石灰石—石膏濕法脫硫工程柴油發(fā)電機(jī)組容量選擇

薄海濤

[摘 要]介紹石灰石-石膏濕法脫硫的柴油發(fā)電機(jī)組容量選擇計(jì)算，結(jié)合本公司的脫硫工程進(jìn)行了實(shí)例計(jì)算。

[關(guān)鍵詞]石灰石-石膏法脫硫；柴油發(fā)電機(jī)

[中圖分類號(hào)]X701.3 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]A

隨著火力發(fā)電廠旁路擋板門的取消，脫硫裝置的安全與主機(jī)有著同等重要的位置，脫硫的運(yùn)行安全直接影響主機(jī)的安全。脫硫保安段對(duì)電源的要求是獨(dú)立性，即電源不應(yīng)受電網(wǎng)故障的影響。在正常運(yùn)行時(shí)，可以由本機(jī)組的低壓廠用變壓器供電。失去廠用電后，可采用快速起動(dòng)的柴油發(fā)電機(jī)組供電。一般有20s左右的停電時(shí)間。必須注意，脫硫島保安段的重要設(shè)備僅限于脫硫島交流電源突然失電后，為了使機(jī)組能夠安全停下來，不能損害設(shè)備，并且能夠快速的起動(dòng)并恢復(fù)供電的負(fù)荷。我公司于2005年進(jìn)入國內(nèi)脫硫工程總包領(lǐng)域，脫硫技術(shù)上以石灰石-石膏濕法為主，迄今為止共實(shí)施了50個(gè)項(xiàng)目。在脫硫工程的實(shí)施過程中，積累了一些柴油發(fā)電機(jī)組容量計(jì)算的經(jīng)驗(yàn)。

1 脫硫島中柴油發(fā)電機(jī)組的作用

為保證脫硫系統(tǒng)的安全運(yùn)行，脫硫島內(nèi)吸收塔攪拌器、濕式球磨機(jī)油站、除霧器沖洗水泵、石灰石漿液箱攪拌器、工業(yè)水泵、熱控系統(tǒng)儀表、工業(yè)電視、DCS系統(tǒng)、火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)、脫硫島電梯等均要求脫硫保安MCC段能提供可靠的供電。

脫硫事故保安段留有20%的備用回路。如果主廠房不提供保安電源，則脫硫島內(nèi)每兩臺(tái)機(jī)組設(shè)置一套柴油發(fā)電機(jī)組給脫硫島保安段供電，具體根據(jù)招標(biāo)文件要求。脫硫保安MCC段平時(shí)主要靠脫硫PC段提供電源，當(dāng)脫硫PC段斷電后則自動(dòng)切換到柴油機(jī)組供電。

2 柴油發(fā)電機(jī)組型式及容量選擇

（1）柴油發(fā)電機(jī)首先應(yīng)該采用迅速自啟動(dòng)型并且應(yīng)急，掉電后首次自啟動(dòng)并且可以恢復(fù)用電的時(shí)間大約需要15秒到20秒；柴發(fā)機(jī)組應(yīng)該可以實(shí)現(xiàn)自啟動(dòng)進(jìn)行工作并可以最大連續(xù)不斷自啟動(dòng)三次能夠成功運(yùn)行的性能指標(biāo)；柴發(fā)機(jī)組應(yīng)該運(yùn)用快速和渦輪增壓型的廢氣型；柴發(fā)機(jī)的啟動(dòng)方式應(yīng)該運(yùn)用電動(dòng)啟動(dòng)型；柴發(fā)的冷卻方式應(yīng)該運(yùn)用閉式循環(huán)水冷卻方式；柴發(fā)應(yīng)該運(yùn)用迅速反應(yīng)的勵(lì)磁系統(tǒng)型；發(fā)電機(jī)組的接線方式應(yīng)該運(yùn)用星形接線，中性點(diǎn)可以引出來；柴發(fā)機(jī)組的容量的計(jì)算公式，應(yīng)該運(yùn)用換算系數(shù)方式。保安負(fù)荷主要為：工藝水泵：45kW工業(yè)水泵：18.5kW事故照明：0.5kW UPS電源：20kW電梯：5kW熱控儀表電源：10kW 上述合計(jì)為99kW。

（2）計(jì)算負(fù)荷：Sc=K∑P=0.8*99.00kW=79.2kVA； Sc為計(jì)算負(fù)荷，K為換算系數(shù)（取0.8），P，是單個(gè)工作機(jī)組事故停運(yùn)的時(shí)候，可能同時(shí)工作的脫硫保安設(shè)備（包括轉(zhuǎn)動(dòng)和停止負(fù)荷）的額定功率總和。Pc=ScCOS?=79.2kVA*0.86=68.11kW；Pc為計(jì)算負(fù)荷的有功功率，COS?為計(jì)算負(fù)荷的功率因素（取0.86）。

（3）發(fā)電機(jī)組容量計(jì)算；發(fā)電設(shè)備同時(shí)輸出容量必須大于最大計(jì)算負(fù)荷功率：SE≥NSC =2*79.2kVA=158.40kVA；SE為發(fā)電機(jī)的額定容量，N是單個(gè)單元配置一臺(tái)柴油發(fā)電機(jī)組時(shí)候N=1；二個(gè)單元配置一臺(tái)柴油發(fā)電機(jī)組時(shí)候N=2；由技術(shù)指標(biāo)比對(duì)來決定， SC為計(jì)算負(fù)荷。 發(fā)電機(jī)組帶動(dòng)負(fù)荷啟動(dòng)單臺(tái)最大功率的電機(jī)時(shí)后短時(shí)過載能力的校對(duì)： 發(fā)電機(jī)組在熱情況下，可以擔(dān)任1.5倍SE，時(shí)間約為15秒。 SE≥NSC+（1.25KQ-K）PDM/1.5=2*79.2kVA+（1.25*6-0.8）*45/1.5=306.60kVA；SE是發(fā)電機(jī)組的額定容量，N為每個(gè)單元配置單臺(tái)柴油發(fā)電機(jī)組時(shí)候N=1；二個(gè)單元配置單臺(tái)柴油發(fā)電機(jī)時(shí)候N=2；由技術(shù)經(jīng)濟(jì)相比來決定，SC為計(jì)算功率，KQ是最大電機(jī)的啟動(dòng)電流倍數(shù)（為6），K為換算系數(shù)（為0.8），PDM是最大電機(jī)的額定負(fù)荷（此處為45kW）。

（4）柴油機(jī)輸出功率的復(fù)核：連續(xù)1小時(shí)連續(xù)運(yùn)行情況下輸出功率的校對(duì)：設(shè)計(jì)時(shí)參考在整個(gè)電廠停電時(shí)間1小時(shí)內(nèi)，柴油發(fā)電機(jī)要可以承受最大保安設(shè)備的能力。柴油發(fā)電機(jī)1小時(shí)可以承受的負(fù)荷能力是1.1PX。PX≥αPc/1.1ηG=1.15*68.11kW/1.1*0.9=79.12kW；PX為實(shí)際輸出功率，PC為計(jì)算負(fù)荷的有功功率，α為柴油發(fā)電機(jī)組的功率，配合系數(shù)，取1.1，ηG為發(fā)電機(jī)的效率（取0.90）柴發(fā)電機(jī)首次的加載能力校對(duì)：制造廠家必須保證的柴發(fā)機(jī)組首次加載能力，不能小于額定功率的50%。因此，要求柴油發(fā)電機(jī)的實(shí)際輸出功率，不能夠小于2倍開始投運(yùn)的啟動(dòng)的有功功率。PX≥2.5KQ∑P〃EDCOS?Q=2.5*5.00*99.00kW*0.2=247.50kW；PX為實(shí)際輸出功率，KQ為起動(dòng)負(fù)荷的電流倍數(shù)（取5.00），∑P〃ED是開始投運(yùn)的保安類負(fù)荷額定功率總和，COS?Q是啟動(dòng)負(fù)荷功率因數(shù)（最好取0.4，本處取0.20）。根據(jù)上面的計(jì)算結(jié)果，應(yīng)該選擇柴油發(fā)電機(jī)的額定容量為250KW。

（5）最大電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)母線的電壓水平校對(duì)：最大電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)后，為了使保安MCC段母線的運(yùn)行設(shè)備很少有影響，能夠保證不小于額定電壓的75%最好。由于發(fā)電機(jī)組空載啟動(dòng)電機(jī)時(shí)所造成的母線電壓降比帶有負(fù)載啟動(dòng)時(shí)嚴(yán)重很多，為此用發(fā)電機(jī)組空載啟動(dòng)作為校對(duì)工況條件。電機(jī)啟動(dòng)時(shí)后的母線電壓用以下公式計(jì)算。UM=SE/SE+1.25KQPDMX'D=310/310+1.25*6.5*45*0.233=0.78；UM為電動(dòng)機(jī)正常起動(dòng)時(shí)的母線電壓，SE為發(fā)電機(jī)的額定容量，KQ為最大電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)電流倍數(shù)（取6.5），PDM為最大電動(dòng)機(jī)的額定功率（此處取45），X'D為發(fā)電機(jī)的暫態(tài)電抗（標(biāo)么值）（取0.233）

根據(jù)上述脫硫的實(shí)際計(jì)算，脫硫工程的保安MCC段一般選取柴油發(fā)電機(jī)容量為250kW給兩臺(tái)爐脫硫保安MCC段提供備用電源。

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