火電廠脫硫裝置高壓供電方式的研究

趙朝陽

(浙江浙能嘉華發電有限公司 生產工程部,浙江 嘉興314201)

火電廠脫硫裝置高壓供電方式的研究

趙朝陽

(浙江浙能嘉華發電有限公司 生產工程部,浙江 嘉興314201)

以嘉興電廠二期 (4×600 MW)的煙氣脫硫技改工程為例,分析了基于脫硫負荷和廠用電負荷所提出的高壓引接電源方案,對高廠變的實際真正余量提出了自己的見解,并從建設角度總結了在工程實施中的難點及注意事項。所做分析對于處理同類問題具有一定的實用參考價值。

脫硫裝置;負荷計算;高壓電源;供電方式

0 引 言

600 MW機組作為目前電網的主力發電機組,其排出的煙氣中含硫量大,對環境污染嚴重,加裝脫硫裝置已經成為其重要的環保措施。新建火電機組中,脫硫裝置已經和主體工程實現了 “三同時”(同步設計、同步施工、同步投產),也對未增設脫硫設施的火電機組實施了脫硫改造工程,以期控制污染物總量,實現達標排放。

脫硫裝置作為電廠的一個相對獨立的工藝輔助車間,在改造中高壓供電有其特有的方式,本文結合嘉興電廠 2期4臺 600 MW火電機組 (編號為 3號、4號、5號、6號)的脫硫改造工程,對其高壓電源引接方案進行了分析,總結了工程實施中的難點和注意事項。

1 脫硫系統高壓電源的引接方案

對于脫硫改造工程高壓電源的引接原則是確保系統安全可靠性和經濟使用性,兼顧運行方便等。

高壓電源的引接方式,從 《火力發電廠煙氣脫硫設計技術規程》10.1.3.4和 10.1.5規定中可以看出[1,2],對于高壓電源的引接方式關鍵在對于脫硫負荷和廠用電負荷的計算,以確定高壓廠變的余量。

2 脫硫負荷的估算

該電廠脫硫系統采用成熟的石灰石—石膏脫硫工藝,不上 GGH,同時配套建設一個磨石粉車間 (為500 MW容量的電廠脫硫設施供應石灰石粉),其用電負荷與脫硫裝置一并考慮。根據工藝流程,可知脫硫系統主要的高壓負荷有增壓風機、漿液循環泵、氧化風機、低壓脫硫變以及真空泵等,依據 《火力發電廠廠用電設計規定》中的負荷估算方法,脫硫負荷估算如表 1。

表 1 600 MW機組脫硫負荷計算表Tab.1 Desulfrization load estimation of 600 MWunit

由表 1可知,各臺機組的脫硫負荷為8 600 kVA左右,同時磨石粉車間的負荷估算為4 000 kVA。

3 廠用電負荷的計算分析

該廠每臺機組各設 A、B兩臺高壓廠變,每臺高廠變額定容量分別為34 000 kVA。3,4號機組合用高壓起備變 34號A,34號 B;5,6號機組合用高壓起備變 56號 A、56號 B,每臺高壓起備變容量分別為40 000 kVA。

同樣根據 《火力發電廠廠用電系統設計規定》中規定的負荷計算方法對廠用電負荷進行了計算,如表 2(第 2列 )。

表 2 4臺機組廠用電負荷表Tab.2 Auxiliary load statistics of the four units

分析表 2中6 kV廠用工作 3A段、5A段負荷已超過34 000 kVA。這主要因為計算上6 kV 3A和5A段上分別統計了公用輸煤負荷 (約11 000 kVA);由于6 kV輸煤兩段電源分別由6 kV廠用工作 3A段、6 kV廠用工作 5A段引接,兩段母線間設聯絡開關。正常運行時聯絡開關在分閘狀態,當6 kV輸煤兩段其中一個電源正常或故障停電時,聯絡開關將自動投入,全廠 4臺機組輸煤系統由一臺廠變供電,這種方式主要出現在一臺機組大修時,6 kV廠用工作 3A(5A)其中一段母線檢修;或者在6 kV廠用工作段母線故障、主廠房至輸煤配電間電纜故障、開關故障等特殊的情況下。

4 增設高壓脫硫變的思考

在脫硫工程可研和初設階段,設計方和業主方最大的爭執來自對高壓脫硫變的增設與否的問題上。一方面,設計方根據 《火力發電廠廠用電設計技術規定》中負荷計算的方法,認為 3號和5號機組需要增設一臺高壓脫硫變,以滿足脫硫系統用電需求。而業主方根據機組高壓廠變的實際負荷率較低 (表 2第 3列、4列)這一事實,認為廠變余量較大,可以滿足脫硫系統的用電需求,無需增設新的高壓脫硫變。

這其中主要分歧點在于：業主方和設計方所占的角度不同,業主方在統計高廠變的用電量之后計算廠變負荷率,是一種 “平均化”的方法;機組滿負荷運行狀態下是指機組在額定出力,但實際很多輔機并不在最大出力狀態;設計方采用了最大運行方式來進行廠用電負荷計算,而最大運行方式是指機組在諸如大修、故障等特殊情況下的運行方式。業主方在機組帶滿負荷出力時統計實際高壓廠用負荷,并對每月的廠變實際負荷率進行統計,這是 “平時狀態”,而設計方采用的是 “極端狀態”,兩者之間的差異較大。

基于該電廠基建時采用了 “異地脫硫”政策及預留場地、未預留容量的實際情況,最后業主方采納了設計方推薦方案,即 3號和 5號機組增設高壓脫硫變,而其備用電源則利用機組的高壓啟備變作為備用;4號和6號機組直接從廠用母線A/B段進行搭接,其中考慮到電動給水泵的啟動設置,將 B段作為工作段引接,A段作為備用段。3,5號機組增設高壓脫硫變示意圖如圖 1所示。

圖1 增設高壓脫硫變示意圖Fig.1 Setting of high voltage desulfurization transformer

對于判斷高廠變的實際真正余量,有以下幾點值得思考和商榷：

(1)文獻[1]中 5.1.1條規定,廠用負荷計算時 “應按照機組的輔機可能出現的最大運行方式進行計算”。但此處的輔機最大運行方式是一種極端的運行條件,其出現可能性很小。實際機組運行中,完全可以通過調整運行方式或采取相應措施來加以避免。

(2)該規定中明確負荷計算方法適用于新建電廠和擴建機組的負荷統計,但對于已建電廠的改造工程是否可以區別對待則沒有明確說明。事實上,在新建電廠的低壓負荷估算中大都容量偏大,導致低壓廠變的容量選擇偏大。對于改造工程,因為其系統已經運行一段時間,輔機的真正運行特性也更加明確,此時按照實際的用電負荷進行統計可能更為真實準確。

5 改造中的難點及注意事項

(1)增設高壓脫硫變,需要在發電機出口封閉母線處 T接,二次保護中差動范圍擴大,在改造中,應注意核對 CT的變比,仔細查看原來差動保護的配置以及相應的壓板、接點是否夠用,因為涉及到發變組系統,建議選擇與原有系統品牌一致的產品。

(2)考慮到 A列外設備排列擁擠,空間有限,對于高壓脫硫變的低壓出線如繼續采用封閉母線形式,則施工的難度比較大。建議采用澆注母線。該型式母線防水防潮,占用空間小,施工方便,值得注意的是應注意其耐壓值和離相封閉母線不同,電氣試驗中需要區別對待。

(3)因為脫硫裝置位于爐后,距離主廠房較遠,所以脫硫系統宜設置電源開關和進線開關,同時增加快切裝置,快切裝置的啟動條件為電纜的差動保護。

(4)按照制造廠的標準配置,6 kV開關一般設有接地刀閘。由于脫硫電源開關 (機組6 kV出線開關)和進線開關相距很遠,進線開關柜內配置的電纜側接地刀閘在實際運行時非常容易發生帶此接地刀閘又合上一級電源開關的嚴重事故。因此必須取消脫硫進線開關柜內接地刀閘,徹底杜絕運行操作事故。

(5)需要考慮并計算脫硫電動機反饋對主廠房高壓開關柜動熱穩定性的影響并采用不同措施。

(6)在主廠房柴油發電機容量滿足要求的前期下,脫硫系統中的一些特殊負荷 (如旁路擋板、攪拌器、沖洗水泵等)應將其保安電源接至主廠房保安段上,提高其可靠性。

6 結束語

準確核算高壓廠變的實際余量是已建電廠加裝脫硫系統的關鍵所在,現有規程中對這種情形下的負荷計算沒有明確說明,應在實際廠用電的統計基礎上核實廠用電負荷,選擇更適合本廠自身實際情況的方案。

[1]DL/T 5153-2002,火力發電廠廠用電設計技術規定[S].

[2]DL/T 5196-2004,火力發電廠煙氣脫硫設計技術規程[S].

Research of High Voltage Supply Mode for Desulfurization Unit of Pow er Plant

Zhao Chaoyang
(Zhejiang Energy Jiahua Power Generation Co.,Ltd.,Jiaxing 314201,China)

By taking the flue gas desulfurization projectof Jiaxing Power Plant phaseⅡ (4＊600 MW)as an example,the paper analyzes the high-voltage power tapping form based on the estimation of desulfrization load and auxiliary power load.Own viewpoint was produced according to the actualmargin of auxiliary power transformer,some difficulties and attentions in engineering implementation were summarized from the view of construction.The article has some practical reference value for dealing with the same questions.

gas desulfurization;load estimation;high-voltage power;supplymode

2010-05-07。

趙朝陽 (1977-),男,工程師,從事火力發電廠技術管理工作,E-mail：cumtzcy@126.com。

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