火电厂脱硫装置高压供电方式的研究

赵朝阳

(浙江浙能嘉华发电有限公司 生产工程部,浙江 嘉兴314201)

火电厂脱硫装置高压供电方式的研究

赵朝阳

(浙江浙能嘉华发电有限公司 生产工程部,浙江 嘉兴314201)

以嘉兴电厂二期 (4×600 MW)的烟气脱硫技改工程为例,分析了基于脱硫负荷和厂用电负荷所提出的高压引接电源方案,对高厂变的实际真正余量提出了自己的见解,并从建设角度总结了在工程实施中的难点及注意事项。所做分析对于处理同类问题具有一定的实用参考价值。

脱硫装置;负荷计算;高压电源;供电方式

0 引 言

600 MW机组作为目前电网的主力发电机组,其排出的烟气中含硫量大,对环境污染严重,加装脱硫装置已经成为其重要的环保措施。新建火电机组中,脱硫装置已经和主体工程实现了 “三同时”(同步设计、同步施工、同步投产),也对未增设脱硫设施的火电机组实施了脱硫改造工程,以期控制污染物总量,实现达标排放。

脱硫装置作为电厂的一个相对独立的工艺辅助车间,在改造中高压供电有其特有的方式,本文结合嘉兴电厂 2期4台 600 MW火电机组 (编号为 3号、4号、5号、6号)的脱硫改造工程,对其高压电源引接方案进行了分析,总结了工程实施中的难点和注意事项。

1 脱硫系统高压电源的引接方案

对于脱硫改造工程高压电源的引接原则是确保系统安全可靠性和经济使用性,兼顾运行方便等。

高压电源的引接方式,从 《火力发电厂烟气脱硫设计技术规程》10.1.3.4和 10.1.5规定中可以看出[1,2],对于高压电源的引接方式关键在对于脱硫负荷和厂用电负荷的计算,以确定高压厂变的余量。

2 脱硫负荷的估算

该电厂脱硫系统采用成熟的石灰石—石膏脱硫工艺,不上 GGH,同时配套建设一个磨石粉车间 (为500 MW容量的电厂脱硫设施供应石灰石粉),其用电负荷与脱硫装置一并考虑。根据工艺流程,可知脱硫系统主要的高压负荷有增压风机、浆液循环泵、氧化风机、低压脱硫变以及真空泵等,依据 《火力发电厂厂用电设计规定》中的负荷估算方法,脱硫负荷估算如表 1。

表 1 600 MW机组脱硫负荷计算表Tab.1 Desulfrization load estimation of 600 MWunit

由表 1可知,各台机组的脱硫负荷为8 600 kVA左右,同时磨石粉车间的负荷估算为4 000 kVA。

3 厂用电负荷的计算分析

该厂每台机组各设 A、B两台高压厂变,每台高厂变额定容量分别为34 000 kVA。3,4号机组合用高压起备变 34号A,34号 B;5,6号机组合用高压起备变 56号 A、56号 B,每台高压起备变容量分别为40 000 kVA。

同样根据 《火力发电厂厂用电系统设计规定》中规定的负荷计算方法对厂用电负荷进行了计算,如表 2(第 2列 )。

表 2 4台机组厂用电负荷表Tab.2 Auxiliary load statistics of the four units

分析表 2中6 kV厂用工作 3A段、5A段负荷已超过34 000 kVA。这主要因为计算上6 kV 3A和5A段上分别统计了公用输煤负荷 (约11 000 kVA);由于6 kV输煤两段电源分别由6 kV厂用工作 3A段、6 kV厂用工作 5A段引接,两段母线间设联络开关。正常运行时联络开关在分闸状态,当6 kV输煤两段其中一个电源正常或故障停电时,联络开关将自动投入,全厂 4台机组输煤系统由一台厂变供电,这种方式主要出现在一台机组大修时,6 kV厂用工作 3A(5A)其中一段母线检修;或者在6 kV厂用工作段母线故障、主厂房至输煤配电间电缆故障、开关故障等特殊的情况下。

4 增设高压脱硫变的思考

在脱硫工程可研和初设阶段,设计方和业主方最大的争执来自对高压脱硫变的增设与否的问题上。一方面,设计方根据 《火力发电厂厂用电设计技术规定》中负荷计算的方法,认为 3号和5号机组需要增设一台高压脱硫变,以满足脱硫系统用电需求。而业主方根据机组高压厂变的实际负荷率较低 (表 2第 3列、4列)这一事实,认为厂变余量较大,可以满足脱硫系统的用电需求,无需增设新的高压脱硫变。

这其中主要分歧点在于：业主方和设计方所占的角度不同,业主方在统计高厂变的用电量之后计算厂变负荷率,是一种 “平均化”的方法;机组满负荷运行状态下是指机组在额定出力,但实际很多辅机并不在最大出力状态;设计方采用了最大运行方式来进行厂用电负荷计算,而最大运行方式是指机组在诸如大修、故障等特殊情况下的运行方式。业主方在机组带满负荷出力时统计实际高压厂用负荷,并对每月的厂变实际负荷率进行统计,这是 “平时状态”,而设计方采用的是 “极端状态”,两者之间的差异较大。

基于该电厂基建时采用了 “异地脱硫”政策及预留场地、未预留容量的实际情况,最后业主方采纳了设计方推荐方案,即 3号和 5号机组增设高压脱硫变,而其备用电源则利用机组的高压启备变作为备用;4号和6号机组直接从厂用母线A/B段进行搭接,其中考虑到电动给水泵的启动设置,将 B段作为工作段引接,A段作为备用段。3,5号机组增设高压脱硫变示意图如图 1所示。

图1 增设高压脱硫变示意图Fig.1 Setting of high voltage desulfurization transformer

对于判断高厂变的实际真正余量,有以下几点值得思考和商榷：

(1)文献[1]中 5.1.1条规定,厂用负荷计算时 “应按照机组的辅机可能出现的最大运行方式进行计算”。但此处的辅机最大运行方式是一种极端的运行条件,其出现可能性很小。实际机组运行中,完全可以通过调整运行方式或采取相应措施来加以避免。

(2)该规定中明确负荷计算方法适用于新建电厂和扩建机组的负荷统计,但对于已建电厂的改造工程是否可以区别对待则没有明确说明。事实上,在新建电厂的低压负荷估算中大都容量偏大,导致低压厂变的容量选择偏大。对于改造工程,因为其系统已经运行一段时间,辅机的真正运行特性也更加明确,此时按照实际的用电负荷进行统计可能更为真实准确。

5 改造中的难点及注意事项

(1)增设高压脱硫变,需要在发电机出口封闭母线处 T接,二次保护中差动范围扩大,在改造中,应注意核对 CT的变比,仔细查看原来差动保护的配置以及相应的压板、接点是否够用,因为涉及到发变组系统,建议选择与原有系统品牌一致的产品。

(2)考虑到 A列外设备排列拥挤,空间有限,对于高压脱硫变的低压出线如继续采用封闭母线形式,则施工的难度比较大。建议采用浇注母线。该型式母线防水防潮,占用空间小,施工方便,值得注意的是应注意其耐压值和离相封闭母线不同,电气试验中需要区别对待。

(3)因为脱硫装置位于炉后,距离主厂房较远,所以脱硫系统宜设置电源开关和进线开关,同时增加快切装置,快切装置的启动条件为电缆的差动保护。

(4)按照制造厂的标准配置,6 kV开关一般设有接地刀闸。由于脱硫电源开关 (机组6 kV出线开关)和进线开关相距很远,进线开关柜内配置的电缆侧接地刀闸在实际运行时非常容易发生带此接地刀闸又合上一级电源开关的严重事故。因此必须取消脱硫进线开关柜内接地刀闸,彻底杜绝运行操作事故。

(5)需要考虑并计算脱硫电动机反馈对主厂房高压开关柜动热稳定性的影响并采用不同措施。

(6)在主厂房柴油发电机容量满足要求的前期下,脱硫系统中的一些特殊负荷 (如旁路挡板、搅拌器、冲洗水泵等)应将其保安电源接至主厂房保安段上,提高其可靠性。

6 结束语

准确核算高压厂变的实际余量是已建电厂加装脱硫系统的关键所在,现有规程中对这种情形下的负荷计算没有明确说明,应在实际厂用电的统计基础上核实厂用电负荷,选择更适合本厂自身实际情况的方案。

[1]DL/T 5153-2002,火力发电厂厂用电设计技术规定[S].

[2]DL/T 5196-2004,火力发电厂烟气脱硫设计技术规程[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。

赵朝阳 (1977-),男,工程师,从事火力发电厂技术管理工作,E-mail：cumtzcy@126.com。

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