某厂660 MW 机组厂用电负荷优化分析

2019-11-30金俊杰高海松

科技与创新 2019年12期

关键词：厂用电油泵接线

金俊杰，高海松

（浙江浙能乐清发电有限责任公司，浙江乐清 325600）

厂用电是电厂生产过程中生产设备、附属设备、公用设备及办公照明等的消耗用电。在当今电力市场改革背景下，电厂厂用电设计不仅关系着安全生产，也与电厂综合成本控制目标的实现休戚相关。以下将从厂用电接线设计及运行方式两个方面的优化进行阐述。

1 接线方式优化

1.1 制粉系统电源分布优化

厂用电设计导则要求：对于200 MW及以上的机组，应保持各单元厂用电的独立性，减少单元之间的联系，以提高运行的安全可靠性。厂用电接线应按机炉分段运行设计，一般双套系统的设备的电源分开取接且如果为一用一备，工备之间应有连锁。

对四角切圆锅炉来说，由下到上共ABCDEF这6套制粉系统，为保证正常和异常情况下的燃烧稳定和运行调节处理，在电源挂接和运行方式的安排上加以优化。具体包括电源间隔取接，避免在单侧6 kV母线失电时造成全部上层或者全部下层制粉系统运行的状况；同时运行方式上合理分布，随时保证两段6 kV母线下的制粉系统运行套数均匀。优化磨煤机电源的分布结构，可将A、C、E挂6 kVA段，B、D、F挂6 kV B段，以防止在单侧6 kV母线失电时造成全部上层或者全部下层制粉系统运行的状况，同时可有效避免四磨运行时一段母线1磨一段3磨的运行方式，平衡母线负荷。同理优化给煤机电源的分布结构，A、C、E挂锅炉MCCA段，B、D、F挂锅炉MCC B段。优化磨煤机油泵电源的分布结构。A、C、E挂保安A段，B、D、F挂保安B段。此外，对给煤机控制电源进行改进，从原来自身动力电源上取用增加低电压穿越装置，消除由于动力电源短时失压引起控制电源短时失去造成给煤机停运的假象。这种负荷还有电除尘电场电源、空压机等大于两套的设备系统都如此。

1.2 自动切换系统电源时限配合优化

自动切换系统电源，通过相关试验，做好时限配合工作。保证恢复后能够自启动的设备在短时失电时不会引起相关联的后果。机组主要包括6 kV和保安段母线有自动切换装置，6 kV母线安装快切装置，通过试验表明在串联切换中没引起其他不正常情况。

曾发生过一起保安电源失压切换时间与空预器停运引起风机联锁跳闸时间不匹配，导致机组RB的事件。空预器因保安电源切换导致短时停运（保安段切换存在失压过程），在短时停运瞬间联跳了送引风机，后经改造，将空预器停运联跳本侧送引风机加5 s延时，以躲过保安电源切换时间，从而避免机组RB动作。

没有安装自动切换的系统，可优化其母线下的负荷分布，从而在机组带负荷运行时能够停其中的一段母线。对锅炉、汽机等系统的母线，双套设备应该没有问题，如果存在单一设备影响机组运行可以移到保安段中，估计这样的设备很少。对可能存在疑问的某些系统的控制电源，可在机组运行时进行停电试验。

1.3 岛接线优化

三类负荷的双套系统电源不能经过电源切换装置。由于前期往往为总包设计，电气专业设计时简单考虑只送电源，包括化学系统的水泵、机组的油泵等设备，同时运行时要合理安排它们的运行方式。

新上机组、一些系统的辅助设备的电源和控制及接线往往随主设备厂家设计，而设计院设计时只提供几路电源，而厂家的思路与公司是有区别的。公司要求相对更高，对系统安全连续运行的范围更大，要求辅助系统、设备能长期连续运行。而作为局部系统的设备，厂家设计是不考虑外部条件影响的，只考虑本身范围。这样导致现场有些系统运行和维护均不可靠，新系统刚刚投入运行就面临改造的局面。因此要求公司在建设和改造系统时，对辅助的设备同样要重视。而且由于机组在运行，不能彻底改造，导致这些不安全因素长时间存在。

以六大风机油站为例，初始接线形式为所有负荷（包括润滑油泵、液压油泵、加热器、风扇等）接于同一小母线下，母线设工作电源与备用电源进行自动切换，但由于自动切换可靠性不高，从而导致油站失电，风机跳闸，触发RB。现优化接线形式为油泵均为一对一接线，油泵一用一备，电源直接取自机组保安段大大提高了备用设备可靠性。

1.4 保安段系统接线调整

保安段设计的特点为负荷很多、逻辑设计过于复杂，为保证不停电切换和柴油发电机带载试验而增加了同期系统。因此给正常运行和维护操作带来一定的风险性，柴油发电机带载试验比较复杂且如果不成功影响会比较大。

首先要考虑的问题是保安段是保负荷还是保设备安全，如果要照顾到保负荷就比较庞大，同时与一次低压系统的接线有关。由于低压一次系统均不设自投功能，与负荷密切相关的、短时不能停电的设备，如空预器主、副电机、磨煤机、风机的油站等电源接到保安段上，即使这样保安段的自动切换功能也只有低电压切换，会存在短时失压过程，对大部分辅机机来讲，自动切换时可能还是要跳闸。

目前的保安段系统，如果将空预器的主电机、磨煤机的油站等电源改接至锅炉MCC上的话，不会影响负荷的安全性。如果锅炉MCC失电时，即使空预器的主马达电机、磨煤机的油站正常的话，机组也会由于给煤机等原因造成减负荷。而如果将上述负荷改接，同时将一些风机的油站的一路电源也改至锅炉MCC，那么保安段在正常运行时的负荷将比较小，只有UPS电源、直流电源、事故照明等一些可以短时停电的电源以及像汽机的油系统的油泵可以通过适当调整，承担短时停运的负荷，因而一段母线可以短时停运，进而同期系统也可以取消，由于负荷减少同时也可以考虑取消分段开关。

现保安段的工作、备用电源均取自锅炉段，如果将备用电源改取自公用段将使运行方式更加灵活，毕竟前者发生单机厂用电全停时只能靠柴油发电机供电，而后者可以通过公用段利用临机电源供保安段负荷，系统将更可靠。同时从设备的重要性来说，汽机系统相对来说更加重要，目前系统锅炉侧在分段前，汽机侧在分段后就不合理，因此交换更合理。本机6 kV全停的话，保安段将只有柴油机带。通过增加两台机组柴油发电机出口联络开关，可提高保安电源可靠性，因为4台柴油机同时保证正常难度比较大。