟性分析由于6kV廠用容量已
5、飽和，無繼續增加大容量設備的空間，一旦增加容量需對高廠變進行擴容，否則無法滿足設計規范。因更換高廠變需投入大量資金，也可在限制啟電泵（5400kW）等方式的基礎上，對脫硫及廠用負荷進行再分配，以小的投資，滿足脫硫正常開機過程及事故情況下的備用電源要求，確保了煙氣旁路擋板封堵后機組的安全穩定運行，但此時不能完全保證機組全部負荷均可啟動，需對方式做限制，不能滿足復合故障的要求（如脫硫變出線故障同時一臺汽泵跳閘，此時機組必須快減負荷，脫硫變出線故障同時跳兩臺汽泵則可能需緊急停機）。結合現狀分析和上述情況，目前如不對電氣一次接線方式進行改變，則無法在旁路擋板封閉的情況下啟機，故在旁路擋板封閉前，電氣一
6、次接線必須做相應改變。4.解決問題的方案 4.1方案一：4.1.1、對廠用6kV負荷及脫硫負荷進行重新分配，在限制啟電泵的情況下，實現脫硫開機過程和事故情況下的電源供給，具體過程如下：脫硫6kV 各母線段負荷及總容量統計：6kV I段電動機總功率為15495kW，變壓器總容量7030kVA，負荷總容量為22525kVA；6kV II段電動機總功率為11785kW，變壓器總容量7315kVA，負荷總容量為19100kVA；脫硫6kV I段電動機總功率為4030kW，變壓器總容量1250kVA，負荷總容量為5280kVA;以1號機組進行計算1、1C電動給水泵功率5400kW，接于6kV廠用I段母線
7、。6kV脫硫I段總容量5280kVA；2、1A灰渣泵電機功率560kW，1C漿液循環泵電機功率560kW。3、磨煤機功率1120kW，在考慮增引合一后，可將6kV I段1A磨煤機轉移至脫硫6kV I段，6kV II段在計算過程中（詳見方案二計算過程）容量有冗余度，故引風機1B引風機擴容不影響II段正常運行，2號機則還需將2D磨煤機轉移至脫硫6kV II段。 據上述資料，電源重新分配及改造分兩步走第一步，在脫硝沒有實施和增引風機未合一之前，將1C漿液循環泵電機與6kV II段上的1A灰渣泵電機進行互換，改為1C漿液循環泵接6kV廠用II段，1A灰渣泵電機接脫硫6kV I段，保證漿液泵不由同一電源
8、供給。正常運行不受影響，在限制啟電泵的基礎上，廠用6kV I段仍可作為脫硫6kV I段的備用電源。第二步，若進行脫硝改造和增引風機合一，單臺引風機擴容量約為800kW，則廠用6kV I段負荷在正常運行時將超過其容量允許范圍，此時需將廠用6kV I段的1A磨煤機轉移至脫硫6kV I段，正常運行時，1A磨煤機由1號脫硫變提供電源，開機及事故情況下，限制電泵的啟動，可實現開機過程中及事故狀態下脫硫系統的電源供給。由于2號機組在計算過程中，6kVIII、IV段均已超過允許容量（詳見方案二計算過程），故在進行脫硝改造和增引風機合一時，需將2A磨煤機和2D磨煤機分別從6kVIII、IV段轉移至脫硫6kVI
9、I段，以保證2號機組廠用電源正常運行。 另外，增引風機合一后，脫硫6kV的兩段母線容量均減少了1800kW，因此，從廠用6kV轉移一臺（1120kW）或兩臺磨煤機(2240kW)至脫硫段，其電源開關可不進行改造，即可滿足要求（原電源開關為1250A，有足夠裕度），負荷轉移前脫硫總容量為5280kVA，負荷轉移后#2脫硫總容量5280-1800+2240=5720kVA,根據同類型機組脫硫容量比較，我廠脫硫擴容后總容量會增加約三分之一，即5760+5760/3=7680kVA，而我廠脫硫變容量為8000kVA，故在負荷轉以后且脫硫擴容的基礎上，脫硫變仍能滿足正常運行所需。而6kVI段在限制電泵情
10、況下，在脫硫6kVI段發生事故時，由于總容量已超過廠用6kVI段計算容量，因此作為脫硫備用電源時，仍需進一步對廠用6kVI段上的其他設備（例如磨煤機等）進行進一步限制才能滿足要求。4.1.2、具體實施步驟如下：4.1.2.1、1號機組實施步驟：在廠用6kV I段增加一臺脫硫備用電源出線開關（暫命名2T01），作為脫硫6kVI段的啟動和事故情況下的備用電源，敷設電纜至脫硫6kV I段原干除灰來備用進線2T107開關，同時取消原干除灰2419-I過來的進線電源。更換2T107開關為新脫硫6kVI段備用電源進線開關（原2T107開關容量不夠），在2T10-I和2T107間設置快切或備自投裝置（因無間
11、隔安裝進線TV，取廠用6kV母線二次電壓經廠用母線側6kV開關2T01輔助觸點后作為進線二次電壓）。將脫硫6kVI段上的1C漿液循環泵與廠用6kVII段上的灰渣泵互換，分別重新敷設其動力和控制電纜。取消脫硫6kVI段與II段的聯絡開關備自投，此開關僅作為#2機脫硫電源改造完前手動備用。在增引風機合一及脫硝實施后，將廠用6kVI段上的1A磨煤機轉移至脫硫6kVI段。原1A增壓風機開關作為1A磨煤機開關，敷設脫硫6kVI段至1A磨煤機的動力電纜及至集控室的控制電纜。4.1.2.2、2號機組實施步驟：在廠用6kV III段增加一臺脫硫備用電源出線開關（暫命名2T02），作為脫硫6kVII段的啟動和事
12、故情況下的備用電源，敷設電纜至脫硫6kV II段備用開關2T207。更換2T207開關為新脫硫6kVII段備用電源進線開關（原2T207開關容量不夠），在2T20-I和2T207間設置快切或備自投裝置（因無間隔安裝進線TV，取廠用6kV母線二次電壓經廠用母線側6kV開關2T02輔助觸點后作為進線二次電壓），同時取消脫硫6kV間聯絡2T012開關接線。將脫硫6kVII段上的2C漿液循環泵與廠用6kV IV段上的灰渣泵互換，分別重新敷設其動力和控制電纜。在增引風機合一及脫硝實施后，將廠用6kVIII段上的2A磨煤機轉移至脫硫6kVII段，將廠用6kVIV段上的2D磨煤機轉移至脫硫6kVII段。2A
13、增壓風機開關作為2A磨煤機開關。備用開關2T210作為2D磨煤機開關，增加一臺脫硫2D磨煤機開關（原備用2T210開關容量不夠），敷設脫硫6kVII段至2A、2D磨煤機的動力電纜及至集控室的控制電纜。4.1.3、主設備及材料費用1號機組所需費用估算：設備名稱型號參數數量費用估算（萬元）備注6kV真空斷路器ZN65A-121600A1臺10廠用6kV I段送脫硫6kVI段備用電源進線開關6kV真空斷路器VD4M 1212-31 1600A1臺10脫硫6kVI段備用電源進線開關高壓電纜YJV-10kV3*120600米30分兩根并用，電源用高壓電纜YJV-6kV3*25500米15漿液泵與灰渣泵用
14、高壓電纜YJV-6kV 3*70200米101A磨煤機用控制電纜20000米8保護裝置換型改造30土建及設計費用20合計133 2號機組所需費用估算：設備名稱型號參數數量費用估算（萬元）備注6kV真空斷路器ZN65A-121600A1臺10廠用6kV III段送脫硫6kVVI段備用電源進線開關6kV真空斷路器VD4M 1212-31 1600A1臺10脫硫6kVII段備用電源進線開關6kV真空斷路器VD4M 1212-31 1250A1臺102D磨煤機用高壓電纜YJV-10kV3*120600米30分兩根并用，電源用高壓電纜YJV-6kV3*25500米15漿液泵與灰渣泵用高壓電纜YJV-6k
15、V 3*70400米202A、2D磨煤機用控制電纜20000米8保護裝置換型改造30土建及設計費用20合計153 通過以上匯總，兩臺機脫硫煙氣旁路擋板封堵后電源重新分配改造，所需的費用共計133+153=286萬元 4.2方案二：4.2.1、為滿足意見所提出的取消脫硫煙氣旁路的各項要求，考慮對現高廠變進行擴容換型改造，同時考慮取消脫硫變，分別在兩段廠用6kV母線擴充間隔。將6kV脫硫段連接至一段廠用6kV母線，轉移脫硫全部負荷至6kV廠用，其中一臺漿液循環泵接至另一段廠用6kV母線；或在漿液循環泵位置將原有脫硫6kV母線分開，脫硫6kV母線改為分段母線方式，兩段廠用各帶一段，每段均有漿液循環泵
16、。考慮脫銷將引起引風機擴容，按增壓風機同引風機合一及新增部分脫硫和脫銷負荷初步估算，單臺高廠變容量須從原來40000kVA增容至60000kVA方能滿足所需，高廠變分支斷路器可能也需更換。原100%啟備變不做改動，變為66.6%啟備變，廠用電發生切換時通過同時自動切除部分負荷確保電機自啟動成功。計算過程以1號高廠變進行計算，目前我公司1號高廠變總容量40000kVA，分支容量20000kVA，通過換算系數法，在變壓器總容量不變的情況下等同如下參數：1、6kV I段所允許帶電動機最大容量為：20000-7030*0.7=15079kW 15079/1.1=13708kW目前6kV I段電動機實際
17、計算容量：(2200+5400+315)*1+(16850-2200-5400-315)*0.85=15509.75kW1370815509.75, 6kV I段電動機計算容量已大于允許容量，不能再增加設備。2、6kV II段所帶電動機允許最大容量為：20000-7315*0.7=14879.5kW 14879.5/1.1=13526.8kW目前6kV II段電動機計算容量：(2200+315)*1+(11785-2200-315)*0.85=10394.5kW容量冗余：13526.8-10394.5=3132.3kW考慮一臺560kW漿液循環泵加至6kV II段，則引風機可擴容容量可容許為2
18、572.3kW。基本滿足要求3、6kV III段所允許帶電動機最大容量為：20000-7650*0.7=14645kW 14645/1.1=13313.6kW目前6kV I段電動機實際計算容量：(2200+5400+315)*1+(15495-2200-5400-315)*0.85=15509.75kW13313.615509.75, 6kV III段電動機計算容量已大于允許容量，不能再增加設備。4、6kV IV段所帶電動機允許最大容量為：20000-12815*0.7=11029.5kW 11029.5/1.1=10026.8kW目前6kV IV段電動機計算容量：(2200+315)*1+(
19、13450-2200-315)*0.85=11809.75kW10026.811809.75, 6kV IV段電動機計算容量已大于允許容量，不能再增加設備。綜上所述，考慮引風機為每段一臺，已無法在6kV廠用增加設備，建議取消脫硫變，轉移脫硫全部負荷至廠用，考慮脫銷及脫硫擴容和引風機擴容，對高廠變進行改造換型，將高廠變容量從40000kVA擴容至60000kVA可滿足要求。4.2.2、具體實施步驟取消脫硫變，對高壓廠用變壓器進行換型改造，廠用6kV母線擴充間隔。將6kV脫硫段連接至一段廠用6kV母線，轉移脫硫全部負荷至6kV廠用，其中一臺漿液循環泵接至另一段廠用6kV母線；或在漿液循環泵位置將原
20、有脫硫6kV母線分開，脫硫6kV母線改為分段母線方式，兩段廠用各帶一段，每段均有漿液循環泵。考慮脫銷將引起引風機擴容，按增壓風機同引風機合一及新增部分脫硫和脫銷負荷初步估算，單臺高廠變容量須從原來40000kVA增容至60000kVA方能滿足所需，高廠變分支斷路器可能也需更換。原100%啟備變不做改動，變為66.6%啟備變，廠用電發生切換時通過同時自動切除部分負荷確保電機自啟動成功。4.2.3、主設備及材料費用：設備名稱型號參數所需費用估算（萬元）備注高壓廠用變60000kVA組別：D，d0600保護裝置換型50新增兩臺開關及動力電纜50如高廠變分支斷路器需更換增加20萬土建及設計費用50合計
21、750通過以上匯總，兩臺機脫硫煙氣旁路擋板封堵后進行高廠變擴容改造所需的費用共計750*2=1500萬元5.結論通過綜合分析，在限制電泵啟動等方式的情況下，對廠用6kV及脫硫6kV的負荷進行再分配，可以在盡量少的資金下，確保脫硫煙氣旁路封堵后的脫硫系統電源供給，給機組的穩定運行提供了很好的保障，但此時不能完全保證機組全部負荷均可啟動，需對方式做限制，引入新的安全風險，不能滿足復合故障的要求（如脫硫變出線故障同時一臺汽泵跳閘，此時機組必須快減負荷，脫硫變出線故障同時跳兩臺汽泵則可能需緊急停機或在快減負荷同時切除電泵同段母線的循泵、引風機、磨煤機后啟電泵）;而更換高廠變無新增安全風險，但投資巨大，綜合考慮推薦按方案二進行脫硫電源的改造。
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