石灰石—石膏湿法脱硫工程柴油发电机组容量选择

薄海涛

[摘 要]介绍石灰石-石膏湿法脱硫的柴油发电机组容量选择计算，结合本公司的脱硫工程进行了实例计算。

[关键词]石灰石-石膏法脱硫；柴油发电机

[中图分类号]X701.3 [文献标识码]A

随着火力发电厂旁路挡板门的取消，脱硫装置的安全与主机有着同等重要的位置，脱硫的运行安全直接影响主机的安全。脱硫保安段对电源的要求是独立性，即电源不应受电网故障的影响。在正常运行时，可以由本机组的低压厂用变压器供电。失去厂用电后，可采用快速起动的柴油发电机组供电。一般有20s左右的停电时间。必须注意，脱硫岛保安段的重要设备仅限于脱硫岛交流电源突然失电后，为了使机组能够安全停下来，不能损害设备，并且能够快速的起动并恢复供电的负荷。我公司于2005年进入国内脱硫工程总包领域，脱硫技术上以石灰石-石膏湿法为主，迄今为止共实施了50个项目。在脱硫工程的实施过程中，积累了一些柴油发电机组容量计算的经验。

1 脱硫岛中柴油发电机组的作用

为保证脱硫系统的安全运行，脱硫岛内吸收塔搅拌器、湿式球磨机油站、除雾器冲洗水泵、石灰石浆液箱搅拌器、工业水泵、热控系统仪表、工业电视、DCS系统、火灾报警系统、脱硫岛电梯等均要求脱硫保安MCC段能提供可靠的供电。

脱硫事故保安段留有20%的备用回路。如果主厂房不提供保安电源，则脱硫岛内每两台机组设置一套柴油发电机组给脱硫岛保安段供电，具体根据招标文件要求。脱硫保安MCC段平时主要靠脱硫PC段提供电源，当脱硫PC段断电后则自动切换到柴油机组供电。

2 柴油发电机组型式及容量选择

（1）柴油发电机首先应该采用迅速自启动型并且应急，掉电后首次自启动并且可以恢复用电的时间大约需要15秒到20秒；柴发机组应该可以实现自启动进行工作并可以最大连续不断自启动三次能够成功运行的性能指标；柴发机组应该运用快速和涡轮增压型的废气型；柴发机的启动方式应该运用电动启动型；柴发的冷却方式应该运用闭式循环水冷却方式；柴发应该运用迅速反应的励磁系统型；发电机组的接线方式应该运用星形接线，中性点可以引出来；柴发机组的容量的计算公式，应该运用换算系数方式。保安负荷主要为：工藝水泵：45kW工业水泵：18.5kW事故照明：0.5kW UPS电源：20kW电梯：5kW热控仪表电源：10kW 上述合计为99kW。

（2）计算负荷：Sc=K∑P=0.8*99.00kW=79.2kVA； Sc为计算负荷，K为换算系数（取0.8），P，是单个工作机组事故停运的时候，可能同时工作的脱硫保安设备（包括转动和停止负荷）的额定功率总和。Pc=ScCOS?=79.2kVA*0.86=68.11kW；Pc为计算负荷的有功功率，COS?为计算负荷的功率因素（取0.86）。

（3）发电机组容量计算；发电设备同时输出容量必须大于最大计算负荷功率：SE≥NSC =2*79.2kVA=158.40kVA；SE为发电机的额定容量，N是单个单元配置一台柴油发电机组时候N=1；二个单元配置一台柴油发电机组时候N=2；由技术指标比对来决定， SC为计算负荷。 发电机组带动负荷启动单台最大功率的电机时后短时过载能力的校对： 发电机组在热情况下，可以担任1.5倍SE，时间约为15秒。 SE≥NSC+（1.25KQ-K）PDM/1.5=2*79.2kVA+（1.25*6-0.8）*45/1.5=306.60kVA；SE是发电机组的额定容量，N为每个单元配置单台柴油发电机组时候N=1；二个单元配置单台柴油发电机时候N=2；由技术经济相比来决定，SC为计算功率，KQ是最大电机的启动电流倍数（为6），K为换算系数（为0.8），PDM是最大电机的额定负荷（此处为45kW）。

（4）柴油机输出功率的复核：连续1小时连续运行情况下输出功率的校对：设计时参考在整个电厂停电时间1小时内，柴油发电机要可以承受最大保安设备的能力。柴油发电机1小时可以承受的负荷能力是1.1PX。PX≥αPc/1.1ηG=1.15*68.11kW/1.1*0.9=79.12kW；PX为实际输出功率，PC为计算负荷的有功功率，α为柴油发电机组的功率，配合系数，取1.1，ηG为发电机的效率（取0.90）柴发电机首次的加载能力校对：制造厂家必须保证的柴发机组首次加载能力，不能小于额定功率的50%。因此，要求柴油发电机的实际输出功率，不能够小于2倍開始投运的启动的有功功率。PX≥2.5KQ∑P〃EDCOS?Q=2.5*5.00*99.00kW*0.2=247.50kW；PX为实际输出功率，KQ为起动负荷的电流倍数（取5.00），∑P〃ED是开始投运的保安类负荷额定功率总和，COS?Q是启动负荷功率因数（最好取0.4，本处取0.20）。根据上面的计算结果，应该选择柴油发电机的额定容量为250KW。

（5）最大电动机启动时母线的电压水平校对：最大电动机启动时后，为了使保安MCC段母线的运行设备很少有影响，能够保证不小于额定电压的75%最好。由于发电机组空载启动电机时所造成的母线电压降比带有负载启动时严重很多，为此用发电机组空载启动作为校对工况条件。电机启动时后的母线电压用以下公式计算。UM=SE/SE+1.25KQPDMX'D=310/310+1.25*6.5*45*0.233=0.78；UM为电动机正常起动时的母线电压，SE为发电机的额定容量，KQ为最大电动机的起动电流倍数（取6.5），PDM为最大电动机的额定功率（此处取45），X'D为发电机的暂态电抗（标么值）（取0.233）

根据上述脱硫的实际计算，脱硫工程的保安MCC段一般选取柴油发电机容量为250kW给两台炉脱硫保安MCC段提供备用电源。

[参考文献]

[1] 温武斌，魏书洲.石灰石/石膏湿法脱硫系统单耗分析及节能方向[J].电力科技与环保，2011（03）.

[2] 靳卫华，李志鹏，秦武.电厂烟气脱硫系统中泵的应用与发展研究[J].电站系统工程，2007（06）.

[3]庄力，焦广山.汉川电厂一、二期脱硫技术的选择探讨[J].湖北电力，2008（S1）.